陨石撞击说成立？研究发现大陆形成和恐龙灭绝的关键证据

陨石撞击说成立？研究发现大陆形成和恐龙灭绝的关键证据北京时间8月11日消息，大陆最初形成于巨大陨石撞击的观点已经存在了几十年，但一直没有证据支持这一理论。澳大利亚科廷大学的一项研究提供了有力的证据，能够证明地球大陆的形成始于数十亿年前巨大陨石的撞击，并且可能导致了恐龙的灭绝。“西澳大利亚的皮尔巴拉克拉通是地球上保存最完好的古代地壳遗迹之一，通过检查该地区岩石中锆石矿物的微小晶体，我们发现了巨大陨石撞击的证据。”科廷大学地球与行星科学学院的蒂姆·约翰逊博士说。研究锆石晶体中氧同位素的组成，他们发现了一个“自上而下”的过程——氧从地表附近的岩石熔化开始，然后逐渐深入地下，这与巨型陨石撞击所造成的地质效应一致。“我们的研究提供了首个确凿的证据，表明最终形成大陆的过程始于巨大的陨石撞击，还导致了类似于恐龙灭绝等的发生。”约翰逊博士说。他还表示，了解地球大陆的形成和演化过程至关重要。“尤其重要的是，大陆拥有锂、锡和镍等关键金属，这些金属对于推动减缓气候变化所需的新兴绿色技术而言是必不可缺的。”研究团队计划后续在地球其他古代大陆地壳区域的岩石上测试这一发现，以验证其研究模型是否广泛适用。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303069.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303069.htm

中国科学家新研究：93万年前人类祖先差点灭绝

中国科学家新研究：93万年前人类祖先差点灭绝史前人口数量的变化，综合反映了该时期气候环境的变迁，因而通过群体遗传学的研究方法进行回溯，可以更深入地了解现代人类的形成。已有化石记录表明，最近100万年是人类进化的关键时期，但人类群体历史的研究多局限于最近的30~10万年内。虽然近年来古DNA测序技术迅猛发展，但由于炎热条件不利于DNA的保存，无法从30万年前非洲人类祖先化石中提取古DNA。因此，该研究通过群体遗传学新理论分析现代人群基因组，探索百万年前的群体历史。史前虽然没有文字记载群体数量，但有效群体大小会影响每个世代的溯祖率，也就是两个谱系在上一世代来自同一祖先的概率。因此，人类祖先曾在群体基因组中留下印记，反映当时的群体大小。群体历史越久远，留存至今的印记信号越微弱。为准确解读这些信号，进而准确估算百万年前人类群体历史，科研人员创建了群体遗传学和计算生物学新理论，快速极小时间溯祖FitCoal。遵循这一理论进行数学推导，该工作获得在任意群体模型下各突变类型（即突变频谱）对应溯祖树枝长期望值的解析解，并获得精确的似然值，即在群体历史条件下观察到样本突变频谱的概率。因此，无需事先获得群体历史的先验知识，FitCoal即可自动快速搜寻出极大似然值，从而估算群体历史，对古人类群体进行“人口普查”。研究人员通过设定群体历史模型（truemodel）并分析模拟产生的DNA多态数据，衡量估计群体历史的无偏性和95%置信区间，即可评判一个分析方法的准确程度。图1显示了两个群体历史模型的分析结果，可以看出FitCoal估计的群体历史不但是无偏的，而且其置信区间小于目前领域内常用的PSMC、StairwayPlot和SMC++三种方法。研究进一步通过大量的计算机模拟，分析不同条件下的群体历史，包括群体交融和自然选择。结果均表明FitCoal可以精准地估计百万年内的人类群体历史。基于FitCoal，研究进一步分析了来自千人基因组计划和HGDP-CEPH基因组计划产生的、共50个现代人类群体的基因组数据，首次发现了在距今93.0万年前，人类祖先由于早、中更新世过渡期的气候剧烈变化，在短期内丧失了约98.7%的成员个体，几乎灭绝。在长达11.7万年的时间里平均成年个体数仅为1,280，并从千人基因组和HGDP-CEPH两组独立数据获得这一群体大小的估值几乎完全一致，分别为1,270和1,300。考虑到群体数量的自然波动，这一平均估值代表了远古群体瓶颈期间最小群体数量的上限。研究采用HGDP-CEPH数据集的两个南部非洲群体作了进一步验证。虽然样本量仅为6个和8个个体，但FitCoal依然检测到远古群体瓶颈。对非洲群体样本重抽样的研究成果表明，仅需3个非洲个体的基因组，FitCoal即可检测到这一远古群体瓶颈，进一步表明计算生物学创新成就了这一发现。这一严重的远古群体瓶颈，恰好与非洲人类祖先化石的缺失环节、非洲直立人（Homoerectus）化石的消失、新的古人类物种（LCA）的形成、两条古人类2号染色体的融合阶段相对应（图2）。进一步，这说明早、中更新世过渡期严重的群体瓶颈对人类进化具有关键影响，可能决定了现代人类许多关键表型的形成。同时，这一远古时期群体数量的衰减，降低了65.85%现代人群的遗传多样性，对人类生命和健康产生了深远影响。该研究由营养与健康所、华东师范大学主导，联合意大利罗马大学、意大利佛罗伦萨大学和美国德克萨斯大学等共同完成。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划、美国国立卫生研究院、山东省自然科学基金、中国博士后科学基金、营养与健康所、华东师范大学及济南市市校融合发展战略工程项目的支持。论文链接图1. FitCoal、PSMC、StairwayPlot和SMC++估计的群体历史图2. 人类祖先在早、中更新世过渡期经历的严重群体瓶颈（图片右侧对应非洲古人类化石缺失环节和不同的化石分类、2号染色体的融合时间，其中LCA指现代人类、尼安德特人和丹尼索瓦人的共同祖先）...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381049.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381049.htm

冰河时代的幸存者：棕熊是如何战胜灭绝的？

冰河时代的幸存者：棕熊是如何战胜灭绝的？棕熊（Ursusarctos）是第四纪晚期巨型动物灭绝的幸存者之一。然而，尽管棕熊广泛分布于整个北冰洋地区，但其分布范围却大为缩小，在某些地理区域甚至已经灭绝。以前利用遗传数据进行的研究为了解棕熊的进化史提供了宝贵的资料。然而，大多数研究仅限于当代个体或线粒体DNA，从而限制了对现今之前种群过程的了解。研究人员在论文中展示了来自日本本州和西伯利亚东部的两只晚更新世棕熊的基因组数据，并将其与已发表的棕熊全北极分布区的当代和古代基因组数据相结合，研究棕熊种群之间的时空进化关系。通过纳入在目前分布范围之外采样的晚更新世和全新世个体的基因组数据，发现了当代种群中不存在的多样性。值得注意的是，虽然当代个体显示出地理结构上的种群，很可能是由距离隔离驱动的，但这种模式在不同地区的古代样本中有所不同。将古棕熊纳入分析为棕熊的进化史提供了新的视角，有助于理解在晚第四纪消失的棕熊种群和多样性。棕熊的生态适应性很强，饮食范围很广。虽然棕熊是肉食动物，但它们的食物也可以主要由植物组成，这使它们能够适应环境的变化。然而，棕熊在上一个冰河时期也经历了广泛的分布范围缩小和地区性灭绝。棕熊曾生活在包括爱尔兰、日本第一大岛本州和加拿大魁北克在内的更广阔的区域。某些地区熊种群数量的减少或消失，是因为熊离开了这些地方，去了它们目前仍然生活的更好的地方，还是具有独特基因的独特熊群栖息在这些地区并灭绝，导致物种整体多样性的丧失？丹麦哥本哈根大学和日本山梨大学的研究人员通过研究距今3800年至6万年前的古棕熊基因组（包括棕熊现分布区以外的几个个体），试图通过调查棕熊之间跨越时空的进化关系来解决这个问题。他们的研究表明，棕熊并没有简单地随着环境的变化而迁移，而是出现了种群灭绝。远古棕熊代表了当今棕熊种群所不具备的遗传多样性。虽然棕熊在全球大灭绝中幸存了下来，但它们的历史分布范围和遗传多样性却遭受了相当大的损失。这一新观点强调了棕熊历史上的一个关键时期，以及它们在上一个冰河时代期间和之后也面临着挑战。该研究的资深作者迈克尔-韦斯特伯里（MichaelWestbury）补充说："在我们继续努力应对人类与野生动物共存的挑战时，从深远的过去获得的洞察力对于塑造可持续的未来非常宝贵。尽管研究最近的标本可以提供一些见解，但通过纳入过去和某一物种不再存在的地区的样本，我们可以更好地量化当前多样性模式是如何产生的，并为预测它们如何应对未来的环境变化提供信息。"参考文献：TakahiroSegawa、AlbaRey-Iglesia、ElineD.Lorenzen和MichaelV.Westbury于2024年1月24日发表于《英国皇家学会会刊B》，题为"从过去和现在棕熊种群的基因组推断全北极棕熊种群的起源和多样化"（TheoriginsanddiversificationofHolarcticbrownbearpopulationsinferredfromgenomesofpastandpresentpopulations）。DOI:10.1098/rspb.2023.2411编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419049.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419049.htm

古生物学家揭示毛犀灭绝的新线索

古生物学家揭示毛犀灭绝的新线索毛犀牛曾广泛分布于欧亚大陆北部和中部，大约在1万年前灭绝。图片来源：MauricioAnton由阿德莱德大学和哥本哈根大学科学家领导的一个国际研究小组利用计算机建模得出了这一发现，揭开了一个千古之谜。领衔作者、阿德莱德大学环境研究所的达米安-福特汉姆（DamienFordham）副教授说："利用计算机模型、化石和古DNA，我们追溯了毛犀牛在欧亚大陆5.2万年的种群历史，其分辨率是以前认为不可能实现的。研究结果表明，从3万年前开始，气温下降和人类持续低度捕猎导致毛犀牛的分布向南收缩，在末次冰河时期末期，毛犀牛被困在一些孤立且迅速恶化的栖息地。随着地球解冻和气温升高，毛犀牛种群无法在欧亚大陆北部开辟的重要新栖息地定居，导致它们不稳定和崩溃，最终灭绝。"毛犀是巨型动物中的一个标志性物种，皮厚毛长，曾经在欧亚大陆北部和中部的猛犸象阶梯上漫步，大约在1万年前灭绝。相互矛盾的研究结果和对人类的影响最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的这一发现与之前的研究相矛盾，之前的研究发现人类在毛犀牛的灭绝中没有扮演任何角色--尽管这种动物在灭绝前的几万年里一直与人类共存。哥本哈根大学全球研究所的埃琳-洛伦森（ElineLorenzen）教授说："我们的分析所揭示的人口学反应的分辨率远远高于以往的基因研究。这使我们能够确定长毛犀牛与人类之间的重要互动关系，并记录这些互动关系在空间和时间上的变化。其中一种在很大程度上被忽视的互动是人类持续的低水平狩猎，可能是为了食物。"今天，人类也构成了类似的环境威胁。由于过度捕猎和人类改变土地用途，大型动物的种群已被挤到支离破碎和不理想的栖息地范围。在更新世晚期，有61种大型陆生食草动物（体重超过一吨）存活下来，其中只有8种现存于世。其中幸存的五个物种是犀牛。"我们的研究结果揭示了气候变化和人类活动是如何导致巨型动物灭绝的，"这项研究的共同作者、哥本哈根大学的大卫-诺格斯-布拉沃教授说。"这种认识对于制定保护战略以保护目前濒临灭绝的物种（如非洲和亚洲的脆弱犀牛）至关重要。通过研究过去的灭绝事件，我们可以为保护地球上仅存的大型动物提供宝贵的经验"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434230.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434230.htm

人类祖先曾只剩下1280个繁殖个体 咋没因近亲繁殖灭绝？

人类祖先曾只剩下1280个繁殖个体咋没因近亲繁殖灭绝？然而，智人（我们）的演化并非一帆风顺，我们的谱系在历史上有过多次灭绝危机。例如根据本周发表在《科学》杂志上的一项新研究发现，大约90万年前就可能发生过一次重大种群危机事件，当时人类祖先的人口锐减至只有1280只左右的繁殖个体，而且这次危机持续了11.7万年，在这段时间内人类祖先的种群数量一直处在极低水平。很多人可能会好奇，当时人口只剩下这么点点，怎么没有受到遗传多样性减少或者近亲繁殖的负面影响，从而走向灭绝呢？在回答这个问题前，我们先来了解一下为什么科学家会确定90万年前人类祖先只剩下了1280个繁殖个体。其实，科学家很早就发现，在更新世的这段时间内（90万年前后），与其他化石记录相比，人类祖先的化石数量非常少，但一直也没有找到好的相关解释。这次研究是通过基因组分析，确定人类祖先在这段危机时期经历了一次严重的人口瓶颈——当时根本没有多少个体能够有机会留下化石证据。研究人员使用了一种名为FitCoal的创新技术，与以往不同的是，这项技术并非依赖化石，而是利用3154个现代人的基因组序列来推断古代人类的基因多样性。结果表明，在90万至80万年前，人类祖先的遗传多样性显著下降，而遗传多样性的丧失只有一个可能原因，那就是人口比例锐减。通过公式计算远古祖先种群数量，图源：中国科学院然后，他们再用一个新公式，计算古代人口数量，结果表明在这段时间内，人类祖先的人口维持在1280人左右。该研究的研究人员还估算了在90万年前——也就是人口锐减之前的种群数量，大约维持在27000人左右。根据国际自然保护联盟（IUCN）的标准，物种只有1280个繁殖个体的话，它将被归入“濒危”和“极度濒危”之间。图源：Sciencee（AI翻译图片）你可能想知道，到底是什么让人类祖先突然变成了濒危物种呢？研究人员给出的解释是：极端的气候变化可能是主要原因。因为大约在同一时间，冰川事件导致气温剧烈波动，而这可能导致了严重的干旱事件，人类祖先赖以生存的食物——特别是动物资源因此灭绝，最终导致人口锐减至1280人左右。这段基因极度收缩的时期对人类谱系产生了深远的影响，据估计，由于这一关键的种群瓶颈，现代人类目前遗传多样性的大约65.85%可能已经丢失。那么，就像我们前面提到的，这么点点人口是怎么能存活下来的呢？缺少遗传多样性的它们又是如何应对持续11.7万年的恶劣条件呢？这么点点人难道不会因为近亲繁殖带来遗传病吗？关于人类祖先如何在极端环境下存活下来需要更多的证据才能知道，但关于为什么没有受到近亲繁殖的影响，答案还是比较明确的，那就是1200多个的繁殖个体还是比较充足的。澳洲的生态学家曾提出过一个模型，被称为50/500规则，也就是只要有50个繁殖个体就能避免近亲繁殖带来的危害，而只要500个繁殖个体就能消除遗传漂变（降低遗传多样性的因素）的影响。但是，这项研究并没有确定当时这些人都生活在哪里，如果是彼此远离的话，那么近亲繁殖的风险依然会很高。不过与很多人想得不一样，严重的近亲繁殖也不一定会使得一个物种灭绝，实际上在全球化的今天，有许多案例都是从极少数个体开始，最终演变成上亿数量的种群。图：澳大利亚投放兔粘液瘤病毒期间的一张经典照片比如最为出名的是澳大利亚的兔子，早期欧洲殖民者为了满足自己的打猎需求，在澳大利亚的土地上放生了13只欧洲穴兔，结果这些兔子在种群峰值的时候达到惊人的100亿只，不知道澳大利亚其它所有哺乳动物加起来有没有这么多。澳大利亚控制兔子数量已经不是什么新鲜事了，甚至投放了专门针对兔子的病毒，但是兔子至今还维持在上亿只的数量。近亲繁殖对它们肯定没起作用，因为事实证明，它们的遗传多样性并不比欧洲穴兔差。图：北美欧洲椋鸟抢食奶牛的饲料北美的欧洲椋鸟是另外一个例子，好吧，也是在欧洲人到达后，放生了几十只椋鸟，结果也变成了上亿只，对北美生态影响显著，和澳大利亚兔子如出一辙。近亲繁殖肯定会导致后代患遗传病的可能性显著增加，从而降低它们生存的几率，但是一个物种是否能够成功生存下来取决于许多因素，比如生态中的竞争关系，物种自身的适应能力等等。澳大利亚兔子能够从13只变成数亿只，最主要的原因被认为是它们到了澳大利亚之后没什么食草竞争者，同时他们生存能力也很强——靠超强的繁殖能力来能应对万变。反观人类祖先，从直立行走开始，人类祖先其实就已经在它们的生态系统中有着绝对优势了。直立之后，人类祖先更容易从低洼的树枝上采摘水果和其他食物；腾出手来搬运食物、工具或婴儿；看起来更大更吓人；视野更宽阔等等都是绝对的优势。“恐怖直立猿”不是白叫的！这样的一个物种估计即便存在比较严重的近亲繁殖，也有很大活下去的希望吧！参考：[1].https://www.zmescience.com/science/human-ancestors-almost-extinct/[2].https://doi.org/10.1126/science.abq7487...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381365.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381365.htm

新研究揭示了生殖系统是如何加速衰老和恶化健康的

新研究揭示了生殖系统是如何加速衰老和恶化健康的这项由匹兹堡大学和UPMC的研究人员领导并发表在《衰老细胞》杂志上的新研究发现，扰乱C.elegans生殖细胞中一个名为减数分裂的过程会导致蠕虫的健康状况下降，并引发类似于人类衰老的加速衰老基因特征。高级作者、匹兹堡大学和UPMC匹兹堡儿童医院的儿科、发育生物学、细胞生物学和生理学副教授ArjumandGhazi博士说："这项研究令人兴奋，因为它是第一个直接证据，表明操纵生殖细胞的健康会导致早衰和健康跨度的下降。这一发现的影响是深刻的。它表明，生殖系统的状态不仅对生育孩子很重要，而且对整体健康也很重要"。一只年轻的秀丽隐杆线虫发出绿色的光芒，其中的蛋白质已经与一个荧光标签相连，并充满了即将产下的卵子，这些卵子在母体中显示为黑球。破坏减数分裂-也就是创造这些卵子所依赖的过程，会缩短动物的整个寿命并加速其衰老。资料来源：斯科特-基思和阿尔朱曼德-加齐虽然衰老对生育能力的影响是众所周知的，但过去二十年的研究已经开始表明，生殖能力也对人类的衰老和健康有影响。问题是很难直接研究人类的这种因果关系。Ghazi和她的同事们随后转向了秀丽隐杆线虫（Caenorhabditiselegans），这是一种微小的线虫，由于其寿命短（从出生到死亡三周），并且与人类共享遗传途径，因此是衰老研究的理想系统。ArjumandGhazi博士，匹兹堡大学和匹兹堡UPMC儿童医院的儿科、发育生物学、细胞生物学和生理学副教授。资料来源：UPMC研究人员研究了减数分裂，这是一种存在于从酵母到人类的所有动物中的细胞分裂，只发生在注定要产生精子或卵子的细胞中。他们发现，减数分裂基因发生突变的动物比未发生突变的动物寿命短。这些突变体的总体健康状况也更差，包括活动能力、肌肉功能和记忆力过早下降。Ghazi说："这项健康跨度工作令人兴奋的部分是，这些动物也显示出蛋白质平衡被破坏的迹象。细胞内蛋白质平衡的破坏是与年龄有关的神经退行性疾病的核心，如阿尔茨海默氏病。"当研究人员改善了蠕虫体内的蛋白质平衡时，一些寿命的丧失被阻止了。这些发现指出，蛋白质平衡的破坏是连接生殖健康和衰老的一个关键机制。接下来，研究小组观察了秀丽隐杆线虫的基因表达变化。在成年期的第1天，减数分裂突变体表达的基因与正常蠕虫直到第10天才表达的基因非常相似。Ghazi解释说："用人类的话来说，这就像一个20岁出头的人拥有70岁老人的身体外观、生理学和基因特征一样。扰乱减数分裂对健康跨度有极大的影响，并加速了秀丽隐杆线虫的衰老。"许多相同的基因控制着蠕虫和人类的衰老。因此，研究人员询问减数分裂突变体的基因特征是否与衰老的人类的基因有任何相似之处。他们发现，情况确实如此--这是一个值得注意的发现，因为它表明破坏生殖系统可能产生从蠕虫到人类的类似变化。Ghazi说，由于秀丽隐杆线虫可以被用来进行人类和更复杂系统中不可能的基本发现，这一发现为了解生殖系统如何塑造衰老提供了巨大的可能性。她现在正计划与UPMCMagee-Womens医院和Magee-Womens研究所合作，在人类患者中进一步探究这一问题，这些患者由于遗传疾病，绝经期极度提前，并表现出心脏病、自身免疫性疾病和骨质疏松症等并发症。Ghazi说："根据我们在秀丽隐杆线虫中的工作，我们想开发一个与年龄有关的基因小组，并以此来筛选病人的血液和唾液。如果我们看到相同的基因在病人身上升高的证据，这将是将这种研究扩展到经历早期绝经和早期不孕的妇女的重要的第一步。"Ghazi希望最终这项工作能够为早期检测由生殖异常引发的健康损害的测试提供信息，并提供新的治疗方法或重新利用现有药物来治疗这种与年龄有关的疾病。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332467.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332467.htm