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极端环境中生命史特征与分子进化速率的关联:资源持久性假说的深海验证
在生命演化的宏大叙事中,分子进化速率的变化一直是进化生物学家孜孜以求的核心谜题。究竟是什么因素决定了不同物种基因组中突变积累的快慢?传统观点将焦点集中于物种自身的内在特性,例如代谢率的高低、世代长度的长短以及生殖力的大小。高代谢率可能通过增加自由基的产生而提升突变风险;短世代和高繁殖率则意味着更频繁的基因组复制,从而增加了突变发生和固定的机会。此外,体型庞大和寿命悠长的物种往往投资更多于DNA修复机制,这可能减缓替代速率(即突变在谱系中固定的速率)。然而,这些内在特征本身是否受到更宏观的生态因素所塑造?尤其是在地球上海洋最深、最黑暗的角落——那些依赖化学合成而非光合作用的极端环境中,生命的进化
来源:Evolution
时间:2025-11-20
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转基因玉米选择压力下棉铃虫(Helicoverpa zea)翅形演化与长距离飞行适应性研究
在美国东南部农业生态系统中,棉铃虫(Helicoverpa zea)作为多食性害虫长期威胁玉米、棉花等经济作物。随着超过90%的玉米田采用转Bt基因技术,棉铃虫已对Cry1/Cry2毒素产生田间抗性,而新兴的Vip3A蛋白也面临抗性演化威胁。尤为关键的是,这类夜蛾科害虫具备单夜迁徙数百公里的能力,其飞行行为可能加速抗性基因扩散。然而,传统飞行磨实验未能揭示Bt暴露对飞行性能的显著影响,亟待通过形态功能学视角解析抗性演化与扩散潜能的关联。为突破方法学局限,研究团队创新性整合几何形态测量学与有限元法(FEM),以源自北美卡罗来纳州试验田的143头棉铃虫成虫(雌66/雄77)为样本,系统分析4种玉米
来源:Environmental Entomology
时间:2025-11-20
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综述:用于理解冬眠期间昏睡-觉醒周期的模型
### 生物学中的冬眠与体温波动机制冬眠是一种动物在面对食物短缺和恶劣环境时采取的适应性策略,通过降低代谢活动和体温,使自身能够长时间存活。这种生理机制在许多哺乳动物中普遍存在,如叙利亚仓鼠、13条纹地鼠、刺猬和一些小型蝙蝠等。尽管科学家们已经对冬眠现象进行了数十年的研究,但其背后的机制仍然不完全清楚。特别是,冬眠过程中出现的“休眠-觉醒”周期(torpor–arousal cycle)的驱动因素,目前仍未达成一致。“休眠-觉醒”周期是指动物在冬眠期间周期性地进入低体温状态(休眠)和短暂恢复体温(觉醒)的过程。这种周期性变化在不同物种中表现出不同的模式,但总体上遵循一个共同的规律:在冬眠初期和
来源:Canadian Journal of Zoology
时间:2025-11-20
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沙棘(Hippophae rhamnoides L.)的果实品质与营养成分:对经过选择性培育的基因型的多年评估
Raju Soolanayakanahally|William Schroeder|Hamid Naeem|Krista Gill加拿大农业与农业食品部印度海德研究农场,加拿大萨斯喀彻温省印度海德本研究探讨了选择性育种在提高沙棘(Hippophae rhamnoides L.)产量、果实大小和营养价值方面的作用。沙棘是一种营养价值高的浆果作物,具有显著的增值潜力。通过评估两个生长季节的多种种质资源,我们筛选出了一些表现出更好果实重量、更高糖度以及更优营养成分的优良基因型。50颗果实的平均重量在13.2至38.6克之间,这些基因型在果实大小和糖分含量上均有显著提升。多元分析(包括主成分分析和代谢
来源:Canadian Journal of Plant Science
时间:2025-11-20
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对暴露于22种已知作用机制化学物质的幼年胖头鲦(Pimephales promelas)的转录组起始点及基因表达谱的评估
本研究探讨了使用高通量技术生成化学品危害信息的可能性,特别是在化学品已投入生产的情况下,传统危害评估方法往往耗时且成本高昂。高通量技术,如转录组学分析,提供了一种快速评估化学品潜在危害的方法。通过分析化学品在生物体内的转录组变化,可以识别出在特定浓度下基因表达显著改变的点,这些被称为转录组学起始点(tPODs)。研究假设,这些tPODs可以作为替代传统毒性终点的起始点,用于初步的生态危害评估。本研究采用了之前由美国环保署(EPA)开发和评估的生态高通量转录组学(eco-HTTr)实验方法,对22种化学品进行了进一步的分析。这些化学品涵盖了多种作用机制,包括两种鱼类杀灭剂、三种除草剂、四种杀虫剂
来源:Aquatic Toxicology
时间:2025-11-20
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二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)的饮食比例可以调节幼年黑海鲷(Acanthopagrus schlegelii)在低盐环境下的渗透压调节和脂质代谢
随着全球气候变化和内陆养殖实践的兴起,低盐度环境在海洋水产养殖中的重要性日益凸显。在这样的背景下,研究鱼类在低盐度条件下的营养需求变得尤为重要。特别是对于黑鲷(*Acanthopagrus schlegelii*),这种在东亚水域广泛分布的经济价值较高的鱼类,其生长性能、渗透调节能力以及生理适应性都受到盐度变化的显著影响。因此,探索在低盐度环境中如何优化其饲料配方,成为提高养殖效率和质量的关键。本研究通过为期8周的营养实验,系统评估了不同DHA/EPA比例对黑鲷幼鱼在低盐度条件下的影响。DHA(二十二碳六烯酸)和EPA(二十碳五烯酸)是两种重要的n-3长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFAs),在
来源:Aquaculture
时间:2025-11-20
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采用交叉合作的方式开发大西洋海扇(Placopecten magellanicus)的养殖技术
Atlantic海扇贝(Placopecten magellanicus)正在成为缅因州水产养殖业的重要组成部分,补充了野生海扇贝的国内市场供应。尽管全球大多数成功的水产养殖产业都依赖商业育苗场,但在海扇贝幼体阶段解决养殖方法中的固有问题仍然是一个主要障碍。海扇贝的幼体阶段可以持续长达45天,这使得其成为一项挑战,尤其是结合幼体对环境条件的敏感性和育苗场成本。虽然在海扇贝育苗生产方面有一些小规模研究成功的记录,但可重复的、大规模的幼体生产仍然难以实现且不可靠。本文讨论了在三家育苗场(Mook Sea Farm,缅因大学的Darling Marine Center和Downeast Instit
来源:Aquaculture
时间:2025-11-20
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外源性蛋白酶和植酸酶在低鱼粉日粮中对太平洋白虾(Penaeus vannamei)的单独及联合效应:对生长、营养利用、免疫力、肠道健康以及氮和磷废物排放的比较影响
本研究探讨了外源性蛋白酶和植酸酶在低鱼粉(FM)饲料中对太平洋白虾(*Penaeus vannamei*)生长性能的影响。随着水产养殖业的迅速发展,提高养殖效率、降低饲料成本以及减少环境影响成为行业关注的重点。传统上,鱼粉作为主要的蛋白质来源,但由于其价格昂贵、资源有限以及可持续性问题,已逐渐被植物蛋白、昆虫蛋白、动物和水产副产品以及单细胞蛋白等替代品所取代。然而,植物蛋白中往往含有抗营养因子(ANFs),如植酸,这些物质会显著影响营养成分的消化吸收。因此,研究如何通过添加外源性酶来改善植物蛋白的营养价值,成为当前水产饲料领域的热点。在本研究中,共设计了10种实验饲料,包括一个正对照组(PC)
来源:Aquaculture
时间:2025-11-20
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植被动态模拟不足导致生态系统模型高估碳吸收稳定性的机制研究
随着极端气候事件频发和人类活动干扰加剧,生态系统维持碳吸收稳定的能力正面临严峻挑战。生态系统时间稳定性(TS)作为衡量其在外部干扰下维持结构功能的关键指标,直接决定着碳汇功能的持久性,对全球碳循环和气候调节具有至关重要的作用。然而令人担忧的是,当前数值模型模拟碳吸收时间稳定性的能力尚未得到充分评估,这可能导致对生态系统恢复力的误判,进而影响全球碳预算估算和气候政策制定。在这项发表于《Journal of Plant Ecology》的研究中,Hanliang Gui等研究人员开展了一项开创性工作,系统评估了九种主流陆地生态系统模型在模拟总初级生产力(GPP)及其时间稳定性方面的表现。研究团队采
来源:Journal of Plant Ecology
时间:2025-11-20
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基于物种分布模型(SDM)的全球濒危物种翘尾霸鹟栖息地适宜性评估及保护策略研究
在南美洲广阔的草原生态系统中,一种名为翘尾霸鹟(Alectrurus tricolor)的小型鸣禽正面临生存危机。这种被世界自然保护联盟(IUCN)列为易危(Vulnerable)物种的鸟类,以其独特的翘尾特征和黑白相间的羽色闻名,是草原生态系统健康的重要指示物种。然而,随着农业扩张、桉树(Eucalyptus)和松树(Pinus)人工林种植以及畜牧业的快速发展,翘尾霸鹟的天然草原栖息地正在以惊人的速度消失和破碎化。这种栖息地丧失不仅威胁到翘尾霸鹟的生存,更预示着南美草原生物多样性面临的整体危机。为精确评估翘尾霸鹟的当前分布状况和栖息地适宜性,研究人员Pier Cacciali和Lorena
来源:Bird Conservation International
时间:2025-11-20
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地中海灌丛中克莱氏疣孢霉(Terfezia claveryi)冬季土壤菌丝动态受降水和温度调控
在地中海地区,灌丛生态系统扮演着守护者的角色:它们固持土壤、维系生物多样性、捕获碳元素,还助力生态恢复。然而,随着农村人口外流、传统知识流失,加上气候变化与土地退化的威胁,这些宝贵的生态系统正面临严峻挑战。其中,一种名为“沙漠块菌”的美味地下真菌——克莱氏疣孢霉(Terfezia claveryi),因其与灌丛植物Helianthemum的共生关系,不仅成为新兴经济作物,更被视为恢复干旱土地的潜力股。尽管人工栽培技术已取得进展,但人们对它的生活史仍知之甚少,尤其是土壤中菌丝的“行踪”如何随季节变化、受何影响,一直是个谜。为揭开这一谜题,来自西班牙穆尔西亚大学的研究团队在《Scientific
来源:Scientific Reports
时间:2025-11-20
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一种用于揭示城市绿地降温中年龄和性别不平等的供需评估框架——以福州为例
城市化进程的加速以及城市热岛效应的加剧,使得有效且公平的降温策略变得尤为迫切。城市绿地(UGS)作为基于自然的解决方案,不仅在缓解城市热环境方面发挥着关键作用,还在提升城市居民的热舒适度和增强城市韧性方面具有重要价值。然而,不同性别和年龄群体对降温需求和获取资源的差异仍然存在,弱势群体往往面临不平等的绿地资源分配问题。尽管近年来对UGS公平性的关注日益增加,但如何量化特定人口群体在降温供给与需求之间的不匹配仍然是一个未充分发展的领域。为了填补这一空白,本研究开发了一种供给—需求评估框架,用于分析中国福州市城市绿地降温效益的空间公平性以及与年龄和性别相关的环境不公问题。研究结果显示,城市绿地的降
来源:Urban Forestry & Urban Greening
时间:2025-11-20
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长期补充牛磺酸会导致雄性小鼠出现肝脂肪变性,并扰乱胆汁酸的稳态
DBP,即邻苯二甲酸二丁酯,是一种广泛使用的邻苯二甲酸酯类化合物,常被用作塑料增塑剂。由于其在工业和日常消费品中的广泛应用,DBP已成为全球关注的环境污染物之一。近年来,越来越多的研究表明,DBP对男性生殖健康具有显著的负面影响,特别是在生殖系统发育的关键阶段,如胚胎期和青春期,其危害尤为突出。尽管DBP的毒性作用已被广泛报道,但其具体的机制仍然不够清晰,特别是在不同物种间的差异性表现方面。DBP对男性生殖系统的毒性作用主要体现在对睾丸发育和功能的干扰。在哺乳动物和鸟类中,DBP的暴露可能导致精子发生障碍、睾丸结构异常以及生殖器官的发育问题。例如,DBP可以干扰支持细胞和间质细胞的功能,导致睾
来源:Toxicology Letters
时间:2025-11-20
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精子与输卵管细胞的结合:内分泌环境对结合试验效果的影响
本研究探讨了内分泌环境对牛输卵管上皮细胞(BOEC)与精子结合能力的影响,特别是通过体外培养的方式评估这一过程。研究结果表明,不同的内分泌状态显著影响了精子在BOEC上的结合效率,因此,为了更有效地评估公牛的繁殖能力,应选择在发情周期特定阶段采集的输卵管组织进行体外实验。在牛的繁殖过程中,精子与卵子的结合是实现成功受孕的关键步骤。这一过程通常发生在输卵管腔内,精子在此与BOEC发生相互作用。生理上,精子在人工授精或自然交配后会在输卵管中形成一个功能性储库,主要位于输卵管的峡部。这一储库的形成不仅有助于精子在母体生殖道中的存活,还能维持其能量储备,并延缓精子的获能和超激活运动,从而延长其生命周期
来源:Theriogenology
时间:2025-11-20
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土工格室加固砂床的液化响应
本研究聚焦于自由站立结构(FSS)在地震作用下的性能表现,特别是通过引入恢复功能来减少地震后结构滑动的残余位移。FSS采用石墨润滑的钢/铁与砂浆/混凝土接触界面,具有约0.2的摩擦系数,从而在强震时通过滑动实现地震减灾。然而,这种结构在地震后会产生一定的残余滑动位移,可能影响其功能性和恢复成本。因此,本研究提出了一种通过恢复弹簧(即“缓冲橡胶”)来抑制残余滑动位移的设计方案,并通过实验和数值模拟验证了该设计的有效性。在设计恢复弹簧时,研究人员选择了两种合成橡胶材料:丁腈橡胶(NBR)和乙烯-丙烯橡胶(EPDM),这些材料在日本市场上广泛可用,且成本较低。为了便于设计,研究人员利用橡胶的邵氏硬度
来源:Soil & Environmental Health
时间:2025-11-20
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使用OpenSees中的高效地面运动输入数据,对分层土壤中SSI效应对核电站的影响进行敏感性分析
土壤-结构相互作用(Soil-Structure Interaction, SSI)是影响核电站(Nuclear Power Plant, NPP)地震响应的重要因素,特别是在核电站建于分层土壤剖面的情况下。土壤的非线性特性以及其在地震作用下的动态响应,对于核电站的安全设计和抗震评估具有决定性意义。因此,对土壤-结构系统进行精确且高效的建模,是确保核电站结构安全的关键。本研究采用高保真的有限元(Finite Element, FE)模型,对核电站与土壤-桩系统的相互作用进行分析,并探讨了12个关键的非线性土壤参数对结构响应的敏感性。通过将频率-波数(Frequency-Wavenumber,
来源:Soil & Environmental Health
时间:2025-11-20
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考虑内部设施损坏及其相互依赖性的水处理厂抗震韧性评估
水处理厂(Water Treatment Plants, WTPs)在城市供水系统中扮演着至关重要的角色,其主要功能是通过去除原水中的污染物,为城市居民提供安全、清洁的饮用水。然而,地震灾害可能对WTP的各个设施组件造成严重破坏,进而影响整个水处理流程的正常运行,导致供水能力下降,甚至影响到城市居民的日常生活和公共健康。因此,对WTP进行地震韧性评估,不仅有助于理解其在地震后的恢复能力,还能为城市基础设施的抗震设计和应急响应提供科学依据。现有的地震功能评估研究多依赖于历史地震破坏数据的统计分析,这种方法虽然在一定程度上能够反映WTP的脆弱性,但在描述设施组件之间的相互依赖关系以及地震后系统功能
来源:Soil & Environmental Health
时间:2025-11-20
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一种用于评估改良石柱地基液化潜力的新型非线性模型,该模型综合考虑了多种因素
本文探讨了在地震作用下,松散饱和砂土发生液化现象时,石柱加固地基中孔隙水压力(EPWP)变化的非线性特性。液化是松散砂土在地震等周期性荷载作用下的一种常见地质灾害,其特征是土颗粒因失去有效应力而悬浮于孔隙水中,导致土体强度显著降低。在这一过程中,砂土的压缩性和渗透性会发生显著变化,表现出强烈的非线性行为。然而,现有的液化评估模型普遍假设土体的渗透性和压缩性为常数,未能充分考虑这些非线性变化对孔隙水压力累积和液化风险的影响。因此,本文提出了一种新的理论模型,将土体非线性纳入其中,以增强石柱加固地基液化防控设计的理论基础。石柱加固是一种广泛采用的措施,通过在松散砂土中插入石柱,不仅可以改善土体的密
来源:Soil & Environmental Health
时间:2025-11-20
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在白垩土中,采用冲击锤击法对开口型驱动桩进行的水力-力学耦合建模
在工程领域,尤其是涉及桩基结构的设计与施工过程中,准确预测轴向承载能力是一个关键的挑战。这尤其体现在采用冲击锤进行施工的桩基上,尤其是在软质、多裂隙、易碎的碳酸盐岩如白垩土的环境中。这类岩石的特性决定了其在桩基施工过程中对结构行为的复杂影响,使得传统的动态荷载测试(HSDLT)和信号匹配方法存在一定的局限性。本文旨在探讨通过有限元分析(FE)来改进对白垩土中桩基动态响应的预测方法,从而提高工程实践中的可靠性。在实际工程中,HSDLT被广泛用于监测桩基在打入过程中的阻力以及在沉降后的承载能力。然而,传统的信号匹配方法存在非唯一性问题,即从测试数据中难以准确得出唯一的解决方案。此外,这类方法通常无
来源:Soil & Environmental Health
时间:2025-11-20
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具有不完美界面的深埋分流双隧道在爆破或地震P波和SV波作用下的理论及数值响应
在现代基础设施建设中,地下结构如隧道、洞室和巷道被广泛采用,尤其是在深部工程中,这些结构的密集布置往往会在动态扰动下产生显著的相互作用。动态扰动可能来源于地震或施工过程中的应力冲击,这种扰动会显著影响地下结构的稳定性,甚至可能威胁到深埋结构的安全。因此,有必要深入研究相邻深埋地下结构在原位应力与时间变化扰动耦合作用下的动态相互作用、响应特征以及破坏机制。为了更好地理解和分析这种复杂的动态相互作用,研究者们通常采用实验室或模型测试、现场测量、理论分析和数值模拟等多种方法。例如,通过使用分裂霍普金森压力杆(SHPB)进行实验,可以分析双直墙拱形隧道在有无裂缝情况下的动态破坏特征,并探讨裂缝倾斜角度
来源:Soil & Environmental Health
时间:2025-11-20