生物学家称借助鸟类DNA?理论上可能重造恐龙物种和长毛象

【菜科解读】
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牛津大学一位生物化学家艾莉森-伍拉德博士表示,恐龙数百万年前主宰着地球,随后灭绝,但它们真的可以复活。
借助鸟的DNA,理论上可能重造恐龙物种和长毛象。
这位科学家认为,通过识别和修改现代鸟类DNA内的某些基因,科学家可以设计这些史前动物的基因组。
牛津大学一位生物化学家艾莉森-伍拉德博士表示,恐龙数百万年前主宰着地球,随后灭绝,但它们真的可以复活。
借助鸟的DNA,理论上可能重造恐龙物种和长毛象。
这位科学家认为,通过识别和修改现代鸟类DNA内的某些基因,科学家可以“设计”这些史前动物的基因组。
这个理论和好莱坞大片《侏罗纪公园》的情节相似。
在史蒂文-斯皮尔伯格执导的这个电影系列中,遗传学家用取自吸血昆虫的DNA令恐龙复活。
这些昆虫困在粘性很强的树液内,然后变成琥珀。
科学家最近发现一只腹部含有另一只动物血液的蚊子,它可追溯到4600万前。
虽然准确地说这个时间不是恐龙时期,但也有些接近。
西澳大利亚州莫道克大学一个科研组发现DNA不能存活630多万年后,希望破灭。
大多数恐龙在约6500万年前的白垩纪灭绝。
但牛津大学生物化学系的伍拉德认为,通过“脱离进化”的鸟可能实现这个壮举。
这位科学家说:“我们知道,鸟是恐龙的直接分支。
一个完整的化石记录证明这一点。
通过这些化石,我们可以了解迅猛龙或霸王龙等动物的血统的进化史。
这类化石中最著名的是始祖鸟,它们明显提供了有羽毛恐龙向现代鸟类过渡的证据。
这种进化意味着当今鸟类的DNA关闭控制恐龙一样特性的基因。
我们能不能通过开关这些基因让进化倒回去,然后用它们控制鸟的后代以及它们后代的后代的发展?”所有动物和植物都有关系,拥有一个生活在约16亿年前的共同祖先。
伍拉德说:“理论上我们可以借助我们掌握的鸟和恐龙间亲缘关系的知识设计恐龙的基因组。
但了解恐龙基因组的全长是个难题。
”即使发现现存的恐龙DNA,它也只会存在于一个非常短的碎片内。
为制造一个完整的基因组,科学家必须以完全准确的顺序把数百万个很短的核酸碎片拼凑在一起。
这就好比拼凑一个巨大拼图,而拼图每个细小部分的形状又一模一样。
但复活长毛象可能遇到更少问题。
如果发现可用细胞,通过现代克隆技术,就可能复活680万年内灭绝的物种。
学术界把这个过程称为“灭绝物种复活”。
法国和西班牙研究人员成功克隆庇里牛斯野山羊后,这个过程成为科学事实。
这个物种到2000年时因肆意猎杀从地球消失。
韩国和蒙古科学家已在西伯利亚冰冻悬崖内发现相当多的猛犸象组织。
如果他们从这些组织中找到一个可用的猛犸象细胞或一个猛犸象细胞的完整细胞核,就能克隆一只活的猛犸象。
伍拉德说:“这些研究人员要从猛犸象最亲近的亲属——大象体内提取一个卵子,接着用猛犸象细胞核代替大象细胞的细胞核,然后通过电击诱发细胞分裂。
理论上,这个转基因卵子会在细胞分裂作用下发育成一个猛犸象胚胎。
最后经历长达2年的妊娠期,一个猛犸象宝宝就会降临这个世界。
”
但这些理论和成绩已在遗传学家、生物学家和自然资源保护论者中引发激烈争论。
争论紧紧围绕通过已死动物使物种复活的伦理内涵展开。
伍拉德说:“我们对再次引入那些我们消灭的现代物种有道德责任吗?额外的生物多样性会加强我们的生态系统吗?克隆会成为一种致命病毒的温床吗?科学家要怎样和时光倒流划清界线?还有一个更实际的问题。
我们是不是想起《侏罗纪公园》内发生的恐怖事件,我们真想和恐龙生活在一起吗?”
小行星碰撞引起过一场火星大海啸
之前的研究提出,小行星或彗星在火星北部低地的一个海洋内的撞击可能在大约34亿年前引起了一场巨大的海啸。
然而,在这项研究之前,由此产生的撞击坑的位置还不清楚。
Alexis Rodriguez及其同事分析了火星表面的地图,这些地图是由以前对该星球的任务的图像组合而成的,并确定了一个可能是由引起大海啸的小行星碰撞造成的撞击坑。
这个陨石坑--他们将其命名为Pohl,直径约为70英里(110公里),位于北部低地的一个区域内,以前的研究表明该区域可能已经被海洋覆盖,在其拟议的海平面以下约400英尺(120米)。
作者认为,根据它在以前的岩石上下的位置,Pohl可能形成于大约34亿年前。
作者模拟了小行星和彗星与这一地区的碰撞,以测试哪种类型的撞击可能产生Pohl陨石坑甚至引发海啸。
他们发现,形成与Pohl相似尺寸的陨石坑的模拟至少需要9公里长的小行星遇到强大的地面阻力,从而释放出1300万兆吨的TNT能量,或3公里长的小行星遇到弱地面阻力释放出50万兆吨的TNT能量造成的。
Tsar Bomba(苏联的沙皇炸弹)是有史以来最强大的核弹,它所释放的能量约为57兆吨TNT能量。
两次模拟撞击都形成了直径为70英里(110公里)的陨石坑,并产生了距离撞击地点中心最远达900英里(1500公里)的巨型海啸。
对两英里(三公里)的小行星撞击所造成的巨型海啸的分析表明,这种海啸在陆地上的高度可能达到约820英尺(250米)。
作者认为,拟议的Pohl撞击的后果可能与地球上的奇克苏鲁伯撞击有相似之处,以前的研究表明,奇克苏鲁伯撞击发生在海平面以下650英尺(200米)的区域,产生了一个临时直径为60英里(100公里)的火山口,并导致了陆地上650英尺(200米高)的巨型海啸。
咖啡种植园限制鸟类的饮食
没有收集到蜜腺的觅食数据。
数据来自ekerciolu等人,2007年。
Credit: Frontiers in Ecology and Evolution 2023. DOI: 10.3389/fevo.2023.1086616神奇的地球uux.cn据美国物理学家组织网 by Paul Gabrielsen, University of Utah:回想一下2020年的春天,那时杂货店的货架上几乎没有必需品和配料。
对于生活在中美洲森林中的鸟类来说,用咖啡种植园取代林地基本上“清空了货架”它们喜欢的食物,导致它们改变饮食和栖息地来生存。
犹他大学研究人员领导的一项新研究探索了保存在羽毛中的鸟类饮食记录和对它们运动的无线电跟踪,发现鸟类在咖啡种植园吃的无脊椎动物远少于在森林中,这表明生态系统的干扰严重影响了鸟类的饮食选择。
“人类对地球的生态影响越来越大,特别是通过栖息地丧失和退化以及气候变化,往往也会对鸟类的饮食产生负面影响,”该研究的重要作者、美国物种科学院生态学和鸟类学教授恰安·h·埃克西奥卢说。
“这些负面变化,包括昆虫和其他无脊椎动物等关键饮食资源的减少,会导致存活率下降,特别是快速生长的幼鸟,通常会导致种群数量下降和这些营养不良的鸟类的损失。
”这项研究发表在《生态学与进化前沿》上。
哥斯达黎加的森林在世界各地,森林正在从曾经青翠的生命避难所减少到更小的残余,分散在取代它们的农业用地中。
只有大约1%的鸟类更喜欢由人类和人类活动主导的栖息地类型,但自然森林栖息地的迅速消失意味着大约三分之一的鸟类现在发现自己正在人类主导的环境中努力生存。
在哥斯达黎加,靠近巴拿马边境的拉斯克鲁塞斯物种站周围的土地,已经从完全被森林覆盖变成了现在50%的咖啡种植园、20%的牧场和10%的其他人类环境——只有20%的土地仍然被森林覆盖。
农业区充斥着杀虫剂、化肥和杀真菌剂,严重影响了当地鸟类赖以为生的无脊椎动物群落。
这些当地鸟类包括研究人员在研究中重点关注的四个生物:橙嘴夜莺鸫、银喉唐纳雀、白喉鸫和赭腹鹬。
这四种动物都可以在森林和空旷的乡村找到,它们以水果和无脊椎动物为食。
但是无脊椎动物包括昆虫是它们饮食的主要组成部分,因为它们提供包括蛋白质和氮在内的关键营养。
ekerciolu和他的同事,包括来自美国、哥斯达黎加和新加坡的研究人员,希望了解他们研究的鸟类是怎么在农业和森林环境中获取营养的,特别是在关键的生殖季节,适当的营养是维持生物的关键。
同位素食物日记为了更多地了解鸟类的饮食,研究人员分析了它们羽毛中的同位素。
我们吃什么就是什么,我们吃的食物的化学特征,以同位素比率的形式,融入到我们的组织中。
同位素是同一种元素的不同版本,它们的分别仅在于原子核中的中子数量——比如说,一个碳原子有六个中子和一个碳原子有七个中子之间的质量差异微乎其微。
但是,物种和物理过程可能更喜欢轻同位素或重同位素,以一种可以测量并能提供有价值信息的方式改变后果比率。
例如,在人类中,我们的饮食记录保存在头发的同位素中。
在之前的一项研究中,合著者,犹他大学地质和地球物理系的杰出教授Thure Cerling和他的同事分析了盐湖城周围理发店和沙龙的剪发,了解了当地居民饮食中玉米喂养的肉类和植物蛋白的相对照例。
在哥斯达黎加,研究人员希望做同样的事情,但是是用鸟类羽毛中稳定的碳和氮同位素。
他们从这四种鸟类身上收集了170根羽毛来分析它们的饮食,并使用无线电追踪来跟踪49只鸟的活动,以了解它们在哪里度过它们的时间。
一只银喉唐纳雀。
Credit: Çağan H. Şekercioğlu“羽毛同位素分析肯定不是首次被用于研究鸟类的饮食,”新墨西哥大学的合作者塞斯·纽森说,“但这可能是首次,特别是在热带地区,它被用于与无线电遥测技术结合,以检查饮食组成以及农业与自然栖息地的相对使用。
”后果显示,鸟类选择的栖息地对它们的饮食有显著影响。
同位素数据表明,四个生物中的三个在咖啡种植园中吃的无脊椎动物比在森林中少得多。
对于银喉唐纳雀和白喉画眉来说,数据表明它们在森林中吃的无脊椎物种量是咖啡种植园的两倍。
“我们的后果表明,咖啡种植园缺乏无脊椎动物,而这些无脊椎动物是森林杂居鸟类的首选,它们既在原生森林残余中觅食,也在咖啡种植园中觅食,”ekerciolu说。
栖息地转移的结果咖啡种植园是几十年前种植的,研究人员没有数据知道森林完好无损时鸟类的行为。
但是根据我们现在对鸟类行为的了解,我们可以推断这些后果对鸟类的生活方式意味着什么。
ekerciolu说,为了消耗足够的无脊椎动物,这些鸟需要经常在大约7-12英亩大约相当于美国赖斯-埃克尔斯体育场停车场的大小的小森林碎片和河流旁边只有大约30-60英尺宽的狭窄森林走廊中觅食。
“我们认为,像银喉唐纳雀和白喉画眉这样更具流动性的鸟类不断移动以获得足够的食物,特别是富含蛋白质的无脊椎动物,”ekerciolu说,这一假设得到了2007年无线电跟踪研究的支持。
“像橙嘴夜莺鸫这样流动性较低的生物,它们一生的活动范围小到一英亩半公顷,要么必须适应咖啡种植园,吃更少的无脊椎动物,要么就会消失。
”橙嘴夜莺鸫并不孤单——2019年的一项研究显示,该地区数量下降的鸟类种类多于稳定的种类。
因此,对于哥斯达黎加的鸟类,以及其他类似热带地区的鸟类来说,森林保护区可以为那些将栖息地转移到剩余森林并穿过咖啡种植园到达其他森林碎片的鸟类提供主要资源。
埃克西奥卢说:“这些鸟类将它们的食物转移到其他地方,可能会导致新的生态相互作用,这本身就会产生负面影响。
例如,,在这些新的地方,与鸟类的竞争加剧,或者对以前消耗不多的猎物生物的过度生殖。
"你能提供什么帮助如果你是一个咖啡爱好者,你可以选择购买对鸟类无害的咖啡。
根据ekerciolu的说法,鸟类友好型咖啡种植在有更多树木覆盖和森林残余的种植园中,这对本地鸟类有益。
他建议购买荫蔽生长的咖啡,被史密森尼候鸟中心认证为对鸟类友好的咖啡,或者来自埃塞俄比亚的咖啡,他说,这是对鸟类最友好的咖啡之一。
热带地区的地方政府可以通过优先保护完整森林、次生林和河流沿岸的带状森林来增加森林残余的连通性。
“当务之急是,”埃克西奥卢说,“在越来越多的以人类为主导的农业地区,优先保护和再生森林残余,这些地区继续取代世界上最具物种多样性的热带森林。
”