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  7. 被多钩长线钩住的革龟

被多钩长线钩住的革龟
被多钩长线钩住的革龟(图片提供:Projeto Tamar Brazil, Image Bank)

  在巴西海岸附近,一只革龟的鳍状肢被一条多钩长线钩住,它正在试图摆脱困境。

  华莱士表示,“革龟很少会被钩住嘴部。”为了有选择性地捕食水母,革龟通常很少会去碰多钩长线上的诱饵。但是,其他一些海龟物种,比如美国东南地区的红海龟就很容易受到多钩长线诱饵的诱惑。

  8. 海龟排除器

海龟排除器
海龟排除器(图片提供: Calen Offield)

  在图片中,渔网上的那个白色的圆形炉子一样的东西就是将要被部署的海龟排除器。据华莱士介绍,海龟排除器是预防海龟被渔网困住的重要手段之一。这种设备可以让误入渔网的大型海洋动物从网底的一个门中逃生。华莱士说,“海龟排除器如果能够部署于渔网中,而且正常工作,那么海龟被困的机会就会大大降低。”

  9. 渔钩

渔钩
渔钩(图片提供: Calen Offield)

  多钩长线上通常使用两种渔钩,一种是J型钩(左),一种是圆形钩(右)。J型钩很容易被猎物吞下,可能会对海龟造成更大的伤害。因此,许多渔民现在换成了圆形钩。例如,在夏威夷登记的所有多钩长线现在都被要求使用圆形钩。夏威夷渔业协会还对多钩长线上被困海龟数量有一个上限要求,渔船上的观察员要及时跟踪被困的海龟数量。华莱士介绍说,尽管受到了政府的管制,但是夏威夷的渔业生产仍然很稳定、多产。

  10. 小海龟

小海龟
小海龟(图片提供:Russell A. Mittermeier, Conservation International)

  世界上大多数海龟都是小海龟或是幼年海龟,比如图中这只发现于印度尼西亚海滩上的橄榄色鳞龟。海龟在幼年期死亡率很高,但是,这种死亡率主要是由于其他物种的捕食,而不是捕鱼作业。

  11. 革龟准备返回大海

 革龟准备返回大海
革龟准备返回大海(图片提供:Brian Hutchinson, Conservation International)

  在特立尼达和多巴哥,一只革龟正准备返回大海。

  华莱士表示,“我们这一代认识海龟,我们的孩子也应该能够认识。但是,在未来几代,这种动物将有可能从这个世界消失,除非我们学会如何负责任地捕鱼。”基邦斯认为,除了一些渔业管理外,保护海龟的努力还需要考虑其他对海龟的威胁,如栖息地的破坏等。(彬彬)

  新浪环球地理讯 北京时间4月7日消息,据美国国家地理网站报道,近日,发表于《生态保护文学》杂志的一项最新研究显示,在过去20年间,海上捕鱼行为已导致全球数百万只海龟意外死亡,但这一严重生态灾难并没有引起人们的注意。

  1. 被困的海龟

被困的海龟
被困的海龟(图片提供:Projeto Tamar Brazil, Image Bank)

  图中的几只海龟被困于巴西海岸附近的渔网之中,无法逃离。它们只是过去20年间被渔网杀死的数百万只海龟的代表。

  保护国际组织海洋生物学家布莱恩-华莱士是该项研究的主要负责人。华莱士表示,“海龟当前所面临的各种威胁中,捕鱼工具是最危险的。”最新研究汇总了全球关于海龟死于渔网、渔钩以及拖网等捕鱼工具的大量数据,对此前相关报告中关于意外死亡海龟数量的估计提出了质疑。

  最新研究论文作者表示,“我们所看到的报告只代表性地调查了所有捕鱼船队的百分之一,只是从全球一些小规模的捕鱼船队那里获得很少的数据。因此,我们保守估计,真正的数据并非只有数万。在过去20年间,被捕鱼工具意外困死的海龟大约有数百万。”

  在海龟的所有物种中,大约有七分之六都是属于易被攻击类型、濒危类型或极其濒危类型,已被列入国际自然保护联盟受威胁物种红名单之中。

  2. 一串被困的海龟

 一串被困的海龟
一串被困的海龟(图片提供:Projeto Tamar Brazil, Image Bank)

  巴西海岸附近的一艘小渔船后面的渔网上拖着一串被困的海龟。

  华莱士认为,当地小型的渔业行为是导致海龟意外死亡的主要原因,至少应负90%以上的责任。但是,关于海龟死亡的确切数据却相当少。最新研究根据公开发表的报告对海龟死于捕鱼工具的现象进行了跟踪研究。但是,这些报告中的数据主要来自商业捕鱼船队上的观察员。所有报告都声称,从1990年到2008年,意外死亡的海龟数量大约在8.5万。

  华莱士表示,“我认为,对于现在所发生的事,8.5万这个数据绝对低估了。这种看法根本不存在争议。”但是,美国渔业协会发言人凯文-基邦斯则认为,“数百万”这个数字是属于“脱离真实科学的一种推断”。

  3. 刺网中的海龟

刺网中的海龟
刺网中的海龟(图片提供:Projeto Tamar Brazil, Image Bank)

  这只玳瑁海龟被巴西沿岸的一张刺网困住。刺网的网眼会根据捕捞目标的大小而定。华莱士表示,“对于海龟来说,它们就好像鱼一样,如果它们不能够及时察觉刺网的存在,就很容易误入其中。但是,海龟没有‘倒车档’,它们碰到刺网后,必然会试图躲避。这就意味着,它们会被越缠越紧。”

  4. 无处可逃

无处可逃
无处可逃(图片提供:Projeto Tamar Brazil, Image Bank)

  本图中,一只绿海龟被困于巴西沿岸的刺网之中。华莱士认为,与多钩长线或拖网相比,被困于刺网中的海龟死亡率更高。多钩长线是一种漂浮于海洋表面的渔线,可以延伸数英里长,上面带有数千个铒钩。拖网则是一种用于海底捕鱼、大口袋形状的渔网。

  海龟需要呼吸空气。但是,一旦在水面之遇到刺网,“海龟浮出水面的机会就不大了。”相反,许多拖网上有海龟排除器,这种设备可以允许海龟以及其他大型海洋哺乳动物逃离出拖网。此外,多钩长线是漂浮于海面,它们至少可以让海龟有呼吸的机会。

  5. 被抛弃于海滩上的死亡海龟

 被抛弃于海滩上的死亡海龟
被抛弃于海滩上的死亡海龟(图片提供:Projeto Tamar Brazil, Image Bank)

  许多淹死于渔网中的海龟被抛弃于海岸之上。本图中的这只死海龟发现于巴西海岸。据华莱士介绍,特别是一些小型捕鱼者,他们的捕鱼船上根本没有盛放海龟的空间。华莱士说,“你可以想象到,如果你是一名小型捕鱼者,你的刺网就是你的‘餐券’。如果你的刺网上困住了一只大革龟,如果你再试图释放它,那你将要冒着生命的危险。”

  6. 解除困境的海龟

解除困境的海龟
解除困境的海龟(图片提供:Projeto Tamar Brazil, Image Bank)

  在巴西海岸上,一只解除困境的海龟正在向大海爬去。

  墨西哥海龟研究人员霍伊特-派克海姆鼓励当地渔民把他们的刺网换成渔钩和渔线。派克海姆认为,“渔钩和渔线比刺网更具选择性。”这种工具的变化也可以让渔民能够根据市场的需求,有选择性地捕捞更高价值的物种,比如金枪鱼和旗鱼等。但是,华莱士认为,“不幸的是,这些项目至今仍然很少应用。”

  新浪环球地理讯 北京时间4月6日消息,据美国国家地理杂志网站报道,对一种新发现的盲蛇种群基因进行的分析显示,在马达加斯加成为一座岛屿前,这种蛇类家族成员就已经在这里安家落户。这一发现有助于了解视力几乎为零的盲蛇如何在地球大部分地区开拓它们的殖民地。

  盲蛇的身长可达到1英尺(约合30厘米)左右,生活习性与蚯蚓非常类似,分布在除南极洲之外的所有大陆地下。但与蚯蚓不同的是,盲蛇长有脊骨以及微小的鳞片。此项研究副领导人、法国巴黎自然历史博物馆的尼古拉斯·维达尔表示:“大陆漂移对盲蛇的进化产生巨大影响,盲蛇家族在大陆漂移的同时彼此分离开来。”

  科学家认为马达加斯加曾经是非洲的一部分,大约9400万年前脱离现在的印度。此项研究的另一位副领导人、美国宾夕法尼亚州生物学家布莱尔·赫奇斯指出,脱离之后,马达加斯加上的盲蛇发生巨大变化,形成一个全新的家族。

  盲蛇化石几乎不存在,它们的进化史也因此成为一个谜。但通过比对96种分布广泛的盲蛇种群的5个基因,研究人员绘制出盲蛇的进化族谱图。在对基因突变的时间框架进行估计之后,研究小组能够估计出不同种群何时出现。研究小组表示,类蚯蚓盲蛇首先出现在南部冈瓦纳超大陆。

  随着冈瓦纳超大陆裂开,盲蛇被隔绝在研究人员所说的Indigascar。Indigascar这块大陆包括现在的印度和马达加斯加。基因数据显示,一个新的盲蛇家族在超大陆裂开后不久浮出水面。在Indigascar裂开之后,盲蛇又迁移到距离印度和马达加斯加很远的地方,但其中的原因仍旧是一个未知数。

  大约2800万年前,盲蛇在澳大利亚神秘出现,此时的澳大利亚不与其他任何大陆相连。非洲和南美洲的盲蛇在6300万年前分化。此时距离非洲与南美洲分离大约4000万年,因此漂移的大陆无法导致后来的进化分化。

  赫奇斯说:“如果排除大陆漂移和飞行这两个因素,盲蛇前往澳大利亚、南美洲和加勒比海岛屿就必须征服面积广阔的海洋。”换句话说,盲蛇需要借助于漂浮的植被完成飘洋过海的壮举。此外,植被上还要有昆虫存在以保证它们的食物供应。赫奇斯在一份声明中说:“一些科学家认为穴居生物不可能通过海上漂流这种方式向全世界扩张。我们的数据进一步巩固了这种观点,盲蛇的进化史不可能出现这种事情。”研究发现刊登在3月30日出版的《生物学快报》杂志上。(孝文)

  新浪环球地理讯 北京时间4月2日消息,据美国国家地理杂志网站报道,2010年3月20日,冰岛艾雅法拉火山在沉寂190年后再度喷发,喷出的柱状熔岩有30层楼那么高,羽状火山灰和火山气体也直冲云霄,形成壮观的景观。美国宇航局“地球观测1号”卫星携带的先进陆地成像仪(Advanced Land Imager)3月24日捕捉到艾雅法拉火山喷发时所形成的熔岩喷涌、熔岩流、羽状火山灰等壮观景象。

  1.漫天白云间的黑色痕迹

漫天白云间的黑色痕迹
漫天白云间的黑色痕迹(图片提供: NASA)

  卫星并不是唯一能看到冰岛火山喷发影响的太空工具:3月27日,日本宇航员野口宗千在其微博Twitter中公开了一张从国际空间站上拍到的漫 天白云间显现火山灰黑色轨迹的照片。他在文中写道:“从国际空间站运行轨道上看,冰岛处于远北,但我仍能看到冰岛冒烟的景象。”

  2.滚滚白云波涛汹涌

滚滚白云波涛汹涌
滚滚白云波涛汹涌(图片提供:Robert Simmons, NASA, using ALI data)

  炽热的红色熔岩喷涌与艾雅法拉火山皑皑白雪形成了鲜明对比。在这张图中,羽状烟柱也升至熔岩流与积雪交汇处,使火山喷发形成的滚滚白云更显波涛汹涌之势。据美宇航局介绍,截至3月31日,艾雅法拉火山仍在喷发,可能会持续数月之久。

  3.熔岩喷涌

熔岩喷涌
熔岩喷涌(图片提供:European Pressphoto Agency via Corbis)

  这是一张更近距离的艾雅法拉火山卫星照片,羽状火山灰与周围冰雪覆盖的景观形成了鲜明对比。照片摄于3月22日。剧烈的火山喷发使艾雅法拉火山峰顶西侧的费姆沃杜哈尔斯山口形成了一条2000英尺(约合500米)长的裂缝。熔岩喷涌不久开始从火山口喷涌而出,使得科学家担心因冰雪融化造成河水泛滥。据美宇航局介绍,当前的喷发集中于冬天积雪而非永久冰层覆盖的区域,所以,发生水灾的可能性已降至最低程度。

  4.火山光影

火山光影
火山光影(图片提供:European Pressphoto Agency via Corbis)

  3月24日,人们从远处观望艾雅法拉火山喷发形成的熔岩。冰岛首都雷克雅未克一家高档餐厅的几位厨师还别出心裁,近日利用火热的岩浆烹制一道特别的大餐,其中包括龙虾汤、洋葱香槟鱼等特色菜。(孝文)

  新浪环球地理讯 北京时间4月1日消息,据美国国家地理杂志网站报道,美国科学家成功培育出数百条转基因虹鳟鱼。通过植入新的基因,这些转基因鱼拥有“6块腹肌”以及更为发达的“肩肌”。研究人员表示,在选美比赛中,转基因虹鳟鱼不可能获得任何名次,但在市场上,它们必将吸引众多人的目光。原因就在于它们的肉更多,比普通虹鳟鱼多出15%到20%。

  转基因虹鳟鱼是美国罗德岛大学渔业、动物与兽医学系的特里·布拉德利领导的一支研究小组10年不懈实验的结晶。实验过程中,研究小组向2万个虹鳟鱼卵中注入从其他鱼种身上提取的不同类型DNA,对其进行基因改造。这些外来DNA能够抑制一种被称之为“肌抑素”的蛋白质。共有大约300个卵成功完成改造,最终发育成肌肉发达的超级虹鳟鱼。

  基因改造过程中,鳟鱼卵中注入的DNA与在比利时蓝牛体内发现的肌抑素-抑制蛋白类似。比利时蓝牛凭借极为发达的肌肉著称牛类家族。在包括人类在内的哺乳动物身上,肌抑素能够让肌肉生长处于一种受控制状态。控制肌抑素被视为治疗人类肌肉萎缩症的一种潜在方式。

  肌肉发达的转基因鳟鱼是第一个真实存在的证据,证明抑制肌抑素能够对鱼类和哺乳动物产生类似影响。布拉德里最近报告称,虽然鱼类缺少腹肌,但转基因虹鳟鱼的中部两侧却拥有6块腹肌,背部也出现明显的肌肉突起。他在一份声明中说:“我们的研究发现令人吃惊,能够对水产业产生重要影响。”

  如果能够获得监管部门批准,鳟鱼基因改造可以让消费者和渔农受益,前者能够购买到更为低廉的鳟鱼,后者则可在无需投入更多饲料情况下喂养体型更大的鳟鱼。瑞典哥德堡大学动物学家弗莱德里克·苏德斯特罗姆表示,虽然政府允许对一些转基因鳟鱼进行放养,但尚未批准拥有其他鱼种DNA的鳟鱼用于商业用途。

  其他正在培育中的转基因鳟鱼生长速度更快,拥有抗病能力或者能够在温度极低的水域生存。苏德斯特罗姆负责对逃到野外的转基因鳟鱼潜在危险性进行研究。他表示,研究显示这种鳟鱼不仅会在河里繁殖,同时也会将在实验室改造的DNA遗传给下一代。他指出:“在一些确定情况下,转基因鳟鱼的生存优势高于野生同类,但在其他一些情况下,我们也发现相反的现象。如果食物充足,转基因鳟鱼能够更有效地利用这些食物,但如果附近有捕食者活动,它们也更容易成为被捕食的对象。”

  苏德斯特罗姆怀疑最新培育的转基因虹鳟鱼能否在野外获得足够食物以支撑其更为强健的体魄,此外,这种肌肉发达的转基因鱼是否拥有足够机动能力以避免遭到捕食也让苏德斯特罗姆感到怀疑。

  他指出,如果转基因鳟鱼能够在野外环境下生存——例如幼仔长得足够大,让鸟类无法以它们为食——它们能够颠覆所在的生态系统。拥有6块腹肌的转基因鳟鱼体型更大,帮助它们在生存竞争中打败未接受基因改造的同类,导致这些同类只能获得少量食物,未来生存受到威胁。(孝文)

  新浪环球地理讯 北京时间3月31日消息,美国国家地理网站公布了过去一周的精彩太空照片。这些照片集中展现了美国宇航局“卡西尼”号飞船及太空望远镜最新捕捉到的火星“赫歇尔”陨石坑、超新星残骸及如粉红色圆球的猫头鹰星云等壮观景象。

  1.“赫歇尔”陨石坑

“赫歇尔”陨石坑
“赫歇尔”陨石坑(图片提供: NASA/JPL/SSI)

  这张土星卫星土卫一的高清特写镜头展现了“赫歇尔”陨石坑周围神秘的色彩差异。这是一张合成图,于2010年3月29日公布,是根据多张照片制作而成,这些照片都是美宇航局“卡西尼”号飞船今年2月在迄今对土卫一最近距离的飞越中捕捉到的。肉眼看去,土卫一表面可能全部呈现灰色。技术人员根据来自“卡西尼”号飞船可见光、红外线、紫外线和绿色等光线和色彩过滤器的数据,对这张照片中的颜色进行了渲染。

  结果表明,“赫歇尔”陨石坑里面和周围的浅蓝色物质与土卫一绿色地形形成了鲜明对比。天文学家尚不清楚这些颜色差异存在的原因。“赫歇尔”陨石坑直径为80英里(约合128公里)。在此次近距离飞越期间,“卡西尼”号还拍摄到迄今清晰度最高的土卫一温度变化图,上面的温暖区域展现了令人意想不到的画面,令人不由得想起经典游戏《吃豆人》(Pac-Man)。

  2.超新星残骸

超新星残骸
超新星残骸(图片提供: NASA/CXC/SAO/T.Temim et al. (x-ray), NASA/JPL-Caltech (IR))

  正如这张最新公布的超新星残骸G54.1 0.3照片所展现的那样,生命循环甚至能让巨大的恒星化为灰烬。照片中央的亮白色脉冲星是一颗在剧烈的超新星爆发中消逝的巨大恒星核心残骸。钱德拉X射线天文望远镜的数据显示,被这颗濒死恒星驱散的物质正被脉冲星高能大风(蓝色)所加热。斯皮策太空望远镜的红外图像则曝光了四周的尘埃和气体,当物质从附近星团穿过时,这些尘埃和气体被点亮。这张照片是在2010年3月29日公布的。

  3.火星岩石

火星岩石
火星岩石超新星残骸(图片提供: JPL-Caltech, NASA)

  美宇航局日前公布了这张由火星探测器“机遇”号自动拍摄的第一张照片。火星探测任务科学家2010年3月29日宣布了去年冬天上传至“机遇”号的新软件发回的最新数据,该软件可以使“机遇”号自动选择自己的研究目标。“机遇”号可通过科学家预先设置的标准和之前导航相机拍摄的照片,挑选某些物体进行拍摄,比如这块位于“康塞普西翁”(Concepción)陨石坑附近的橄榄球大小、外形奇异的岩石。新软件能够使“机遇”号节省大量宝贵时间,因为它让这个火星探测器避免了从地球接收命令时发生的20分钟通信延迟情况。

  4.猫头鹰星云

猫头鹰星云
猫头鹰星云(图片提供:  Émilie Storer, André-Nicolas Chené, and Travis Rector)

  在这张由设在美国夏威夷的双子北座望远镜拍摄的最新照片中,猫头鹰星云(亦称夜枭星云)就像一块粉红色水果糖一样发光,照亮四周。猫头鹰星云约有6000年历史,是一个行星状星云。行星状星云是类日恒星死亡留下的残骸。在一项确定双子北座望远镜下一个拍摄目标的比赛中,加拿大魁北克中学生艾米莉-斯托尔(émilie Storer)在其获奖文章中谈到了猫头鹰星云,最终使得天文学家拍摄到这张高清照片。猫头鹰星云是一个明亮的物体,在北面的天空中清晰可见。照片于2010年3月25日公布,专家表示,人们可以通过它对迄今研究甚少的猫头鹰星云有新的了解。

  5.土卫十四

土卫十四
土卫十四(图片提供:NASA JPL, Space Science Institute)

  这张于2010年3月26日公布的高清照片集中展现了土卫十四(即“卡利普索”)这颗形状奇特的土星卫星。“卡西尼”号飞船今年2月在飞越土卫十四时捕捉到该照片。土卫十四隐藏在土星更大的卫星土卫三的身后,这两颗卫星围绕土星运转的轨道大体相同。土星另一颗卫星——土卫十三的轨道处于土卫三的前方,形成了一个对土星系而言十分独特的卫星带,被名为“特洛伊卫星”(trojan moon)。(秋凌)

  新浪环球地理讯 北京时间3月30日消息 据国家地理杂志网站报道,我们可以通过改变气候来抗击全球气候变化吗?地球工程学领域的专家表示,这种“以其人之道还治其人之身”的办法值得一试。所谓地球工程学,是指人工操纵气候以降低地球大气中吸热温室气体的影响。以下即是七个抗击气候变化的地球工程学方法。

  1.人造火山

人造火山
人造火山(图片提供: Bryan Christie Design, National Geographic Stock)

  一个潜在的方案被称为“人造火山”,即将硫微粒喷射到高层大气。如图所示,硫颗粒就像一面巨大的遮阳伞,阻滞阳光和热量,将其反射回太空。火山灰中就含有硫。本周,艾西洛玛国际气候干预技术大会将在美国加利福尼亚州的帕西菲克格罗夫市召开,与会代表将详细讨论“人造火山”及其它应对全球气候变化的紧急方案。此次会议将尝试起草世界上第一个地球工程学研究道德行为规范。

  美国企业研究所地球工程学计划主任塞缪尔-瑟斯特罗姆(Samuel Thernstrom)指出,这并不代表这些应急方案会在不久的将来投入使用。美国企业研究所是一家总部设在华盛顿的政策研究机构。不过,专家应该认真考虑这些方案,包括人为改变气候。瑟斯特罗姆说:“我们应该加深对地球工程学的了解。气候变化不是一个能在短期内得到解决的问题,至少我们在有生之年是解决不了了。但是,我们可以对气候变化加以控制。”

  2.沙漠造林

沙漠造林

沙漠造林(图片提供:Naftall Hilger, ArabianEye, Photolibrary)

  专家称,沙漠造林或许能够吸收大气中更多的温室气体,比如二氧化碳,这一地球工程学创意已经扎根于非洲。例如,非洲13个国家正在建立“绿色长城”,希望让树林在阻止撒哈拉沙漠扩张的同时,吸收更多的二氧化碳。“撒哈拉森林计划”的组织者计划在可再生能源设施沿线植树造林,这些设施专门为世界各地的沙漠地区所设计。

  美国气候研究所(Climate Institute)气候项目首席科学家迈克尔-麦克拉肯(Michael MacCracken)表示,如果温室气体排放量继续飙升,“绿色沙漠”可能没有足够多的吸碳能力以降低大气中的二氧化碳含量。气候研究所是一个总部设在美国华盛顿的非营利机构。不过,麦克拉肯同时指出,在一个低碳世界中,沙漠造林可能不失为一个减少二氧化碳排放的良策。

  3.生物炭

生物炭
生物炭(图片提供:Jeff Hutchens, Getty Images)

  “生物炭”或许与土壤一样年代古老,但专家表示,亚马逊流域印第安人制作“生物炭”的做法可能是抗击全球气候变化的好办法。据国际生物炭倡导组织介绍,生物炭数量丰富,渗透性强,可以通过加热农业废料制造,一旦重返土壤,它们可以在接下来的数百甚至数千年里在土壤中吸收碳。相比之下,森林的吸碳能力有限,因为如果树木被砍伐或死去,温室气体即会溜掉。瑟斯特罗姆将生物炭归于他“值得探索”的类别,麦克拉肯同样持这种观点,他认为,除了吸收二氧化碳,生物炭还有改善土质的好处。

  4.海藻农场

海藻农场
海藻农场(图片提供:Jason Edwards, Bio-Images, National Geographic Stock)

  海藻可能是绿藻类层(pond scum)的“近亲”,但在推动种植海藻以降低二氧化碳排放的科学家眼中,它们显然具有更为“高尚”的地位。在这张照片中,印度尼西亚巴厘岛的妇女正在收获海藻。据韩国釜山国立大学“海藻清洁发展机制项目”介绍,地球上一半的光合作用发生在海洋,而在海洋中,光合作用主要发生于一种称为浮游植物的微小海洋植物身上。

  浮游植物是无法在地里种植的。相比之下,沿海地区可以轻易种植海藻,科学家希望将这作为增强海洋吸碳能力的潜在方案。麦克拉肯表示,除此之外,人们还可以在收获海藻以后,将其变成可再生燃料,这确实是一举两得。在光合作用中,阳光将二氧化碳转变为能量的过程。

  5.造云船

造云船
造云船(图片提供:John MacNeill)

  “造云船”令人不由地想到远洋航行的“弹簧单高跷”(儿童玩具),但这种设计或许能作为地球工程学方案对抗气候变化。据科学家介绍,造云船由风能驱动,漂浮在海面上,向天空喷射雾状海盐,从而形成海洋云。这种云比正常的云密度更高、更白,所以能将更多的太阳热量反射回太空。美国企业研究所的瑟斯特罗姆表示,“造云船”的造价相对低,将约1500艘部署在海面上,或许能起到立竿见影的冷却效果。他说:“我们远不能确定这种方法是否奏效,但确实是一个值得我们认真研究的可行理论。”

  6.白屋顶

白屋顶
白屋顶(图片提供:George Oze, Superstock, Photolibrary)

  据科学家介绍,如果将屋顶刷成白色,如照片中这些建在百慕大汉密尔顿的房屋,它们可以反射更多的阳光,这或许是解决气候变化最简单的地球工程学方案之一。美国劳伦斯-伯克利国家实验室的研究人员表示,黑屋顶的反射率约为10%至20%,相比之下,白屋顶的反射率则达到70%至80%。美国气候研究所的麦克拉肯说,此外,白屋顶还有一个好处:屋顶反光的建筑物里面不会像普通建筑物那么热,从而会降低空调的用电量。

  7.向海洋撒铁

向海洋撒铁
向海洋撒铁(图片提供:NASA via LBL)

  专家介绍,向海洋中人工撒铁可以刺激称为浮游植物的微小海洋植物的生长,而这种海洋植物可以吸收二氧化碳。图中所示是南极洲附近的浮游生物。通常情况下,铁物质可由大风吹入海洋,刺激海洋生物生长。科学家在世界各地实施了大量初步的撒铁实验,获得了不同程度地成功。在其中一次实验中,生长受到铁物质刺激的植物不久即被虾类动物吃掉,令实验效果大打折扣。

  麦克拉肯表示,无论人工向海洋撒铁的尝试结果如何,寻找一条适合地球工程学的抗击气候变化之法都至关重要,因为许多方案都会持续时间很长:“将一种责任强加给我们的后代。这显然是个大问题”。不过,瑟斯特罗姆和麦克拉肯均认为,地球工程学方案或许是当前唯一可行的办法。麦克拉肯说:“地球工程学很大程度上就像是化学疗法,你也不想接受这种治疗,但它的疗效确实比替代疗法强。”(秋凌)

  5.组织被切割

组织被切割
组织被切割

  如图所示,经过105个小时的切割,大王乌贼的皮肤及部分脂肪组织和结缔组织织被分离。1975年,德国解剖学家哈根斯发明了生物塑化技术,利用这项技术去深入研究解剖学和生理学。经过生物塑化处理的标本不会腐烂。

  6.生物塑化开始

生物塑化开始
生物塑化开始

  经过切割,一条大王乌贼等待生物塑化处理的开始。整个生物塑化持续了260个小时。技术人员先是将丙酮(用作指甲油清洗剂的溶剂)注入大王乌贼体内,溶解像可溶脂肪等剩余物质。经过这道工序,大王乌贼体内的物质将被清空,此时可以注满硅胶。生物塑化可以保存长颈鹿、马和人的细小结构,但是,大王乌贼由于含有大量水,这给技术人员提出了一个重大挑战。

  大王乌贼的皮肤易于受损,要求技术人员以更为缓慢的速度用硅胶替换体液。此外,由于没有骨骼支撑,如何保持栩栩如生的体态便需要哈根斯的团队将生物塑化技术发挥到极致,如大王乌贼结构复杂的眼睛,这种器官的保存难度一向很大。奥谢说,经过生物塑化处理的大王乌贼标本,“既是科学作品,也是艺术作品。”

  7.细针扎体

细针扎体
细针扎体

  在生物塑化实验室,技术人员用细针扎在经过生物塑化处理的两条大王乌贼身上,用夹子夹紧并包起来,用于展现科学之美妙。由于没有骨架,大王乌贼还需要硬件才能保持栩栩如生造型,在此期间技术人员对标本进行了矫正,令其周围的聚合体硬化——整个过程持续要一年之久。

  8.保持原有造型

保持原有造型
保持原有造型

  保持大王乌贼原有造型是生物塑化过程中最需要技巧的一步。技术人员必须小心翼翼,拔去大王乌贼标本上的细针,避免损坏标本柔软的皮肤。奥谢在看到制作完成的大王乌贼塑化标本时惊叹,这项工作的成功使得一切事情都有了可能,例如,可以利用生物塑化技术对抹香鲸进行处理,然后将其与大王乌贼放在一起,展示这两个不同戴天的敌人互相残杀的情景。(任秋凌)

  新浪环球地理讯 北京时间3月29日消息 据国家地理杂志网站报道,生物塑化技术利用硅胶代替标本的脂肪和体液,可以把组织保存得像活体一样。生物塑化技术的发明者、德国解剖学家冈瑟-冯-哈根斯对新西兰奥克兰科技大学乌贼专家史蒂夫-奥谢(Steve O'Shea)提供的大王乌贼标本进行了生物塑化处理,令其看上去栩栩如生。

  1.像在游泳时被冻住

像在游泳时被冻住(图片提供:)
像在游泳时被冻住

  这条经过生物塑化处理的大王乌贼看上去像是在游泳时被冻住一样,是即将于本月底与公众见面的两个大王乌贼标本之一。据奥谢介绍,以前哈根斯也曾对一条大王乌贼(如图所示)实施过生物塑化处理,但两条最近接受过这种技术处理的乌贼是“迄今最栩栩如生的标本。”

  奥谢捐给德国海德堡生物塑化研究所的大王乌贼是2004年在新西兰的海滩上发现的,该研究所的负责人正是生物塑化技术的发明者冈瑟-冯-哈根斯。生物塑化研究所是“身体世界”(Body Worlds)展览的主办方,展览集中展示了哈根斯利用生物塑化技术处理过的大象、人体和其他动物。奥谢表示,无骨、稀有、组织结构细密的大王乌贼是生物塑化研究迄今所遭遇的最大技术挑战。

  2.内部构造

内部构造
内部构造

  图中所示的大王乌贼体长16英尺(5米),是12名技术人员历时两年,使用396加仑(约合1500升)硅胶制作而成。这条巨型乌贼被技术人员从身体一侧切口,展示了通常由包膜覆盖的身体内部结构和器官。奥谢说:“当我将大王乌贼送给生物塑化技术的发明者冈瑟-冯-哈根斯时,才知道这项技术的现状,这的确是奇妙的重建外科手术。哈根斯堪称一位艺术家。”

  3.不愿分离

不愿分离
不愿分离

  这两条经过生物塑化处理的大王乌贼看上去好像不愿分离,尽管如此,它们不久仍将被分离,其中一条将返回新西兰,在奥克兰科技大学地球与海洋科学研究所展示。另一条将在世界各地的“身体世界”展览中亮相。大王乌贼通常栖息于深海地区,可能是体型最大的无脊椎动物,体长可达33英尺(约合10米)左右,是一个极为罕见的物种。迄今新西兰海岸周围一共发现了130条大王乌贼,主要是由渔网打捞以及在海滩搁浅所致。

  4.泡在防腐液中

泡在防腐液中
泡在防腐液中

  在进行生物塑化处理前,一条大王乌贼泡在实验室的甲醛液体中,这一处理有助于防止标本腐烂。在从新西兰运往德国途中,两条大王乌贼全部被冷冻。在切开奥谢所称的“两个无价标本”以前,哈根斯只是对数十个较小的乌贼标本做过生物塑化处理。

揭秘食虫植物致命陷阱:捕蝇草0.1秒瞬间闭合

  食虫植物设下迷局,然后展开杀戮。捕蝇草的细小绒毛被碰触两次,便“啪”地一声突然关闭。

揭秘食虫植物致命陷阱:捕蝇草0.1秒瞬间闭合

  猪笼草的气味在虫子闻来甘甜无比,但它滑溜的表面却让猎物跌入虎口。

揭秘食虫植物致命陷阱:捕蝇草0.1秒瞬间闭合

  全世界有675种以上的食虫植物,其中许多都采用守株待兔的捕食方式。圆面包大小的捕虫堇长满胶黏的绒毛,困住昆虫的脚步,直到消化液开始工作。

揭秘食虫植物致命陷阱:捕蝇草0.1秒瞬间闭合

  口渴的虫子被匍匐毛毡苔上的水滴吸引,之后便发现自己纠缠在黏性的腺毛丛中。

  撰文: 卡尔 · 齐默 CARL ZIMMER

  摄影: 海伦妮 · 施米茨 HELENE SCHMITZ

  翻译: 陈昊

  美国北卡罗来纳州,一只饥肠辘辘的苍蝇在松林中横冲直撞,它被地面上鲜红色花朵形状的物体散发出的花蜜般香气所吸引,降落在其红润丰满的叶面上。苍蝇小酌一口叶子分泌出的甘甜汁液,把腿在叶面一根细小的绒毛上蹭了蹭,然后在另一根绒毛上又蹭了一下。突然间,苍蝇的世界被围墙包裹,叶子的两边向中间合拢,边缘上的棘刺像捕兽夹的利齿一样咬合起来。苍蝇挣扎欲逃的当儿,兽夹已紧闭门户。此时,叶面停止供应蜜液,开始释放消化酶,侵蚀苍蝇的内脏,把其逐渐变成黏稠状物体。这苍蝇经历了身为动物最伤自尊的事:被一棵植物取了小命。

  以北卡罗来纳州威尔明顿为中心,周围半径140公里的范围内有一片分布着松树的湿地草原。地球上的捕蝇草原产地仅此一处。这里还生长着若干种其他食虫植物,不似捕蝇草那般有名,分布也较普遍,但诡谲程度却毫不逊色。有长着细长香槟酒杯般叶子的猪笼草,昆虫(有时还有体型更大的动物)失足跌入叶中便命丧黄泉;茅膏菜用黏乎乎的腺毛把虫子拥入怀中;水塘和溪流中还生长着狸藻,啜食猎物好似水下吸尘器。

  饕餮动物为生的植物让人发毛又无限着迷,可能是因其悖理而为的行事方式吧。发明我们如今使用的生物分类方法的18世纪伟大瑞典博物学家卡尔林奈对此持反对意见。他宣称,捕蝇草若真以昆虫为食,就会“违背依上帝意愿建立的自然法则”。他推论植物只是不小心才捉到了昆虫,倒霉的小虫一旦停止挣扎,植物自然会敞开叶片,还其自由。

  头脑更灵光的查尔斯· 达尔文也为食虫植物颠倒错乱的行为方式深深着迷。1860年,这位《物种起源》的作者遭遇平生所见的第一株食虫植物——茅膏菜之后不久写道:“我对茅膏菜比对世上所有物种的起源更加关心。”他花了好几个月的时间对这些植物进行实验,把各种物体置于叶片上,观察它们用黏乎乎的腺毛把猎物慢慢包裹起来。他用小块生肉和蛋黄刺激这些植物,对一根人类毛发的重量都能激起反应的事实感到惊叹不已。“在我看来,植物界观察到的现象中,几乎没有比这更非比寻常的了。”他如此记录道。然而茅膏菜却对水滴视而不见,即便是从极高的地方落下的水滴。他分析道,如果对雨水的“假警报”也做出反应,这植物很显然就犯下弥天大错了。这可不是偶发事件,这是适应行为。

  达尔文把研究领域由茅膏菜扩展至其他物种,最后在1875年把观察和实验结果记录下来,写成《食虫植物》一书。他对捕蝇草迅速精准的反应和强大的力度惊叹不已,称其为“世界上最奇特的植物种类之一”。他告诉人们,叶面瞬间闭合之后,就形成“暂时存在的杯子或胃”,分泌酶,溶解猎物。他还注意到,叶片闭合后要一个多礼拜才会重新张开,由此推论叶片边缘的齿状棘刺给体型较小的昆虫留出脱逃的空间,这样便可使植物不必费时消化分量不足的餐食,从而节约成本。达尔文把捕蝇草瞬间反应的动作(“啪”地一声闭合起来,只用大约0.1秒)比作动物的肌肉收缩。但植物并没有肌肉和神经,那么它们是如何像动物一样做出反应的呢?

  如今,使用21世纪高科技手段的生物学家开始了解这些植物狩猎、进食和消化的方式,以及这些奇异的适应行为最初是如何发生的。经过多年研究,亚拉巴马州奥克伍德大学的植物生理学家亚历山大· 沃尔科夫认为自己破解了捕蝇草的秘密:“这是株电动植物。”

  昆虫蹭上捕蝇草叶子的一根绒毛时,这动作就产生一枚电荷,电荷在叶面组织内聚集,但还不足以激发其闭合,如此一来就可避免捕蝇草对雨滴之类的假警报发生反应。而运动中的昆虫则很有可能再次触动另一根绒毛,从而增加电荷量,导致叶面关闭。

  沃尔科夫的实验揭示出,电荷沿叶面内部充满流体的导管向下传导,使细胞膜上的小孔张开,液体从叶内面的细胞流至叶外面,导致叶面瞬间如隐形眼镜般由凹面翻成凸面。叶面翻转的同时就闭合起来,把昆虫困在其中。

  狸藻设置水下陷阱的方式同样手段高明。它把水从小巧的气囊内排出,降低内部气压。水蚤或其他小虫游过时,碰弯气囊上的触毛,开启瓣膜,低压作用把水吸进,猎物也顺流而入。0.05秒的时间内,门户重新闭合。之后气囊内的细胞再次开始向外排水,形成新的真空环境。许多种食虫植物都像捕蝇纸一样用黏乎乎的腺毛粘住猎物,而猪笼草则采用另一种战术,长出长长的瓶状叶片,等待虫儿跌入。最大的瓶子深度可达一尺,能消灭一整只青蛙,甚至是不走运栽进来的老鼠。精密的化学作用把瓶囊变作死亡陷阱。生长于婆罗洲丛林的莱佛士猪笼草产生的甘蜜在引诱昆虫的同时还形成光滑的表面,让虫子站不住脚。降落在瓶口边缘的昆虫脚底打滑,滚跌进去。里面的消化液特质完全不同,不似瓶口的液体那般滑腻,而是胶黏的。苍蝇若想抬腿逃跑,黏液就会如橡皮筋一样紧抓不放。

  许多食虫植物具有特殊的腺体,可分泌强效消化酶,穿透昆虫甲壳,吸取猎物体内的养分。而在北美大部分沼泽和贫瘠沙地都有分布的紫瓶子草却征用其他生物帮它消化食物。这种植物体内分布着一张由蚊子幼虫、小飞虫、原生物和细菌组成的食物网,其中许多物种唯有在这种环境中才能生存。动物把落入瓶内的猎物撕碎,小一些的生物以碎屑为食,最后,瓶子草再从这场盛宴的排泄物中吸取养分。“这些动物形成一条加工链,加速了整个反应过程。”佛蒙特大学的尼古拉斯· 戈泰利说,“之后植物再把氧气排入瓶内,给养里面的昆虫。这是个紧密的循环系统。”

  马萨诸塞州中部哈佛林区的沼泽地中,猪笼草成片地聚生在一起,每一片中都达数千株。晚春时节里的一天,阿龙· 埃利森领我前往此地观光,我一路走走停停,不时把腿从烂泥中拔出,埃利森总是耐心等待。“没淹没到胯下就不算真正体验过行走沼泽的滋味。”这位林区的资深生态学家说道。

  沼泽地上到处翻飞着桔黄色小旗,每面旗帜标记着一株供科学研究用的猪笼草。远处一名学生正在给插了小旗的植物喂食苍蝇。研究人员用掺了特殊的碳和氮元素的食物喂养这些昆虫,这样日后便可采集猪笼草测量其从苍蝇身上吸收的各种元素的数量。由于猪笼草生长缓慢(能存活几十年),所以实验要花费多年才能出结果。

  埃利森和戈泰利致力于弄清是何种进化之力促使这些植物对肉类产生胃口。食虫植物以动物为餐显然获益不浅,科学家给猪笼草多喂食小虫,它就长得更大。但是吃肉带来的裨益可能跟你预期的不同。像人类这样的食肉动物利用蛋白质里的碳和肉里的脂肪促进肌肉生长、贮存能量,而食虫植物则从猎物中汲取氮、磷等重要元素用来生成捕光的酶。换句话说,吃肉帮助食虫植物完成与所有植物一样的使命——从阳光中直接获取生长的能量。

  但是可惜,它们把这活儿干得不怎么样。食虫植物在把阳光转化为组织的过程中效率极低,这是因为它们要利用大量能量生成捕捉猎物的装备——酶、泵结构、黏性触手等等。猪笼草或者捕蝇草无法进行大量光合作用,是因为它们与其他植物不同,没有平坦的叶面充当太阳能板,来大量吸收阳光。埃利森和戈泰利猜测,只有在特殊环境下,食肉的益处才会高于为其付出的代价。比如,在贫瘠的沼泽地区,土壤中氮和磷含量极低,食虫植物便比那些采取常规手段获取这些养分的植物更占优势。同时,沼泽地区阳光如瀑,即便是效率极低的食虫植物所进行的光合作用也足以生存。“它们处境困窘,却物尽其用。”埃利森说。

  进化作用已多次采取这种向环境妥协的折中方案。科学家通过对比食肉植物与其他物种的DNA,发现它们是在至少六种环境下各自独立进化而来。有些看起来互相之间形态酷似的食虫植物,实际上亲缘关系却极为疏远。两种长着瓶状叶子的植物(热带的猪笼草和北美的瓶子草)都生有细长水罐似的叶子,并且采用同样的战术捕捉猎物,然而它们却是从不同的祖先进化而来。

  有些情况下,科学家能够观察到复杂的食肉植物是如何从结构较简单的祖先进化而来。比如,捕蝇草与只在茎上生有被动捕食的黏性腺体的露叶毛毡苔有一个共同的祖先。同时它们还与茅膏菜共有一个离现在年代更近的祖先,而茅膏菜不仅生成捕蝇纸似的腺体,还可卷曲叶面包裹猎物。捕蝇草貌似在此种陷阱的基础上进化出了更加高明的版本,长出的叶子犹如大口。

  不幸的是,使食虫植物得以在边缘环境中繁荣生息的适应能力,却同时也使它们对环境变化极其敏感。北美地区农业废水和发电污染使许多沼泽地氮含量超标。食虫植物构造精巧,只能适应低水平的氮含量,多余的养料使其生态系统不堪重负。“它们最终把自己的生命消耗殆尽。”埃利森说道。

  人类同时还以其他方式威胁食虫植物的生存。如今贩卖奇异食虫植物的黑市极为猖獗,以至生物学家对有些珍稀种类的生长地进行保密。北卡罗来纳州成千上万株捕蝇草被非法采集,在路边摊出售。北卡罗来纳州农业部给捕蝇草涂上无毒染料,这种染料平时看不见,但在紫外光照射下会发亮,这样一来,发现待售捕蝇草的检查员就可以迅速判断出这些植物是花房繁殖还是野外盗取。然而即便可以终止对食虫植物的偷采行为(可能性极小),它们还是会继续遭受其他的冲击。它们的栖息地不断被购物中心和住宅占领,逐渐消失,同时野火也受到控制,其他植物得以快速生长,势头压过捕蝇草。兴许对苍蝇来说这是个好消息,但对那些欣喜于进化之力的鬼斧神工的人们来说,却是一大遗憾。

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