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“适居带”中的变体调用:参考基因组的选择及读段映射的严格程度如何影响杂合性估计和系统发育分析
这项研究探讨了在进行多物种群体基因组学和系统基因组学分析时,参考基因组的选择以及读取映射方法对数据质量和结果准确性的影响。随着新一代测序技术的成本下降,越来越多的研究开始使用多物种全基因组测序数据来解答关于群体遗传和系统发育的问题。然而,如何在众多参考基因组和映射方法中做出最优选择,仍然是一个挑战。特别是在研究如东部北美白橡(*Quercus* sect. *Quercus*)这样的物种群时,这些物种之间的遗传距离较大,且存在复杂的杂交和基因渗入现象,因此需要特别关注参考基因组和映射方法对分析结果的影响。研究团队对七种东部北美白橡及其相关样本进行了全基因组重测序,并将这些数据映射到四个不同的参
来源:Molecular Ecology Resources
时间:2025-11-23
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高效的掩码自动编码器在鸟鸣信号表示中的应用,以及其在野生鸟类物种分类中的潜力
在自然界中,鸟类不仅是生态系统的重要组成部分,还承担着生物多样性的指示角色。然而,传统的鸟类行为观察方法存在诸多限制,尤其是在复杂和嘈杂的自然环境中,鸟类鸣叫的识别常常面临噪声干扰和数据标注成本高等问题。为了解决这些挑战,研究团队提出了一种名为CResMAE-BirdNET的自监督学习模型,旨在通过自动提取未标注音频数据中的特征,提高鸟类鸣叫识别的准确率和鲁棒性。该模型结合了自监督学习和对比学习的优势,采用了残差注意力机制和残差多层感知机,有效提升了模型在捕捉局部与全局特征关系方面的表现,从而获得更高质量的特征表示。CResMAE-BirdNET的核心思想是通过时间–频率自校准融合模块(TFS
来源:Integrative Zoology
时间:2025-11-23
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青蛙的高海拔适应性(案例研究:Nanorana parkeri):从生理表型到海拔组学
高海拔环境对生物的生存构成了严峻的挑战。青藏高原的模式生物——西藏高原蛙(*Nanorana parkeri*)为研究这种极端环境下的适应机制提供了理想的研究对象。这种蛙类广泛分布于海拔2800至5100米之间,展现出对高海拔条件的卓越适应能力。本文通过对比高海拔与低海拔环境的差异,分析西藏高原蛙的生理特征,并结合代谢组学和蛋白质组学数据,探讨其在极端环境中的适应策略。高海拔地区与低海拔地区存在显著的环境差异,主要体现在水温、溶解氧浓度以及紫外线辐射强度等方面。这些环境因素对动物的生存、繁殖及生理功能具有深远影响。例如,高海拔地区的水温明显低于低海拔地区,且溶解氧含量也较低,这可能限制了动物的
来源:Integrative Zoology
时间:2025-11-23
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超越性选择:自然选择在Diploderma蜥蜴的伪装和体温调节中的作用,这些因素影响了它们的性色二态性
性别的差异在自然界中普遍存在,常常体现在动物的体型、形态和色彩等特征上。传统观点认为,这种性别差异主要是由性选择所驱动的,即通过雄性之间的竞争或雌性对雄性的选择来实现。然而,自然选择同样在性别特异性生态压力的作用下对性别差异起到重要作用。本研究通过比较四个具有不同生态特征的**Diploderma**蜥蜴种类,探讨了伪装与体温调节如何塑造性别色彩差异,并揭示了自然选择与性选择之间的相互作用。我们发现,这些蜥蜴在背侧的色彩和图案上表现出显著的性别差异,而这些差异背后隐藏着复杂的生态适应策略。在研究中,我们采用光谱分析和图像处理技术,对这些蜥蜴的背侧色彩特征进行了详细记录。结果表明,雌性更倾向于与
来源:Integrative Zoology
时间:2025-11-23
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在受地热影响的土壤剖面中,细菌和真菌生长的热适应性
摘要 许多研究探讨了微生物对土壤温度升高的适应机制,但实验设计的局限性阻碍了我们对这一现象的全面理解。这些研究包括在恒定环境条件下进行的短期实验室实验,以及仅有少数不同温度处理的野外实验。在此,我们利用了新西兰Aotearoa地区长期存在的自然土壤地热梯度(年平均土壤温度(MAT)范围为17°C至42°C)来研究微生物生长速率的热适应能力。我们从该梯度上的28个地点采集了土壤样本,并在8个温度(4°C–45°C)下测量了细菌生长速率(通过亮氨酸掺入法),以及在两个温度(16°C和39°C)下测量了真菌生长速率(通过麦角甾醇法)。随
来源:Global Change Biology
时间:2025-11-23
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通过气象监测雷达进行的系统性大陆尺度监测显示,在美国变暖的景观上空,昆虫的数量有所减少
昆虫种群数量和多样性的减少已成为全球关注的生态问题。尽管已有大量研究表明,昆虫数量在局部范围内存在显著下降,但要评估这种趋势在更大尺度上的影响却面临诸多挑战。传统昆虫调查方法往往局限于特定区域或物种,难以全面反映昆虫种群在广泛地理区域和多种生态环境中的变化。因此,科学家们正在探索新的监测手段,以获取更全面、系统性的昆虫数据。本文通过利用美国全国范围内的天气监测雷达网络,构建了一个前所未有的大陆尺度昆虫密度时间序列,以评估昆虫种群在长期变化中的趋势及其与人类活动和气候变化之间的关系。研究团队利用NEXRAD雷达系统,这是一种由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)、联邦航空管理局(FAA)和美国空
来源:Global Change Biology
时间:2025-11-23
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利用涡度协方差方法测量英国一处集约化经营的废弃泥炭地中一氧化二氮(N2O)的通量
近年来,关于农田中温室气体(GHG)排放的研究不断增多,尤其是对二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)的定量分析。然而,对于农田中强效温室气体——氧化亚氮(N₂O)的排放量及其驱动因素,仍然存在较大的不确定性。本研究通过使用涡度协方差法(eddy covariance),在英国东安格利亚沼泽地区的一家商业农场进行为期三年的N₂O通量测量,该农场的农田种植了轮作作物,土壤表层有56厘米厚的泥炭层。在41个月的测量期间,该农田的平均(±95%置信区间)月度排放量为0.50 ± 0.17 kg N₂O-N/ha,相当于每年约6.0 ± 2.0 kg N₂O-N/ha。研究发现,N₂O排放受土壤温度和体积
来源:Global Change Biology
时间:2025-11-23
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全球森林快速砍伐导致依赖森林的猛禽适宜栖息地仅剩一半
森林猛禽,如鹰、隼、猫头鹰和秃鹫,是地球上最濒危的脊椎动物之一。根据国际自然保护联盟(IUCN)的数据,超过一半的猛禽种群正在减少,五分之一面临灭绝的风险。这些猛禽大多依赖森林生存,然而,关于它们分布范围内森林消失的规模和影响,目前仍缺乏系统的了解。一项最新的研究分析了从2001年至2023年间,全球369种依赖森林的猛禽分布范围内的森林变化情况,结果显示这些物种平均失去了其分布范围内10%的森林面积。其中,有77种猛禽在20世纪后半叶已经失去了至少15%的森林覆盖,而现在,它们的分布范围内平均仅剩下52%的森林覆盖,许多专门依赖森林的物种甚至保留不到25%的森林面积。濒危等级被列为“极度濒危
来源:Global Change Biology
时间:2025-11-23
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温度升高加剧了土壤有机碳对多种全球变化驱动因素的响应
摘要 土壤有机碳(SOC)是地球上最大的碳储存库,在气候调节中起着关键作用。虽然全球变暖是人为气候变化的一个显著特征,但它与其他全球变化因素对SOC含量的交互作用仍不明确。在这项研究中,我们对来自363项研究的2349个观测数据进行了全球元分析,结果表明,仅全球变暖本身就使SOC减少了7.2%,同时加剧了其他因素对SOC的影响。全球变暖使二氧化碳浓度升高的影响增强了240%,氮肥施用的影响增强了350%,但加剧了干旱导致的SOC损失达340%。值得注意的是,尽管全球变暖与其他因素之间存在协同作用,但二氧化碳浓度升高、氮肥施用和干旱
来源:Global Change Biology
时间:2025-11-23
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全球变暖和基因组多样性丧失改变了实验鱼类种群的生物量及其体型分布
摘要 全球变暖和遗传多样性的丧失是全球变化的两个主要因素,它们对外温动物的生产力和体型分布的综合影响却鲜有研究。然而,由于遗传多样性应使种群对环境变化更具抵抗力,因此种群内部遗传多样性的丧失可能会加剧全球变暖对外温动物种群的影响。在这项研究中,我们利用淡水中型生态系统,在1年内同时操纵了实验鱼群(Phoxinus dragarum)的基因组多样性和气候条件(正常气候和温暖气候),以填补这一研究空白。我们测量了不同条件下的鱼类种群生产力(总生物量)和体型分布(变异系数和体型谱),以及幼鱼和成鱼的个体生长率和存活率。气候变暖并未改变鱼
来源:Global Change Biology
时间:2025-11-23
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超越甲烷氧化:ANME-2a的蛋白质图谱揭示了一种用于固氮作用和膜强化的综合系统
在当前的研究中,我们对一种特殊的甲烷氧化古菌(ANME-2a)进行了深入分析,揭示了其代谢自主性和环境适应性的分子机制。这项研究不仅扩展了我们对甲烷厌氧氧化(AOM)过程的理解,还首次构建了该古菌的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,揭示了其在极端深海环境中的生存策略。ANME-2a作为AOM的关键执行者,在全球碳循环中发挥着重要作用,而其代谢的复杂性远超此前的认知。通过整合多种分析手段,包括PPI网络推断、模块化分析、通路富集分析和手动注释,我们发现该古菌的代谢系统具有高度的模块化结构,这种结构使得其能够高效地将甲烷氧化与氮固定等关键过程整合,从而在资源有限的环境中实现稳定的生存和繁衍。AOM
来源:Environmental Microbiology Reports
时间:2025-11-23
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脂多糖O-抗原链长度对肠炎沙门氏菌生物膜形成能力及外膜蛋白组形态的影响
本研究围绕沙门氏菌(*Salmonella* Enteritidis)脂多糖(LPS)中O-抗原链长变化对生物膜形成及细胞表型特性的影响展开。LPS是革兰氏阴性菌外膜的重要组成部分,其结构不仅对细胞的物理化学特性有显著影响,还在细菌与环境之间的相互作用中扮演关键角色。O-抗原作为LPS中最外层的多糖结构,具有高度的可变性,其长度的改变可能对细菌的生存能力、致病性及在不同环境下的行为产生深远影响。本研究通过构建一系列O-抗原链长突变体,探讨了这种变化如何影响生物膜形成和外膜蛋白组(OM proteome)的组成。首先,研究团队利用细菌基因敲除技术,构建了四种不同的O-抗原链长突变株,包括Δ*wz
来源:Environmental Microbiology Reports
时间:2025-11-23
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富营养化重塑了河流生态系统中的微生物群落及其生活史策略
人类活动对河流生态系统的影响日益显著,尤其是在城市河流中,营养物质的过度输入已成为导致水体富营养化的重要因素。富营养化不仅改变了水体的物理化学特性,还深刻地重塑了河流微生物群落的结构、组装机制、功能特征以及生命史策略。本文通过对比富营养化的城市河流(Urban Rivers, UR)与相对未受干扰的自然河流(Natural Rivers, NR),系统地揭示了人类活动如何通过改变营养物质的输入,影响微生物群落的组成和功能,从而对河流生态系统产生深远影响。在城市河流中,由于人类活动的增加,如工业排放、城市排水和农业活动,河流中的氮、磷等营养物质含量显著上升。这些变化直接改变了水体的生态平衡,导致
来源:Environmental Microbiology Reports
时间:2025-11-23
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施肥对草地土壤核心微生物组的影响:田间丰度与体外生长情况
土壤微生物群落对于维持生态系统的功能和服务至关重要,包括植物生长、养分循环、碳封存和水净化等。随着人类活动的增加,土壤微生物群落的多样性和活动模式可能会发生显著变化,从而影响土壤生态系统的功能稳定性。本研究探讨了不同有机施肥制度对草地生态系统中细菌土壤微生物群落组成的影响,并通过16S rRNA基因扩增子测序以及可培养微生物的体外生长实验,分析了施肥对微生物群落结构和功能的潜在影响。研究的背景源于对土壤微生物群落如何响应农业实践的兴趣,尤其是在全球范围内对可持续农业的需求日益增长。土壤微生物群落不仅是生态系统功能的生物驱动因素,还在全球健康中扮演着重要角色。许多土壤微生物携带与抗微生物药物生产
来源:Environmental Microbiology Reports
时间:2025-11-23
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综述:人类与非人类猿类之间的共存关系
在当今全球环境日益恶化的背景下,人类与自然界的互动正在深刻改变生态系统的平衡。随着气候变化和人类活动的加剧,许多物种面临生存威胁,其中包括一些濒危的灵长类动物。这两本书——《Apes on the Edge: Chimpanzee Life on the West African Savanna》和《State of the Apes: Disease, Health and Ape Conservation》——正是在这样的背景下出现的,它们不仅提供了关于灵长类动物生态行为和健康状况的深入洞察,还揭示了人类与这些“近亲”之间复杂而微妙的关系。《Apes on the Edge》由Jill P
来源:Conservation Biology
时间:2025-11-23
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小麦成熟期根际微生物组功能动态及其对作物生长的促进作用与轮作系统无关性研究
在农业生态系统中,根际微生物组被誉为植物的"第二基因组",其群落动态与功能调控直接关系到作物健康与产量形成。然而,随着作物成熟,根际微生物组如何响应植物发育阶段的变化?不同农业管理措施(如轮作系统)是否会干扰这一过程?更重要的是,这些微生物组变化对后续作物生长会产生怎样的"遗产效应"?这些问题至今尚未得到系统解答。以往研究表明,植物通过根际沉积(rhizodeposition)在不同生长阶段招募特异的微生物群落,但关于细菌、真菌和原生生物三大类群的整体响应模式仍存在争议。例如,有研究发现小麦成熟期细菌多样性下降,而另一些研究则报道玉米根际真菌多样性随生长进程上升。更关键的是,大多数研究仅关注微
来源:Environmental Microbiome
时间:2025-11-23
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肽核酸钳技术在提升小麦和玉米根系微生物组分析中的浓度依赖性优化研究
当我们试图窥探植物根系中微观世界的奥秘时,科学家们常常会遇到一个令人头疼的技术难题——宿主植物自身的DNA污染。特别是在使用16S rRNA基因测序技术研究根系微生物组时,植物线粒体和叶绿体中的16S rRNA序列会与目标微生物序列发生竞争性扩增,导致微生物信号被淹没在宿主DNA的"噪音"中。这一问题在禾谷类作物研究中尤为突出,因为它们的根系不仅结构复杂,还承载着与作物健康密切相关的丰富微生物群落。以往研究者尝试过多种策略来应对这一挑战,包括使用错配引物和优化PCR条件,但这些方法往往难以兼顾效果和准确性。要么除污效果有限,要么会引入新的偏差,影响微生物群落组成的真实反映。肽核酸(Peptid
来源:Environmental Microbiome
时间:2025-11-23
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红树林甲烷季节性排放机制:微生物群落与转录活性解析
深圳湾的潮间带,每当夏季暴雨后,红树林根部会冒出串串气泡,其中 potent greenhouse gas 甲烷(CH)的嗅鸡蛋味常被误认为是“湿地腐败”。然而,这些肉眼难辨的气体究竟何时、为何、被谁制造又被谁吃掉?全球碳库核算却长期把它当“黑箱”:潮起潮落间,红树林到底是碳汇还是甲烷源?若无法精准回答,蓝碳战略就可能因“漏算”而大打折扣。为拆穿这个黑箱,Cui-Jing Zhang 与 Junjie Hou 等人以深圳福田国家自然保护区为天然实验室,在 2021 年 3 月至 2022 年 1 月连续 11 个月、每月 6 站点采集 198 份气样与 66 份沉积物,同步测定 CH/CO 通
来源:Environmental Microbiome
时间:2025-11-23
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不同光质调控下万寿菊生长与类胡萝卜素代谢的优化策略及其在功能农业中的应用价值
在追求可持续农业与功能型作物生产的浪潮中,如何通过精准环境调控提升药用植物的活性成分含量成为研究热点。光照作为植物生长发育的核心环境因子,不仅驱动光合作用,更通过光受体信号网络调控次级代谢途径。传统农业生产中,自然光照的不稳定性与光谱成分不可控等问题,限制了药用植物标准化生产与活性成分的稳定积累。尤其对于万寿菊(Tagetes erecta L.)这类富含叶黄素(lutein)的高价值经济作物,叶黄素作为强效抗氧化剂,在预防年龄相关性黄斑变性等眼部疾病中展现出重要潜力,但其在植物体内的合成易受光质影响,亟需系统研究。为解决上述问题,Keshavarz等人在《BMC Plant Biology》
来源:BMC Plant Biology
时间:2025-11-23
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阿尔茨海默病认知谱系中肠道微生物网络生态学特征与稳定性研究
随着人口老龄化加剧,阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)已成为全球性的健康挑战。这种神经退行性疾病不仅损害患者的认知功能,更给家庭和社会带来沉重负担。近年来,科学家们逐渐将目光投向人体内一个复杂的生态系统——肠道微生物群。这个由数万亿微生物组成的"隐形器官"通过所谓的"肠-脑轴"与大脑进行双向沟通,可能对神经系统健康产生深远影响。尽管已有研究表明AD患者的肠道微生物组成会发生改变,但驱动这些变化的内在生态学机制,尤其是微生物群落如何在不同认知状态下维持稳定性,仍是未解之谜。传统研究多聚焦于微生物物种组成和多样性的描述,却难以揭示微生物间动态互作如何影响生态系统功能。正
来源:Microbial Ecology
时间:2025-11-23