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动物物种多样性、分化时间与多样化速率: 热度 3 zhuchaodong 2017-4-30 12:48; 动物物种丰富度与进化分支的年龄有关，而与多样性速率无关翻译：中国科学院大学硕士研究生张丹原文： Clade Age and Not Diversification Rate Explains Species Richness among Animal Taxa.pdf 摘要：动物类群的物种多样性在不同的系统发育系谱中有很显著的变化。对于这个不同的假设大多数的解释是，大多数物种多的类群由表型和生态学引起较高的多样性（物种形成的速率高或者灭绝的速度慢）。这里我们提出的物种多样性形成的主要原因是进化分枝的寿命，而不是多样性的速率。多样性越高的类群其形成的时间越长，因此也就有更多的时间来积累物种。从163个物种的分子进化水平计算多样性速率，发现在三个门之间以及门内的物种的多样性速率有高度的一致性（节肢动物门，脊索动物门，软体动物门），且与物种的丰富度没有关系；估计变化速率较快的进化分枝比较年轻，但是物种的数量随着进化枝的年龄的增加而增加。以化石为基础的数据也揭示了一个重要的关系，在昆虫与脊椎动物的目中，所有现存的物种丰富和冠群的年龄之间正相关。这个发现没有否定生态学和表型在影响分化速率方面的重要性，但是揭示了分枝的寿命在主要的动物物种多样性模式方面是主要的标志。因此，一些主要的变化可能会延长分枝的寿命，但是不会增加多样性。关键词：生物多样性模式，分枝寿命，多样性速率，后生动物，物种丰富度有些生物体类群的多样性不同（例如，甲壳虫，雀形鸟），但有的却不是这样的（例如，潜鸟，树懒）。很多的因素被假设是类群间物种丰富度形成的基础。但是对这个差异的大多数的解释依旧很难将不同物种多样性解释清楚。物种的丰富度一直被认为是与体型的大小呈负相关。对于这个想法的研究测试显示：在肉食动物中，物种的丰富度与体型的大小呈负相关，但是在其他的一些哺乳类、鸟类中却不是这样的。相同的，一些性别选择的标志，例如不同的繁殖系统，或者雌雄二型现象等，与物种丰富度的增加有时候有关系，有时候也没有。在昆虫中，通常植食性昆虫的进化分枝与其他非植食性的姐妹进化分枝相比，有更高的物种多样性。但是食肉性的进化分支，其多样性与其他的姐妹进化分枝没有多大的区别。定殖能力以及生态专化性的程度，也被用来假设会提高物种丰富度，但是这些假设还没有得到检验。多样性速率-----物种形成和灭绝速率之间的平衡，在一个给定的时间内决定一个进化分枝的物种丰富度。文章前面提到的所有假设和分析所暗含的假定是，进化分支的表型和生态型会导致它们物种形成和灭绝的速率不同，这会让分类类群形成不同形式的物种丰富度。但是，这些关于多样性速率的简单陈述表明，不管物种形成和灭绝的速率是否已经受表型和生态学的影响，至少两个基本的假设应当是正确的：（1）物种较多的进化分支，物种水平的多样性速率较高；（2）寿命越长的分支有更多的物种，这仅仅是因为这些进化分支有更多的时间积累物种。很明显的是，这两个假设内在的机制之间并没有相互排斥，但有时候，工作原理可能相反。可以通过很多种方法来验证这两个假设。统计学的方法可以直接通过分子系统发生学数据估计多样性速率以及分支的寿命。这些进化分支的多样性的参数的估计，可以用来比较鉴别一般的模式是否都和这些假设的模式相一致且不考虑分类的从属关系（例如，所有动物的分支中，检测估算的多样性的速率与物种的数量有必然的联系）或者是物种丰富度不同的分类群之间的参数的比较。（例如，在昆虫纲的目中，多样性速率变化的平均值与物种丰富度的变化是否一致）。或者，通过化石记录估计现存种的物种丰富度随着年龄的变化估计的这些相同的参数，可以发展进化分支我们通过对动物进化分支的两个数据库的分析评估这两个假设，一个数据库是基于节肢动物，脊索动物，软体动物的163个已发表的物种的系统发育的数据构成。对于每一个系统发育，我们用了时间刻度的分支长度，估计每一个进化分支的在数百万年里的年龄，并且我们计算了多样性速率的测量标准 λ。另外一个数据集是基于化石估计的冠群年龄以及估计现存的昆虫纲，硬骨鱼类，两栖动物类，爬行动物类，鸟类以及哺乳动物类物种丰富度等数据组成。从这些数据我们可以估计计算多样性速率。通过分析这两个数据库发现，多样性速率和物种丰富度之间没有一致的关系。但是在两个数据库中，物种丰富度都随着进化分支年龄的增加而增加。方法：由分子系统发生学估计的多样性速率这项研究从积累大量的分子系统发育的数据开始，并在在时间尺度上估计分支长度。这个过程是没有间断的，因此现在呈现的是我们最初分析的结果。我们系统的调查了发表物种水平的分子系统发生学文章的学术期刊。在这个调查研究中，我们设定了备选论文的一些标准，（1）我们建立一个限制条件，50%或者更多的物种是在这个进化分支上，而且也包括在这个分析中；（2）系统发生学所展示的以时间为刻度的分支长度或者与核苷酸或者氨基酸的替换速率成比例为标度的分支长度，时间和替换速率必须是已经给出的。（3）如果展现的仅仅是替代速率的系统发生学，那这个进化树必须是以在文献中可用的分子数据为基础。每一个文章都是PDF格式的文献，并且文章中的照片是Adobe Acrobat 7.0. 的格式。这些图片可以做成PPT并在激光打印机上打印出来。这些分支的长度都是从打印出来的资料中用卡尺手工测量的。这个数据库中最终的进化树中，每个假定的物种都有一个分支（亚种合并成一个单一的物种）。由于很多进化树，对于相同的假定的物种有多中测序结果，它们之间常常也不是相互单系的关系。关于物种在最终的进化树中的位置以及测量分支的长度，我们制定了一系列的标准。简单地说，当测序的两个或者两个以上的物种相互之间不是单系，我们就认为每一个物种的分支点是这个框架中的物种的最高的分支点，并且我们选择最长的外部分支作为这个物种的代表分支点。当这个假定物种的测序结果在进化树中有不同的进化分支，我们假定这些序列代表的是并行种，并且在生成的进化树中也认为是如此。用这些选择性结果计算最后生成的树。每一个进化树的数据都存在于Newick格式的数据库中。 M. A. McPeek 利用Java1.5写的一个电脑程序，可以处理和分析所有生成的树。首先，平均路径长度的技术可以让每个进化树都超度量。分支长度上给定替换位点的进化树，从文献中获得的合适的的分子刻度的校准，可以改变分支的长度。所有的系统发生学的数据都基于mtDNA数据，我们用2.3% MY 作为分子标准时间的估计。由于初始研究的作者提供的系统发生学校对标准的参数和我们校对的系统发生学的参数没有区别，因此我们认为它们之间没有偏差。我们用系统发育中底端到顶端的时间尺度的距离，来估计进化分支的年龄。我们根据方程式计算 λ，估计每一个系统发育的多样化速率，在系统发育中λ是多样性速率的测量标准，计量单位是MY -1 。我们也利用最大似然法，估计每一个系统发育中单独物种形成和灭绝的速率。在这篇文章中我们提出的结果仅仅是针对λ，因为结果的分析是依赖于 λ，并且对这些单独物种形成和灭绝的速率的估计是完全相同的。以化石为基础的多样性速率的估计我们也从文献的数据中编辑了一个以化石为基础的数据库。这个数据库是建立在目的分类基础上。在这个数据库中，我们用冠群年龄估计每一个目的年龄。冠群年龄被认为是最早的，第一次出现在目中现存科的化石记录中：因此这也是某一个目中现存物种最后的共同祖先的最小估计。25个昆虫纲中的目的所有这些数据都是由Grimaldi 和 Engel编辑。物种丰富度的值是从硬骨鱼的29个目、两栖动物的三个目，爬行动物的4个目，鸟类的33个目以及哺乳动物的21个目中得来的。脊椎动物目的冠群年龄是由Benton编辑的。地质时间间隔用2004版的国际地质时间尺度转换为进化时间。在这个数据集中，我们估计了每一个目的多样化速率，并假设进化分支是指数增长。我们用方程式（7）中的统计量r来估计每一个冠群的年龄。应用这个统计量，我们假定物种灭绝速率是物种形成速率的90%；（在方程式7中 ε=0.9）。很明显，大多数的分类群在它们的进化历史中，还没有以固定的指数率积累世代。虽然整体的多样性速率可能会随着时间的推移变慢，但是很多的分类群仍在继续积累类群。然而，更加复杂的多样性模型不能用这种类型的数据估计。需要注意的是，这些数据不等于化石数据。对于现存的分类群，冠群年龄是最后一个共同祖先时期的估计，会随着谱系中物种的灭绝而变化。因此，我们仅仅将这个估计值作为第一个近似值，与分子系统发育中估计的多样化速率作比较。结果：分子系统发育中估计的多样性速率数据库163个系统发育关系中，56%的记录的样本包含了所有物种的进化分支，83%的记录样本包含的物种大于所有物种的75%。因此，进化分支上的成员所占的百分比与其包含的物种的多少没有联系而与λ有关。因此我们相信分类群中样本的不完整性不会影响我们的结论。系统发育包括3到116个物种（中位数为14，5和49的分位数分别是5%和95%，）估计进化分支的年龄范围是0.2-89MY。数据库中包含的三个动物类群，软体动物的系统发育每一个分支上的物数量最多，节肢动物的进化分支上的物种数量是中间水平，脊椎动物是最少的。总的来说，多样性速率与 λ 值有关，与进化分支上物种的数量没有关系，但与进化分支的估计年龄有很强的负相关。在系统发育中，λ是物种数量以及总的分支长度的函数。这种相关性表明，λ的变化是进化分支年龄变化的主要因素，并且物种丰富度对进化分支年龄变化的贡献很小。因此，直接比较发现三个类群的λ值很接近。由于λ和进化分支的年龄有关，我们通常将λ和进化分支的年龄的比作为协变量。当以进化分支的年龄为标准的时候，三个类群的λ值不同，无脊椎动物最大，脊椎动物最小。这些不同反应了在以分支年龄为标准以后，每个分支上的物种的数量的不同。我们有足够数量的节肢动物、无脊椎动物以及脊椎动物的标本，在最低的分类水平比较λ 的值。比较的结果是，分析不管是否将进化分支年龄作为协变量，都会导致相同的结论。简单点来说，我们展现的仅是没有协变量的分析结果。为了保证在这个检验中统计量的独立性，我们也用分类数据库中的子集做了嵌套分析。在节肢动物中，甲壳类的 λ值比螯肢动物低，而且昆虫类λ值没有不同。在脊索动物中，硬骨鱼，两栖动物，脊椎动物的λ值没有不同。然而，脊椎动物、鸟类的进化分支相比爬行动物或者哺乳类动物的进化分支，多样性速率较高，爬行动物和哺乳动物这两个类群之间的多样性速率之间没有差别。虽然我们没有发现多样性速率和物种数量之间的所有的联系和进化分支的差异，163个物种的系统发育的多样性速率的范围很大，从0.0013到3 MY -1 ，平均值是0.2 MY -1 。虽然在每个分类群中 λ的差异都不一致，但是在分子系统发育的数据库中发现，在系统发育中包含的物种的数量和估计的进化分支年龄之间的一个正相关的关系。对整个的数据库而言，物种数量和进化分支年龄之间的关系更重要。在图3中，残差分析表明，脊索动物的的关系图像中的点89MY，是一个异常值，会影响他们之间的关系。在这个分析中，当这个点移动的时候，它们之间的关系会大幅度的增加，物种数量的回归方程为：物种数= 11.65 × e (0.014 ×进化分支年龄) 以化石为基础的多样性速率的估计以化石为基础的现存物种丰富度的数据库中，昆虫、硬骨鱼、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳类的冠群年龄，只有一个目的数据，经鉴定是一个异常值（爬行动物喙头目），从这个分析中排除。这些数据展示了物种丰富度和冠群年龄之间的一个很强的正相关的关系，物种丰富度的一个主要的回归方程：物种丰富度 = 19.55 × e (0.031×冠群年龄) 。在这6个分类群中，回归方程的残差的方差没有很大的差异。这6个主要类群的r值不存在差异，这些数据的多样性分析表明，在整个数据库中r的平均值是0.066 MY -1 ，假设物种灭绝的速率是物种形成速率的90%（作为对照，假设没有灭绝，r的平均值是0.1）。这个结果比分子系统发育估计的低。随着 λ的变化，r、物种的丰富度以及冠群的年龄之间的相关性表明，r 的变化主要是由冠群年龄的变化引起，而与物种丰富度的关系很小。讨论来自分子系统发育和化石记录的数据，都给这个假设提供的很低的支持。不同动物分类群中的物种丰富度的不同，是造成多样性速率不同的原因。事实上，这两种方法的数据都显示，物种水平的多样性速率在整个动物类群中已经很均匀。从分子系统发育推断而来的数据中，λ的值和物种数量之间没有关系；分类群之间的比较都表明，物种丰富度和λ之间几乎没有对应关系。例如，数据库包含的三个动物类群尽管它们的物种丰富度很不相同，但是 λ平均值没有很大的差异。节肢动物的数量是脊索的10倍多，是软体动物的8倍多。考虑到数据库中给出的昆虫纲的物种丰富度的变化超过了两个目，它们的λ相似，而且与高的多样性速率导致高的物种丰富度没有关系。由于鸟类的物种丰富度大约是爬行动物和哺乳类的两倍，在鸟类的进化分枝中，将λ的平均值和爬行动物和哺乳动物进化分枝比中的λ比较以后，发现高的多样性速率导致高的物种多样性的假设是一致的，这是它们之间唯一的不同。另外，以化石为基础的数据库不支持这个假设。物种的丰富度与r没有关系，尽管事实是物种的丰富度是计算r的两个参数中的一个。因此，这6个主要的动物类群的r值没有区别。这两个不同类型的数据库都不支持现存物种丰富度的变化是由于物种水平间多样性速率的不同引起的这个假设。从物种水平的分子系统发育来估计多样性速率，相比从化石年龄数据来估计多样性速率而言，有一个更广泛的分布和更高的平均值。许多的因素可能导致化石数据估计多样性速率偏低。首先，分类群的系统发生的数据，可能不是来自于一个随机的动物进化分枝的样本。因为许多的系统发育的研究是针对物种多样性的问题，这可以理解为，它们可能有意的倾向于会迅速出现多样化的进化分枝。此外，获得这两个数据的过程，分别是在不同的时间规模以及不同的分类水平下进行的。例如，在历史过程中，分类群的关键物种的形成速率可能会下降，那么λ和r之间的差异可能只是反映了这个不同。最后，动物类群中所有目的物种丰富度的估计可能会比实际的低。这也可能导致r会有一个比较小的分布范围，使得它的值降低。对比多样性速率的这两个结果，它们都支持进化分支的年龄是物种丰富度形成的主要原因。在这两个数据库中，都显示物种丰富度和进化分枝年龄之间是正相关的关系。而且从化石中得到的数据相比在分子系统进化中得到的数据，这种关系更加强烈。并且这种不同很可能是由于化石数据库的数据范围更加广泛。在分子系统发育中寿命最长的进化分支的年龄大约是89 MY，在这个数据库中大多数的进化分支的年龄都20MY。事实上，图3和4中的回归方程的斜率，在统计学中没有差别。事实上，主要的原肢动物和后口动物类群之间的关系以及这些类群在回归线中残差的一致性表明：进化分支的年龄是物种丰富度形成的主要因素这一结果，适用于所有的动物类群。物种丰富度的解释形式和进化分支年龄有强烈关系。从进化分支年龄的角度来看，在一些类群中独特的物种丰富度并没有显得很特殊。这种启发也适用于其他多样性较低的类群。现在的鸟类和哺乳动物类群直到白垩纪恐龙灭绝以后才开始出现多元化。在它们最近的起源解释中，这也是它们比大多数的节肢动物的物种多样性低的原因。这些数据中真正的差异是爬行动物喙头目的分布。图4中，它们的离群值表明，物种丰富度和冠群年龄之间的关系，可能是分类单元的客观标准。在估计多样性的到时候，还必须从冠群中区分主干类群。因为在一个进化分支中，冠群的年龄会随着进化分支中一个血统的灭绝而改变。在物种丰富度中，一个谱系的灭绝，会明显地降低分类群的分类位置。灭绝也会降低谱系的冠群年龄，因为冠群年龄可以估计所有现存物种最后的共同祖先存在的时间。因此，图4中，当系统发育中分类单元的主要分支被分离出来时，分类单元在轴上的位置都会降低。例如，两栖动物的干群在石炭纪开始的时候开始延伸出来。但是现存的两栖动物的三个主要目的物种丰富度的值，几乎完全落在了以冠群年龄为基础的物种丰富度的预测区间。同样的，蜻蜓目干群在石炭纪开始扩展，在图4中，代表冠群年龄的点很接近主要的回归线。随着时间的变化，灭绝可能让一个谱系在分类单元中脱离。但是，在动物类群中，在物种水平上相对一致的多样化速率，对于现存物种，似乎是多样性速率的持续积累。显然，冠群的识别鉴定将会影响我们对进化分支年龄和物种多样性之间关系的识别。对照动物类群进化分支年龄的强烈的标志发现，植物物种丰富度和进化分支的年龄没有关系。2001年，Magallo′n 和Sanderson以冠群年龄为基础，计算了主要的被子植物类群的多样性速率。在他们的研究中，被子植物进化分支的平均多样化速率是r=0.069，并将这个值和动物类群的r的平均值做了比较。他们还描述了被子植物中主要类群的物种丰富度和冠群年龄的关系。尽管有相似的多样性速率，但是很显然，物种多样性和冠群年龄之间没有一个很明确的关系。这种不同显示，在分类类群中，虽然多样化速率相似，但是对于动物和植物，导致多样化以及多样化的模式因素不同。虽然，在动物分类类群中，物种积累的时间是很重要的信号。图4中，这种关系的变化(图中的线)，依旧和分类群中生态学以及表现型的不同有关。在图中，这条线上顶端的点所代表的物种，可能有让它们多样性速率变高的表现型或者生态型。相反，这这条线上底部的点所代表的物种，可能有让它们多样化降低的生态型和表现型。在分类群中，很小的误差都可能与生态有关。在一些昆虫的谱系中，植食性似乎可以提高其多样化速率，并且可以解释为什么鳞翅目远离回归线，而它们的姐妹进化分支毛翅目离回归线很近。生态型和表现型的不同联系导致的多样性速率的不同。这在较低的分类水平上可能也更加明显。例如，在食肉目中，体型大小和物种丰富度有关，但是，不包括所有的哺乳动物和后生动物。同样，大多数的研究已经用姐妹进化分支作为比较，确定相关物种的丰富度，这也是比较较低的分类水平所必须的。另外，最近对鸟类进化分支的研究表明，多样性速率会随纬度而发生变化。随着更多的分子系统发育数据的积累，物种水平的多样化速率的不同可能会变得更加明显（我们的样本，在鉴别更加微小的差异上面还有不足，或者，现在可以得到系统发育关系的样本是有偏差的，在所有的进化分支中，只集中在多样性速率较快的物种上）。但是现在这些标志还不是很清楚。现在，做的所有研究，均要求我们更多关注形成生物多样性的模式，即对延长进化分支寿命的特征以及过程，另外还有提高物种多样性等的机制的理解，发扬J. B. S. Haldane的精神，自然界对甲虫的无节制的喜欢并不是做了多少，而是允许它们一直存在。昆虫的胜利，归因于它们整体低的灭绝速率，而且低灭绝速率也可以提高进化分支的寿命。它们有持久的生态能力去应对它们的非生物环境，以及和其他物种的相互作用之间的关系。例如，在很多昆虫的进化分支中，植食性昆虫的进化，允许这这些谱系，移动到一个稳定的、可预见的以及资源丰富的区域。这样它们这个类群就可以不断扩大并且一直存在，但是并不一定会增加整体的多样性速率。昆虫的高的传播力，可能也会影响它们的迁移。因此，有利的环境条件，可能会对环境的扰动有一个缓冲。物种分布范围和扩散能力也和物种灭绝的速率有关。一些主要的特征的变化，可能会提高进化分支的寿命，但是不会提高多样性速率。; 个人分类: 论文精读|12012 次阅读|3 个评论

教部教材版本多样化的阴谋？: 热度 2 冯用军 2017-1-6 00:32; 百年大计，教育为本；教育大计，教师为本如有雷同，纯属巧合茶余饭后，不要喝茶不知从哪年开始，教育部進行了一项“改革”，把教材分为了若干版本，人教版，鲁教版，苏教版，北师大版，外研版，粤教版，岳麓版，科教版，中地版，浙科版，牛译版，湘教版，译林版，国人版，国苏版…… 　　大家想想这有多么坑爹吧，不同的省份学习不同的教材，秦始皇当年为什么要统一度量衡，那是因为中国大一统了，文化要统一，现在倒好，好好的统一的国民教材，你却把它再分开，你这是要分裂中国文化吗？　　再说了，什么样的知识存在地区差别呢？　　语文？要各省的人都学习地方方言？　　数学？1+1在哪个省不等于2？　　物理？水在哪个省加热后不变水蒸气？　　化学？物质的反应在不同的省份有不同吗？　　地理？各省的学生难道只需要学习本省的地理，不需要了解全国的，全球的？　　生物？细胞结构不同的省份会有变化？　　历史？五千年共同的中国历史，哪个省份的学生不需要了解？　　英语？难道还能再分化出来北京式英语，湖南式英语？　　让学生使用不同版本的教材，于教育并无益处，但为何还要進行这项改革呢？　　原因有二：　　第一，可以安排更多的人编写教材，因为每一套教材都需要一班人马来编写，以前不好安排的人，都可以安排工作啦。　　第二，为考卷差异化做铺垫，掩盖教育不公。使用了不同版本的教材，当然就有了教育上的差异，当然就可以使用不同的试卷了，什么3+2，什么2+3，搞得你眼花瞭乱，最终，北京400多分可以上清华，河南600多分上不了一本的问题，就有了说辞，考卷不一样啊，让你各省的教育水平不好比较，教育不公平的问题就掩盖了！！！真是处心积虑啊，教材版本多样化的目的就在这里！; 个人分类: 国家教育科学院|2960 次阅读|5 个评论

[转载]研究发现烹饪改变人类基因并使之味觉多样化: redtree 2015-2-9 22:28; 研究发现烹饪改变人类基因并使之味觉多样化来源：科学网 www.sciencenet.cn 发布时间：2015/2/8 21:45:04 人类与其近亲的区别在一定程度上可以归因为对饮食的品味。今天，甘薯、南瓜、倭瓜对于我们舌头上的味蕾来说与土豆一样淡而无味，但对于黑猩猩和人类祖先而言，野生物种的味道尝起来却是苦的，味道不那么令人愉快。现在，科学家指出，一些基因改变让人类祖先的味觉多样化，从而可以让他们摄取种类更加丰富的食物以及征服世界。正如人类适应新的习惯那样，人类的祖先对于新的烹饪方式也持有开放态度。他们食用更多含淀粉的块茎植物，学习烹煮肉类和苦根茎蔬菜，最终驯养野生植物与动物。饮食方面的革命推动了人类的演化，让人类的祖先可以获得足够多的能量增加脑容量，同时由于他们的食物是松软的、更容易消化的食物，这让他们的胃、四肢和牙齿逐渐退化。为了了解这些改变是如何演化的，美国宾夕法尼亚大学人类遗传学家George Perry和同事把现代人和黑猩猩的基因以及新发表的尼安德特人及其神秘近亲人类祖先丹尼索瓦人——仅在俄罗斯洞穴中发现一些骨骼——的基因进行了对比。研究人员近日发表在《人类进化学杂志》上的研究表示，所有3个人种群均失去了两个苦味蕾基因TAS2R62和TAS2R64，但这两个基因依然存在于黑猩猩体内。 200万年前，人类早期祖先如南方古猿和早期现代智人可能已经发现了野生甘薯和其他苦味的块茎植物。烹饪让他们可以把块状茎炙烤足够长时间，让它们尝起来不那么苦（今天的狩猎与采集者依然把烤食块茎植物当作主要能量来源）。同时，加上原始人类失去了两个苦味味蕾基因，这让他们可以食用种类更加丰富的块茎类植物。现代人、尼安德特人和丹尼索瓦人全都失去了辨别一些野生植物苦味的能力，最终现代人种植出各种倭瓜、葫芦、番薯等不像同类野生物种那么苦的植物。该研究团队还发现了起源自20万年前的非洲的现代人和古人类近亲如尼安德特人和丹尼索瓦人之间的一些有趣差异。比如，人类的谱系平均携带着6个唾液淀粉酶基因AMY1的复本，至多是20个复本。这些基因产生了人类唾液中的淀粉酶，尽管这种酶在人类消化过程中的角色尚未证实，但它们被认为是可以帮助消化淀粉食物中的糖类。相比较而言，黑猩猩、尼安德特人和丹尼索瓦人仅携带两个唾液淀粉酶基因复本，这表明它们从块茎植物中获取的能量比现代人低。这证实了早些时候的一项研究，尼安德特人没有增加淀粉酶基因，“这个结果确实让人吃惊”，并未参与该项研究的哈佛大学生物人类学家Richard Wrangham说。 Wrangham提出，关键人类祖先——直立人依靠烹饪淀粉类块茎植物获得足够能量，来扩大大脑。如果确实如此，那个遥远的祖先并未使用增加的淀粉酶基因从这些食物中获取更多能量。他和哈佛大学博士后研究人员Rachel Carmody表示，这些淀粉酶复本可能具有其他功能，如帮助防止龋齿。尽管研究人员早些时候已经提出，这种适应性随着农业开始而出现，Perry与其同事发现，狩猎采集者还携带着更多的唾液淀粉酶基因。这表明，这种适应性发生在现代人阶段，在他们断绝了与尼安德特人大约在60万年前共享的祖先之后，但在这些植物在1万多年前被家养之前。“这并不意味着早期人类没有吃块茎，但他们得到的营养可能不像现代人一样多。”Perry说。烹饪塑造了人类祖先基因以及人类的胃的一个标志是现代人、尼安德特人以及丹尼索瓦人全都失去了咀嚼肌球蛋白基因MYH16，该基因有助于让黑猩猩的下颌获得强大的咀嚼肌。Perry表示，这可能是因为烹饪让食物变软的一个结果。这与此前一些早期人类“大厨”的证据相符，比如中东地区的尼安德特人就可以烹煮大麦粥。现在，Perry与其同事正在试图确认，这个基因是什么时候在人类谱系中丢失的。他表示，尼安德特人、丹尼索瓦人以及现代人咀嚼肌基因的丢失表明，烹饪在他们共同的祖先直立人时期就已经出现。（红枫） http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/2/313196.shtm; 个人分类: 科学研究|1149 次阅读|0 个评论

《中国科学》:作物多样化种植能提高天敌对害虫的生物控害功能吗?: 热度 2 sciencepress 2013-8-15 10:19; 最近的一项研究显示，作物的多样化种植能够有效地提高天敌对害虫的生物控害功能，为农业景观中害虫种群控制提供了新的证据。这篇名为“基于微景观试验模型系统下作物丰富度对害虫-天敌关系的影响”的研究论文发表于《中国科学：生命科学》2013年第7期，从生态学的角度研究的了作物丰富度对害虫及天敌生物量的影响，由中国科学院动物研究所农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室主任戈峰研究员担任通讯作者撰写。作物丰富度与害虫、天敌生物量关系及其对农田生物控害保益功能的影响一直是生态学研究的热点问题之一，也是害虫种群生态调控的基础。近十年来，国内外学者一直在研究通过作物的多样性布局来实现天敌对害虫的控制，但结果一直存在巨大的争议，有些研究认为较高的多样性能够降低害虫危害，有些研究恰好得到相反的结论。该研究的创新之处在于首次通过微景观试验模型系统研究调查了各个作物丰富度水平下害虫和天敌种类组成，作物丰富度对害虫及天敌的生物量没有显著性影响，不同作物丰富度的小区中害虫及天敌的生物量差异不显著；相邻营养层之间的生物量显著相关，而不相邻营养层之间生物量则相关性不显著。该研究为作物多样性实现天敌对害虫生物控害功能的研究提供了的理论基础和实践价值，也为害虫种群可持续控制提供了新思路与新方法。研究得到了国家自然科学基金资助项目(批准号:31030012)资助。来源论文：赵紫华 , 时培建 , 门兴元 , 等 . 基于微景观试验模型系统下作物丰富度对害虫 - 天敌关系的影响 . 中国科学 : 生命科学 , 2013, 43: 548 – 556 ZHAO ZiHua, SHI PeiJian, MEN XingYuan, OUYANG Fang, GE Feng. Effects of crop species richness on pestnatural enemy systems based on an experimental model system using a microlandscape. SCIENCE CHINA Life Sciences, 2013, 56(8): 758-766. 论文链接： http://life.scichina.com:8082/sciCe/EN/abstract/abstract511458.shtml; 个人分类: 《中国科学》论文|3976 次阅读|3 个评论

[转载]早期动物进化与气候剧变相关: crossludo 2012-9-28 15:46; 直接证据验证了以往推测早期动物进化与气候剧变相关包括中、美两国科学家在内的国际研究小组9月26日表示，他们发现了将极端的气候变化、空气含氧成分增加与早期动物进化连接起来的新证据。中国地质大学的科学家参与了该项研究。长期以来，人们推测大气中氧气成分的突然增加是早期动物进化的诱发因素。不过，动物进化和环境之间的因果关系一直只是激烈争辩的话题，相关的研究因为缺乏直接证据而受到阻碍。在9月27日出版的《自然》杂志上，美国内华达大学科学家领导的国际研究小组首次提供了早期动物多样化趋势与地球系统过程变化两者间直接相关联的证据。他们认为，化石记录显示，大约在6.35亿年前，动物和水藻明显增加。对从中国南部发掘的富含生物岩石进行分析，科学家发现，同时期在严酷的冰川之后，海洋含氧量突然出现峰值。美国加州大学生物地质化学教授蒂莫西·莱昂斯表示，长期以来，人们推测地球历史上在经历最剧烈的气候变化后，地球的含氧量发生变化，新完成的研究首次为该推断提供了真实的证据。研究小组在分析采自中国南部陡山沱地层泥岩中代表早期含氧量的微量元素和硫同位素后，发现微量元素的浓度达到高峰，说明当时在全球范围内，海水中具有更高的含氧量。曾在加州大学攻读研究生、目前在加州理工的诺亚·普兰纳夫斯基说，他们获得了陡山沱地层泥岩中钼和钒的含量，结果显示全球海洋含氧丰富。而含氧丰富的海洋是早期动物多样化的环境保障。中国南部泥岩中高微量元素含量与现在海洋沉积物中相当，这表明大约在6.35亿年前，海洋大气系统中的氧成分出现了巨增。根据研究人员的分析，氧含量增加很可能是由于被埋藏的有机碳在增加，这其中的原因是寒冷冰川过后出现更多养分的结果。莱昂斯和普兰纳夫斯基曾在过去的研究中争辩说，同大量冰川相关的养分过量可能导致大量碳被埋和氧化。来自光合生物的有机碳被埋于海洋沉积物可导致大量的氧被释放到海洋大气系统中。莱昂斯表示，中国南部泥岩中获得的新的微量元素证据看上去证实了这些假设。【圈点】每种动物都有它的最低氧浓度要求，这是物种选择特定纬度地区生活的原因。如果毫无准备地将氧浓度下降一半，一般都会受不了；同理，氧含量剧增也会成为进化的“催化剂”。而今这项证据，似乎更好地说明了为何早期复杂多细胞动物生命出现的前后，正逢大气氧含量从百分之几的水平迅速增长到百分之二十几。人们分辨生物细胞与氧气的关联，去了解动物并最终了解人类是怎样进化的，以及哺乳动物是否正是在氧浓度的波动中，逐步掌握了对地球的统治权。; 个人分类: 科研考古|1034 次阅读|0 个评论

科研评价的标准需多样化: 热度 8 zhumengjin 2011-11-25 03:48; 科研评价的标准需多样化中国科研工作者的数量居世界之最，是名副其实的科研大国（虽然还不是科研强国）。众所周知，国内科研有很多尚待解决的问题，其中之一就是科研评价标准或观念的单一化。最突出的现象就是很大部分“海归派”成员更倾向于简单地用 CNS 、 IF 、引用数、 H-index 等来衡量科研的好坏或成功与否，而很多“土鳖派”成员则以是否实用的标准来衡量科研的价值。这两种相互博弈的思维方式正在争着上位，都企图压制对方而成为左右国内科研发展的“主流”或“官方”评价标准。单纯倚重其中一种科研评价标准都是狭隘的。我们知道，科学研究发展的动力主要有两个，一是人类社会发展的需求，二是满足人类探索未知世界的好奇心（或激情）。如果粗略地以二元标准划分，这两种动力驱动了两种不同类型的研究，前者主要代表了“下里巴人”式的功利性研究，而后者主要代表了难以预期直接应用的“阳春白雪”式的基础性研究。对于两者而言，我们不能以是否实用的观点来评价基础研究，也不能以学术性的高低来评价应用研究。北生所不见得就比水稻所更为成功，按照王晓东的成就评价袁隆平、或按照袁隆平的成就来评价王晓东都是有失偏颇的。前博文《普通水平的研究对科技发展有什么作用》曾提出，包括基础研究和应用研究在内，世界上绝大多数人从事的绝大多数研究都是普通水平的研究，而这些普通水平的研究对于科学的发展是不可或缺的，理应得到尊重。对于绝大多数研究而言，不能简单地使用有些人所极力推崇的 CNS 、 IF 、引用数、 H-index 等指标来衡量科研的好与坏，不能认为没发CNS的学者或单位就是不成功的，也不能认为发过CNS的学者或单位就应该高人一筹。但在另一方面，那些持“实用至上”观念的学者也有很大的问题，甚至可以说国内部分学者既不会评价科研、也不懂得如何欣赏科研，有一种刻意贬低那些无法预期应用的基础研究的倾向。从学术性上讲，开展原创性高的研究、发现未知世界规律或现象、创建新理论和新知识、启迪人类新思维是科学研究的最高境界。这部分研究是从事基础研究中的少部分人完成的。这少部分人是开启未知世界之门的先行者，他们引导了科学发展的宏观方向，推动了学科的实质性进步，对整个人类科学的向前发展起着关键的作用。基础研究绝不是“烧钱造纸”，我们不能因为暂时预期不到直接的应用前景就可以贬低这类研究的巨大价值。我曾经写过一篇《“低头看星星”与“仰头过水坑”》的博文，意在提倡科研评价标准的多样化，不能每个人都搞“产学研一体化”那样的同质化评价标准，不能要求每个科研工作者“既要出得厅堂，又要下得厨房”。要知道，科学界的通才早在半个世纪以前就已经绝种了。一个人的能力和精力是有限的，搞基础研究的您就用心搞好基础研究，搞应用开发研究的您就好好解决实际问题。不同类型的研究不能用同样的标准进行评价，搞基础研究的可以用 CNS 、 IF 、引用数、 H-index 等彰显自己的水平，但不能以此要求搞应用（基础）研究的也要用同样的标准；搞应用（基础）研究的需要用实用的标准来评价自己研究的价值，但同样也不能以实用标准来否定基础研究的价值。科研评价的标准需要、也必须多样化！; 个人分类: 科学研究|12527 次阅读|24 个评论

传播载体多样化乃大势所趋但无纸化预言并无历史根据: kexuechuanbo 2010-9-6 21:23; 几天来与几位朋友屡屡谈起无纸化社会问题，颇有些感慨。业内外预言不久将会出现无纸化社会的说法不绝于耳，这实在是历史知识欠缺所致。我断言：非纸质书报刊绝对不可能取代纸质书报刊而独霸天下。电磁波载体也许会成为21世纪以后书报刊传播体系的主要载体，纸质载体的主流地位也许会有所下降，但绝对不会消亡！实际上我们无时无处地无不处在历史、现实与未来，过去、现在与将来，昨天、今天与明天的时空交互之中，所以历史就是曾经的现实，现实也是过去的未来。正因为如此，知史可以鉴往知来。如果事事都要亲经实往，而不借鉴历史上的经验教训，那是很愚蠢的。只可能有一个历史时期的主要载体，而不可能有一枝独秀、灭绝其他而独霸天下的唯一载体。从东汉至隋唐，以纸质载体为主的书报刊传播体系逐渐形成以后，其他石质、陶质、金属质、木质、竹质、丝帛质，至今并未退出历史舞台，而是仍然在各自适宜的场合发挥着具有独特功能的记载文字，传承文明的重要作用。以历史不算久远的报纸载体的演化历史为例：金子报《经济日报》纪念创刊20周年时，将200克24K黄金制成20个版面的中华盛世报纸，近16万字，成为描绘中华民族走向盛世的经典画卷，每份报纸售价2.9万元。金箔报　由足金加厚金箔制成。《人民日报》、《解放军报》、《北京日报》等都推出过金箔报。《北京青年报》制作的金箔报面积最大，宽19.6厘米，长28厘米，当时的售价为每幅2 000元。手帕报　1992年8月1日，我国第一份印在手帕上的《齐鲁收藏报》诞生于山东莱州，共2版，印制了200份。2001年8月1日《万荣笑话报》手帕报试刊号在山西面世，刊出了多则令人捧腹的笑话，色彩柔和，文字清楚，令人喜爱。丝绸报《人民日报》、《中国图片报》、《工人日报》、《中国集邮报》、《证券时报》、《文汇报》、《中国收藏》等都制作过高级丝绸报，套色印刷，字迹清晰度远胜过同期印制的纸质报纸。《湖南日报晚刊》还推出了微缩袖珍丝绸报。布报　中国第一份布印报纸2004年12月22日出现在广东东莞，为对开4版单面彩印。文化衫报　四川石太俐和山东王厚幸共同策划的《文化衫报》2002年夏季面世。纯棉衫背面套色印有试刊词，标题新闻的主题是为中国足球喝彩！塑料报　世界上第一份印在塑料薄膜上的报纸诞生于委内瑞拉，法国加佛拉市也出版过塑料报《潜水员之声报》。1993年12月18日我国印制的塑料报《齐鲁收藏报》也诞生于山东莱州。此外，非纸质报纸还有电磁卡报、雨伞报、茶杯报、绫绢报等。随着科技水平的不断提高，新闻出版事业及收藏活动的蓬勃发展，今后将会有更多的报纸品种出现。创刊于1987年5月的《神州学人》杂志，于1995年1月12日，首先创办网站，是中国首家网络新闻媒体，或者说是以电磁波为载体的中国首家网络期刊，是中国教育部主管的全国性面向留学人员的综合性媒体。网站创办以来多次改版升级，不断采用最新的互联网技术，满足海内外读者的需求。网站现拥有12个频道：新闻、讨论区、社团主页、学人主页、直播访谈、文苑摄影、招聘、创业、政策、读书、人物和视频，还拥有人才储备/需求信息库、政策数据库、网络视频招聘和直播访谈等平台。但是，像绝大多数期刊一样，从未有一家纸质期刊停刊，而是绝大多数期刊采取了网-纸载体比翼齐飞的传播策略。陕西曾有一份纯粹电子版期刊，面向国外集中汇集和传播全国高校数学成果，但不久即收到国外数据库通知，要求纸质与电子版同时出版才能继续收录。美国国会通过议案并拨专款数百万美元，要求各图书馆完整地收藏纸质期刊。至今，我们最多只是感觉到像电纸书这样的效仿纸感或附和纸质读者阅读习惯的电子书报刊越来越多，但这些非纸质的书报刊不可能取代纸质书报刊而独霸天下。只是拭目以待，纸质书报刊和电子载体书报刊主辅互位的历史拐点何时出现。 2010-8-22于西北大学桃园格致斋; 个人分类: 期刊传播史论1|3962 次阅读|0 个评论

在都市建立野生动物保护区: xbyang 2009-11-18 16:11; 　　一提到野生动物及其保护区，不少人都会首先想到深山密林。然而，在都市里其实也生活着不少野生动物。因此，一些生物学家建议在都市也要建立野生动物保护区。近年来，伦敦野生生物信托组织正在进行这样的尝试，他们已经在伦敦市区建立多个小型的野生动物保护区。　　都市里的野生动物并不是指那些生活在普通动物园或野生动物园里的动物，而是指那些不受人类管辖的真正野生的动物。都市的野生动物大多世世代代就生活在那里，尽管荒野变成了都市，它们也没有迁徙到外地。当然，也有不少野生动物是从郊区迁徙到城市的新移民。无论是哪种类型的野生动物，它们都给都市人们的生活增添了不少生活的乐趣。伦敦野生生物信托组织是英国野生生物信托组织的47个分支组织之一。该组织专攻都市野生动物保护，因为拥挤的伦敦在他们眼中，如丛林野地一样充满各式生命，而且该组织还真的让市民们看到了不一样的绿色伦敦。该组织和许多信托组织一样，实际进行土地的信托管理。他们只锁定伦敦市区，在这个国际级的大城市中像守门员一样，看守50个自然天堂。这些保护区有的是慈善家捐赠的，有的是环保人士集资购买的。　　直到今天，伦敦野生生物信托组织已经购买了50处地块，修建了50处野生动物保护区。这些保护区小则几十平方米，大的也不过数万平方米。这些保护区的名字也不尽相同，有的名为自然保护区，如阿德莱德自然保留区；有的名为自然公园，如坎木里街自然公园。　　伦敦野生生物信托组织还有个重要任务，那就是建设野生庭院。他们已经召集了伦敦数万个家庭，按照科学的方法把家里的庭院修建成野生动物的乐园。该组织雄心勃勃，希望将来让伦敦的300万个私家庭院都加入到这个保护计划中来。如果真的有这么多家庭参与到这个计划中来，可使伦敦处处皆是多种野生生物的避风港。　　为了让美家每户都能打造吸引野生物来定居的庭院，研究人员特别设计了7项绿化庭院绿化方案：种植耐旱植物、种植不同种的灌木、种植一棵阔叶树木、打造一座池塘、使用护根落叶层、添加绿色屋顶、种植盆栽植物等。只要承诺进行其中一项行动，该处就会成为该组织的野生庭院，可以获得一定的技术支持和资金支持。　　当然，无论是专设的野生动物保护区还是私家庭院，都不可能出现狮子、老虎这样的珍稀野生动物，而是原本就生活在伦敦市区的各种野生动物。在市民们用心保护的各种野生动物中，最受欢迎和关注的是锹形虫和水鼠。伦敦野生生物信托组织还设计了一些简单的调查监测方法，邀请市民们一起记录这两种珍稀动物的生存状态。　　锹形虫是英国最大的陆生甲虫，因为栖地消失而数量锐减，但是伦敦各处的绿地、林地的枯木却成为它们的主要栖息地。水鼠是英国最大的田鼠，曾经分布广泛，数量众多。然而，当美国鼬引进到英国后，水鼠数量锐减，1990年代比50年前减少了三分之二。在伦敦生活着1万多只水鼠，那里没有美国鼬的追杀，人们也十分喜欢它们，因此它们在伦敦生活得十分快乐，伦敦也成为了水鼠在英国境内的主要生活区域。　　伦敦的50处野生动物保护区不仅有专职人员的照料，也有不少志愿者来帮忙进行移除杂草、进行湿地整建等工作，他们尽量维持这些保护区的正常生态系统，保持保护区的生物多样性。目前，这些小型的野生保护区也成为了市民们休闲时的好去处。现在，市民们看到了一个野性的伦敦，认识到原来大都市也可以是守护自然生态环境的重要据点。　　想象一下有多种可爱野生动物营出没的大都市，都市人足不出户就有机会体验到野花处处、蝶舞缤纷，珍稀昆虫、野生植物。若是人们要建设和谐社会，若是城市要让生活更美好，那么建设生态城市、生态住所也是其中的一项重要内容，也是未来城市发展的重要方向。; 个人分类: 未分类|3853 次阅读|1 个评论

进化论与复杂性思维: biozhang 2008-4-3 05:12; 张星元：进化论与复杂性思维生物离不开环境，生物是环境中的生物。交换是生物生存的必要条件。生物的交换应该包括物种与环境之间的交换和环境中的物种之间的交换。微生物独立存在自主生活，直接面向其环境，因此微生物的交换是指微生物细胞与其环境之间的内外交换和环境中的微生物细胞的不同细胞空间之间的内部交换，还要包括微生物细胞与其环境中的其他同种或不同种细胞之间的交换。因此，交换离不开环境。生物在其栖身的环境中竞争。竞争大致有以下三类：①生存竞争，即适者生存，被动的进化；②宽容竞争，即差异生存，主动的进化；③合作竞争，即互惠生存，合作中的竞争。因此，有关竞争问题，还涉及生态系统。生态系统包含多种物种之间、物种与环境之间的相互作用，发生在多种时间尺度、空间尺度和结构功能层次的强烈耦合，造成生物在时间和空间上的多样化。实际上，任何生物都参与由复杂程度不同的生物共同组成的生态系统。生物包括微生物的基因组是从大自然方方面面发来的形形色色的指令的集成，是为应付形形色色的意外情况而逐步形成的遗传编码。经这样多种形式的竞争而幸存下来的野生生物在其所处的环境中是富有竞争能力的。一个半世纪以来，达尔文的进化论一直是生物学的基本理论、并给了整个思想界和人类社会以深刻的影响。达尔文进化论受到牛顿时代以来一直统治着科学的线性的、还原论的思维方式的局限，强调生物物种的个性，强调你死我活的生存竞争，相对地忽视了物种间互相依存的共生关系，即宽容竞争和合作竞争，因此有必要进一步加以完善。如果在生态环境里生物的合作有利于发展，有利于自身生存，就可以建立一条新的思维途径，来说明生物的形式为什么越来越丰富、越来越复杂。覆盖生理学、遗传学和生态学的整体论的思维已为我们理解生物的进化及物种多样性提供了新的思路。生物进化的问题已成为复杂性研究要回答的一个重大问题。复杂性研究将为进化论提供新的动力。; 个人分类: 生命系统|4433 次阅读|1 个评论

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