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（Jacob Suissa）与康奈尔大学的同事，包括蕨类植物专家李菲伟（Fay-Wei Li）和蚂蚁专家科里-莫罗（Corrie Moreau）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》（Nature Communications）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： 手机版：

科学家发现地球生命的潜在星际起源

科学家发现地球生命的潜在星际起源 在地球上出现生命之前，基本的有机分子是由氮、硫、碳和磷等稀缺元素形成的。新的研究表明，富含这些元素的宇宙尘埃可能通过在地球上，特别是在冰原融洞中的高浓度积累，启动了前生物化学，从而有可能导致生命组成元素的形成。资料来源：NASA / JPL-Caltech事实上，生命的基本组成元素是如此稀少，以至于化学反应很快就会耗尽，如果它们真的能够进行的话。地球组成岩石的侵蚀和风化等地质过程也无法确保充足的供应，因为地壳中包含的这些元素实在太少了。尽管如此，在地球历史的前 5 亿年里，发生了一种前生物化学反应，产生了诸如RNA、DNA、脂肪酸和蛋白质等有机分子，所有生命都是在这些有机分子的基础上诞生的。所需数量的硫、磷、氮和碳从何而来？地质学家、诺米斯研究员克雷格-沃尔顿坚信，这些元素主要是以宇宙尘埃的形式来到地球的。这些尘埃是在太空中产生的，例如当小行星相互碰撞时。即使在今天，每年仍有约 3 万吨尘埃从太空落到地球上。然而，在地球诞生的早期，尘埃的数量要大得多，每年高达数百万吨。然而，最重要的是，尘埃粒子含有大量的氮、碳、硫和磷。因此，它们有可能引发化学级联反应。然而，灰尘的散布范围很广，在任何一个地方都只能发现极少量的灰尘，这一事实与上述说法相悖。沃尔顿说："但如果把运输过程包括在内，情况就会不同。风、雨或河流在大范围内收集宇宙尘埃，并以浓缩的形式沉积在某些地方。"澄清问题的新模式为了弄清宇宙尘埃是否可能是启动前生物化学（反应）的源头，沃尔顿与剑桥大学的同事们一起建立了一个模型。研究人员利用该模型模拟了在地球历史的最初 5 亿年里，有多少宇宙尘埃落到了地球上，以及这些尘埃可能在地球表面的哪些地方积聚。他们的研究现已发表在科学杂志《自然-天文学》上。该模型是与剑桥大学的沉积专家和天体物理学家合作开发的。英国研究人员专门从事行星和小行星系统的模拟研究。模拟显示，早期地球上可能存在宇宙尘埃浓度极高的地方。而且，来自太空的补给源源不断。然而，地球形成后，尘埃雨迅速锐减：5 亿年后，尘埃流比零年小了一个数量级。研究人员将偶尔出现的上升高峰归因于小行星碎裂并向地球发送了尘埃尾流。冰原上的融化洞是尘埃陷阱大多数科学家和普通人都认为，地球被岩浆海洋覆盖了数百万年；这将在很长一段时间内阻止宇宙尘埃的迁移和沉积。沃尔顿说："然而，最近的研究发现，有证据表明地球表面冷却和凝固的速度非常快，并形成了大面积的冰原。"根据模拟结果，这些冰原可能是宇宙尘埃积聚的最佳环境。冰川表面的融化孔即所谓的冷冻孔不仅会使沉积物积聚，也会使来自太空的尘粒积聚。随着时间的推移，尘埃粒子中释放出相应的元素。当它们在冰川水中的浓度达到临界值时，化学反应就会自动开始，从而形成有机分子，这就是生命的起源。即使在熔洞冰冷的温度下，化学过程也有可能开始进行。沃尔顿说："低温并不会破坏有机化学，相反，低温下的反应比高温下的反应更有选择性和特异性。其他研究人员已经在实验室中证明，简单的环形核糖核酸（RNA）会在冰点附近的温度下自发地在这种融水汤中形成，然后进行自我复制。该论点的一个弱点可能是，在低温条件下，形成有机分子所需的元素只能非常缓慢地从尘埃粒子中溶解出来。"启动关于生命起源的辩论沃尔顿提出的理论在科学界并非没有争议。这项研究肯定会引发一场有争议的科学辩论，但它也会引发关于生命起源的新观点。早在 18 和 19 世纪，科学家们就确信陨石将沃尔顿所说的"生命元素"带到了地球。即使在当时，研究人员也在来自太空的岩石中发现了大量这些元素，但在地球的基岩中却没有发现。沃尔顿说："然而，从那时起，几乎没有人考虑过前生物化学主要是由陨石引发的这一观点。"沃尔顿解释说："陨石的想法听起来很有吸引力，但有一个问题。一块陨石只能在有限的环境中提供这些物质；陨石撞击地面的位置是随机的，而且无法保证进一步的供应。我认为，生命的起源不太可能依赖于几块广泛而随机散落的岩石。"另一方面，我认为富集的宇宙尘埃是一个可信的来源。"沃尔顿的下一步将是通过实验检验他的理论。在实验室中，他将使用大型反应容器来重现原始熔洞中可能存在的条件，然后将初始条件设定为 40 亿年前低温熔洞中可能存在的条件，最后再观察是否真的发生了产生生物相关分子的化学反应。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

37.5亿年前 科学家发现一段古老地壳的证据

37.5亿年前 科学家发现一段古老地壳的证据 这些痕迹是在矿物锆石中发现的，经过化学分析，地球科学与自然资源管理系的研究人员发现，丹麦和斯堪的纳维亚半岛赖以生存的"地基"很可能是在大约 37.5 亿年前从格陵兰岛"诞生"的。图片来源：Andreas Petersson芬兰的河沙和岩石中发现的锆石晶体的特征表明，它们比在斯堪的纳维亚半岛发现的任何东西都要古老得多，同时与格陵兰岛岩石样本的年龄相吻合。同时，三项独立同位素分析的结果证实，斯堪的纳维亚半岛的基岩很可能与格陵兰岛有关。资料来源：Andreas Petersson地球科学与自然资源管理系地质学家托德-怀特教授说："我们的数据表明，斯堪的纳维亚半岛地下最古老的地壳部分起源于格陵兰岛，比我们之前认为的要早大约 2.5 亿年。"研究人员对锆石的研究表明，锆石的化学指纹在多个方面与西格陵兰北大西洋克拉通发现的地球上最古老的岩石相吻合。"我们在芬兰的河沙和岩石中发现的锆石晶体的特征表明，它们比斯堪的纳维亚半岛发现的任何东西都要古老得多，同时与格陵兰岛岩石样本的年龄相吻合。"地球科学与自然资源管理系研究员安德烈亚斯-彼得森（Andreas Petersson）说："同时，三项独立同位素分析的结果证实，斯堪的纳维亚半岛的基岩很可能与格陵兰岛有关。"没有氧气的水世界丹麦、瑞典、挪威和芬兰位于地壳的一部分，这部分地壳被称为芬诺斯堪地盾（Fennoscandian Shield）或波罗的海地盾（Baltic Shield）。研究人员认为，它从格陵兰岛分离出来，成为一颗"种子"，经过数亿年的移动，直到在今天芬兰所在的地方"生根发芽"。在这里，板块随着周围新的地质物质的积累而不断扩大，直到成为斯堪的纳维亚半岛。地壳从格陵兰岛脱离时，地球的面貌与今天截然不同。研究人员分析了来自芬兰偏远的普达斯耶尔维（Pudasjärvi）和索穆耶尔维（Suomujärvi）地区的现代河沙和岩石样本中的锆石。在芬兰河沙中发现的锆石晶体最初是在地壳深处的花岗岩岩浆中结晶的。然后，这些花岗岩被抬升到地表并受到侵蚀，最终形成了沙子。资料来源：Tod Waight"地球很可能是一个充满水的星球，就像电影《水世界》中那样，但大气中没有氧气，也没有地壳。但是，由于时间太久远了，我们无法确定它的真实面貌，"托德-怀特说。据研究人员称，当他们把目光投向太空并与银河系附近的其他行星进行比较时，地球甚至拥有由花岗岩构成的大陆地壳这一事实是非常特别的。"这在太阳系中是独一无二的。而且，液态水和花岗岩地壳的证据是识别宜居系外行星和地球外生命可能性的关键因素，"安德烈亚斯-彼得森解释说。这项新研究为原始大陆之谜增添了新的内容。原始大陆之谜早在地球生命真正绽放之前就已开始，但它在很大程度上为人类和动物的生命铺平了道路。"了解大陆是如何形成的，有助于我们理解为什么我们的星球是太阳系中唯一有生命存在的星球。因为如果没有固定的大陆和大陆之间的水，我们就不会存在。事实上，大陆对洋流和气候都有影响，而洋流和气候对地球上的生命至关重要，"安德烈亚斯-彼得森说。此外，越来越多的研究拒绝接受迄今为止用来计算大陆如何生长的方法，尤其是在地球历史的头十亿年里，这项新研究为这些研究做出了贡献。"最常用的模型假定，地球的大陆地壳是在地球形成时开始形成的，即大约 46 亿年前。相反，我们和其他几项最新研究表明，显示大陆地壳生长的化学特征只能在大约 10 亿年后才能确定。"华特教授说："这意味着，我们可能需要修改关于早期大陆如何演化的许多想法。"与此同时，这项研究的结果还补充了之前在世界其他地区的古地壳中发现类似"种子"的研究。"我们的研究为我们揭开大陆是如何形成并在地球上蔓延的谜团提供了另一条重要线索尤其是在芬诺斯坎地盾方面。但是，我们还有很多事情不知道。例如，在澳大利亚、南非和印度都发现了类似的种子，但我们还不确定它们是否都来自同一个"发源地"，或者它们是否在地球上的几个地方独立起源。"怀特教授总结说："我们希望利用我们在这项研究中使用的方法对这一问题进行更多的调查。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现活跃于1.5 亿年前的鳐鱼物种Aellopobatis bavarica化石

科学家发现活跃于1.5 亿年前的鳐鱼物种Aellopobatis bavarica化石 Aellopobatis bavarica：新发现的物种，完整的化石仅产于德国。该物种也是所有物种中体型最大的，可长到 170 厘米。资料来源：Türtscher 等人（2024 年，图 4）这项研究极大地扩展了人们对这些古老软骨鱼类的了解，并提供了对过去海洋生态系统的进一步认识。在她的新研究中，维也纳大学古生物学研究所的古生物学家朱莉娅-蒂尔茨彻（Julia Türtscher）研究了侏罗纪晚期的 52 种鳐鱼化石。这些鳐鱼化石距今已有 1.5 亿年的历史，当时欧洲大部分被海洋覆盖，只有少数几个岛屿，相当于今天的加勒比海。侏罗纪晚期的标本对科学家来说尤为珍贵，因为它们是已知保存完整的最古老的鳐鱼标本之一。由于浑身软骨的鳐鱼化石通常只会保留牙齿，这种罕见的骨骼发现为了解鳐鱼的早期演化提供了令人兴奋的线索。尽管人们对这些保存异常完好的化石（来自德国、法国和英国）已经了解了一段时间，但它们在很大程度上还未被探索过。Türtscher 的研究首次对这些鳐鱼的体形变化进行了全面分析。古生物学家 Julia Türtscher 在慕尼黑巴伐利亚州古生物学和地质学收藏馆，馆内展出了几件鳐鱼新物种的标本。资料来源：Patrick L. Jambura研究结果表明，晚侏罗世全形态（完全保存）鳐鱼的种类比以前想象的要多。Türtscher说："到目前为止，晚侏罗世仅确认了3种全形鳐鱼，但由于这项研究，现在共确认了5种鳐鱼。"根据他们的分析，研究人员确认了讨论已久的第四个物种，并记录和介绍了一个以前未被发现的新鳐鱼物种：Aellopobatis bavarica。这种鳐鱼可以长到 170 厘米长，以前被认为是体型更小的法国Spathobatis bugesiacus（60 厘米长）的大型形态。然而，通过对骨骼结构和身体形状的详细分析，科学家们能够证明Aellopobatis bavarica是一个独立的物种。新的研究结果还表明，这五种鳐鱼出现在非常有限的地区，但作者并不愿意妄下结论说这五种鳐鱼可能是地方特有物种：Türtscher解释说："对标本牙齿形态的进一步研究，以及随后与其他地点的孤立牙齿进行比较，可能有助于重建晚侏罗世鳐鱼的古地理分布。"这项新研究的结果不仅有助于了解上侏罗世鳐鱼的生物多样性和进化情况，而且对鉴定仅从孤立的牙齿中得知的鳐鱼物种化石具有直接影响。关于这些迷人动物的不断新发现，为我们了解过去海洋生态系统的动态提供了洞察力，并凸显了保存完好的化石在重建我们的地质历史中的重要性。"我们只有同时了解一个族群的过去，包括它的进化、它对随时间变化的环境因素的适应，以及这个族群在进化史上所面临的灭绝，才能对活着的物种得出准确的结论。古生物学知识使我们能够更好地了解物种进化和灭绝背后的动态，从而帮助我们为当今的濒危物种制定更有效的保护措施"，第二作者、维也纳大学古生物学研究所的 Patrick L. Jambura 说。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家在南海深海发现新物种：拟幽灵蛸

科学家在南海深海发现新物种：拟幽灵蛸 在生物学的广阔版图中，幽灵蛸以其独特的身份占据着幽灵蛸目、幽灵蛸科、幽灵蛸属这一独特位置，长久以来作为该目下唯一现存的公认物种而备受瞩目。然而，随着“拟幽灵蛸”的横空出世，这一局面被彻底改写。回溯历史，幽灵蛸的首次亮相要追溯到1903年，由德国杰出的海洋生物学家卡尔·楚恩在幽暗深邃的海洋深处揭开其神秘面纱。这些生物习惯于栖息于水深600至900米的极端环境中，那里光线难以触及，氧气稀薄，是地球上最为孤寂而严酷的生命舞台。时间流转至2016年9月，中国科学家在海南岛东南海域的探险中，于800至1000米的深海处捕获了一枚珍贵的标本。经过与幽灵蛸的详尽对比，研究人员惊喜地发现，该标本在尾部形态、下角质颚的形状以及发光器的位置等方面均展现出显著差异，预示着这可能是一个全新的物种。进一步的基因分析如同揭开古老密码的钥匙，揭示了“拟幽灵蛸”与幽灵蛸在进化树上的遥远距离，两个物种间的遗传差异之大，足以证明其独立的新物种地位。这一发现不仅丰富了幽灵蛸目的多样性，也标志着人类对于深海生物多样性的认知迈出了重要一步。值得注意的是，就在不久前的2022年3月8日，美国自然历史博物馆与耶鲁大学的研究团队在英国顶尖学术期刊《自然·通讯》上发表了另一项震撼人心的研究成果。他们通过对一块古老化石的深入研究，揭示了距今约3.28亿年前的一种远古章鱼，这一发现被视为章鱼和幽灵蛸共同祖先的重要线索。这项研究不仅证实了科学家长期以来关于幽灵蛸目动物最初拥有10条腕的猜想，还揭示了它们随后演化为现今8条腕的奇妙历程。 ... PC版： 手机版：

科学家发现1.8 亿年前第一批"温血"恐龙的潜在起源

科学家发现1.8 亿年前第一批"温血"恐龙的潜在起源 最新研究表明，在侏罗纪早期，一些恐龙可能已经发展出内部调节体温的能力，使它们能够适应寒冷的气候，在环境挑战中生存下来。这幅艺术家的印象图显示的是雪地里的单脊龙，一种有羽毛的兽脚类恐龙。电影《侏罗纪公园》中的迅猛龙就是一种著名的单脊龙。图片来源：Davide Bonadonna/Universidade de Vigo/UCL发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上的这项新研究利用1000块化石、气候模型和该时期的地理环境以及恐龙进化树，考察了恐龙在整个中生代（距今2.3亿年至6600万年前的恐龙时代）地球上不同气候条件下的分布情况。研究小组发现，在侏罗纪早期，恐龙三大类群中的两个类群兽脚类恐龙（如霸王龙和迅猛龙）和鸟脚类恐龙（包括食植物的剑龙和三角龙的近亲）迁移到了气候寒冷的地区，这表明它们可能在此时发展出了内热（内部产生热量的能力）。相比之下，包括雷龙和Diplodocus 在内的另一个主要类群剑龙，则一直生活在地球上较温暖的地区。以前的研究发现，鸟脚类和兽脚类具有与温血动物有关的特征，其中一些已知具有羽毛或原羽，可以隔绝体内的热量。第一作者、伦敦大学洛杉矶分校地球科学学院的阿尔菲奥-亚历山德罗-奇亚伦扎博士说："我们的分析表明，在距今1.83亿年前的缺氧事件（Jenkyns event）前后，主要恐龙类群出现了不同的气候偏好，当时强烈的火山活动导致全球变暖和植物类群灭绝。在这个时期，出现了许多新的恐龙类群。内热的采用也许是这场环境危机的结果，它可能使兽脚类恐龙和鸟脚类恐龙能够在更寒冷的环境中茁壮成长，使它们能够高度活跃并维持更长时间的活动，更快地发育和成长，并产生更多的后代"。共同作者、西班牙维哥大学的萨拉-瓦雷拉（Sara Varela）博士说："我们的研究表明，鸟类独特的温度调节能力可能起源于侏罗纪早期。另一方面，长脚类动物生活在气候温暖的地区，大约在这个时期长到了巨大的体型这可能是环境压力造成的另一种适应。它们较小的表面积与体积比意味着这些较大的生物散失热量的速度会降低，从而使它们能够更长时间地保持活跃"。在这篇论文中，研究人员还研究了鸟脚类恐龙是否可能停留在低纬度地区，以食用在寒冷的极地地区无法获得的更丰富的树叶。相反，他们发现鸟脚类恐龙似乎在干旱的、类似热带草原的环境中茁壮成长，这支持了这样一种观点，即鸟脚类恐龙被限制在较温暖的气候中更多地与较高的温度有关，然后才是更冷血的生理机能。在那个时期，极地地区较为温暖，植被丰富。缺氧事件发生在熔岩和火山气体从地球表面长长的裂缝中喷出，覆盖了地球的大片区域之后。共同作者、西班牙马德里国家自然科学博物馆的胡安-L-坎塔拉皮埃德拉博士说："这项研究表明，气候与恐龙的进化过程密切相关。它揭示了鸟类如何从恐龙祖先那里继承了一种独特的生物特征，以及恐龙适应复杂和长期环境变化的不同方式。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：