新研究揭示人类祖先如何在气候变化中繁衍生息

新研究揭示人类祖先如何在气候变化中繁衍生息我们的祖先是随着时间的推移适应当地的环境变化,还是寻找食物资源多样化的更稳定的环境?人类的进化是更多地受到气候时间变化的影响,还是受到环境空间特征的影响?为了定量地检验这些有关人类进化和适应的基本假设,研究小组使用了三千多件年代久远的人类化石标本和考古遗址汇编,代表了六种不同的人类物种,并结合现实的气候和植被模型模拟,涵盖了过去三百万年的时间。科学家们的分析重点是生物群落--具有相似气候、植物和动物群落特征的地理区域(如热带草原、热带雨林或苔原)。"对于考古和人类学遗址以及相应的年代,我们从气候驱动的植被模型中提取了当地的生物群落类型。"韩国釜山国立大学IBS气候物理学中心的博士生、该研究的第一作者ElkeZeller说:"这揭示了已灭绝的类人物种H.ergaster、H.habilis、H.erectus、H.heidelbergensis和H.neanderthalensis以及我们的直系祖先H.sapiens青睐哪些生物群落。"类人进化和适应各种植被类型的时间表。根据这项新的《科学》研究,适应性在智人属的地理扩张中发挥了关键作用。图片来源:ElkeZeller。本作品包括改编自HCRP-UR501和Sangiran17的图片(作者:Gerbil)、Bodo(作者:RyanSomma)和DakaHomo(作者:Cretan),以CCBY3.0和DNH-134(作者:Herries,A.I.R.等,Science2020)使用。据分析,科学家们发现早期的非洲族群更喜欢生活在开阔的环境中,如草原和干燥的灌木丛。大约在180万年前,直立人以及后来的海德堡人和尼安德塔人等类人猿迁徙到欧亚大陆,随着时间的推移,他们对其他生物群落有了更高的耐受性,包括温带森林和北方森林。该研究的合著者、意大利那不勒斯费德里科二世大学的PasqualeRaia教授说:"为了作为森林居民生存下去,这些群体发展出了更先进的石器,很可能还发展出了社会技能。最终,智人于大约20万年前在非洲出现,并迅速成为各行各业的主人。我们的直系祖先具有机动性、灵活性和竞争力,与之前的任何物种都不同,他们能够在沙漠和苔原等恶劣环境中生存。"在进一步研究人类偏好的地貌特征时,科学家们发现早期人类的居住地明显集中在生物群落多样性增加的地区。这项研究的合著者、韩国IBS气候物理中心主任AxelTimmermann教授说:"这意味着我们的祖先喜欢马赛克地貌,在附近拥有种类繁多的植物和动物资源。研究结果表明,生态系统多样性在人类进化过程中发挥了关键作用。"作者首次在大陆尺度上证明了人类对马赛克景观的偏好,并提出了一个新的多样性选择假说:智人物种,尤其是智人,具有利用异质生物群落的独特能力。ElkeZeller补充说:"我们的分析表明,景观和植物多样性作为人类的选择要素以及社会文化发展的潜在驱动力,具有至关重要的意义。这项新的《科学》研究阐明了植被变化是如何影响人类生存的,为人类史前史和生存战略提供了前所未有的视角。"气候和植被模型模拟涵盖了地球过去300万年的历史,是在韩国速度最快的科学超级计算机之一Aleph上进行的。阿克塞尔-蒂默曼(AxelTimmermann)说:"超级计算机正在成为进化生物学和人类学的关键工具。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371293.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1371293.htm

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气候变化的生动展示:研究揭示海洋色调的惊人变化

气候变化的生动展示:研究揭示海洋色调的惊人变化来自麻省理工学院和英国国家海洋学中心的科学家们发现,在过去20年中,由于人类引起的气候变化,全球56%的海洋颜色发生了显著变化。这些颜色变化,尤其是赤道热带地区的颜色变化,表明海洋生态系统发生了变化。这项研究还表明,监测海洋颜色可以提供一种更准确的方法来检测这些变化。这些颜色变化虽然在肉眼看来很微妙,但却发生在全球56%的海洋上--其面积比地球陆地总面积还要大。研究人员特别发现,随着时间的推移,赤道附近的热带海洋区域变得越来越绿。海洋颜色的变化表明表层海洋的生态系统也在发生变化,因为海洋的颜色是海洋中生物和物质的真实反映。为了追踪海洋颜色的变化,科学家们分析了水卫星上的中分辨率成像分光仪(MODIS)对海洋颜色的测量结果。图片来源:NASA和JoshuaStevens,使用美国地质调查局的Landsat数据和LANCE/EOSDISRapidResponse的MODIS数据。目前,研究人员还不能准确地说出海洋生态系统是如何变化以反映颜色的变化的。但有一点他们非常肯定:人类引起的气候变化很可能是驱动因素。"这项研究的合著者、麻省理工学院地球、大气与行星科学系和全球变化科学中心的高级研究科学家StephanieDutkiewicz说:"多年来,我一直在进行模拟,这些模拟告诉我,海洋颜色的这些变化将会发生。"研究报告的合著者、麻省理工学院地球、大气与行星科学系和全球变化科学中心的高级研究科学家StephanieDutkiewicz说:"看到它真实地发生并不令人惊讶,但却令人恐惧。而且这些变化与人类引起的气候改变是一致的。这是人类影响生物圈的另一种方式"。该研究的共同作者还包括国家海洋学中心的StephanieHenson、俄勒冈州立大学的KelseyBisson和缅因大学的EmmanuelBoss。噪音之上海洋的颜色是海洋上层的视觉产物。一般来说,深蓝色的水域几乎没有生命,而绿色的水域则表明生态系统的存在,主要是浮游植物--海洋上层大量存在的植物状微生物,它们含有绿色色素叶绿素。叶绿素帮助浮游生物捕捉阳光,利用阳光捕捉大气中的二氧化碳并将其转化为糖分。浮游植物是海洋食物网的基础,该食物网维持着从磷虾、鱼类到海鸟和海洋哺乳动物等逐渐复杂的生物。浮游植物也是海洋捕获和储存二氧化碳能力的强大动力。因此,科学家们热衷于监测整个海洋表层的浮游植物,并研究这些重要的群落如何应对气候变化。为此,科学家们根据从海洋表面反射的蓝光和绿光的比例来跟踪叶绿素的变化。但大约十年前,本研究报告的共同作者之一亨森与其他人共同发表了一篇论文,其中指出,如果科学家仅追踪叶绿素,则至少需要30年的持续监测才能发现任何特别由气候变化驱动的趋势。该研究小组认为,原因在于叶绿素每年之间巨大的自然变化将压倒人为因素对叶绿素浓度的影响。因此,需要几十年的时间才能在正常的噪声中找出一个有意义的、由气候变化驱动的信号。2019年,Dutkiewicz和她的同事发表了另一篇论文,通过一个新模型表明,与叶绿素相比,其他海洋颜色的自然变化要小得多。因此,气候变化驱动的任何变化信号应该比其他海洋颜色的较小正常变化更容易被发现。他们预测,这种变化应在20年而不是30年的监测期内显现出来。"所以我想,在所有这些其他颜色中寻找趋势,而不是仅仅在叶绿素中寻找趋势,不是很有意义吗?Cael说。"值得关注的是整个光谱,而不是仅仅试图从光谱中的一点来估算一个数字。"七种颜色的力量在目前的研究中,Cael和他的团队分析了Aqua卫星上的中分辨率成像分光仪(MODIS)对海洋颜色的测量结果。MODIS测量7种可见光波长,包括研究人员传统上用来估算叶绿素的两种颜色。卫星捕捉到的颜色差异非常细微,人眼无法分辨。在我们眼中,大部分海洋呈现蓝色,而真正的颜色可能包含从蓝色到绿色,甚至红色等更细微波长的混合。Cael利用卫星从2002年到2022年测量到的所有七种海洋颜色进行了统计分析。他首先查看了这七种颜色在特定年份中在不同区域的变化程度,从而了解了它们的自然变化。然后,他将视角放大,查看这些海洋颜色的年度变化在20年的较长时间内是如何变化的。这一分析发现了一个明显的趋势,高于正常的年际变化。为了弄清这一趋势是否与气候变化有关,他随后研究了Dutkiewicz在2019年建立的模型。该模型模拟了两种情况下的地球海洋:一种是增加温室气体,另一种是不增加温室气体。温室气体模型预测,20年内应该会出现一个明显的趋势,而且这一趋势可能会导致世界上大约50%的表层海洋的海洋颜色发生变化,这几乎与Cael在分析真实世界的卫星数据时发现的结果完全一致。"这表明我们观察到的趋势并非地球系统的随机变化,"Cael说。"这与人为气候变化是一致的。"该团队的研究结果表明,监测叶绿素以外的海洋颜色可以为科学家提供一种更清晰、更快速的方法来检测气候变化驱动的海洋生态系统变化。"海洋的颜色已经发生了变化,"Dutkiewicz说。"但我们可以说,颜色的变化反映了浮游生物群落的变化,这将影响所有以浮游生物为食的生物。这也将改变海洋吸收碳的程度,因为不同类型的浮游生物吸收碳的能力不同。因此,我们希望人们认真对待这个问题。不仅仅是模型预测这些变化将会发生,我们现在可以看到它正在发生。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371247.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1371247.htm

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当碳汇下沉:新研究发现了一个气候变化的"定时炸弹"

当碳汇下沉:新研究发现了一个气候变化的"定时炸弹"在世界各地的湖泊和河流中发现,像这种单细胞生物Parameciumbursaria既能吃又能进行光合作用。像这样的微生物在气候变化中扮演着双重角色,它们释放或吸收二氧化碳--这种捕获热量的温室气体是变暖的主要驱动力--这取决于它们是依靠类似动物的生活方式还是类似植物的生活方式。资料来源:DanielJ.Wieczynski,杜克大学该研究还发现,这些生物在转换之前的行为变化可以作为气候变化临界点的早期预警信号。然而,环境中营养物质水平的增加,如农业径流中的氮,会使这些警告信号变弱。混合营养型微生物是能够在像植物一样进行光合作用(吸收二氧化碳)和像动物一样进食(释放二氧化碳)之间转换的生物体。它们在全球范围内都很丰富,普遍存在于淡水和海洋环境中,估计占了海洋浮游生物的大部分。杜克大学和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员通过开发一个计算机模拟,模拟混合营养型微生物如何获得能量以应对变暖,发现在变暖条件下,混合营养型微生物从碳汇转变为碳排放者。这些发现意味着,随着温度的升高,这些高度丰富的微生物群落可能从对地球的净冷却效应变为净升温效应。杜克大学的DanielWieczynski博士和该研究的主要作者说:"我们的研究结果显示,混合营养型微生物在生态系统对气候变化的反应中的作用比以前想象的要重要得多。通过将微生物群落转化为应对变暖的净二氧化碳来源,混养微生物可以通过在生物圈和大气层之间创造一个正反馈循环来进一步加速变暖。"混合营养型原生动物Parameciumbursaria可以吃细菌或使用光合作用来获得能量和碳。光合作用发生在生活在Pbursaria细胞内的内共生小球藻(绿色球体)内。加州大学圣巴巴拉分校的HollyMoeller博士和该研究的共同作者补充说:"由于混生虫既能捕获又能排放二氧化碳,它们就像'开关',既能帮助减少气候变化,也能使其恶化。这些虫子很小,但它们的影响真的可以扩大。我们需要像这样的模型来了解如何。"杜克大学的Jean-PhilippeGibert博士和该研究的另一位共同作者说:"目前最先进的长期气候变化预测模型只是以一种极其还原的、部分的,或者有时是完全错误的方式来考虑微生物的作用。因此,非常需要像这样的研究来提高我们对地球大气过程的生物控制的广泛理解。"研究人员的模型还显示,就在混合营养型微生物群落转向排放二氧化碳之前,它们的丰度开始疯狂波动。这些变化可以通过监测混合营养型微生物的丰度在自然界中检测出来,并为这些微生物可以作为气候变化临界点的早期预警信号带来希望。Wieczynski博士说:"这些微生物可能作为快速气候变化的灾难性影响的早期指标,这在泥炭地等目前是主要碳汇的生态系统中特别重要,因为在这些地方混合营养体的数量非常多"。然而,研究人员还发现,这些早期预警信号可能会被环境中氮气等营养物质的增加所削弱,这些营养物质通常是由农业和废水处理设施的径流引起的。当更多的此类营养物质被包括在模拟中时,研究人员发现,发生预警波动的温度范围开始缩小,直到最终信号消失,临界点到来时没有明显的警告。"检测这些警告信号将是一个挑战。特别是如果它们随着营养物的污染而变得更加微妙"。莫勒博士说。"然而,错过它们的影响是巨大的。我们可能会在一个更不理想的状态下结束生态系统,向大气中添加温室气体,而不是清除它们。"在这项研究中,研究人员使用4度的温度跨度进行了模拟,从19到23摄氏度。在未来五年内,全球气温可能会比工业化前的水平高出1.5摄氏度,并有望在本世纪末突破2至4摄氏度。研究人员提醒说,研究中使用的数学模型借鉴了有限的经验证据来调查变暖对微生物群体的影响。Wieczynski博士说:"尽管模型是强有力的工具,但理论结果最终必须通过经验来检验。我们强烈主张对我们的结果进行进一步的实验和观察测试"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366181.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1366181.htm

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扰动深海:新研究揭示人类强烈影响了地球的隐秘深处

扰动深海:新研究揭示人类强烈影响了地球的隐秘深处温室气体排放和森林砍伐等人类活动对地球表面的影响有据可查。最近,亚利桑那大学的水文研究人员探索了人类对地球表面以下数百米到数公里深层地下的影响。亚利桑那大学水文与大气科学系教授、《地球的未来》(Earth'sFuture)杂志上一篇论文的资深作者詹妮弗-麦金托什(JenniferMcIntosh)说:"我们研究了石油和天然气的流体生产率与水的自然背景循环的比较,结果显示人类如何对地下流体的循环产生了巨大影响。"这项研究的主要作者、亚利桑那大学水文与大气科学系兼职教授、萨斯喀彻温大学环境与可持续发展学院教授格兰特-弗格森(GrantFerguson)说:"对大多数人来说,深层地下是看不见、摸不着的,我们认为有必要为这些拟议的活动提供一些背景资料,尤其是当涉及到我们对环境的影响时。"研究报告称,预计未来,这些由人类引起的流体通量将随着人们提出的气候变化解决方案而增加。这些策略包括:地质碳封存,即在地下多孔岩石中捕获并储存大气中的二氧化碳;地热能源生产,即通过高温岩石循环水发电;以及从地下富含矿物质的盐水中提取锂,为电动汽车提供动力。这项研究是与加拿大萨斯喀彻温大学、哈佛大学、西北大学、韩国地球科学和矿产资源研究所以及瑞典林奈大学的研究人员合作完成的。这项研究的共同作者、亚利桑那大学地球科学系教授彼得-莱纳斯(PeterReiners)说:"负责任地管理地下水是实现绿色转型、可持续未来以及将升温控制在几度以下的希望所在。"麦金托什说,在石油和天然气生产过程中,总会有一定量的水来自地下深处,通常是盐水。这些地下水通常已有数百万年的历史,其盐度或来自远古海水的蒸发,或来自与岩石和矿物质的反应。为了更有效地采油,会在盐水中加入更多来自近地表的水,以弥补去除的石油量,并保持储油层的压力。然后,混合盐水被重新注入地下。这就形成了一个生产流体并将其重新注入深层地下的循环。同样的过程也发生在锂提取、地热能源生产和地质碳封存中,这些操作都涉及将地下残留的盐水重新注入。研究表明,这些石油和天然气活动的流体注入率或补给率高于自然发生的情况。研究小组利用各种来源的现有数据,包括与石油和天然气开采以及地热能源注水有关的流体运动测量数据,发现目前由人类活动引起的流体运动速率高于人类干预之前的流体运动速率。随着碳捕集与封存和锂提取等人类活动的增加,研究人员还预测了这些活动可能会如何被记录在地质记录中,地质记录是组成地壳的岩石中记录的地球历史。人类活动不仅有可能改变深层地下流体,还有可能改变生活在地下的微生物。随着流体的流动,微生物环境可能会因水化学变化或将新的微生物群落从地球表面带到地下而发生改变。例如,使用水力压裂技术(一种用加压液体破碎地下岩石以开采石油和天然气的技术),以前没有任何可检测到的微生物数量的深层岩层可能会突然出现大量微生物活动。麦金托什说,关于地球深层地下及其如何受到人类活动的影响,还有很多未知数,继续研究这些问题非常重要。我们需要利用地下深层作为气候危机解决方案的一部分。"然而,我们对火星表面的了解要多于对我们脚下深处的水、岩石和生命的了解。编译自/scitechdaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428756.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428756.htm

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气候变化正在改变鱼类觅食行为 可能导致物种灭绝

气候变化正在改变鱼类觅食行为可能导致物种灭绝根据《自然-气候变化》杂志最近的一项研究,鱼类正在调整它们的捕猎和进食模式,以应对海洋温度的升高。在德国生物多样性综合研究中心(iDiv)和耶拿弗里德里希-席勒大学研究人员的领导下,研究人员发现波罗的海的鱼类会通过消耗它们最先遇到的猎物来应对温度的升高。这种觅食行为的变化导致鱼类选择数量更多、体型更小的猎物。在所有温度条件下,它们所处环境中的小型猎物包括脆星、小型甲壳类动物、蠕虫和软体动物。鱼类和许多其他消费物种一样,在气温升高时需要更多的食物,因为它们的新陈代谢也会加快。虽然更丰富的猎物能提供直接的能量来源,但这种所谓的灵活觅食行为意味着鱼类会失去机会,无法通过捕食能提供更多热量的大型猎物来满足长期的能量需求。欧洲比目鱼(Platichthysflesus)是一种坐等捕食者,也是研究数据库中的六个物种之一。图片来源:JFredriksson,维基共享资源食物网模型计算显示,鱼类的能量需求与其实际食物摄入量之间的这种不匹配可能会导致更多的物种在气候变暖的条件下灭绝,鱼类最终会因为摄入的食物不足以满足其能量需求而饿死。该模型也可应用于其他消费物种,它表明,对于食物链中较高的物种来说,情况尤其如此。作者认为,总体而言,这种灵活的觅食行为可能会使生物群落更容易受到气候变化的影响。第一作者、iDiv和耶拿大学的BenoitGauzens解释说:"人们通常认为,物种会调整它们的觅食方式,以最大限度地消耗能量,但这些发现表明,鱼类以及其他动物可能会以意想不到的低效方式应对气候变化带来的压力"。来自鱼胃的数据研究人员分析了基尔湾六种重要商业鱼类十年来的胃内容物数据,这些鱼类的觅食策略各不相同。例如,欧洲比目鱼(Platichthysflesus)等比目鱼往往是坐等捕食者,而大西洋鳕鱼(Gadusmorhua)则是更积极的觅食者。研究人员使用了波罗的海西部基尔湾六种不同鱼类胃内容物的数据库。图片来源:N-爱因斯坦,维基共享资源这些数据从1968年到1978年常年收集,有助于了解鱼类的饮食情况--它们胃里的食物--以及在不同温度下它们所处环境中存在的猎物。胃内容物表明,随着水域温度升高,鱼类逐渐将注意力从数量较少的猎物转移到数量较多的猎物上。莱布尼兹淡水生态与内陆渔业研究所(IGB)的合著者格雷戈尔-卡林卡特(GregorKalinkat)补充说:"波罗的海和其他地方的鱼类物种正面临着多种人为压力,如过度捕捞或污染。在气候变暖的情况下,更低效的猎物搜寻行为可能是导致鱼类种群无法恢复的另一个因素,而这一因素迄今为止一直被忽视。"利用这些见解,研究人员随后使用基于理论群落的数学食物网模型,计算了在不同温度下觅食行为的变化对其他物种和整个生态系统的影响。结果表明,当温度升高时,这种觅食行为的变化会导致更多的消费物种(如鱼类)灭绝。这些物种的灭绝反过来又会对群落中的其他物种产生连锁反应。"适应当地环境条件的觅食行为通常是维持生态系统高度生物多样性的关键,"高赞斯补充说。"因此,令人费解的是,在气温升高的情况下,这一点可能并不完全正确。"尽管这些发现令人震惊,但由于目前这些发现都是基于理论模型,因此其意义尚待估计。今后,研究人员希望在自然环境中检验这一机制,并研究不同的生物,看它们的觅食行为是否会出现类似或不同的变化。编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422634.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1422634.htm

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地球的"活皮肤" - 生物土壤结皮受到气候变化的威胁

地球的"活皮肤"-生物土壤结皮受到气候变化的威胁共焦扫描激光显微镜拍摄的生物簇截面图。土壤颗粒呈现出深浅不一的灰色,而蓝藻丝束(荧光红色)则位于土壤颗粒之间。资料来源:宾夕法尼亚州立大学研究人员最近在《微生物学前沿》(FrontiersofMicrobiology)杂志上发表了他们的研究成果。研究小组负责人、宾夕法尼亚州立大学土壤与环境微生物学助理教授埃斯特尔-库拉多(EstelleCouradeau)说:"生物簇目前覆盖了地球陆地表面约12%的面积,由于气候变化和土地使用的加剧,我们预计它们将在65年内减少约25%到40%。我们希望这项工作能为了解支持生物结壳抵御快速变化的气候模式和更频繁干旱的微生物功能铺平道路。"生物土壤板结是生物的集合体,在土壤中形成一个常年、组织良好的表层。它们分布广泛,遍布各大洲,只要缺水限制了普通植物的生长,让光照进入裸露的土壤,它们就会出现。但仍有足够的水支持微生物的生长,这些微生物提供宝贵的生态系统服务,如从空气中吸收碳和氮并将其固定在土壤中、循环利用养分以及将土壤颗粒固定在一起,从而有助于防止尘土飞扬。宾夕法尼亚州立大学研究生瑞安-特雷克斯勒(RyanTrexler)从野外采集生物菌核,然后带回实验室进行研究。图片来源:宾夕法尼亚州立大学Couradeau认为,这种土壤稳定功能非常重要,它能使土壤凝结成块,不会分解成灰尘,从而减少水土流失。她的研究小组现在宾夕法尼亚州立大学农业科学学院工作,十年来一直在深入研究生物簇。她说:"大多数灰尘都是在旱地产生的,而研究表明,旱地中生物簇的存在大大减少了原本会进入大气层的灰尘量。我们认为,失去生物壳会导致全球尘埃排放量和沉积量增加5%到15%,这将影响气候、环境和人类健康。"在存在生物簇的半干旱地区,生物--微小的苔藓、地衣、绿藻、蓝藻、其他细菌和真菌--可能一年只经历几次雨雪天气,带头进行这项研究的生态学和生物地球化学跨学院研究生学位项目的博士候选人瑞安-特雷克斯勒解释说。他说:"土壤干燥时,土壤中的微生物大多处于休眠状态,不会做什么。但是,一旦它们感知到水,就会在几秒到几分钟内迅速复苏。它们会积极制造叶绿素,固定碳和氮,直到土壤再次干燥--然后微生物再次休眠。每次下雨,它们都会经历活动周期。"犹他州摩押附近科罗拉多高原的景色,秋季降雨后,土壤湿润,足以激活微生物,因此在这里采集了生物簇样本。资料来源:宾夕法尼亚州立大学为了研究生物簇,研究人员从犹他州摩押附近科罗拉多高原上三块未受干扰、以蓝藻为主的生物簇中采集了样本。生物簇样本是在秋季降雨后采集的,雨水充分湿润了土壤,从而激活了微生物。样本随后被烘干并保存在黑暗中,然后在研究后期重新浸湿。特雷克斯勒说:"我们取样的地方被称为'寒冷沙漠',因为那里非常干旱,但冬天有时会下雪。因此,那里不像其他许多干旱地区那样炎热,但植物仍然无法在那里生长,因为没有足够的水。因此,我们在该地土壤中发现的唯一群落就是微生物。"为了确定哪些微生物活跃在土壤群落中,研究人员将生物正交非规范氨基酸标记(称为BONCAT)与荧光激活细胞分选相结合。BONCAT是在群落和整个生物体内追踪单细胞蛋白质合成的强大工具,而荧光激活细胞分拣则根据细胞是否正在产生新蛋白质对其进行分拣。研究人员将这些过程与霰弹枪元基因组测序结合起来,从而对生物簇样本中所有生物的所有基因进行了全面采样。他们利用这种方法,对生物簇群落中的活性和非活性微生物的多样性和潜在功能能力进行了剖析。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376789.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1376789.htm

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新研究提供了气候变化中人类"指纹"存在的明确证据

新研究提供了气候变化中人类"指纹"存在的明确证据最近的研究强调了人类对海面温度(SST)的明显影响,揭示了与人类活动相关的季节性温度周期的显著变化。这项研究利用各种观测数据集和气候模型,确定温室气体是这些变化的主要驱动因素,对海洋生态系统、海洋作为碳汇的作用以及全球气候模式具有深远影响。"我们的研究表明,海表温度(SST)季节周期中的人为信号已经从自然变化的噪声中显现出来。海表温度季节周期振幅(SSTAC)变化的地理模式揭示了两个显著特点:北半球中纬度地区的上升与混合层深度变化有关,而南纬40°至55°之间的强偶极子模式则主要受地表风变化的驱动,"发表在《自然-气候变化》(NatureClimateChange)上的这项新研究说。"我们发现的证据非常明确。研究基于四组不同的海面海洋温度观测数据,分析了来自不同监测系统的数据,包括卫星记录以及世卫组织海洋研究所自1950年以来通过船只和浮筒收集的海洋测量数据。所有这些数据都提供了相同的故事和相同的结论:SSTAC中的人为信号非常强烈,而且具有非常独特的模式。"佐证和影响在四种不同的观测到的SST产品和51个模型实现的历史气候演变中,模型预测的SSTAC变化模式具有很高的统计置信度。根据各个强迫的历史变化进行的模拟显示,温室气体的增加是SSTAC变化的主要驱动力,人为气溶胶和臭氧强迫的贡献较小但很明显。太平洋上的波浪。图片来源:伍兹霍尔海洋研究所HannahPiecuch这项研究的灵感来自桑特早先的工作,他从事气候指纹识别工作已有30多年。以前的研究利用卫星记录来识别对流层中上层温度季节周期变化中的人类指纹。然而,这是第一项揭示季节性海面温度气候变化详细模式的指纹研究。气候变化与海洋影响"海面温度的季节周期振幅正在发生变化,而且变得越来越强。我们最大的发现之一是,夏季变暖的程度大于冬季。在北半球和南半球,海洋混合层深度都在变薄,这会显著放大夏季温度。北半球的变暖更为极端,与海洋盆地面积变小有关。在南半球,我们发现海面温度的变化主要是由大气变暖引起的风向转变模式驱动的。这项研究驳斥了近期气温变化是自然现象的说法,无论是太阳还是气候系统的内部周期。"桑特说:"就我们正在研究的海洋季节性温度变化而言,自然解释几乎是不可能的。这项研究进一步排除了这样的说法:因为气候变化是自然现象,所以我们不必认真对待。"社会和环境后果海洋表面温度季节性周期中这一强有力的人类指纹预计将对海洋生态系统产生广泛影响。这会极大地影响渔业和营养物质的分布。深入了解人类活动对季节性的影响具有科学、经济和社会方面的重要意义。2023年,海洋上层热量含量达到有记录以来的最高值,引起了科学界的强烈关注。海洋吸收了地球因全球变暖而产生的大约90%的多余热量,在调节地球气候系统方面发挥着至关重要的作用。"海洋温度简直高得离谱。很多人都想知道发生了什么,"桑特说。"答案的很大一部分是人类活动使世界海洋逐渐变暖。科学界一直关注海洋年平均温度的变化。这篇论文表明,根据季节变化进行指纹识别也是至关重要的。"海洋是一个重要的碳汇,它吸收了我们因燃烧化石燃料而产生的25%的二氧化碳。然而,海洋吸收二氧化碳的能力与温度有关。随着海洋变暖,我们必须了解海洋吸收二氧化碳的能力是如何受到影响的。"随着海洋吸收二氧化碳,会产生广泛报道的酸化现象,这会对海洋生物造成负面影响。如果我们开始改变海洋的酸碱度,就有可能影响食物链底层生物的结构完整性。在美国和全球范围内,我们现在面临着如何应对气候变化的重要决策。这些决定应该基于我们对人类对平均气候和季节影响的现实性和严重性的最佳科学理解。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425481.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1425481.htm

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