海星感染病毒,结果几公里外的海藻死了|一周趣科学vol.60

360影视 日韩动漫 2025-05-18 03:27 4

摘要:2013年,由病毒引发的致命海星疫情横扫北美西海岸,橙色和紫色的Pisaster海星种群断崖式下跌。而过了几年后,距离海岸几公里远的海藻森林中的海藻大量减少。这诡异的剧情走向,近日被《科学·进展》上的一篇报道揭秘了。

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海星感染病毒,结果几公里外的海藻死了

2013年,由病毒引发的致命海星疫情横扫北美西海岸,橙色和紫色的Pisaster海星种群断崖式下跌。而过了几年后,距离海岸几公里远的海藻森林中的海藻大量减少。这诡异的剧情走向,近日被《科学·进展》上的一篇报道揭秘了。

科学家发现,作为潮间带生态系统的基石物种(keystonespecies), 这些海星原本是控制贻贝数量的重要捕食者。 监测数据显示,随着海星消失,贻贝覆盖率在三年间从5%飙升至18%,整个岩礁带变成了这种蓝色贝类的海洋。

此时,隔壁海藻森林里的海獭嗅到了机会。蒙特雷湾水族馆的Joshua Smith团队发现,海獭的食谱中,贻贝占比从7%跃升至18%,种群数量也从年均373只激增至535只。Multi-Agency Rocky Intertidal Network的长达数十年的监测数据证实, 这场跨生态系统的能量转移,正是生态学中首次被记录的基石性相互依赖现象。

后来,海獭们发现贻贝比海星好吃多了,所以都赖在海岸潮间带不走了。(当然,不光海獭这么认为,课代表也觉得还是贻贝好吃——真的有人要吃海星吗?……)

但问题在于,海獭在海藻森林的老家里还有另一项重要功能,那就是吃掉那些以海藻为食的海洋动物。虽然它们也不怎么好吃,但再小也是块肉。

现如今,海獭都去潮间带吃贻贝了,于是这些吃海藻的动物没了天敌,就在海藻森林里大肆繁殖,于是就把海藻种群吃到快要倒闭了。

于是就有了标题中的一幕: 海星中病毒,结果海藻死了。

研究指出,2016年的海藻林已经严重退化,即便海星种群恢复,生态系统也难以回归原有平衡。这种生态惯性提示我们,气候变化的叠加效应正在加速系统崩溃。

该发现颠覆了传统保护理念。共同作者April Ridlon强调,过去我们总把生态系统视为独立单元,但实际上海星与海獭的依存关系证明,保护必须考虑跨栖息地的生态连通性。Senior Sea Otter Biologist的Leilani Konrad更提出, 顶级捕食者的存在本身就是生态系统的保险丝,它们的存续直接影响着生物多样性的抗风险能力。

正在吃贻贝的海獭

参考文献:

Joshua Smith, Keystone interdependence: sea otter responses to a prey surplus following the collapse of a rocky intertidal predator, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu1028.

02

与别人比较得越多,成绩会越差?

你平时是否有过这样的念头:明明觉得自己已经很努力了,但总担心别人比自己更厉害,进而影响自己的心态怎么办?科学家的建议是:别比。

美国俄亥俄州立大学最新研究发现, 在化学这类理科课上总爱和同学比谁更用功的人,可能会给自己埋下心理隐患 ——尤其对女生而言。这种习惯正在悄悄摧毁你的科学自信心。

研究团队追踪了690名2020年秋季入学的大一化学课学生。当Hyewon Lee博士用三维坐标图展示数据时,所有人都倒吸冷气:那些总觉得自己比同学更用功的学生,普遍对自身科学能力的评价更低。这种现象被命名为 比较努力陷阱

这里藏着两个关键概念:标准努力(criterion effort)指单纯对自己学习投入的认知,比较努力(comparative effort)则特指和同学比较后的努力感知。Shirley L. Yu教授用开车打比方:前者是专注看自己的仪表盘,后者是总瞟隔壁车道——这会让你忘记自己的真实速度。

数据显示,当女生保持标准努力认知时,她们的科学自我概念(即相信自己能学好科学的主观信念)会显著提升。但一旦开始比较,这种正向效应就完全消失。男生群体则呈现不同模式:他们的科学自信更多取决于考试成绩,与是否感觉用功关系不大。

这个发现背后藏着深层心理机制。研究推测,女生可能需要通过努力证明自己能打破性别偏见,因此纯粹的用功感知能带来正向激励。但社会对男生的科学天赋期待更高,当他们发现自己需要更努力时,反而会产生能力不足的焦虑。

更扎心的是后续发现: 中期考试前陷入比较努力模式的学生,在期末考试时普遍表现更差。 这种恶性循环在女生中尤为明显—— 越比越焦虑,越焦虑成绩越下滑。 但保持标准努力的学生却呈现正反馈,考试好成绩反过来又增强了他们的学习信心。

研究的启示清晰可见:教师需要弱化课堂中的横向比较,改用成长型评价体系。家长与其追问孩子的班级排名,不如关注其知识掌握程度。对理工科萌新来说,建立个人学习档案、设置可量化的进步指标,或许比盯着学霸的作息表更有意义。

年轻学生的目标是相信自己很努力——但不要将自己的努力程度与班上其他人进行比较。

(图片来源: veer图库)

课代表总结: 你好不意味着我不好,就算我不好,你也不能把我怎么样。

参考文献:

Hyewon Lee, Shirley L. Yu, Tzu-Jung Lin, Minjung Kim. “Am I trying hard or harder than others?”: Gender differences in reciprocal relations between perceived effort, science self-concept, and achievement in chemistry. Contemporary Educational Psychology, 2025; 80: 102349 DOI: 10.1016/j.cedpsych.2025.102349

03

海底纽虫和手风琴之间的共同点

在地中海30米深的海底,一位潜水教练掀开扇贝壳的瞬间,数条巧克力色生物突然蜷缩成精密的手风琴褶皱。这个2013年的偶然发现,竟揭开了纽虫分类学的新篇章。

西班牙科学家最近在《皇家学会开放科学》发表论文,正式将这种会变形的海洋生物命名为Pararosa vigarae,为纽虫家族增添新属新种。

纽虫 (Nemertea)这个鲜为人知的类群, 堪称动物界的终极伪装者。 它们拥有橡皮筋般的伸缩身体, 体长能从25厘米瞬间压缩到不到1厘米。 更令分类学家头疼的是,全球已记录的1350种纽虫可能仅占实际种类的10%,90%的物种仍在等待发现。

纽虫的传统分类学曾陷入瓶颈。活体鲜艳的体色在标本中褪去,显微镜下的内部结构又存在趋同演化。正如研究者Junoy在论文中吐槽,过去一个世纪依赖组织切片的方法,就像用X光片区分双胞胎——耗时费力却收效甚微。

转折发生在2010年代。当Strand和Sundberg提出分子分类新范式,科学家们开始为纽虫建立DNA身份证。本次研究团队提取了5个分子标记:线粒体COI基因如同物种条形码,核糖体RNA充当进化时钟,组蛋白H3则记录着基因组的深层秘密。

在马德里Complutense大学的实验室,基因测序仪描绘出的系统发育树显示,这些西班牙海域的纽虫样本自成独立分支,与南极的Parborlasia corrugata、大西洋的Parvicirrus dubius构成神秘三角。分子证据确凿——这是Lineidae科下的全新属种。

这种体长25厘米的纽虫,体内藏着精密的液压系统。 当受到惊扰时,环肌与纵肌的精密配合,使其能在0.3秒内收缩。组织切片显示,其表皮与肌肉层间的结缔组织如同弹簧垫片,这种独特结构或是收缩能力的演化关键。

相比其他会收缩的纽虫,Pararosa vigarae的褶皱能在伸展状态下保持痕迹,形成永久的体环标记。这种行为特征与日本海域的Nemertellina yamaokai形成趋同演化,印证了海洋生物在防御机制上的殊途同归。快速收缩会让捕食者一头雾水:到嘴里的鸭子咋就飞了?

当前,科学家正建立全球纽虫DNA数据库。未来只需比对环境DNA样本,就能追溯特定海域的生态变迁。这种技术已在加利西亚海域监测中发挥作用,帮助识别气候变化对底栖生物的影响。

图片可能引起不适,请谨慎点击~

海底总是有更奇怪的生物在等着我们发现

课代表总结: 所以确实是可以用来做乐器的对不对?

参考文献:

Vesta Eleuteri et al., DOI: 10.1016/j.cub.2025.04.019

04

黑猩猩会"造句"?人类语言起源线索

我们人类引以为傲的语言能力正遭遇来自非洲雨林的挑战——德国马克斯·普朗克进化人类学研究所的最新研究发现, 野生黑猩猩能通过组合不同叫声创造新含义,这种能力与人类语言的核心特征惊人相似。

人类长期自诩为唯一掌握复杂语言的物种,认为其他动物只能发出固定信号。研究颠覆了认知:在科特迪瓦塔伊国家公园的密林里,科学家历时数年记录了3个黑猩猩群体的数千次交流,发现它们竟掌握着四重"组合语法"。

由Catherine Crockford和Cédric Girard-Buttoz领衔的团队发现, 黑猩猩能将12种基础叫声组合成16种不同的"双词结构"。 这就像人类用"吃"和"苹果"组成"吃苹果",当黑猩猩发出表示进食的"grunt"声后接上休息的"pant",同伴就能理解"吃饱后要午休"的复合信息。

动物行为学家Roman Wittig解释,传统观点认为灵长类只能通过单一叫声表达有限信息(如警报或求偶)。但这次观测到黑猩猩的四种组合方式完全打破常规:

加法组合:A+B=AB(进食声+休息声=吃饱休息)

限定组合:消除歧义(当某个叫声可指代进食或移动时,加上攻击性叫声特指移动)

创新习语:A+B=全新含义(休息声+友好声=集体庇护)

语序影响:类似人类"狗追猫"和"猫追狗"的差异

此前学界认为动物组合叫声仅限于特定场景(如遇到天敌)。但这项研究显示, 黑猩猩在日常互动中高频使用组合交流,涵盖觅食、社交、迁徙等场景。 更惊人的是,它们能像人类使用隐喻(如"发疯"代指情绪激动)那样创造非字面含义。

Cédric Girard-Buttoz指出,这种生成性交流系统在动物界前所未见。研究暗示:要么人类与黑猩猩的共同祖先(约700万年前)就已具备复杂交流的雏形;要么我们长期低估了动物语言的复杂度。

不过科学家也提醒,黑猩猩的"造句"能力仍与人类存在量级差异。人类平均掌握5000个词汇量,而黑猩猩仅有12种基础叫声。但这项研究为破解语言起源提供了关键拼图: 或许正是这种基础的重组能力,经过百万年进化最终发展成人类的复杂语言。

黑猩猩阿桑提和阿库纳正在聊天

(图片来源:参考文献)

课代表总结: 这么简单的题都不会?真是搞脑子哟……

参考文献:

Cédric Girard-Buttoz, Christof Neumann, Tatiana Bortolato, Emiliano Zaccarella, Angela D. Friederici, Roman M. Wittig, Catherine Crockford. Versatile use of chimpanzee call combinations promotes meaning expansion. Science Advances, 2025; 11 (19) DOI: 10.1126/sciadv.adq2879

05

坏消息:宇宙寿命可能比我们想象的短很多。好消息……

当你刷到这篇推送时,我们所认为的宇宙物质终结的时间可能已经悄悄提前了——荷兰拉德堡德大学三位科学家在《宇宙学与天体粒子物理学报》发表了最新研究:若仅考虑类霍金辐射效应, 白矮星的消亡只需10⁷⁸年,比此前理论预测的10¹¹⁰⁰年提前了整整1022个数量级。 这意味着宇宙物质大结局的倒计时,可能比我们想象中快得超乎寻常。

这项颠覆性研究由黑洞专家Heino Falcke、量子物理学家Michael Wondrak和数学家Walter van Suijlekom共同完成。他们2023年就曾提出:不仅黑洞,中子星等致密天体也会通过类似霍金辐射的过程蒸发。新研究则精确计算出这些天体完全蒸发所需的时间。

霍金辐射 是物理学界著名的思想实验。1975年,Stephen Hawking提出在黑洞视界边缘,虚粒子对会短暂出现。当其中一个粒子坠入黑洞,另一个携带能量逃逸,这种机制导致黑洞缓慢蒸发。该理论挑战了爱因斯坦相对论中黑洞只增不减的论断,但尚未被直接观测证实。

研究团队通过跨学科建模发现: 白矮星作为宇宙现存最顽强的天体,蒸发时间10⁷⁸年(原理论预测10¹¹⁰⁰年)。 而中子星与恒星黑洞的蒸发时间同为10⁶⁷年。虽黑洞引力更强,但因没有实体表面,部分辐射会被自身重新吸收,抑制了辐射过程。

白矮星、黑洞、中子星等天体是宇宙最后的恒星残骸, 这一研究为宇宙物质的存在设定了新的终极倒计时。

白矮星消亡的时间尺度有多夸张?如果把宇宙当前138亿年历史压缩成1秒,10⁷⁸年相当于3×10⁶⁰秒——数值上比可观测宇宙中所有原子的数量级还高10倍。

研究最令人震惊的发现是: 天体蒸发速度仅取决于密度。 这解释了为何密度相近的中子星与恒星黑洞会同步消失。Walter van Suijlekom指出,当把天体物理学、量子理论和数学建模结合时,总能碰撞出新火花。

不过科学家也坦言,这些计算建立在仅考虑霍金辐射的理想条件下。Michael Wondrak幽默地补充: 现实中,月球可能因潮汐力撕裂先于理论时间消失,而人类显然等不到10⁹⁰年后的天体蒸发——毕竟连太阳都将在50亿年后膨胀成红巨星。

即便强大如黑洞,也会缓慢蒸发

(图片来源:Britainica)

来源:科技财经解读

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