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生态群落中"不可能生态"的发现:相互作用网络结构对物种共存稳定性的突破性影响
生态群落稳定性的新范式这项研究通过系统分析小规模生态系统的所有可能相互作用网络,揭示了传统生态稳定性理论未能捕捉的关键机制。研究团队采用经典的Lotka-Volterra模型,对N≤5物种的所有可能相互作用网络进行了全面分析,发现了传统理论框架无法解释的新现象。不可能生态的发现在分析两物种系统时,研究发现了首个"不可能生态"——两个专性互利共生(obligate mutualism)的物种无法实现稳定且可行的共存。这种生态配置中,无论参数如何调整,系统都无法达到所有物种丰度均为正(feasible)且稳定(stable)的平衡状态。通过严格的数学证明,研究确认了这种不可能性的存在。扩展到三物种
来源:Cell Systems
时间:2025-06-18
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综述:表观遗传学:环境暴露与自身免疫性疾病的桥梁
Epigenetics links environment to autoimmune diseases表观遗传学为理解自身免疫性疾病(AIDs)的异质性提供了新维度。作为基因表达调控的关键机制,DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA(如microRNAs)构成可逆且可遗传的“分子开关”,其动态变化直接受紫外线(UV)、化学毒物(如有机溶剂)、病毒感染(如EBV)等环境因素驱动。例如,药物普鲁卡因胺(procainamide)通过抑制DNA甲基转移酶(Dnmt)诱发狼疮样症状,而肼苯哒嗪(hydralazine)则通过阻断细胞外调节激酶(ERK)通路下调Dnmt表达——这些发现揭示了环境-表观
来源:Current Opinion in Immunology
时间:2025-06-18
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大陆尺度分析揭示植物根系双峰分布的普遍性及其对深层土壤资源的开发机制
陆地生态系统正面临大气CO2浓度升高带来的严峻挑战:植物如何在养分需求增加的情况下维持陆地碳汇?根系作为连接植物与土壤的关键器官,其垂直分布特征直接影响养分获取和碳输入效率。然而,传统研究多局限于表层土壤(1米)的认知严重不足。这种认知缺口限制了我们对生态系统碳氮循环的全面理解,也阻碍了准确预测陆地碳汇的未来轨迹。为填补这一空白,由Mingzhen Lu领衔的国际团队利用美国国家生态观测网络(NEON)的标准化数据,开展了大陆尺度的根系分布研究。NEON的独特优势在于其2米深度的土壤巨坑采样、跨44个生态站点的统一方法,以及同步获取的土壤理化性质数据。研究人员通过随机森林模型、双峰特征指标φ(
来源:Nature Communications
时间:2025-06-18
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综述:脱氧雪腐镰刀菌烯醇与雄性生殖毒性:揭示潜在风险
性激素的失衡睾丸间质细胞(LCs)是睾酮合成的关键场所,而脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)通过下调类固醇合成酶(如StAR和CYP11A1)显著抑制睾酮分泌。这种抑制直接导致精子发生障碍和血睾屏障(BHB)完整性破坏——后者由Sertoli细胞(SCs)紧密连接构成,其功能依赖睾酮维持。动物实验显示,DON暴露可使大鼠血清睾酮水平降低40-60%,同时伴随LH受体表达异常。睾丸结构的瓦解DON对生精小管的攻击呈现剂量依赖性:低剂量(1 mg/kg)即引发生精上皮空泡化,高剂量(5 mg/kg)则导致SC线粒体肿胀和紧密连接蛋白(如ZO-1、occludin)降解。值得注意的是,DON会选择性地诱导
来源:Toxicology
时间:2025-06-18
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综述:太赫兹生化传感分析的研究进展:超表面传感器增强、多参数表征与纳米材料修饰
Abstract太赫兹(THz)光谱凭借低光子能量、非电离特性及对弱分子相互作用(如氢键、范德华力)的敏感性,成为生物大分子振动-旋转模式检测的理想工具。然而,其波长与生物分子尺寸的显著差异导致灵敏度不足,尤其对构型复杂的分子(如手性分子)识别存在局限。超表面传感器的出现通过亚波长结构局域增强电场("hotspots"),结合微流控技术克服水吸收干扰,实现了痕量液体样本的高效检测。IntroductionTHz波段(0.1–10 THz)位于微波与远红外之间,可激发生物大分子的指纹谱(如氨基酸、蛋白质、药物分子)。但传统THz传感面临灵敏度低、检测限高、非特异性等问题。超表面传感器通过高Q值共
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-06-18
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微塑料通过HIF-1α/TFRC介导的铁死亡诱发胎盘滋养层细胞功能障碍及子痫前期样症状的机制研究
微塑料污染已成为全球性环境问题,每周人均摄入量可达信用卡重量级。更令人担忧的是,这些直径小于5毫米的塑料颗粒已突破胎盘屏障,在人类胎盘组织中被检出。然而,这种"隐形入侵者"对妊娠健康的影响仍是未解之谜。子痫前期作为威胁孕产妇生命的第二大杀手,其发病机制复杂,环境因素作用尚不明确。既往研究多关注重金属、PM2.5等污染物的影响,而对无处不在的微塑料是否参与PE发生缺乏系统研究。上海交通大学医学院附属上海市第一人民医院的研究团队在《Toxicology》发表突破性成果,首次揭示聚苯乙烯微塑料通过缺氧诱导因子HIF-1α/转铁蛋白受体TFRC轴诱发胎盘铁死亡,进而导致子痫前期样症状的完整机制。研究采
来源:Toxicology
时间:2025-06-18
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肠道微生物组通过PI3K/Akt信号通路介导6PPD-醌诱导的认知功能障碍机制研究
随着橡胶制品广泛使用,轮胎磨损产生的抗氧化剂6PPD经臭氧氧化后形成的6PPD-醌(6PPD-Q)已成为新型环境污染物。近年研究发现,6PPD-Q可穿透血脑屏障在脑脊液中蓄积,与帕金森病患者脑内检出率显著相关,但其神经毒性机制尚未阐明。更令人担忧的是,6PPD-Q在空气、水体及土壤中的普遍存在使其可通过食物链进入人体,而青少年发育期暴露可能造成不可逆的神经损伤。南京医科大学附属脑科医院研究人员通过构建小鼠暴露模型,首次揭示6PPD-Q通过肠道菌群-脑轴诱发认知障碍的分子机制。研究采用4 mg/kg剂量腹腔注射30天建立暴露模型,通过Morris水迷宫(MWM)和新物体识别(NOR)实验证实6P
来源:Toxicology
时间:2025-06-18
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氮掺杂中空介孔碳球-PEDOT分子印迹电化学传感器用于氯丙嗪的超灵敏选择性检测
在食品安全和环境监测领域,痕量污染物的高效检测始终是重大挑战。传统分子印迹电化学传感器(MIP/ECS)虽具有成本低、稳定性好等优势,却受限于印迹位点结合力弱、电子传输速率慢等瓶颈问题,严重影响其选择性和灵敏度。氯丙嗪(CPZ)作为一种镇静药物,其残留物通过食物链积累会引发急性肝损伤甚至死亡风险,亟需开发超灵敏检测技术。新疆大学研究团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表的研究中,提出了一种创新解决方案。他们采用氮掺杂中空介孔碳球(N-HCS)作为载体,结合聚多巴胺(PDA)和导电聚合物PEDOT的双功能单体系统,构建了具有超高性能的N-HCS@MIP/ECS传
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-06-18
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竞争物种衰退驱动圣马丁岛特有蜥蜴Anolis pogus的种群扩张与遗传同质化
在生物多样性热点区域的加勒比海小岛上,物种的存续常受限于有限的栖息地与复杂的种间关系。圣马丁岛(St. Martin)作为面积仅87 km2的火山岛,其地形异质性创造了多样化的微生境,成为研究微地理尺度(microgeographic)进化动态的天然实验室。这里特有的胡须安乐蜥(Anolis pogus)长期与广布种A. gingivitinus竞争生态位,前者被列为近危物种,但其种群动态与遗传结构一直缺乏系统研究。更引人深思的是,人类活动导致的森林砍伐是否加剧了这种竞争?竞争关系的改变又如何影响物种的遗传格局?这些问题对理解岛屿物种适应机制和制定保护策略至关重要。针对这一科学问题,美国加州科
来源:Journal of Heredity
时间:2025-06-18
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肠道共生菌Bacteroides thetaiotaomicron形态异质性的代谢分化机制:低输入RNA-seq揭示的细胞大小特异性基因表达程序
形态异质性的表型特征Bacteroides thetaiotaomicron在实验室培养和哺乳动物肠道环境中均表现出显著的形态多样性。透射电镜和共聚焦显微镜显示,其细胞长度可从1μm延伸至20μm,远超出细胞周期解释的范围。非拟杆菌门物种(如Salmonella enterica和Clostridioides difficile)则呈现更均一的形态。值得注意的是,在贫营养的MMG培养基中细胞普遍较小,而宿主肠道内(尤其是黏液层)的细菌形态与MMG培养条件相似,暗示环境适应性调控。细胞周期与形态可塑性的关系通过β-内酰胺抗生素cefoxitin抑制细胞分裂的实验表明,形态异质性仅部分依赖细胞周期
来源:Cell Reports
时间:2025-06-18
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儿童语言发育迟缓与邻苯二甲酸酯暴露的关联研究:血浆DEHP、MEHP及DBP水平的病例对照分析
语言是人类独有的高级认知功能,但约2.3%-19%的学龄前儿童会出现无明显病因的语言发育迟缓。这种障碍不仅影响即时沟通能力,更与注意力缺陷、学习困难等长期问题密切相关。传统研究多关注遗传因素或教养环境,然而近年来越来越多证据表明,无处不在的环境污染物可能是被忽视的关键因素。其中,作为塑料增塑剂的邻苯二甲酸酯(Phthalates)尤其令人担忧——它们不仅存在于食品包装、玩具等日常用品中,还能穿透胎盘屏障,干扰胎儿雄激素依赖的脑发育过程。尽管已有研究提示这类内分泌干扰物可能影响认知功能,但其与语言发育的具体关联仍存在争议,且缺乏基于血浆生物标志物的直接证据。为解决这一科学问题,Hacettepe
来源:Toxicology Reports
时间:2025-06-18
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揭示双酚A与细胞表面Toll样受体的分子互作机制及其对免疫健康的调控意义
随着塑料制品的广泛使用,微塑料污染已成为全球性环境健康威胁。这些直径小于5毫米的颗粒在环境中降解时会释放双酚A(BPA)等有毒添加剂,通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体。BPA不仅与内分泌紊乱、氧化应激和器官功能障碍相关,最新证据表明其可能通过干扰免疫系统功能增加感染风险。Toll样受体(TLRs)作为先天免疫的关键模式识别受体,能够识别病原体相关分子模式(PAMPs)并启动抗菌防御信号。然而,BPA是否直接靶向TLRs进而影响免疫功能,仍是亟待解决的科学问题。为探究这一机制,研究人员采用AutoDock Vina分子对接技术,系统分析了BPA与五种细胞表面TLR(TLR1/2/4/5/6)
来源:Toxicology Reports
时间:2025-06-18
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管海葵(Ceriantharia)毒素多样性的进化解析:幼虫与成体阶段的转录组比较及Kunitz型/ShK样蛋白家族的系统发育研究
在浩瀚的海洋中,管海葵(Ceriantharia)作为刺胞动物门(Cnidaria)中独特的存在,以其复杂的生命周期和特殊的管状栖居方式吸引着研究者。这类生物通过刺细胞(cnidocytes)分泌毒素进行捕食和防御,但其毒素系统的演化机制和发育阶段差异长期未明。尤其值得注意的是,管海葵幼虫具有极强的扩散能力(可达4000公里),而成体却呈现半固着生活,这种生态位分化是否反映在毒素表达谱上?此外,管海葵构建的保护性管状结构是否降低了其对多样化毒素的需求?这些问题成为理解刺胞动物毒素系统适应演化的关键突破口。针对这些科学问题,巴西圣保罗大学等机构的研究团队在《Toxicon: X》发表了开创性研究
来源:Toxicon: X
时间:2025-06-18
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多物种覆盖作物混播策略优化:提升生物量与品质的协同效应研究
在全球农业面临土壤退化、养分流失和气候变化的多重挑战下,覆盖作物(Cover crops)作为可持续集约化生产的关键工具备受关注。然而,单一物种覆盖作物存在环境适应性有限、功能单一等问题,而多物种混播虽能提供多样化生态服务,却因种间竞争难以预测导致效果不稳定。如何设计高效混播组合成为农业科学亟待解决的难题。德国巴伐利亚州特里埃斯多夫和萨克森州阿森多夫的研究团队在《Field Crops Research》发表的研究中,通过四年田间试验系统评估了油萝卜(Raphanus sativus var. oleiformis)、埃及三叶草(Trifolium alexandrinum)、蓝花菊苣(Pha
来源:Field Crops Research
时间:2025-06-18
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基于柔性多模态传感系统的鲟鱼逆境胁迫定量监测研究
研究背景在冷链无水活鱼运输(Cryogenic Waterless Live Transport, CWLT)技术快速普及的当下,如何实时评估鱼类应激状态成为行业痛点。传统方法依赖人工观察呼吸频率或抽血检测血糖(Blood Glucose)、皮质醇等生化指标,不仅效率低下,其侵入性操作反而可能加剧鱼类应激。更棘手的是,CWLT环境中鱼类生命体征呈现非线性动态变化,而现有传感系统多局限于单一指标检测,缺乏柔性适配设计。中国农业大学的研究团队由此提出革命性解决方案——通过柔性多模态传感系统实现鲟鱼应激状态的定量化、非损伤监测。关键技术方法研究团队开发了三类传感器:1)基于激光诱导石墨烯(LIG)和
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-18
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慢性腰痛患者日常生活中的疼痛-酒精使用关联机制:基于CANUE模型的生态瞬时评估研究
慢性疼痛与酒精使用障碍(AUD)的共病现象日益受到关注,实验室研究已证实酒精具有镇痛特性,能提高痛阈并降低疼痛强度。然而,在真实世界中,当慢性疼痛患者面临多种缓解疼痛的选择时,他们是否会主动选择饮酒?饮酒后是否能获得可测量的疼痛缓解?这些关键问题尚未在自然环境下得到系统解答。更复杂的是,疼痛与酒精使用可能存在双向关系:疼痛可能促使个体饮酒,而饮酒又可能反过来影响疼痛感知。为阐明这一复杂关系,美国密苏里大学的研究团队在《Alcohol》发表重要研究,通过创新的生态瞬时评估(EMA)技术,首次在慢性腰痛患者日常生活中检验了"灾难化-焦虑-负性紧迫性-预期"(CANUE)模型。研究团队采用EMA技术
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沙漠陆龟肠道微生物组的定向富集培养揭示木质纤维素降解菌群与短链脂肪酸代谢的生态及生物技术潜力
微生物富集培养揭示沙漠陆龟肠道菌群特征Abstract沙漠陆龟在生态系统中扮演着重要角色,包括植物种子传播和矿物质循环,但其肠道微生物组成与功能研究仍属空白。本研究通过定向厌氧富集培养技术,从沙漠陆龟粪便样本中成功分离出参与植物生物质降解的微生物群落。采用16S rRNA扩增子测序比较培养群落与原始粪便样本,发现所有培养样本中均富含与生物质降解相关的厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)。尽管培养群落的微生物多样性显著降低,但多个关键分类单元在木质纤维素富集条件下表现活跃,包括毛螺菌科(Lachnospiraceae)和肠球菌属(Enterococcus)。培养
来源:Microbial Ecology
时间:2025-06-18
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城市生态位认知需求再审视:外适应与习惯化视角下的动物行为灵活性研究
【城市生态位的认知需求再思考】传统假说认为城市化通过创造进化新环境驱动认知能力提升,但实证数据显示城市环境对某些物种可能反而构成"轻松"生态位。大型脑容量的城市居民(如乌鸦、灵长类)凭借预存的认知工具(如创新行为、抑制控制),无需额外认知提升即可开发利用城市资源。这种"外适应"现象提示:物种持久存续于城市未必意味着面临更强的认知选择压力。【城市化改变了什么?】关键在量化物种特异性生态位变化:杂食性动物可能因城市食物单一化反而特化夜行性哺乳动物通过活动节律调整降低人兽冲突鸟类借助飞行能力规避车辆威胁研究案例显示:斑鬣狗(Crocuta crocuta)城市种群创新性问题解决能力反而低于原生种群,
来源:Animal Cognition
时间:2025-06-18
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共生虫黄藻介导珊瑚相关细菌群落沿自然温度梯度的适应性调控
珊瑚礁的生存危机与微生物组的奥秘作为海洋中的"热带雨林",珊瑚礁正面临全球变暖的严峻挑战。过去30年间,全球珊瑚覆盖率已锐减50-80%,而海表温度(SST)上升是导致珊瑚白化的主要元凶。在这场生存危机中,珊瑚与虫黄藻(Symbiodiniaceae)的共生关系成为决定其存亡的关键——虫黄藻通过光合作用为珊瑚提供90%的能量,但不同虫黄藻类群(如耐热的Durusdinium和敏感的Cladocopium)对环境变化的响应差异巨大。更复杂的是,珊瑚体内还栖息着大量细菌,它们与虫黄藻形成精密的"三方对话",但环境因素与虫黄藻谁主导细菌群落构建?这个核心问题长期困扰着珊瑚研究者。来自自然资源部第三海
来源:Environmental Microbiome
时间:2025-06-18
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盐度升高重塑淡水沉积物微生物甲烷循环:硫酸盐驱动的群落重构与功能演变
气候变化下的微生物暗战:盐碱化如何改写淡水甲烷循环规则随着海平面上升和蒸发加剧,全球沿海淡水生态系统正面临前所未有的盐碱化威胁。这片看似平静的水域下,一场关乎温室气体命运的微生物战争正在上演。甲烷(CH4)作为比CO2强28倍的温室气体,其淡水生态系统排放量占全球总量的41%,而沉积物中的微生物群落正是调控这一过程的关键角色。传统认知中,淡水环境因硫酸盐匮乏,甲烷主要通过好氧氧化和硝酸盐/金属氧化物依赖型厌氧氧化被消耗。然而当海水入侵带来大量硫酸盐时,这套运行数百万年的生态规则将被彻底改写。克罗地亚Vrana湖的特殊地理格局为这场自然实验提供了完美场所。这个被石灰岩脊半隔离于亚得里亚海的湖泊,
来源:Environmental Microbiome
时间:2025-06-18