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哺乳动物攻击恐龙
实际证据被发现
摘自7月19日《光明日报》报道，在中国与加拿大科学家的共同记述下，一块大约1.25亿年前、展示肉食性哺乳动物袭击较大植食性恐龙惊险时刻的化石呈现于公众面前。这一发现再次挑战了“恐龙在白垩纪期间几乎没有受到同时代哺乳动物威胁”的观点，相关研究成果18日发表在 Scientific Reports 。
情景重现：1.25亿年前，鹦鹉嘴龙（恐龙）遭到爬兽（哺乳动物）的攻击。
资料图片（由合作研究者迈克尔·W.斯克雷普尼克提供）
该化石标本于2012年采自辽宁北票下白垩统义县组陆家屯层，后由海南科技职业大学教授韩刚（合作研究者之一）捐赠给山东省威海紫光实验学校博物馆。其中的恐龙被确定为植食性鹦鹉嘴龙，大小与大型犬相当，生活在大约1.25亿至1.05亿年前的白垩纪早期。其中的哺乳动物为类似獾的爬兽，虽然与恐龙相比体型不算大，但也是白垩纪最大的哺乳动物之一。“爬兽和鹦鹉嘴龙被‘同框’发现并不新鲜，令人惊奇的是这块化石所揭示的捕食行为。”加拿大自然博物馆的古生物学家乔丹·马隆博士表示。
据研究者描述，化石中，鹦鹉嘴龙呈俯卧姿态，后肢折叠在身体两侧；爬兽的身体向右盘绕，俯坐在鹦鹉嘴龙背侧，抓扒着猎物的下巴并撕咬肋骨，其小腿则被鹦鹉嘴龙的后腿夹住。“这些现象表明，爬兽正在攻击鹦鹉嘴龙，两种动物被锁定在殊死搏斗中，并紧密交织在一起，成为首个显示哺乳动物对恐龙捕食行为的实际证据。”乔丹·马隆解释。加拿大自然博物馆的矿物学家亚伦·卢西耶博士分析了这块标本的围岩，结果证实围岩基质中存在大量火山物质。
研究者相信，爬兽是在捕食鹦鹉嘴龙，而不是在啃食一具鹦鹉嘴龙的尸体，因为恐龙骨架上没有留下任何被啃食的牙印。“如果鹦鹉嘴龙在遇到爬兽前就死了，那么两只动物就不太可能纠缠在一起。此外，爬兽位于鹦鹉嘴龙的背部方向，也表明它是攻击者。”在乔丹·马隆看来，爬兽实际上是想在鹦鹉嘴龙还活着时就吃掉它，只是它们同时葬身于即时的火山喷发以及随后的泥石流中。早在发现该标本前，古生物学家就知道爬兽会捕食包括鹦鹉嘴龙在内的恐龙，因为在一块爬兽标本的胃中，他们发现了鹦鹉嘴龙幼年个体的骨骼残留。研究者还推测,辽宁陆家屯源于火山喷发的沉积层将继续产生物种间相互争斗的新标本和新证据。
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新研究揭示
海生昆虫起源之谜
摘自7月20日《中国科学报》报道，近日，中山大学教授谢强团队与华南师范大学教授栾云霞、荷兰自然历史博物馆博士陈萍萍等科研人员合作，研究揭示了海生昆虫起源之谜。相关研究以《海蝽回归海洋的3亿年进化历程》为题发表于 Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences 。
羚羊礁海蝽雄性个体。
研究团队 供图
海蝽科是昆虫纲中罕见的严格海生类群，主要分布于太平洋和印度洋的热带海域。由于海生昆虫通常物种稀少、分布遥远、生境独特，因而进行野外采集和室内研究的难度很大。2018-2019年，谢强团队3次赴羚羊礁海域并短期住岛，突破了海蝽采集的瓶颈、获得大量个体样本，随后生成了包括核基因组、转录组、宏基因组等在内的多种数据，为以海蝽为代表深入认识海生昆虫的起源与适应奠定了数据基础。
基于所生成的高质量核基因组，研究团队在节肢动物门的进化框架内进行了六足动物亚门―昆虫纲的系统发育基因组学研究。结果表明，海蝽科昆虫起源于侏罗纪早期的约1.92亿年前，而该时期正是三叠纪末集群绝灭后海洋珊瑚礁系统漫长的恢复期，至少持续到了侏罗纪中期。珊瑚礁系统大范围、长时期的恢复过程，很可能是海蝽科起源的古生态学驱动因素。与同时被纳入分析的海黾蝽和海宽蝽等昆虫相比，海蝽的起源更早、很可能是最早成功回到典型海洋环境生活的昆虫。而这相较于六足动物的海生祖先来说，中间已经相隔了3亿多年，昆虫祖先在成功登陆并分化出高度多样的类群之后，个别类群再次回到海洋、适应海洋之难，可见一斑。
基因家族扩张/收缩的分析表明，羚羊礁海蝽的基因组发生了较大程度的收缩（26个基因家族显著收缩，4个显著扩张），发生收缩的基因家族在形态建成、昼夜节律、蜕皮周期、翅的飞行等方面发挥着重要的作用。在基因家族层面，海蝽适应海生生活的方式更多在于做“减法”而不是“加法”。该研究在系统发育基因组学分析中，还尝试突破了基于参考物种基因组中的单拷贝基因构建直系同源集的理论经验，成功展示了两拷贝基因同源集用于动物系统发育研究的有效性。
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https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2023.0855
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已排10亿吨二氧化碳！
加拿大林火成全球公共事件
“气候正义”如何实现
摘自科学网7月27日报道，经中国科学院沈阳应用生态研究所研究员刘志华团队测算，加拿大林火今年的二氧化碳直接排放量达10亿吨，若再加上排放的甲烷和氧化亚氮，温室气体排放量相当于11.1亿吨二氧化碳当量，超过日本2021年全年能源相关的二氧化碳排放量（10.67亿吨，居全球第五位）。
图片来源：加拿大森林消防中心 https://ciffc.net/
7~8月是加拿大林火燃烧最猛烈的时间段，通常会持续到10月份，因此，这场停不下来的大火或将造成惊人的碳排放量，影响全球本世纪升温幅度控制在1.5℃目标。同时，这场史无前例的大火也将挑战西方应对气候变化的治理理念。在西方国家，火干扰被认为是一种调节森林生态系统的自然过程。尤其在加拿大这样防火资源严重不足的国家，一般只会扑灭人员密集的重点区域，而在偏远地区任其自生自灭。我国则采取“预防为先，防治结合”策略，一旦发生争取“早发现早扑灭”。刘志华介绍，这是由于人为干预只能扑灭低强度的地表火，一旦发展成树冠火很难人工扑灭。例如，2022年8月发生的重庆森林大火就是在第一时间调动了社会各界资源，军民携手、众志成城最终扑灭大火。后经统计，全社会投入救援力量1.4万余人。“这次加拿大林火规模之大，已经超出了传统认知的自然变化范畴，演变成一种破坏性灾难，使生态系统退化、碳汇功能降低，加剧全球变暖。”刘志华说。
根据加拿大森林消防中心的最新数据，截至当地时间7月25日，加拿大全国累计过火面积已超12万平方公里，超过了韩国国土面积（10.3万平方公里），是我国2000-2021年22年间累计森林火灾面积的7.5倍。并且，加拿大林火约有1/8发生在冻土区，造成冻土中的甲烷释放，而甲烷的温室效应是二氧化碳的28倍。同时，根据中国科学院大气物理研究所的模型测算，林火释放的PM2.5、PM10、有机气溶胶、黑碳等空气污染物已经随西风环流扩散到美国、欧洲，甚至北非和亚洲。
据《2022年中国国土绿化状况公报》显示，我国森林面积约为231万平方公里，约为加拿大森林面积的2/3，森林覆盖率约为24.02%，但林火年均二氧化碳排放量约为1500万吨，仅占全球每年野火排放量的0.2%。刘志华建议西方国家学习中国的森林管理经验，减少极端林火造成的全球升温。长期以来，西方发达国家一直将碳排放作为限制中国高速发展的政治工具。中国气候变化事务特使解振华在日前举行的中国电力建设发展大会上透露，在2021年联合国气候变化大会上，会议结束前几分钟，大会主席突然提出要将“去煤化”写入《格拉斯哥气候公约》，后经中国、印度代表坚决反对而作罢，大会主席最终“含泪敲槌”。英国利兹大学等开展的研究显示，发达国家应向低碳排放国家支付总计170万亿美元的补偿金，以确保应对气候变化的相关目标可以实现。然而现实却是，发达国家连14年前作出的2020年前每年向发展中国家提供1000亿美元气候资金的承诺都未兑现。一方面以“降低排放”为名对发展中国家“使绊儿”，一方面又对自身排放放任不管，实现“气候正义”需发达国家兑现承诺。
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云南虫不是脊椎动物
摘自7月29日《科技日报》报道，28日，国际期刊 Science 杂志刊发中国西北大学古生物研究团队和中国地质大学（北京）、玉溪师范学院联合研究的专题学术评论《对“云南虫的超微构造揭示出其祖先脊椎动物咽骨”的评述》。该文对 Science 2022年7月曾发表论文的核心观点“云南虫是脊椎动物干群或原始脊椎动物”进行了剖析和否定。其“评述”还指出，利用贝叶斯谱系分析云南虫得出“脊椎动物干群”结论的特征矩阵明显存在诸多关键偏差。得出的修正结果是“云南虫在后口动物亚界谱系树中的位置低于低等脊索动物，与脊椎动物无关”。
想要从科学上追寻“我是谁，我从哪里来”，便要探索脊椎动物的源头。西北大学古生物团队联合相关单位先后对8000余枚云南虫类化石标本进行了详尽的观察和研究，认定所谓鳃弓上观察到叠盘状软骨细胞结构实际上是由于化石埋藏保存原因所产生的错觉。这些“盘状结构”与中空的鳃丝一一对应，其实是云南虫鳃丝连接到鳃轴基部的固着点。云南虫有没有软骨细胞对于判定它与脊椎动物是否存在密切亲缘关系几乎没有多大意义，因为软骨细胞广泛存在于多门类无脊椎动物。软骨细胞不过是早期动物的一种原始性状，并非脊椎动物特有的衍征。通过扫描电镜和透射电镜，研究团队观察了大量云南虫化石和其它一些无脊椎动物化石的软组织残余物，发现其有机质以无定形的均质碳膜保存，且呈现高成熟度和沥青化。还直接用聚焦离子束对化石鳃弓进行多处取样，取样宽度为3.5~4.0µm，深度在6µm左右。运用透射电镜（TEM）观察，发现所有的有机质无任何原生生物结构，整体非常均匀，并未发现能够支撑云南虫成为脊椎动物的所谓“串珠状结构”。
受访者供图
中国科学院院士、西北大学地质学系教授舒德干指出，在后口亚界谱系演进上，云南虫比脊椎动物至少低4个基础器官创新（衍征）等级（见上图）。目前脊椎动物已知唯一的干群是昆明鱼目，因为它已具有头脑眼、单鼻孔和嗅囊、原始脊椎、二分心脏、复杂肌节等无颌鱼必需的基本器官构造，所以与脊椎动物冠群的亲缘关系密切。
相关论文信息：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade9707
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“折纸DNA”设计控制
病毒组装
摘自7月18日《科技日报》报道，据发表在最新一期 Nature Nanotechnology 上的一项研究，澳大利亚格里菲斯大学研究人员开发了一种在生理条件下以精确和可编程的方式指导病毒衣壳（病毒的蛋白质外壳）组装的方法，该方法可利用“折纸DNA”模板控制病毒组装方式。
衣壳涂层在不同厚度和形状的结构上的适用性。
图片来源： Nature Nanotechnology
研究人员通过一种DNA折纸纳米结构作为结合和组装平台，可以控制病毒蛋白的形状、大小和拓扑结构，并将其嵌入衣壳中。病毒蛋白涂层可保护封装的DNA折纸不被降解。研究人员称，这项活动更像是包裹一份礼物，病毒蛋白沉积在由DNA折纸形状定义的不同形状的顶部。不同的病毒蛋白就像不同的包装纸，这与涂层DNA折纸的不同用途有关。精确控制病毒蛋白的大小和形状，将有利于新疫苗和递送系统的开发。新方法不限于单一类型的病毒衣壳蛋白单元，还可应用于RNA—DNA折纸结构，为下一代药物递送和靶向策略铺平道路。
团队正在努力更深入地了解不同病毒如何自组装以及如何使用它们来封装多类型药物。例如，他们发现小鼠体内的一种病毒能携带蛋白质货物穿过恶劣环境并进入人类细胞的特定亚细胞区室。这将启发科学家设计和修改出更多的病毒样颗粒。
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研究证实
身体质量指数“不靠谱”
摘自7月19日《中国科学报》报道，通过分析大约3000名以色列女性和男性的体检数据，研究人员指出，相比目前广泛使用的身体质量指数（BMI），体脂率才是一个更可靠的个人整体健康和心脏代谢风险指标。研究人员建议，体脂率应该成为衡量健康的黄金标准，并建议以色列所有诊所都配备合适的检查设备。这是以色列迄今在同类研究中规模最大的一项，相关成果近日发表于 Frontiers in Nutrition 。
“以色列的儿童肥胖人数遥遥领先，另有超过60%的成年人被定义为超重。基于体重和身高的BMI被认为是衡量个人总体健康状况的标准指标。”论文作者、以色列特拉维夫大学医学院公共卫生学院教授Yftach Gepner说，“然而，尽管超重和肥胖之间有明显的直观联系，但肥胖的建议衡量标准是身体的脂肪含量，男性的最大正常值为25%、女性的最大正常值为35%。较高的脂肪含量被定义为肥胖，可导致一系列潜在的危及生命的心脏代谢疾病，如心脏病、糖尿病、脂肪肝、肾功能障碍等。”这两个指标之间的差异产生了一种被称为“体重正常的肥胖悖论”现象，即体重正常的人的体脂率高于正常水平。在这项研究中，研究人员调查了这种现象在以色列成年人中的普遍程度。
研究人员分析了多年来积累的3000名以色列男女的体检数据——BMI、使用X射线测量的包括脂肪含量在内的身体成分的DXA扫描结果，以及心脏代谢血液标记物。研究发现，大约1/3的参与者在正常体重范围内，但其中38.5%的女性和26.5%的男性被认定为“体重正常的肥胖”，即体重正常，但脂肪含量过高。研究人员将这些人的体脂率与血液指标进行比对，发现“体重正常的肥胖”与高水平的糖、脂肪和胆固醇之间存在显著相关性，而高水平的糖、脂肪和胆固醇是一系列心脏代谢疾病的主要危险因素。同时，30%的超重男性和10%的超重女性的体脂率正常。
“我们的发现令人担忧，表明体重正常的肥胖者在以色列比我们想象的要普遍得多。此外，根据主流的BMI，这些人在正常范围内通常“未被注意到”。与被认定为超重的人不同，他们没有接受任何改变营养或生活方式的治疗或指导，这使他们患心脏代谢疾病的风险更大。”Gepner说。由此，研究人员得出结论，体脂率是一个比BMI更可靠的个人总体健康指标。因此，他们建议将体脂率作为衡量健康的普遍标准，并为此推荐了一些使用方便和容易获得的工具——根据皮下脂肪层的厚度估算体脂的皮褶厚度，以及一种已经在许多健身中心使用、用户友好的测量身体电导率的设备。
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人体细胞图谱问世
摘自科学网7月21日报道， Nature 7月19日发表的3篇论文报道了人体肠道、肾脏和母胎界面的参考细胞图谱。除了这些研究，人类生物分子图谱计划（HuBMAP）还在 Nature 子刊上发表了一系列论文。这些工作揭示了各类型细胞排列以及它们与人体不同组织和器官相互作用的新信息，是研究人体生物学和疾病的宝贵资源。对人类来说，细胞的组织方式和细胞间的相互作用决定了器官和组织的功能。HuBMAP旨在绘制整个人体的细胞排列方式，帮助科学家研究细胞如何工作，以及细胞间的关系如何影响个体健康。为此，HuBMAP合作组一直在开发能在单细胞水平上绘制组织和器官内细胞分子组成空间图谱的工具，这些组成包括RNA、蛋白质和代谢物。这类工具已被用来构建人类肠道、肾脏以及与胎盘相连组织的参考细胞图谱。
在这张HuBMAP图像中，不同颜色代表肠道内不同的细胞类型。
图片来源：M. Snyder等/ Nature
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5种食物保持肠道健康
摘自7月25日《中国科学报》报道，研究表明，大蒜、韭菜、洋葱、蒲公英叶和洋姜是最富含益生元的食物，有助于促进肠道健康。益生元是一种纤维，是益生菌的食物来源，后者有助于维持胃肠道中微生物群落的健康，这与免疫系统健康，甚至某些疾病的预防有关。
水果和蔬菜，尤其是洋葱、大蒜和韭菜含有丰富益生元。
图片来源：SDI Productions/Getty Images
为了揭示最丰富的益生元食物来源，美国加州圣何塞州立大学的Cassandra Boyd和同事John Gieng梳理了70篇关于食物益生元的论文，其中9篇包含了足够的数据，可以纳入分析。据此，他们分析了8690种食物的益生元含量。研究人员发现，前5种富含益生元的食物按降序排列分别为：蒲公英叶、洋姜、大蒜、韭菜和洋葱，每克含有100毫克至240毫克益生元。他们在日前于马萨诸塞州波士顿举行的美国营养学会年会——“营养2023”上发表了这一成果。加利福尼亚州国际益生菌和益生元科学协会建议每天摄入约5克益生元。Boyd在一份声明中说，这可以通过吃半个洋葱来实现。
含有这些蔬菜的食物是益生元的丰富来源，如洋葱圈和奶油洋葱，以及芦笋和黑眼豆，黑眼豆也被称为豇豆。但在研究人员分析的食品中，约37%不含益生元，包括小麦、乳制品、鸡蛋、油和肉类。益生元不仅有促进肠道健康的潜力，还是一种有助消化的膳食纤维。数据显示，世界各地的人的纤维摄入量都不足。Boyd说：“通过摄入更多益生元，人们通常也会摄入更多纤维。”
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你能找出“假蛋”吗
摘自7月27日《中国科学报》报道，非洲杜鹃是鸟类世界中臭名昭著的“诈骗犯”。雌性非洲杜鹃经常会把蛋偷偷产在其他鸟类的巢穴中，妄图以假乱真，让其他雌性鸟类在毫无察觉的情况下替自己抚养幼鸟。但惯犯也有克星，同样属于杜鹃科的叉尾乌鹃就没那么容易上当受骗。这种原产于非洲南部的鸟类有着一双火眼金睛，即便杜鹃蛋与自己的蛋在视觉上几乎一模一样，但雌性叉尾乌鹃仍旧能够以94%的准确率发现那些假蛋。
你能从图中展示的两窝叉尾乌鹃蛋中找出非洲杜鹃的“假蛋”吗？事实上，每窝右下角的那颗蛋就是非洲杜鹃的蛋。
图片来源：JESS LUND
相关论文信息：
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2023.1125
编辑 | 石玉帛
审核 | 李增娇
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