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科研动态共计 1,142 条信息

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1 通过尤卡坦半岛红树林揭示古代沿海生态系统变化 2021-10-15

在尤卡坦半岛的中心深处,一个古老的红树林生态系统在距离海洋至少200多公里(124英里)的地方蓬勃发展。这是不寻常的,因为红树林(耐盐乔木、灌木和棕榈树)通常分布在热带和亚热带海岸线。 美国加利福尼亚大学和墨西哥的研究人员领导的一项研究重点关注了这片繁茂的红树林。这片红树林具体位于远离海岸的圣佩德罗马蒂尔河沿岸,该河从危地马拉的埃尔佩滕热带雨林流向墨西哥塔巴斯科的巴兰坎地区。 由于这个独特的生态系统中的红树林(Rhizophora mangle)和其他物种只在咸水或淡咸水中生长,研究团队想要探索沿海红树林是如何在与海洋完全孤立的内陆深处淡水中建立起来的。相关研究结果于2021年10月4日发表在《美国国家科学院院刊》(journal of the National Academy of Science)上。 该研究将遗传、地质和植被数据与海平面建模相结合,首次展示了古代沿海生态系统。研究人员发现,圣佩德罗红树林在大约125,000年前的最后一次间冰期到达现在的位置,并且随着海洋在最后一次冰期消退而孤立地存在于那里。研究提供了上次间冰期全球环境的快照,当时地球变得非常温暖,极地冰盖完全融化,使全球海平面比现在高得多。 该研究的合著者、斯克里普斯海洋研究所的海洋生态学家Octavio Aburto-Oropeza提到,这项研究最令人惊奇的部分是我们能够检查一个被时间困住了10万多年的红树林生态系统。研究人员指出,研究这个生态系统中的许多物种在过去的10万年里如何适应不同的环境条件非常有意义。研究这些过去的适应性对于我们更好地了解气候变化中的未来条件非常重要。结合多种证据,该研究表明,圣佩德罗河罕见而独特的红树林生态系统是过去比现在的海平面高6-9米时存活下来的世界生物遗产。(王琳编译) 查看详细>>

来源:美国斯克里普斯海洋研究所 点击量:186

2 GEOMAR研究人员扩展体细胞遗传变异在进化适应机制中的作用 2021-10-15

德国亥姆霍兹基尔海洋研究所(GEOMAR)进化研究中心的一项新研究表明体细胞遗传变异在进化适应机制中所起的作用比以前认为的更大。 一个物种内遗传信息的变异性是其个体特征表达的核心基础。它决定了表型,例如,外部形状或抗病性如何单独发展。同时,种群内的遗传变异允许物种进化适应。在有性生殖过程中,大多数遗传变异是通过新的遗传信息组合出现的,这一过程称为重组。雌性个体和雄性个体的基因被分离并在产生的后代中重组。这种机制确保了后代中几乎无限组合的可能性。 然而,对于长期无性繁殖的生物体,在没有重组的情况下,物种适应性的这种解释达到了极限。海洋生境中的许多进化古老的生物(如珊瑚或海草等)如果能最佳地适应其环境,就必须以其他方式改变其遗传信息,因为它们通过克隆进行繁殖。它们主要通过所谓的体细胞突变实现遗传变异,即生殖系外身体组织的自发遗传变化。然而,在目前的理论中,体细胞遗传变异仍然常常被视为进化的死胡同,因为某些生物体中的体细胞基因变化无法传递给后代。在更复杂的生物体中(如人类),这种基因变化通常会导致衰老过程或疾病,例如肿瘤的形成。现在研究人员提出了一个扩展的遗传变异概念,该概念与这一观点相矛盾,比以前更加关注体细胞突变。 研究人员表示,为了更准确地理解遗传变异及其对进化的影响,必须考虑体细胞基因组的变化。这也对个体的定义产生了影响:如果同一克隆的后代在基因上有所不同,它们也可以实现生物个体的所有特征。这些因素包括代谢独立性、遗传独特性及其特征的遗传力。 研究团队同时分析了体细胞遗传变异对自然选择过程的影响。它有利于某些有好处的遗传变异和由此产生的有机体特征,这些特征对于有机体的适应性是必要的,并且可以在世代之间占据优势。在当前进化理论的意义上,这确保了最适合其环境的生物体的生存。此外,体细胞基因的变化最终也将进入有性生殖周期,因此也会影响许多非克隆生物的遗传多样性。因此,模块化物种进化途径(如海草和珊瑚)比目前通常假设的更为广泛。 随着这一扩展的概念越来越多地被基因组数据所证实,研究人员提出了进化理论的范式转变,即在多个层面上认识到选择对模块化物种的影响。有性繁殖及其对群体遗传学的影响是合成进化理论的核心。然而,将其视为遗传变异起源的唯一基础,对地球上大部分多细胞生物来说是不公平的。体细胞进化植根于有性生殖,需要更好地融入大量克隆物种的群体遗传学理论,包括植物、真菌和基础动物。未来的实验研究中,研究人员将继续探索体细胞遗传变异对不同生物体适应度的影响,并确定这个选择过程是如何发生的。(张灿影编译) 查看详细>>

来源:德国亥姆霍兹基尔海洋研究所 点击量:193

3 研究发现阿拉斯加北极地区有毒藻华越来越严重 2021-10-15

阿拉斯加北部气候变暖已达到一定程度,导致一种罕见的有毒藻类--亚历山大藻(Alexandrium catenella)产生有害藻华(HAB),可能威胁到海洋野生动物和依赖海洋资源的人类。这项研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》(journal of the National Academy of Science)上。 研究人员检查了2018年和2019年从白令海北部到阿拉斯加北部楚科奇海和波弗特海采集的海底沉积物和地表水样本,并计算和绘制亚历山大藻的数量和分布。亚历山大藻是一种在海底休眠的藻类,类似种子,只有在条件合适时才发芽或孵化。出芽的藻类细胞达到海面,利用太阳能繁殖,产生一种叫做萨克森毒素(saxitoxins)的强效神经毒素。 当亚历山大藻细胞被贝类和某些鱼类所吞噬,这些毒素会累积到对人类和野生动物构成危险的程度,导致称为麻痹性贝类中毒的人类综合征,症状包括嘴唇刺痛、呼吸窘迫甚至死亡。 目前北极快速变暖正在为阿拉斯加西部和北部水域的有毒水华事件创造条件。气候变暖促进了楚科奇海东北部莱德亚德湾地区海底亚历山大藻囊肿出芽。快速的北流流经狭窄的白令海峡,使得亚历山大藻囊肿能够沉积到海底。随着时间推移,形成了密度极高、体积较大的亚历山大藻囊床。以前人们认为海底的水温太低,不足以让大量的藻类出芽。然而研究者证明,在过去二十年中,气候变暖使莱德亚德湾及其附近水域的底水温度升高了近2℃,足以使海底出芽藻类细胞的量增加近一倍,并加速了这一过程。因此,亚历山大藻大量繁殖的可能性增加,从而产生危险的毒素,这些毒素可以进入食物网,威胁北极生态系的人类和野生动物。(李亚清编译) 查看详细>>

来源:美国伍兹霍尔研究所 点击量:182

4 英国CME计划为安提瓜和巴布达蓝色经济发展提供关键信息 2021-10-15

英国国家海洋学研究中心(NOC)、英国水文办公室(UKHO)和环境、渔业和水产养殖科学中心(Cefas)正在安提瓜和巴布达进行一系列调查,以提高其政府对其沿海环境和生态系统服务的认识。这些综合调查也是英联邦海洋经济计划(CME)的一部分,该计划由外交、英联邦和发展办公室(FCDO)领导,旨在确保属于英联邦小岛屿发展中国家(SIDS)的海洋资源得到更好的理解和管理,促使其海洋经济可持续发展,创造就业机会,推动国家经济增长,减少贫困,确保粮食安全和建立恢复能力。 目前,NOC的科学家们正在安提瓜岛上进行声学调查和沉积物取芯实地活动,这将提高对海草的健康、范围及其在碳捕集中的重要性的理解。该项工作与当地环境部合作进行,将测量安提瓜海草草甸的深度和碳含量,对其蓝碳潜力进行首次定量评估。这些结果将为安提瓜和巴布达的“国家自主贡献”提供信息。 NOC进行的海洋调查还将提供环境和生态系统信息,科学家们还将把这些信息与最近的卫星衍生测深数据结合起来,以扩展根据安提瓜和巴布达国家适应计划制定的海底生境图。这对于了解沿海地区提供的生态系统服务至关重要,并将支持安提瓜和巴布达政府在管理其海洋财产方面做出更明智的决定。 Cefas的项目负责人PeterMitchell提到,多年来,Cefas一直在为安提瓜和巴布达的政府开发新的地图和基线数据,这有助于其制定国家适应计划。通过CME计划,UKHO、NOC和Cefas的互补专长将填补这些数据的空白,并产生新的产品,使人们对安提瓜岛周围的海洋环境有更全面的了解,并使政府能够改善对海洋资源的管理。 在NOC和Cefas的环境调查完成后,UKHO将协助进行补充的海底测绘调查,提供支持生境评估所需的详细海底地图。海底测绘调查还将制作新的航海图,以提高其态势感知能力并使海事领域的航行更加安全。 UKHO的CME计划负责人IanDavies表示,自从几年前根据CME计划向安提瓜和巴布达提供设备以来,UKHO一直为当地调查团队提供培训和支持,以培养他们进行海底测绘的能力。今年提供的支持将确保调查团队具备继续绘制安提瓜和巴布达水域地图的技能和能力,为该国蓝色经济的未来可持续发展提供关键信息。 英国驻安提瓜和巴布达专员LindsyThompson强调,他很高兴看到英国的科学家与安提瓜和巴布达的同行一起开展这项重要工作。在格拉斯哥第二十六届联合国气候变化框架公约缔约方会议(COP26)召开之际,对两国来说,合作确保实现全国排放指标前所未有的重要。(刁何煜编译) 查看详细>>

来源:英国国家海洋研究中心 点击量:189

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