科学家警告说昆虫对植物的破坏达到了前所未有的程度

科学家警告说昆虫对植物的破坏达到了前所未有的程度这片来自怀俄明州汉纳盆地的叶子化石，距今约5400万年，显示了昆虫的破坏。首席研究员，怀俄明大学博士毕业生LaurenAzevedo-Schmidt说："我们的工作弥合了那些使用化石来研究植物与昆虫在深层时间的相互作用的人和那些在现代背景下用新鲜叶子材料研究这种相互作用的人之间的差距。现代和化石记录之间昆虫损害的差异是惊人的"。阿泽维多-施密特与怀俄明大学植物学系和地质与地球物理学系教授埃伦-库拉诺以及加州大学戴维斯分校的助理教授艾米莉-梅内克一起进行了这项研究。劳伦-阿泽维多施密特在怀俄明州汉纳盆地的一个约有6000万年历史的矿床中寻找植物化石。她和其他研究人员将化石叶子与现代样本进行比较，发现今天的昆虫破坏率更高。在这项研究中，对晚白垩世至更新世时代（200万年前）带有昆虫捕食损伤的叶子化石进行了检查。然后由Azevedo-Schmidt将它们与从三个现代森林中收集的树叶进行比较。详细的研究考察了昆虫造成的不同类型的损害，发现与化石记录相比，最近的所有损害都明显增加。科学家们写道："我们的结果表明，尽管昆虫普遍减少，但现代的植物正经历着前所未有的昆虫破坏，"他们认为这种差异可以由人类活动来解释。尽管有必要进行更多的研究来确定昆虫对植物损害增加的确切原因，但科学家们说，气候变暖、城市化和入侵物种的引入可能产生了重大影响。研究人员写道："我们假设人类影响了现代森林中的（昆虫）损害频率和多样性，人类影响最大的是在工业革命后发生的。与这一假设相一致，2000年代初的标本馆标本比1900年代初收集的标本更有可能出现昆虫损害，这一模式与气候变暖有关。"但气候变化并不能完全解释昆虫损害的增加，他们总结说："这项研究表明，人类对植物与昆虫相互作用的影响强度并不仅仅受气候变化的控制，而是人类与陆地景观的互动方式。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334963.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334963.htm

科学家揭秘细菌物种间的相互作用与组织动态模式

科学家揭秘细菌物种间的相互作用与组织动态模式由于两种细菌物种之间的追逐相互作用，可以创建结构模式。在一个新模型中，马克斯·普朗克动力学与自组织研究所(MPI-DS)的科学家描述了个体层面的相互作用如何导致物种的自组织，他们的发现提供了对集体行为一般机制的见解。在最近的一项研究中，MPI-DS生命物质物理系的科学家开发了一个模型来描述细菌群体中的通讯途径。细菌通过感知环境中化学物质的浓度并调整其运动来表现出整体的组织模式。“我们模拟了两种细菌之间的非互惠相互作用，”第一作者YuDuan解释道。“这意味着物种A正在追逐物种B，而物种B的目标是排斥物种A。”研究人员发现，仅仅这种追逐和避免的相互作用就足以形成一种结构模式。生成的模式的类型取决于交互的强度。这补充了之前的一项研究，其中提出了一个模型，该模型还包括细菌的种内相互作用，以形成一种模式。根据两个物种A和B之间的追逐和避免相互作用，不同的自组织模式可以在全球层面上进化。图片来源：MPI-DS/LMP在这个新模型中，还包括细菌运动的影响，不需要粘附或对齐来形成包含数百万个体的复杂超级结构。“虽然细菌种群动态显示出整体秩序，但在个体细菌水平上情况并非如此。特别是，单个细菌似乎以无序的方式移动，其结构只有在更高的水平上才可见，这非常令人着迷。”MPI-DS生命物质物理系组长BenoîtMahault总结道。该模型还允许考虑两个以上的物种，增加可能的相互作用和新兴模式的数量。值得注意的是，它也不限于细菌，还可以应用于各种集体行为。其中包括光控微型游泳者、群居昆虫、动物群体和机器人群。因此，这项研究提供了关于在具有许多组件的网络中形成大规模结构的机制的一般见解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389173.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389173.htm

"进化之窗" - 数学家发现了分子相互作用的通用解释框架

"进化之窗"-数学家发现了分子相互作用的通用解释框架新发现的基本的分子级设计原则有助于将生物系统中的重要分子维持在狭窄的浓度范围内，从而促进了稳健性和生存。这项突破性的研究为理解稳健的完美适应（RPA）提供了一个通用的框架，并可能导致在解决诸如癌症耐药性、成瘾和自身免疫性疾病等个性化医学挑战方面的新方法。阿劳霍博士说："我们的研究考虑了一个被称为稳健完美适应（RPA）的过程，在这个过程中，从单个细胞到整个生物体，尽管不断受到系统干扰的轰击，但仍将重要分子保持在狭窄的浓度范围内。""直到现在，没有人有一个一般性的方法来解释这一重要过程是如何在分子水平上通过不同类型的分子（主要是蛋白质）之间巨大的、复杂的、经常是高度错综复杂的化学反应网络来协调的。我们现在已经解决了这个问题，发现了基本的分子水平设计原则，这些原则将所有形式的生物复杂性组织成促进稳健性的，并最终促进生存的化学反应结构。"研究人员发现生物系统中相互作用的分子集合不能简单地'传输'生化信号，而是必须实际对这些信号进行'计算'。"这些复杂的分子间相互作用必须实现一种特殊的调节类型，被称为整体控制--这是工程师们近一个世纪以来知道的设计策略。然而，自然界的信号网络有很大的不同，已经进化到依靠离散分子之间的物理相互作用。因此，自然界的'解决方案'是通过非凡的、高度复杂的相互作用集合来运作的，没有工程上专门设计的、整体计算的组件，而且往往没有反馈回路。我们的研究表明，分子网络结构使用了一种积分控制的形式，其中多个独立的积分，每个都有一个非常特殊和简单的结构，可以合作赋予特定分子适应的能力。""使用基于这一发现的代数算法，我们已经能够证明在生物学上重要的化学反应网络中存在嵌入式积分，其表现出的适应能力以前从未能用任何系统方法来解释。"Liotta教授说，对揭示整个自然界中生物系统的基本设计原则的探索被认为是生命科学中最重要和意义深远的大挑战之一。"在这项突破性的新研究的基础上，RPA目前作为一种关键的生物反应而独树一帜，现在对它存在一个普遍的解释框架。这是一个对任意大而复杂的网络施加严格和不可侵犯的设计标准的框架，也是一个现在能说明网络微观尺度上复杂的分子间相互作用的微妙之处。在实践层面上，这一发现可以提供一种全新的方法来解决个性化医学中的巨大挑战，如癌症耐药性、成瘾和自身免疫性疾病。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358523.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358523.htm

科学家揭示1.35亿年前植物-蚂蚁伙伴关系的起源

科学家揭示1.35亿年前植物-蚂蚁伙伴关系的起源一项新研究发现，大约在1.35亿年前，蕨类植物和开花植物同时进化出了蜜腺，这表明它们与蚂蚁之间的互惠关系也发生了平行进化，这对了解植物进化和物种间相互作用具有重要意义。资料来源：田纳西大学诺克斯维尔分校例如，有些植物设法招募蚂蚁保镖。它们在叶子上分泌含糖花蜜，吸引蚂蚁，然后这些领地意识很强、攻击性很强的蚂蚁雇佣兵就会在"它们的"植物上巡逻，蜇咬试图吃它的食草动物。这些关系在有花植物中都有详细记载，但在不开花的蕨类植物中也有发生。这对研究人员来说是个奇怪的消息，因为长期以来人们一直认为蕨类植物缺乏进行这种复杂的生物互动的蜜腺。UT生态学与进化生物学系助理教授雅各布-苏伊萨（JacobSuissa）与康奈尔大学的同事，包括蕨类植物专家李菲伟（Fay-WeiLi）和蚂蚁专家科里-莫罗（CorrieMoreau）合作，研究这种现象是如何在数千年间发展起来的。他们最近在《自然通讯》（NatureCommunications）上发表了关于这种物种间合作关系的进化时间表和潜在因素的研究成果。"这项工作的新内容有两个方面，"苏伊萨解释说。"首先，我们发现蜜腺--产生含糖花蜜以吸引蚂蚁保镖的结构--在蕨类植物和开花植物中的进化时间大致相同"。这发生在大约1.35亿年前，与白垩纪植物-动物联合体的兴起相吻合。苏伊萨说："考虑到这是蕨类植物进化史上非常晚的时期，距它们的起源已经过去了近2亿年，这个时间点非常壮观。但它在开花植物进化史上却非常早，几乎是在白垩纪开花植物起源之初。"第二个新元素是这一切是如何发生的。蕨类植物最初是陆生植物，生长在森林地面上。大约在6000万年前的新生代，它们发生了重大转变，成为附生植物或树栖植物，也就是说，他们在成长过程中学会了一些新习惯。苏伊萨说："我们发现，当蕨类植物离开森林地面，进入树冠，成为附生植物、攀援植物或树状蕨类植物时，它们利用了现有的蚂蚁与开花植物之间的相互作用，进化出了蜜腺。"这两种植物的生态和进化史呈现出一种奇特的动态。蕨类植物和开花植物是在4亿多年前从一个共同祖先分化而来的，但在蜜腺进化和蚂蚁-植物互利交换的同时，蕨类植物和开花植物也取得了长足进步。这表明，可能有一些'生命规则'支配着非花蜜腺和蚂蚁-植物互惠关系的进化。这项工作可以为生态、发育或基因组分析提供进化框架或背景，从而有助于未来的研究。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434953.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434953.htm

时空涟漪 - 科学家揭开引力波之间相互作用的秘密

时空涟漪-科学家揭开引力波之间相互作用的秘密当两个黑洞相撞时，其冲击力是如此之大，以至于我们在地球上都能探测到。这些天体是如此巨大，以至于它们的碰撞会在时空本身产生涟漪。科学家称这些涟漪为引力波。虽然爱因斯坦早在1916年就预言了引力波的概念，但物理学家直到2015年才在LIGO（激光干涉引力波天文台）上直接探测到引力波。现在，在能源部科学办公室和其他几个联邦机构的支持下，科学家们正在努力更好地理解这些引力波，以及它们能告诉我们有关黑洞的信息。除了威力巨大之外，这些碰撞还具有令人难以置信的复杂物理特性。为了准确，对它们的计算机模拟也必须非常复杂。模拟需要包括碰撞过程中的每一个步骤：黑洞相互螺旋上升、合并、变成一个扭曲的黑洞，然后沉降为一个单一的黑洞。这个过程非常复杂，科学家需要超级计算机来运行模拟。这张照片来自"模拟极端时空"（SimulatingeXtremeSpacetimes，简称SXS）合作项目利用超级计算机进行的模拟，照片中两个黑洞即将合并。当黑洞旋转在一起时，它们会在空间和时间上产生被称为引力波的涟漪。图片来源：SXSLensing/SimulatingeXtremeSpacetimesCollaboration然后，物理学家将这些模拟的数值数据与这一过程的模型进行比较。旧版本的模型显示引力波不会相互影响或相互作用。然而，科学家们怀疑这并不准确。试想一下，两个人相邻站在一个水池里制造引力波。如果每个人发出的波都非常小，那么这些波就有可能互不干扰。它们在相互影响之前就会消失。但是，如果两个人都在制造大波浪，波浪就会相互碰撞，产生新的波浪。科学家们知道碰撞会产生强烈的引力波，因此认为它们会相互影响--只是没有显示出来而已。来自加州理工学院（Caltech）、哥伦比亚大学、密西西比大学、康奈尔大学和马克斯-普朗克引力物理研究所的一个研究小组对这些数值输出进行了新的、更详细的分析。分析结果表明，引力波之间存在相互作用。每个波都会导致其他波发生轻微变化。相互作用产生了具有各自独立频率的新型波。这些新的波比原来的波更小、更混乱、更不可预测。通过在模型中加入这一特征，科学家们可以更准确地描述数值输出告诉他们的信息。LIGO利文斯顿实验室。资料来源：LIGO实验室在黑洞碰撞模型中加入这些相互作用将使模型更加精确。反过来，这些模型将帮助我们更好地解释真实世界的观测结果。模型越精确，对解读来自LIGO的数据就越有用。此外，更好的模型还能帮助科学家弄清广义相对论是否是解释黑洞实际情况的正确理论。虽然广义相对论--爱因斯坦提出的著名理论广泛地解释了引力如何影响时空，但这一理论在多大程度上适用于黑洞的奇特性质仍有待确定。黑洞碰撞距离地球和我们的日常生活遥远得难以想象。虽然我们无法亲身感受到引力波，但科学家们获得的数据和建立的模型每天都在扩展我们对这些不可思议现象的认识。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389973.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389973.htm

谷歌 DeepMind 发布 AlphaFold 3：可预测药物如何与蛋白质相互作用

谷歌DeepMind发布AlphaFold3：可预测药物如何与蛋白质相互作用谷歌DeepMind公司近日推出了AlphaFold3，通过预测所有生命分子是如何相互作用的，加速寻找新药和探索新的治疗方法，治疗癌症、帕金森氏症、疟疾、肺结核等疾病。AlphaFold3能够预测人体每个细胞分子的复杂形状，以及如何相互连接，以及其中最小的变化如何影响可能导致疾病的生物功能。AlphaFold3能够生成活细胞及其联合3D结构，预测数百万种组合的相互作用，准确率要比现有常规方法高50%，并且可以在几秒钟内生成通常需要数月或数年才能完成的预测。科学家和医学专家希望借助AlphaFold3，深入研究抗体和药物的相互作用，寻找更好的治疗方法。DeepMind创始人兼首席执行官DemisHassabis表示，该项目为研究人员提供了一套比较完整的“工具集”，不仅大幅提高研发新药物的速度，而且可以改变人类对生物世界的理解。来源，频道：@kejiqu群组：@kejiquchat