来源:中国科学报 发布时间:2015/5/18 7:18:27
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5月1日《科学》杂志精选

 

物种灭绝速度揭示热带地区存在物种灭绝风险

通过将过去2300万年中海洋物种灭绝速度的数据与人类活动和气候变迁的数据相结合,研究人员确定了地球上未来可能特别容易发生物种灭绝的特定的物种分类群和地区(它们绝大多数位于热带)。这些结果可帮助量化人类活动对海洋物种灭绝的影响,因为它们提供了一条人类出现之前的海洋物种灭绝的基线。它们还可能帮助研究人员应对一些当前及未来的对生物多样性的威胁。Seth Finnegan和同事对6大生物分类群的2897个不同属生物的化石(它们包括了哺乳动物、鲨鱼和双壳贝类)进行了研究,并确定了它们内源性的(或称人类出现之前的)物种灭绝风险。研究人员发现,在过去的2300万年中,地理范围大小和系统分类是所有6组海洋生物中这类灭绝风险的可靠预测因子。他们接着对那些来自远古物种组群的现代物种属的内源性灭绝风险进行了估测,并绘出了它们的地理分布图。通过将受到人类活动和气候变化影响地区进行叠加,研究人员凸显了物种灭绝风险尤为突出的地区。这些高风险地区不成比例地集中在热带,这提示热带生态系统可能格外容易遭受物种灭绝的风险。

脑部区域间的个性化信息

对活体大鼠进行的一项新的研究显示,海马区会选择性地将特定信息输送给其他脑部区域;海马区是脊椎动物脑部的一个与空间记忆、焦虑和奖励相关的区域。在此之前,研究人员一直想知道这些高层级脑部区域究竟是给脑部的每个部分输送信息,并任由接受部位来提取相关信息,还是它们会向脑部的不同部位分别发送信息。通过在海马区揭示一个新层级的功能性组织,Stephane Ciocchi和同事的这一发现可帮助解答这个问题。当大鼠从事不同作业时,研究人员用光遗传学来监测其腹侧海马区CA1神经元。他们发现,这些神经元会直接给前额皮层输送与焦虑有关的信息,而将与目标相关信息递送给伏隔核。研究人员还发现,海马神经元具有的突起越多,它往往会更多地参与行为作业和记忆巩固。这些发现或能帮助改善脑部高层级区域间的通讯模型。

全球变暖加速地球物种灭绝

据新的研究披露,如果碳排放和变化以其目前的轨迹运行,地球上有1/6的物种可能会因为气候变化的影响而遭受灭绝的威胁。Mark Urban进行了一个荟萃分析并发现,除了其他因素外,气候改变在物种灭绝中起着主要作用。他的研究显示,生物多样性的丧失并非只是随着气候变化而增加的;生物多样性的丧失速度还会随着气温每增加一摄氏度而加速。据该研究者透露,南美洲、澳大利亚和新西兰的物种面临最大的灭绝风险,而那里的栖息地萎缩以及物种迁徙屏障等问题又使这一情况变得更加严重。假设自工业革命以来全球气温仅增加了两摄氏度(多数的专家一致认为这是一种低估),Urban提出,全球物种灭绝风险会从目前的2.8%增加至5.2%。他说,如果地球气温在后工业革命时期上升了3摄氏度,物种灭绝风险会增加至8.5%——如果全球变暖维持其目前的走向,那么当后工业革命期气温增加4.3摄氏度时,16%的物种将面临上升的灭绝风险。Urban对131个不同的生物多样性研究结果进行了分析,确定了促成全球各地物种灭绝风险的特定问题和特征,从而得出了这些结论。他特别考虑了不同的建模方法、所研究过的生物分类群和地理位置、所记录的全球气温和物种分布等因素,发现气候变暖对这些风险施加了最大的影响。总之,他的发现提示,除非我们采取新的策略来限制气候变化,否则气候变化将会加速全球各地的物种灭绝。

投弹手甲虫制造毒性脉冲喷雾的内幕

一项新的研究报告称,投弹手甲虫向其掠食者喷出的独特热毒素喷雾是这种甲虫防御腺体特别的膨胀和收缩过程的产物。更好地理解这些腺体如何产生(及挺过)快速重复的爆发可为内燃机燃料喷射器等技术的改善铺平道路。投弹手甲虫会有规律地射出致命喷雾来保护自己。这种喷雾是由一种发生在甲虫体内特别的两腔室腺体内的强力化学反应制造、加热和驱动的。尽管这一过程的一些细节已为人所知,但这种甲虫如何能在恰当的时间精确地组合各种化学物质,并以规则间隔的喷雾进行释放则仍然是一个谜——其中部分原因是因为以往的研究仅仅依靠外部的观察。Eric Arndt等人用同步辐射X射线成像得到了活甲虫腺体内化学性爆发的视频记录。将这些数据与甲虫解剖的深度观察相结合,他们发现,这些有毒喷雾脉冲是由一种高度灵活的膨胀膜的膨胀和收缩控制的。作者们说,喷雾的喷出是在该膜因为爆破压而向外用力时产生的。这一过程关闭了进入合成毒素的反应室阀门,切断了液体反应物的流动。然而,一旦释放了喷雾,反应室中的压力就会下降,从而让阀门重新打开,使得新鲜液体反应剂能够进入反应室。

(本栏目文章由美国科学促进会独家提供)

《中国科学报》 (2015-05-18 第2版 国际)
 
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