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对来自污染湖泊的水生甲壳类动物水蚤种群的基因组进行测序证明了进化的快速性

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-10-13

一个古老的 粉状瑞香 从南中心湖(美国明尼苏达州)复活的个体。

这个个体是从大约公元141801年的沉积物中回收的卵中孵化出来的。

OU的科学家最近研究了这个物种的其他成员,以了解湖泊生态系统中人类造成的污染的快速演变。

资料Dagmar Frisch

(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(作者:俄克拉荷马大学):人类的行动正在以前所未有的速度改变环境。

植物和动物种群必须努力跟上这些人类加速的变化,通常通过尝试快速进化对变化条件的耐受力。

俄克拉何马大学的研究人员、生物学教授劳伦斯·魏德(Lawrence Weider)和生物学博士候选人马修·韦塞贝(Matthew Wersebe)通过对来自污染湖泊的水生甲壳类动物水蚤(Daphnia pupcaria)种群的基因组进行测序,证明了进化的快速性。

这项研究是Wersebe博士论文的一部分,最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

Wersebe和Weider用一种被称为复活生态学的方法,从湖泊沉积物中复活了几十年前的达芙尼亚休眠卵,这一方法在过去几十年中在Weider的实验室中得到了改进。

然后,他们从不同的时间点对54个不同的达芙尼亚个体的整个基因组进行测序,使他们能够研究种群的遗传和进化。

达芙妮是从位于明尼苏达州奥克代尔的坦纳斯湖采集的。

坦纳斯湖遭受了严重的盐污染,这是由于其流域广泛使用道路除冰盐造成的。

水蚤又称水蚤,在环境监测中发挥着重要作用。

例如,一个多世纪以来,它们一直是世界各地实验室的重要测试生物,因为它们对许多环境压力源(如化学品)敏感。

在自然界中,水蚤是全球淡水食物网中的关键物种,它们以藻类为食,帮助保持湖水和水库的清洁,并作为娱乐和商业重要鱼类的食物。

Wersebe和Weider的研究结果表明,对盐污染的快速适应可能使水蚤湖在面临人为盐碱化的情况下得以持续,从而维持水蚤所支持的食物网和生态系统服务。

然而,这些种群的适应能力将取决于这些变化发生的速度以及受影响种群的潜在遗传组成。

在过去几年中,许多研究人员发表了界定湖泊盐碱化范围和规模的结果,最近的研究突出了生态影响。

然而,到目前为止,进化的影响还不为人所知。

通过他们的研究,Wersebe和Weider报告了整个基因组中与渗透调节和离子调节相关的基因附近的自然选择特征,这是处理高盐的关键过程。

对耐盐克隆的表征揭示了基因变化可能是快速进化的基础。

Wersebe说:这样的工作是设计未来研究的第一步,结合了最近的技术进步,如CRISPR基因编辑,允许创建全面的基因型到表型图,并预测基因变异在创造多样形式和功能方面的作用。

。

事实上,我们发现了一种很有前途的基因,这种基因在老年达芙妮中似乎无法正常工作,但该基因的一个功能拷贝在实际进化中的频率正在增加。

使用这些先进技术将非功能基因切割和粘贴到水蚤体内的未来研究将是更好地探索突变对复杂表型性状(如耐盐性)的影响的一种方法。

豫见最美公路|藏在大山与湖泊之间的“宝藏公路”,秋景绝了

南召县X007线串联起鸭河口库区与国储林基地,沿线服务与景观设施完善,休憩驿站、休闲步道、观景平台沿路布设。

9公里慢行骑行环线,更是骑行爱好者的热门打卡之路。

每到周末,不少骑行爱好者结伴驰骋在彩色路面上,车轮碾过路面,与山间清风相伴。

在游客眼中,这是一条串联青山绿水的“宝藏之路”。

沿途尽是原生态乡村风情与原汁原味的山湖美景,远离城市喧嚣,可沉浸式感受纯净自然之美。

入选2026年中国美丽公路,这条路最独到之处,在于远山与湖泊相得益彰的绝美意境。

沿公路缓缓前行,一边是秋色撩人的连绵大山,漫山林木被秋风浸染;一边是静默温婉的秋日大湖,水面澄澈辽远,云朵在湖面投下淡淡影子。

时而登高远眺,碧波与层峦相映,湖光山色的壮丽之美动人心魄;时而低头静观,路旁野花草木肆意生长,野果缀满枝头,一草一木尽显生命张力与蓬勃生机。

沿公路随意拐入一处村落,房前屋后铺满晾晒的金黄玉米,乡野风情扑面而来。

临近库区的村子是探索之旅的好去处,村子外围便是大片湿地树林。

繁茂林木隔绝外界嘈杂,芦苇丛随风轻轻摇曳,偶有水鸟扑棱着翅膀掠过水面。

静坐湿地岸边,鱼儿在水中追逐嬉戏的细碎声响、落叶随风飘落的簌簌风声,清晰入耳。

周遭天地万物归于寂静,连自己均匀的呼吸都能真切感受。

国储林基地则是另一番开阔景致。

沿蜿蜒山路登上观景台,莽莽森林与浩渺湖泊扑面而来,壮阔风光尽收眼底,令人心生豪迈。

白杨林落尽树叶,疏朗枝干密密麻麻,将整个村庄温柔包围。

远方的青山被湖水轻轻勾勒,在薄雾之下留下朦胧柔和的身影,如同一幅淡墨晕染的山水画卷。

这幅画卷随山风穿过层层林木,令人久久沉醉。

记者王梓 文/图 编辑 李雅薇 郑州日报社 郑州日报内容 转载请注明出处 郑州日报(ID:zzrbxmt)

海拔4000米之上!高原湖泊里,藏着一门古湖泊学

湖泊是地球上最具特色的地标式自然地理景观之一。

青藏高原是我国重要的湖泊分布区,这里的湖泊大多在海拔4000米以上,面积大于1平方千米的湖泊超过1200个,总面积超过5万平方千米,是我国海拔最高、数量最多、面积最大的湖群区。

湖泊在演化过程中,会留下许多地质遗迹或地质档案,对它们开展研究的学科可被称为“古湖泊学”。

在湖水之上“纵览古今” 西藏自治区邦达错,湖边的古湖岸线记录着湖面下降的历史 青藏高原的湖泊以它们那无与伦比的蓝带给大家美的享受,同时,也暗藏着丰富的科学问题。

湖泊是陆地水循环的重要枢纽,它的扩张和收缩与气候变化息息相关,在湖泊涨落过程中,会留下古湖岸线和阶地(沿河流、湖泊和海滨伸展,超出河、湖、海面以上的阶梯状地貌,由侵蚀剥蚀、堆积过程和地壳构造运动合力塑造而成),这些正是古湖泊学家开展研究工作最好的载体。

作者(右一)正在对从湖中提取的岩芯做现场记录 湖底的沉积物蕴藏着更丰富、更连续的气候环境变化信息,通过钻取湖芯的方式取出沉积物是开展此类研究工作的重要一步,也是古湖泊学家最常做的工作。

寻找古老大门的钥匙 过去的事情已经无法完全复现,想要对“古”开展研究,需要我们的推测和想象,往往具有很大的不确定性,但基本的科学原理和逻辑思路是清晰的,那就是“将今论古”,即“现在是认识过去的钥匙”,这是古湖泊学家遵循的基本研究方法。

简单来说,我们现在看到的湖泊与其流域内其他要素间的关系,在过去的时段也是适用的。

比如,湖泊水浅时的沉积物颗粒普遍较粗,这是因为在浅水环境下湖泊的水动力作用更强,能够搬运更粗、更重的颗粒物质。

西藏自治区当惹雍错,钱湖盆内出露的浅湖相沉积物,可见大量水生萝卜螺壳体 西藏自治区纳木错北岸,被河流切开的深湖相沉积物,可见大量水生萝卜螺壳体 再比如,湖泊中有些生物,如螺类、介形类壳体中的氧同位素(指同一元素中质子数相同但中子数不同的不同原子,在自然界中,不同的物理、化学过程会导致这些同位素以不同的比例存在)与其存活年代水体和大气的氧同位素是相似的,可以根据化石中壳体的氧同位素组成反推当时水文气候的情况,而其适宜生活的水深则可用来指示古湖泊的水位…… 这些关系都为我们进行气候环境重建提供了基础。

“地理腿”和“地理眼” 上大学时,我们会学习自然地理学、地貌学、普通地质等基础课程,老师经常告诉我们,想要学好地理,从事与地理研究相关的工作需要有“地理腿”和“地理眼”。

作者(左一)正在观察从纳木错湖底提取出来的沉积物性状 大学毕业20多年来,我一直在以实际行动践行这两个基本要求,除了参加正式的野外科学考察之外,我还自行去过很多地方看不同的山川湖泊,并尽自己所能做一些记录。

这是因为除了“读万卷书,行万里路”之外,我们还要多看万水千山、风云变幻,湖泊形态、周边地貌、植被土壤、气候特征、人类活动等,都是影响湖泊发育和演化的重要因素。

作为古湖泊学的研究人员,唯有实地考察、亲身体验,才能深入理解这些因素如何相互作用,并最终把环境变化的信息储存进湖泊沉积物中去的。

我想,这正彰显了“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”的深刻哲理吧。

湖泊藏着地球亿万年的沧海桑田,期待未来你们也能踏入这方天地,唤醒这些“蓝宝石”沉睡的记忆,为我们描绘旧日的湖光山色。

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