【菜科解读】

（a） 无运动扩散细胞。

球形细胞吸收细胞表面的所有营养物质（C=0），导致化学资源（如葡萄糖）从远处向细胞扩散（C=C∞）。

（b） 动力性choanoblastula。

该生物是中空的，外径为a，以v的速度游动。

该生物的运动性意味着它相对于猎物以弹道方式游动。

资源集中假定为常数（C=C∞）。

资料uux.cn英国皇家学会学报B：生物科学（2024）。

DOI:10.1098/rspb.2023.2767据圣达菲研究所：十亿年来，单细胞真核生物统治着这个星球。

然后，大约7亿年前，在雪球地球——一个冰川可能延伸到赤道的地质时代——一种新的生物爆发了：多细胞生物。

多细胞性为什么会出现？解开这个谜团可能有助于查明其他星球上的生命，并解释当今地球上从海绵到红木再到人类社会的巨大多样性和复杂性。

普遍的观点认为，单细胞形成多细胞集落必须达到一定的氧气水平。

但氧气的故事并不能完全解释为什么动物、植物和真菌的多细胞祖先同时出现，以及为什么向多细胞生物的转变需要超过10亿年。

《英国皇家学会学报B》上的一篇新论文展示了雪球地球的特定物理条件——尤其是海洋粘度和资源匮乏——是如何驱使真核生物转向多细胞的。

该论文的通讯作者、麻省理工学院博士生、前SFI本科生复杂性研究员William Crockett表示：这些非常恶劣的条件，这个冰冻的星球，实际上可能会选择更大、更复杂的生物，而不是导致物种灭绝或体型缩小，这似乎几乎违反直觉。

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利用缩放理论，作者发现，一个假设的早期动物祖先（让人想起以猎物为食而非光合作用的游动藻类）在雪球地球的压力下会膨胀其大小和复杂性。

相比之下，像细菌一样通过扩散运动和进食的单细胞生物会生长得更小。

资深作者、SFI教授Christopher Kemps表示：雪球地球之后的世界就不一样了，因为这个星球上有一种新的生命形式。

进化的核心问题之一是，你如何从一个星球上的一无所有变成像我们这样的东西，变成社会？所有这些都是意外吗？我们认为这不是运气：有办法预测这些重大转变。

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这项研究表明，在雪球地球期间，结冰的海洋会阻挡阳光，减少光合作用，从而排出海洋中的营养物质。

处理更多水的较大生物体更有机会吃到足够的水来生存。

一旦冰川融化，这些较大的生物可能会进一步扩张。

该模型反映了最新的古生物学研究，建立在另外两位合著者的基础上，他们是前SFI Omidyar博士后研究员Jack Shaw和科罗拉多大学博尔德分校的科学家Carl Simpson。

克罗基特说：我们的研究为化石记录中寻找祖先生物特征提供了假设。

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该论文还提出了研究物理效应对生物体生理学的新工具，这对未来的研究是一个福音。

肯普斯说：我们为人们在实验室中解释地球的过去、理解现代生态学和研究生物体生理学提供了一个有用的框架。

全球3/4人口缺水？地球步入“水资源破产”时代

伊拉克南部的哈维宰沼泽原本因长期干旱而逐渐干涸。

（新华社/发） 报告发现，全球70%的主要含水层正在萎缩，且很多变化不可逆转。

据调查，世界上很多地区不仅超额支取雨水和融雪带来的年度“收入”，还在不断透支那些需要数千年才能回补的地下水“储蓄”。

这主要由农业发展以及城市向干旱地区扩张导致，而气候变化让这些本就缺水的地方愈发干旱。

在土耳其，过度抽取地下水已导致近700处出现塌陷坑。

该报告作者，联合国大学水、环境与健康研究所的卡维赫·马达尼说：“如今，作为人类水资源‘活期账户’的地表水已经见底。

我们从祖先那里继承的‘储蓄账户’——地下水、冰川等，也几乎被挥霍一空。

世界各地都已出现‘水资源破产’的迹象。

” 据统计，目前全球大约有40亿人每年至少遭遇一个月的缺水危机，而这进一步加剧了移民潮、地区冲突和社会动荡。

去年，伊朗经历了50年来最干旱的秋季。

大量用于农业的大坝和水井，几乎吸干了曾是中东地区最大湖泊的乌鲁米耶湖，也让伊朗全国的地下水储备濒临枯竭。

为此，伊朗政府甚至提出要疏散首都德黑兰的居民，并尝试通过人工降雨来增加降水量。

科罗拉多河的流量20年间锐减了20%。

在美国，科罗拉多河的流量过去20年间锐减了约20%，主要原因是降水减少与蒸发加剧。

这条河除了被洛杉矶等城市作为饮用水来源，其河水还被大量引入农田用于种植家畜饲料。

与越来越多的河流一样，现在的它已无力奔赴大海。

研究表明，提高农业用水效率的技术，比如滴灌、喷灌，反而可能增加总耗水量。

原因在于精准灌溉能让作物充分吸收水分，而传统的大水漫灌后，多余的水还能流回河道。

因此，有专家提出必须削减农业的总用水量，因为它占到全球水资源消耗量的70%。

然而，全球有一半粮食产自水资源储量持续下降的地区。

缩减农业用水规模，将倒逼各国推进经济多元化转型。

目前，全球超10亿人依靠农业维持生计，其中大多数人生活在低收入国家。

即使在多雨地区，水资源也正面临新的威胁：数据中心在大量消耗水资源，工业废水、生活污水、化肥和粪便则在持续污染水体。

过去几十年，因被改作农田而消失的湿地面积与欧盟相当，这让全球在防洪、粮食生产和碳储存等生态系统服务方面，付出了约5.1万亿美元的沉重代价。

在大多数情况下，枯竭的河流、湖泊、湿地和含水层，再也难以恢复原有水文状态。

而冰川持续消融与消失，将导致数亿人的供水短缺。

马达尼认为，人类必须更好管理水资源，在此之前，大多数国家需要先摸清家底，核算其水资源储量与用水总量。

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面，结果很离谱

科学家称，韦布太空望远镜的观测结果显示，一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星，也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜，对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同，这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料，这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界，没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行，其一年只相当于11个地球日，且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星，就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此，它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯･普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测，他们使用韦布望远镜的中红外探测仪，对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量，并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然：天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对，研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上，地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关，这会导致岩石发生循环，并使浅色的矿物上升到地表；

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩，富含铁和镁，在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示，在这颗行星表面，水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是，LHS 3844 b的表面相对年轻，它可能被新近的火山活动重塑过，且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫，而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是，这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下，并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护，行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化（space weathering）”，它会导致岩石分解，并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性，比如其表面岩石的状态是否相对完整，还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy