外媒：研究人员称气候变化影响了判断爬行动物的年龄

外媒：研究人员称气候变化影响了判断爬行动物的年龄据外媒8月25日报道，近日，哈佛大学的一组研究人员发现。爬行动物时代是由6000万年的气候变化和全球变暖促成的。来自哈佛大学有机与进化生物学系和比较动物学博物馆的研究人员于8月19日在《科学进展》杂志上发表了一项研究。该研究表明，爬行动物时代开始与一系列气候变化引发的全球气温升高有关系。具体来看，Synapsids是哺乳动物的祖先，是二叠纪的主要陆地脊椎动物。此前，大多数古生物学家将三叠纪（252亿-2亿年前）爬行动物多样性的爆炸，归因于二叠纪（298亿-2.52亿年前）的大规模灭绝。在此期间，灭绝了许多竞争性突触物种，使爬行动物使它们成为陆地脊椎动物的主要群体所需的资源和栖息地。但这项新研究对这一说法提出了挑战。“我们的研究结果表明，在大多数爬行动物群体适应新的环境条件时，气候快速变化和全球变暖的时期与异常高的解剖学变化率有关。”资深作者、哈佛大学教授斯蒂芬妮·E·皮尔斯说。“这个过程早在二叠纪－三叠纪大灭绝之前就开始了，至少距今至少2.7亿年前。这表明，爬行动物身体计划的多样化并不是像之前认为的那样由PT大灭绝事件引发，而是实际上在此之前数千万年就开始了。”研究人员表示，他们利用了地质历史中气候变化引起的大规模灭绝的这些发现来了解气候变化和全球变暖对生物进化的现代影响。此前，关于气候变化对物种影响的研究主要集中在对海洋物种的影响上，由于缺乏数据而忽略了陆生脊椎动物。目前，这项新研究正在进一步进行中。未来，或可以帮助人类更好、更全面地了解爬行动物进化的未来。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308525.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308525.htm

"翻转剧本"：新研究改写了鳃的进化故事

"翻转剧本"：新研究改写了鳃的进化故事根据不列颠哥伦比亚大学动物学家令人惊讶的新研究，在进化成帮助脊椎动物在水下呼吸之前，鳃在调节血液的盐分和pH值平衡方面发挥了早期和同样重要的作用。资料来源：RashpalDhillon,RushStudio"我们的工作表明，我们蠕虫类祖先的早期、简化的鳃在离子调节中发挥了重要作用。"领导这项研究的英属哥伦比亚大学（UBC）动物学家MichaelSackville博士说："这种作用可能早在鳃诞生之初就已经产生了，远在它们在呼吸中发挥任何作用之前。这翻转了我们对鳃和鳃功能如何演变的理解。"不列颠哥伦比亚大学的研究人员利用三种有代表性的动物作为基础，了解鳃是何时以及如何获得其功能的。资料来源：不列颠哥伦比亚大学的迈克尔-萨克维尔一个多世纪以来，包括达尔文在内的科学家一直被鳃和肺的进化所吸引。在这项研究之前，人们认为鳃最初是在接近脊椎动物生命之初被用于呼吸和离子控制。在这个传统的时间轴上，这两种功能从皮肤同步变成了鳃，帮助脊椎动物从微小的、像虫子一样的生物体转变为较大的、活跃的鱼类。这种从"小而虫"到"大而鱼"的转变是脊椎动物进化中的一个决定性时刻。这项研究比较了三种今天仍然活着但属于不同品系的物种：属于脊椎动物的灯鱼，以及属于脊椎动物近亲的文昌鱼和橡子虫。研究人员推断，这些动物共享的任何鳃的功能都是从一个共同的祖先那里获得的，这个祖先被认为在5亿多年前就已经存在。"我们发现，只有在我们的脊椎动物代表中，鳃被用于呼吸，而且只是随着身体大小和活动的增加，"UBC动物学家和该论文的高级作者ColinBrauner博士说。"但是我们在我们所有三种动物的鳃中发现了离子调节细胞。这使我们能够追溯到鳃部离子调节的起源，一直追溯到早期的脱毛动物，当时非常简单的鳃部结构被认为是首次进化的。这一发现支持了早期脊椎动物的鳃首次用于呼吸的经典知识，但为这个故事增加了一个令人兴奋的新的、更早的章节，显然值得进一步研究。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333317.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333317.htm

研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期

研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期红鳍柱颌针鱼（Strongyluranotata）"躲藏"在加勒比海库拉索岛附近的海面下。资料来源：JulietteJacquemont（该研究的共同作者）。领衔作者、荷兰皇家海洋研究所（NIOZ）的卡塔琳娜-阿尔特（KatharinaAlter）解释了为什么对已发表的有关气候变化影响的研究结果进行总结和分析至关重要："为了更好地了解气候变化对全球的总体影响，海洋生物学家会计算气候变化对所有鱼类或所有无脊椎动物物种的影响。然而，在不同的单项研究中确定的影响可能会相互抵消：例如，如果蜗牛等无脊椎动物从某种环境变化中获益，而海胆等其他无脊椎动物则从中受损，那么尽管这两种动物群体都受到了影响，但无脊椎动物受到的总体影响却被认定为零"。事实上，由于气候变化，蜗牛吃得更多，而海胆吃得更少。这两种影响都很重要，甚至会产生连带效应：海胆的食物--草皮藻会生长得更多，而腹足类的食物--海带的生长则会减少。这两种无脊椎动物摄食量的不同导致生态系统从海带为主的生态系统转变为草皮藻为主的生态系统，从而改变了生活在这个生态系统中的所有其他动物的生存环境。"阿尔特博士与来自瓦赫宁根大学以及美国、法国、阿根廷、意大利和智利的其他12个研究机构的同事一起，开发出了新的研究方法，不再将看似矛盾的结果对立起来，而是利用这两种结果来确定气候变化对动物健康的影响。在使用这种方法之前，人们已经知道海洋变暖和海水酸性增强会在三个方面对鱼类和无脊椎动物产生负面影响：它们的生存机会减少，新陈代谢加快，无脊椎动物的骨骼变弱。利用这种新方法，国际海洋研究小组发现，气候变化对鱼类和无脊椎动物的其他重要生物反应产生了负面影响：生理、繁殖、行为和身体发育。阿尔特"因为这可能会导致影响海洋生态系统结构的生态转变，我们的研究结果表明，气候变化的影响可能会比之前想象的更大"。几十年来，空气中二氧化碳含量的增加导致海水温度升高、酸性增强，预计未来这一趋势还将继续。然而，其速度和程度尚不可知。阿尔特和她的同事们计算了三种预计的二氧化碳增加情景的后果，因此也计算了海洋变暖和海洋酸化的后果：极端增加、以目前速度适度增加以及--由于可能采取的措施--减缓增加。阿尔特介绍说："我们的新方法表明，如果海洋变暖和酸化继续按照目前的轨迹发展，鱼类和无脊椎动物物种中高达100%的生物过程都将受到影响，而之前的研究方法分别只发现了所有过程中约20%和25%的变化。"此外，研究还表明，减缓大气中二氧化碳含量的措施将有助于减少生物过程的变化：在低二氧化碳情况下，无脊椎动物中50%的反应和鱼类中30%的反应将受到影响。阿尔特认为，新方法的最大好处是，人们可以更详细地了解气候变化对物种的影响。"新的计算方法权衡了与当前状态的显著偏差，无论其方向如何--是有利还是有害--都将其视为海水变暖和酸化的影响。有了我们的新方法，您就可以纳入最广泛的测量反应，并发现传统方法中被掩盖的影响。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427244.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427244.htm

巨猿研究揭示 Y 染色体比 X 染色体进化更快

巨猿研究揭示Y染色体比X染色体进化更快猿类性染色体研究来自宾夕法尼亚州立大学、美国国家人类基因组研究所和华盛顿大学的一个国际研究小组为五个类人猿物种和一个较小类人猿物种的性染色体制作了完整的"端对端"参考基因组。他们的研究揭示了雄性特异性Y染色体的快速进化变化。这些发现加深了我们对性染色体进化的理解，有助于我们了解影响类人猿和人类的遗传疾病。类人猿中Y和X染色体的重要性"Y染色体对人类的生育能力非常重要，而X染色体则蕴藏着对生殖、认知和免疫至关重要的基因，"宾夕法尼亚州立大学生命科学维恩-威拉曼讲座教授、生物学教授兼研究小组组长卡捷琳娜-马科娃（KaterynaMakova）说。"我们的研究为今后研究性染色体、它们如何进化以及与之相关的疾病打开了大门。我们研究的非人类巨猿物种都濒临灭绝。获得它们完整的性染色体序列将有助于研究它们在野外的性别特异性散布及其对繁殖和生育的重要基因"。宾夕法尼亚州立大学和美国国家人类基因组研究所的研究人员领导的一项国际合作新生成了六个灵长类物种的性染色体的完整基因组，揭示了类人猿Y染色体的快速进化。这些结果可以为保护这些濒危物种提供信息，并揭示人类和我们近亲中与性有关的遗传疾病。图片来源：设计：鲍勃-哈里斯；摄影：圣地亚哥动物园和塔尔萨动物园从Y染色体变异性看进化的启示这种参考基因组是一个具有代表性的例子，有助于今后对这些物种的研究。研究小组发现，与X染色体相比，Y染色体在不同猿类物种之间的差异很大，而且含有许多物种特有的序列。然而，它仍然受到纯化自然选择的影响--这种进化力量通过清除有害突变来保护其遗传信息。这项新研究最近发表在《自然》杂志上。基因组测序的技术进步马科瓦说："2001年，研究人员对人类基因组进行了测序，但实际上并不完整。当时可用的技术意味着某些空白没有被填补，直到2022-23年由端粒到端粒（Telomere-to-Telomere，简称T2T）联盟领导的一项新的努力。我们利用人类T2T联盟开发的实验和计算方法，确定了我们在世近亲--类人猿--性染色体的完整序列。"类人猿的比较基因组学研究小组为五种类人猿--黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、婆罗洲猩猩和苏门答腊猩猩--以及一种较小的类人猿--暹罗猿--制作了完整的性染色体序列。他们为每个物种的一个个体生成了序列。生成的参考基因组可作为基因和其他染色体区域的图谱，帮助研究人员对该物种其他个体的基因组进行测序和组装。这些物种以前的性染色体序列不完整，或者婆罗洲猩猩和暹罗猩猩的性染色体序列不存在。该研究的共同第一作者、宾夕法尼亚州立大学博士后研究员KarolPál说："Y染色体的测序一直是个挑战，因为它包含许多重复性区域，而且由于传统的短线程测序技术是在短时间内对序列进行解码，因此很难将得到的片段按照正确的顺序排列。T2T方法使用长读数测序技术，克服了这一难题。我们与美国国家卫生与遗传研究所（NHGRI）的亚当-菲利皮（AdamPhillippy）研究小组合作，结合计算分析的进步，使我们能够完全解决以前难以测序和组装的重复区域。通过比较X染色体和Y染色体之间以及不同物种之间的差异，包括与之前生成的人类X染色体和Y染色体的T2T序列的差异，我们了解到了有关它们进化的许多新情况。"Y染色体的高变异性宾夕法尼亚州立大学医学基因组学中心主任马科瓦说："性染色体开始时与其他任何一对染色体一样，但Y染色体由于在其大部分长度上不与其他染色体交换遗传信息，因此在积累许多缺失、其他突变和重复元素方面一直独树一帜。"因此，研究小组发现，在六个猿类物种中，Y染色体在包括大小在内的各种特征上的变化要比X染色体大得多。在所研究的猿类中，X染色体的大小从黑猩猩和人类的1.54亿个ACTG字母（代表组成DNA的核苷酸）到大猩猩的1.78亿个字母不等。相比之下，Y染色体的大小从暹罗猩猩的3000万个DNA字母到苏门答腊猩猩的6800万个字母不等。例如，人类和黑猩猩之间约有98%的X染色体是一致的，但它们之间只有约三分之一的Y染色体是一致的。研究人员发现，部分原因是Y染色体更有可能被重新排列或部分遗传物质被复制。此外，在Y染色体上，重复序列所占染色体的百分比变化很大。根据物种的不同，重复元素占X染色体的62%到66%，而占Y染色体的71%到85%。与人类基因组中的其他染色体相比，X和Y染色体上的这些百分比都更高。Y染色体生存策略马科瓦说："我们发现猿猴的Y染色体正在缩小，积累了许多突变和重复，并丢失了基因。那么，为什么Y染色体没有像以前的一些假说所说的那样消失呢？我们与坦普尔大学的谢尔盖-科萨科夫斯基-庞德等人合作发现，Y染色体上仍有许多基因在净化选择--一种保持基因序列完整的自然选择--下进化。其中许多基因对精子发生非常重要。这意味着Y染色体不可能很快消失。"研究人员发现，Y染色体上的许多基因似乎采用了两种生存策略。第一种是利用基因冗余--染色体上存在同一基因的多个拷贝--这样基因的完整拷贝就能补偿可能发生突变的拷贝。研究小组首次完成了猿类性染色体上多拷贝基因家族的图谱，从而量化了这种基因冗余。第二种生存策略是利用回文，即DNA字母表中的字母序列后跟有相同但倒置的序列，例如ACTG-GTCA。当基因位于回文染色体内时，就能从回文染色体纠正突变的能力中获益。帕尔说："我们发现，Y染色体可以在两个回文染色体臂的重复序列之间与自身交换遗传信息。当同一基因的两个拷贝位于回文染色体内，其中一个拷贝发生突变时，可以通过与另一个拷贝进行基因交换来挽救突变。这可以弥补Y染色体与其他染色体遗传信息交换的不足。"研究小组还首次获得了猿类性染色体上回文染色体的完整序列，因为以前很难对它们进行测序和研究。他们发现，猿猴Y染色体上的回文染色体特别多而且特别长，但它们通常只在近亲物种之间共享。猿类基因组研究的进展研究人员还与约翰-霍普金斯大学的迈克尔-沙茨及其团队合作，对129只大猩猩和黑猩猩的性染色体进行了研究，以更好地了解每个物种内部的遗传变异，并寻找自然选择和其他进化力量作用于它们的证据。宾夕法尼亚州立大学生物学助理教授、论文作者之一ZacharySzpiech说："通过将大猩猩和黑猩猩的性染色体测序读数与我们的新参考序列进行比对，我们从之前研究过的大猩猩和黑猩猩个体中获得了大量新信息。虽然未来增加样本量将非常有助于提高我们检测不同进化力量特征的能力，但在与濒危物种合作时，这在伦理和后勤方面都可能具有挑战性，因此我们能最大限度地利用现有数据是至关重要的。"研究人员探索了能够解释大猩猩内部和黑猩猩内部Y染色体变异的各种因素，这一分析揭示了Y染色体上净化选择的额外特征。对未来研究和保护工作的影响宾夕法尼亚州立大学生物学助理教授克里斯蒂安-胡贝尔（ChristianHuber）是这篇论文的作者之一，他说："我们将生物信息学技术和进化分析有力地结合在一起，使我们能够更好地解释我们的近亲类人猿性染色体的进化过程。"此外，我们制作的参考基因组将有助于未来对灵长类进化和人类疾病的研究。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435167.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435167.htm

哈佛研究：气候变化推动了爬行动物时代的开始

哈佛研究：气候变化推动了爬行动物时代的开始据CNET报道，一组哈佛大学的研究人员发现，爬行动物时代（AgeofReptiles，一个爬行动物物种快速进化的时间段），是由6000万年的气候变化和全球变暖推动的。哈佛大学有机和进化生物学系和比较动物学博物馆的研究人员于8月19日在《科学进展》杂志上发表了一项研究，揭示了爬行动物时代的开始与二叠纪和三叠纪之间一系列气候变化所刺激的全球温度上升有关。哺乳动物的祖先Synapsids是二叠纪的主要陆地脊椎动物。此前，大多数古生物学家将三叠纪（2.52-2亿年前）爬行动物多样性的爆炸性增长归因于二叠纪（2.98-2.52亿年前）的大规模灭绝，这些灭绝消灭了许多竞争者synapsid物种，给予爬行动物所需的资源和栖息地，使它们成为陆地脊椎动物中的主导群体。但是新研究对这一论断提出了挑战。“我们的结果显示，快速气候变化和全球变暖的时期与大多数爬行动物群体中异常高的解剖学变化率有关，因为它们适应了新的环境条件，”资深作者和哈佛大学教授StephanieE.Pierce说。“这个过程早在二叠纪-三叠纪大灭绝之前就开始了，至少从2.7亿年前就开始了，这表明爬行动物身体计划的多样化并不像以前认为的那样是由二叠纪-三叠纪灭绝事件引发的，而实际上是在那之前几千万年就开始了。”研究人员表示，他们可以利用这种地质学上的气候变化引起的大规模灭绝的发现来理解气候变化和全球变暖对生物体进化的现代影响。以前关于气候变化对物种的影响的研究大多集中在对海洋物种的影响上，由于缺乏数据而忽略了陆地脊椎动物。正在进行的研究可以帮助我们了解爬行动物进化的未来。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307513.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307513.htm

令人震惊的4.39亿年前的"鲨鱼"迫使科学家们重新思考进化的时间线

令人震惊的4.39亿年前的"鲨鱼"迫使科学家们重新思考进化的时间线科学家们对中国新发现的一个棘齿类物种的年龄感到震惊。这一发现是最古老的无争议的有颌鱼，比第一个棘齿鱼的身体化石早了大约1500万年。研究人员的发现最近发表在《自然》杂志上。从数以千计的微小骨骼碎片中重建的新塑梵净山鱼，以著名的联合国教科文组织世界文化遗产梵净山命名，这是一种奇异的鱼类，具有外部骨质"盔甲"和多对鳍刺，使其有别于活着的颚鱼、软骨鲨鱼和鳐鱼，以及骨质鳐鱼和叶鳍鱼。来自中国科学院、曲靖师范大学和伯明翰大学的一个研究小组对梵净山鱼的检查显示，该物种在解剖学上接近于统称为刺鲨的已灭绝的刺"鲨"群。与现代鲨鱼不同的是，棘齿类动物的肩部有皮肤骨化现象，这种现象在有颌鱼类中原始存在。重建海洋中的梵净山鱼效果图梵净山鱼的化石遗骸是在中国贵州省石阡县荣西地层的骨床样本中发现的。这些发现提供了可核实的证据，证明主要的脊椎动物群在所谓的"鱼类时代"开始的4.2亿年前就已经开始了多样化。科学家们发现了使梵净山鱼区别于其他所有已知脊椎动物的特征。它的胸骨、胸骨前和骨盆前的刺与真皮肩胛骨板融合成一个整体。此外，人们发现肩板的腹侧部分延伸到胸鳍棘的后缘。该物种拥有独特的躯干鳞片，这些鳞片的冠部是由一排类似牙齿的元素（odontodes）组成的，上面有不规则的结节状脊。奇怪的是，在鳞片中记录了齿状物的生长，但在真皮骨架的其他部分，如鳍刺中却没有。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（IVPP）的朱敏教授说："这是已知解剖学最古老的有颌鱼。新的数据使我们能够将梵净山鱼置于早期脊椎动物的系统发育树中，并获得关于导致重要脊椎动物适应性（如颚、感觉系统和成对的附属物）起源的进化步骤的急需信息。"从一开始，科学家们就清楚地知道，梵净山鱼的肩部腰部及其鳍刺阵列，是确定这个新物种在早期脊椎动物进化树上的位置的关键。出乎意料的是，梵净山鱼的骨骼化石显示了广泛的吸收和重塑的证据，这些证据通常与包括人类在内的骨质鱼类的骨骼发育有关。首席作者、曲靖师范学院的研究员普拉门-安德烈夫博士说："这种程度的硬组织改造在软骨鱼类中是前所未有的，这个群体包括现代软骨鱼类和它们的灭绝祖先。这说明在有颌鱼多样化开始时，矿化骨架的发育可塑性比目前了解的要大"。梵净山鱼的吸收特征在孤立的主干鳞片中最为明显，这些鳞片显示出牙状的冠状元素的脱落和鳞片基部的真皮骨的移除。薄片标本和断层扫描片显示，这个吸收阶段之后是替代冠状元素的沉积。令人惊讶的是，这种骨骼重塑的最接近的例子是在已灭绝的和活着的骨鱼的牙齿和皮牙（denticles）中发现。然而，在梵净山鱼中，吸收并不像在骨鱼中发生的那样以单个牙齿或齿条为目标，而是去除一个包括多个鳞片齿条的区域。这种奇特的替换机制与有颌脊椎动物典型的牙齿/齿条替换相比，更接近于骨骼修复。重庆鱼类化石库是世界上唯一的早期新石器时代的拉格斯塔特，它保存了完整的、从头到尾的颌骨鱼类，为窥视大量出现的"鱼类的黎明"提供了一个无与伦比的机会。对梵净山鱼的系统发育假说采用了从可观察到的特征中得出的数字矩阵，证实了研究人员的最初假设，即该物种代表了原始软骨鱼类的一个早期进化分支。这些结果对我们了解有颌鱼的起源时间具有深远的意义，因为它们与形态学上对软骨鱼和骨鱼共同祖先年龄的估计相一致，将其追溯到大约4.55亿年前，在一个被称为奥陶纪的时期。这些结果告诉我们，缺乏奥陶纪有颌鱼的无可争议的遗迹，可能是由于对相当古老的沉积物序列取样不足。他们还指出，在与梵净山亚种同时期的地层中，对牙齿、下颚和有关节的脊椎动物化石有强烈的保存偏见。"这个新发现使现有的脊椎动物进化模型受到质疑，因为它大大缩短了有颌鱼类从其最接近的无颌祖先中出现的时间框架。"伯明翰大学的IvanJ.Sansom博士说："这将对我们如何评估早期脊椎动物的进化率以及这些群体的形态和分子变化之间的关系产生深远影响。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331527.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331527.htm