《科学家通过原位视频技术首次获得深海食物网全景图》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2017-12-22
  • 深海动物已经被系统地研究了100多年,然而科学家们仍在探索这些动物的食物关系,近日,美国蒙特利湾水族馆研究所(MBARI)的研究人员首次对深海食物网进行了全面研究,通过对数百种动物觅食行为的视频观察,发现深海水母是关键的捕食者,并提供了关于深海动物如何与靠近海洋表面的生物互作的信息。

    通常,研究人员通过收集解剖生物,观察它们胃里的内容物来判断其食物,并通过比较深海动物体内各种化学物质以判定潜在食物来源的比例。如此,研究人员必须收集大量的动物,而这一点在深海中很难做到。

    MBARI的研究人员采用了一种全新的,但相对简单的方法来解决问题:他们使用深海潜器来观察深海中动物的摄食行为。它可以直接提供深海摄食行为的精确信息。自上世纪80年代末以来,MBARI研究人员已经使用ROVs来观测深海动物,收集了超过23000小时的深海视频片段。研究人员对几乎每一分钟视频进行了仔细分析、识别深海动物及其行为,并将这些信息输入MBARI的巨大的视频注释和参考系统(VARS)数据库。

    视频片段显示,水母作为主要的捕食者,它们在深海里可以和大型鱼类和乌贼一样捕食。事实上,研究人员统计了海面以下200米范围内的所有捕食行为,最常见的食肉动物不是鱼或乌贼,而是管水母。研究人员观察到这些管水母捕食各种各样的动物,包括桡足类、磷虾、栉水母、水母和中小型鱼类。此外,水母所在的食物网不仅包括深海动物,还包括生活在海平面附近生活的动物,在企鹅、信天翁、太阳鱼和棱皮龟动物的胃里都发现了凝胶状水母。该研究结果表明了水母和猎物的相互作用,形成了新的复杂的深海食物网。

    调查结果并没有取代传统的食物网,而是对现有的食物网进行了补充。这项研究表明,海洋食物网极其复杂,而且海洋表面附近的动物可以摄食许多深海动物。

  • 原文来源:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwNTY1ODMxNg==&mid=2247485194&idx=2&sn=753cade7109f75073869834dd8a6180b&chksm=972cc6a9a05b4fbfa88799dc2c2c456188a2c64583757c9e9010f4f607b0a9eb149df9f9cec9#rd
相关报告
  • 《日本科学家实现实现对植物线粒体DNA的编辑》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:xxw
    • 发布时间:2019-07-22
    • 核DNA在20世纪70年代初首次编辑,叶绿体DNA于1988年首次编辑,动物线粒体DNA于2008年编辑。然而,植物线粒体DNA之前却没有被成功编辑过。直到近日,日本的研究人员首次成功编辑了植物线粒体DNA,这可能会带来更安全的食物供应。 领导这项研究的东京大学分子植物遗传学家、助理教授Shin-ichi Arimura开玩笑地说:“当看到水稻植株‘更有礼貌’时,我们知道自己取得了成功。因为它深深地鞠了一躬,穗多的水稻才会出现这样的弯曲。” 研究人员希望利用这项技术来解决目前作物中线粒体遗传多样性缺乏的问题,这是食物供应中潜在的破坏性弱点。他们还利用该技术创造了4个水稻新品种和3个油菜新品种。相关成果发表于《自然—通讯》。 植物线粒体基因组意味着什么? 1970年,一种真菌感染了美国得克萨斯州农场的玉米,之后又因玉米线粒体的一个基因而导致感染加剧。农场上所有玉米都有相同的基因,因此没有一个对这次感染有抵抗力。那一年,整个美国15%的玉米绝收。从那以后,美国再也没有种植具有该特定线粒体基因的玉米。 “我们现在仍然面临很大的风险,因为世界上可利用的植物线粒体基因组太少了。我想通过我们的技术操纵植物线粒体DNA来增加作物的多样性。”Arimura表示。 现在,大多数农民都不会从收获的作物中留种。农业公司供应的杂交作物是两个遗传上不同的亲本亚种的第一代后代,通常更强壮、更有生产力。其中一个父本不能制造花粉。研究人员将常见类型的植物雄性不育称为细胞质雄性不育(CMS)。 CMS是一种罕见但天然存在的现象,主要由线粒体引起。甜菜、胡萝卜、玉米、黑麦、高粱等都可以利用CMS的亲本亚种进行商业化种植。 植物通过叶绿体中的光合作用产生大部分能量。然而,根据Arimura的说法,“叶绿体的作用被高估了”。植物通过和动物细胞一样的“细胞发电站”获得能量,也就是线粒体。在他看来,“没有植物线粒体就没有生命”。 “植物线粒体基因组比较大,结构复杂得多,基因有时是重复的,基因表达机制尚不清楚,有些线粒体完全没有基因组。在之前的研究中,我们观察到它们与其他线粒体融合以交换蛋白质产物,然后再次分离。”Arimura说。 为了找到一种操纵复杂植物线粒体基因组的方法,Arimura和熟悉水稻、油菜CMS系统的科学家进行合作。之前的研究表明,在这两种植物中,造成CMS的原因是水稻和油菜中单一的、进化上不相关的线粒体基因。 研究团队采用了一种称为mitoTALENs的技术,使用单一蛋白质定位线粒体基因组,将DNA切割成所需基因,并将其删除。Arimura 表示,“虽然删除大多数基因会产生问题,但删除CMS基因会解决植物存在的问题。如果没有CMS基因,植物就会再次繁殖。” 他们创造出了4个水稻新品种和3个油菜新品种,证明了mitoTALENs技术甚至可以成功操纵复杂的植物线粒体基因组。 Arimura说:“这是植物线粒体研究重要的第一步。”研究人员将更详细地研究负责植物雄性不育的线粒体基因,并确定可能增加急需多样性的潜在突变。
  • 《科学家首次捕获单个原子》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2020-02-26
    • 据物理学家组织网近日报道,新西兰研究人员首次捕获到单个原子并让其发生受控反应,他们观察到了前所未见的原子间相互作用。结果表明,如果只有两个原子,不能形成分子,至少需要三个原子才能完成化学反应。最新研究为在最小尺度(原子尺度)开展研究奠定了基础,有望促进量子技术的发展。   奥塔哥大学物理系副教授米克尔·安德森表示:“在最新研究中,我们在烤面包机大小的超真空室内,用高聚焦激光束,将三个原子分别俘获并冷却至百万分之一开尔文(约为零下273.15摄氏度,接近绝对零度)。随后,我们让这些捕获的原子结合在一起,并测量原子间产生的受控相互作用。此前,科学家仅通过涉及大量原子的实验提供的统计平均值来了解这一量子过程。”   结果表明,当三个原子彼此靠近时,两个原子会形成一个分子,显微镜摄像机可放大并查看这一过程。   博士后研究员马文·韦兰德解释说:“如果只有两个原子,不能形成一个分子,至少需要三个原子才能完成化学反应。我们首次将这一基本过程孤立出来展开研究,得到了以前涉及大量原子云团的实验无法获得的详尽细节以及实验结果。”   韦兰德补充道,在这种分子水平上开展研究,让他们对原子如何碰撞并相互反应有了更多了解,这项技术有望提供一种构建和控制特定化学物质单分子的方法。   安德森说:“在过去几十年间,研究建立在越来越小的规模上,这促进了技术的大踏步发展。我们的研究为能在最小尺度(原子尺度)开展研究铺平了道路,有望促进量子技术的发展。”   此外,实验结果还表明,分子形成所费时间比预期得要长得多。科学家目前尚无法解释这一现象,但他们强调,实验量子力学领域需要进一步促进理论发展。