没有阳光照耀的生活……

生活在难以接近的地方——包括与太阳隔绝的洞穴和深海喷口周围——是本周《裸体科学家》的主题。在这些有趣的……
3月27日

生活在难以接近的地方——包括与太阳隔绝的洞穴和深海喷口周围——是本周《裸体科学家》的主题。在这些有趣的环境中,细菌取代植物成为主要的生产者,从它们周围的矿物质中提取能量来维持整个生态系统。我们也听说过吃骨头的蠕虫把掉到海底的鲸鱼尸体当作食物,从泥浆中分离金属的工程技巧,以及新闻中,为什么世界上的海浪越来越大,精子是如何在培养皿中生长的,以及一种导致黑色素瘤的基因。另外,这个问题的答案是你在地球上哪里最重?

在这一集里

01:25 -海面上的风速正在增加

研究人员本周报告称,在过去23年里,横跨海洋的风速平均每年至少增加0.25%。

海面上的风速正在增加

研究人员本周报告称,在过去23年里,横跨海洋的风速平均每年至少增加0.25%。

我们不知道这是否与气候变化有关,但墨尔本科技大学的伊恩·杨声称,这是气候变化研究中一个重要但经常被忽视的变量。

极端浪高增加

该研究小组本周发表在《科学》杂志上,他们使用的卫星数据主要来自GEOSAT高度计的读数,并将其拼凑在一起。他们发现,南半球的风速比北半球增加得更多,而且更极端的风速每年增加0.75%。总的来说,每年0.25%听起来并不多,但在过去的23年里,它的增长幅度在5%到10%之间。

其影响可能是更大的波浪,但研究小组发现,在过去20年里,波浪高度没有统计学上的显著增长。北半球波的高度似乎只是稍微变小了,南半球波的高度似乎只是稍微变大了。但这两项变化都不显著。研究人员指出,这表明波浪高度不仅仅是由风速决定的,还有其他因素,包括涌浪和取水。

另一方面,最大高纬度地区的波浪似乎确实在增加高度。作者指出,在更极端的条件下,风速和浪高之间的这种关系变得更加明显。所以你可以说,如果海洋上的风速继续增加,最大的海浪会变得更大。这可能会影响人类开发海洋的能力:影响渔业和航运。或者这对我们在风力发电方面的努力来说是一个积极的福音。

精子和卵子相遇

04:02 -如何合成精子

70多年来,科学家们一直试图在培养皿中产生精子,但没有成功。现在他们终于成功了……

如何合成精子

70多年来,科学家们一直试图在培养皿中产生精子,但没有成功。现在他们终于成功了。

横滨市立大学的Takehiko Ogawa和他的团队在《自然》杂志上写道,精子的发育可能依赖于睾丸内多种培育细胞类型所提供的复杂三维环境。为了概括这种精子细胞培育,该团队开发了一种系统来培养新生小鼠睾丸组织的小块,他们将这些小块悬浮在琼脂糖支持凝胶中,并注入培养基和有限的生长因子混合物。

精子和卵子为了使这项工作更容易,他们还使用了在成熟精子细胞产生时被基因编程为发出绿光的组织。通过使用这些策略,并小心地操纵化学环境,他们最终找到了合适的条件,说服精原干细胞首先转变为精母细胞,这是精子成熟的第一步,然后迈出关键的一步,将它们的遗传信息补体减半,并长出尾巴。

然而,最终的证据是当他们能够使用这些精子使小鼠卵子受精并产生可存活且可生育的后代时。他们说,这表明睾丸组织可以在人工条件下产生成熟、功能性和可生育的精子,这可能对治疗不孕症具有巨大的临床意义。

特别是,面临癌症化疗的个体可以在接受治疗之前“储存”健康睾丸组织样本。在此期间,这种材料保存在液氮中,如果治疗导致病人不孕,这种材料可以用来为病人培养精子。

斑马鱼,斑马鱼

07:28 -进入黑色素瘤的皮肤下

黑色素瘤是一种越来越常见的皮肤癌;事实上,这种疾病的发病率在过去十年中翻了一番。但现在有一些好消息,…

进入黑色素瘤的皮肤下
哈佛大学的Leonard Zon博士

戴安娜:本周在黑色素瘤领域也取得了突破,黑色素瘤是一种越来越常见的皮肤癌;事实上,这种疾病的发病率在过去十年中翻了一番。但现在有一些好消息,因为在一罐鱼的帮助下,哈佛大学的科学家们发现了导致这种疾病的关键基因,因此可能掌握治疗这种疾病的新方法的关键。为了更多地解释和与克里斯交谈,这里是该作品的作者伦纳德·宗。

斑马鱼,斑马鱼莱纳德:我的实验室一直在研究黑色素瘤,这是一种非常致命的皮肤肿瘤,大约5年前,我们在斑马鱼身上建立了一个黑色素瘤模型。在这个模型中,我们提取了已知会导致黑色素瘤的人类基因,一种叫做BRAF的基因,我们在斑马鱼中过度表达它,与另一种基因P53结合在一起,P53是人类肿瘤抑制基因中最常见的突变形式。这种组合导致鱼类患上黑色素瘤。我们能够研究这些肿瘤,它们的基因特征非常相似,与你在人类肿瘤中看到的非常相似。

有了这个,我们想知道我们是否可以用这个模型来找到导致癌症的新基因,或者找到可能用于治疗黑色素瘤的新疗法。我们知道人类1号染色体上有一个区域在大约30%的人类黑色素瘤中被放大。我们研究了那个区域,发现在那个区间有54个基因。然后我们观察了100个人类黑色素瘤的基因表达,我们发现其中17个基因表达非常高。因此,我们需要弄清楚哪个是驱动基因,哪个对癌症最重要。所以,我们决定把这17个基因中的每一个单独注射到斑马鱼的胚胎中,在一个细胞阶段,然后让这些鱼长大,计算有多少鱼患上了黑色素瘤。我们发现其中一个基因,一个叫做SETDB1的基因,有能力极大地加速黑色素瘤的发展,这很可能是这个关键时期的驱动基因。

克里斯:你认为这代表了人类的情况吗?换句话说,如果你取人类黑色素瘤,真正的临床组织,你是否看到同样的基因,这个SETDB1基因你现在发现的与人类问题有关的基因也发生了突变?

莱纳德-没错。因此,30%的人类黑色素瘤会有SETDB1的扩增我们在这篇论文中继续表明,实际上,70%的黑色素瘤会过度表达SETDB1。所以黑色素瘤的核心就是过度表达这种特殊的基因。所以我认为随着时间的推移,我们将能够看到这个基因也参与到其他癌症中,这个区域在人类的其他肿瘤中也会被放大,比如肺癌,还有乳腺癌。

黑素瘤克里斯-我们马上会讲到SETDB1的作用,但首先,如果70%的人有它,那30%的人没有呢?那他们怎么了?

伦纳德:作为一名肿瘤学家,我的思考方式是,如果我看到一个病人,我通常会把他们的肿瘤描述为,低分化或高分化。这意味着我可以根据肿瘤在显微镜下的样子对它们进行分类。我们认为黑色素瘤不是一种单一的疾病,但实际上黑色素瘤有不同的病因。因此,有不同的驱动基因,这取决于黑色素瘤在你身体上出现的位置以及接触致癌物或光线的类型,阳光通常被认为是黑色素瘤的诱因。所以,有了这些不同的选择,肿瘤可能是异质的,所以,我们要说的是70%的过度表达SETDB1,这必须是一个类别,然后其他30%有不同的分类,可能代表不同的阶段或这些黑色素瘤的不同位置。

Chris -那么你认为SETDB1在做什么?

莱纳德:在过去的5年里,有一个新领域蓬勃发展,叫做表观遗传学。表观遗传学研究的是不以典型遗传方式遗传的东西。我们已经习惯了突变,比如遗传,但在这个特殊的例子中,DNA实际上是缠绕在一个线轴上这个线轴是一组叫做组蛋白的蛋白质。当DNA缠绕得太紧时,基因就会关闭。当DNA松散地缠绕时,基因就开启了。这个基因SETDB1似乎把DNA缠得太紧了,它关闭了黑色素瘤中具有特征的特定类型的基因。例如,我们发现的一类基因是一组被称为hox基因的基因,它调节着胚胎发育的正常计划。但我们认为,在某种程度上,这种基因表达的改变导致了细胞命运的改变,从而使肿瘤更具侵袭性。

克里斯:这是否也给了你对抗黑色素瘤的新策略?对于那些被诊断为晚期黑色素瘤的人来说,目前的生存前景非常黯淡,我们是否能够利用这一发现来做些什么呢?

SETDB1是一种酶它能使组蛋白甲基化并调节DNA是否紧密缠绕。所以,因为它是一种酶,所以有可能制造这种酶的抑制剂,所以,我们现在正在与制药公司讨论抑制这种特殊的酶,我们认为这对病人来说是一种很好的治疗方法,70%的过度表达这种基因的病人患有黑色素瘤。

戴安娜-哈佛科学家伦纳德·宗和克里斯·史密斯谈话。本周,他在《自然》杂志上发表了他和我讨论的研究成果。

13:26 -百合花如何绽放

本周,来自哈佛大学和中国科学技术大学的科学家们已经研究出百合花开花时是如何张开的。

百合花如何绽放

本周,来自哈佛大学和中国科学技术大学的科学家们已经研究出百合花开花时是如何张开的。

他们研究了亚洲百合,也被称为百合卡萨布兰卡。研究人员Liang和Mahadevan在花蕾的内花瓣和外萼片上用圆点做了标记;这些通常是花瓣下面的绿叶状部分。然后,他们设置了摄像机来跟踪这些圆点的生长。

亚洲百合杂交种发表在《美国国家科学院院刊》上的研究发现,花瓣和萼片边缘的长度比中脉(花瓣或叶子的中心脉)长40%。这种生长上的差异造成了花瓣边缘特有的褶皱。

作者说,这种生长差异会导致花蕾内部的压力增加,这种压力最终会超过保持花蕾闭合的压力,导致花朵爆裂开放。之前的研究认为,实际上是中脉导致了百合的张开,所以为了验证这一点,研究人员实际上把花瓣上的中脉刮掉了。你瞧,它还是像往常一样打开了。

为什么这很重要?作者认为,这可以在设计需要小规模爆炸的薄膜电机的技术上加以模仿。

15:14 -干细胞治疗黄斑变性

干细胞可能是未来治疗老年性黄斑变性(AMD)的关键,AMD是老年人视力下降的主要原因。

干细胞治疗黄斑变性

干细胞可能是未来治疗老年性黄斑变性(AMD)的关键,老年性黄斑变性是老年人视力下降的主要原因。

这种疾病导致视网膜感光细胞的丧失,这种感光细胞是将光转化为大脑可以理解的神经信号的感光元件。这剥夺了患者的中央视力,或黄斑视力,这是视网膜上最敏锐的部分,用于阅读、看电视或识别人脸。

无AMD视力:
没有AMD的视力
AMD的视力:
AMD的视觉

部分病理涉及视网膜色素上皮组织层的退化,这是一层含有黑色素的细胞,滋养和维持光感受器。因此,替换这些丢失的组织可以帮助延缓病情的发展。

为了做到这一点,华盛顿特区乔治城大学的Maria Kokkinaki和她的同事在杂志上写道干细胞他们已经开发出一种技术,可以将成熟的皮肤细胞转化为这些专门的视网膜细胞。首先,通过添加四个基因(OCT4, SOX2, NANOG和LIN28)对皮肤细胞进行“重新编程”,这些基因抹去细胞的遗传石板,并将其转化为称为hiPS细胞(人类诱导多能干细胞)的干细胞。

研究小组发现,在正确的培养环境下,这些hiPS可以转化为视网膜色素上皮细胞,其形态、基因活性、电学、结构和生化行为与自然遇到的同类细胞相同。

至关重要的是,一旦重新分化,细胞就没有显示出与仍然是干细胞相关的标记,这从安全的角度来看是很重要的。这表明,使用类似的技术,应该可以生产视网膜的备用部件,以解决一些常见的视力丧失综合症。

然而,这些细胞并不完美。端粒,一种类似于染色体端帽的结构,在细胞分裂时缩短,比它们应有的长度要短,而且细胞还显示出DNA的其他损伤,研究小组怀疑这可能是由在程序开始时用于传递重编程基因的病毒引起的。这表明,这项技术虽然是一个重要的原理证明,但在为临床做好准备之前还有一段路要走。

正如研究的合著者Nady Golestaneh所说,“不过,这还没有准备好进入黄金时段。我们还发现,在这些细胞准备好进行移植之前,还需要解决一些问题,但总的来说,这是再生医学的巨大进步。”

精子和卵子相遇

精子会繁殖吗?

完全正确。成熟的精子不能繁殖,但他们能做的是制造干细胞,使精子在培养皿中生长,然后在培养皿中产生精子,这是科学家们多年来一直回避的问题。这就是为什么这是一个巨大的突破。

风速的变化会改变墨西哥湾流吗?

这个问题是针对这个新闻故事提出的。

戴安娜:嗯,这是一个非常有趣的问题,我认为答案是,我们不知道!研究人员只研究了风速和波高,而墨西哥湾流和急流系统非常复杂,涉及的因素太多了,很难知道风速会如何影响它们。也许墨西哥湾暖流,它可以决定风速,因为海洋的热量等等,几乎肯定会有某种相互作用,但我不知道它可能是什么。

克里斯:而且考虑到这样一个事实,如果我们因为全球变暖而从北极脱落冰,这将使冷水(也是淡水)流入海洋,这可能会影响将温暖的水输送到全球各地的输送系统。所以整个事情可能会改变,但也有其他原因。

戴安娜:没错。

阿拉巴马州的一个山洞

28:30 -罗马尼亚洞穴里独特的生活

我们正在研究在没有太阳输入的情况下繁荣的生命,换句话说,在地球上一些最难以到达的地方。其中之一是罗马尼亚的莫维尔洞穴……

罗马尼亚洞穴里的独特生活
与华威大学的Rich Boden合作

Chris -我们正在研究在没有太阳输入的情况下蓬勃发展的生命,换句话说,在地球上一些最难以到达的地方。其中之一是罗马尼亚的莫维尔洞穴。这是25年前发现的。它没有天然的入口,我们认为它已经与外界隔绝了600多万年。尽管如此,它仍然是一个繁荣的复杂生命生态系统的家园,包括水蝎子、蠕虫和蜘蛛,它们都在没有任何来自太阳的能量输入的情况下生存。到目前为止,只有不到30人进入过这个洞穴,但去年4月,华威大学的微生物学家里奇·博登成为第一位进入这个洞穴的英国科学家,事实上,他很快就会回来继续他已经开始的工作——但是今天,他和我们一起告诉我们这个非凡的地方。你好,富有。

里奇:嗨。

Chris -首先,为我们设定场景。这个山洞听起来很棒。

Niah洞穴入口
Niah Caves©mailer_diablo

里奇-是的。它是偶然发现的,就像你说的,25年前。它位于罗马尼亚境内,靠近保加利亚边境,靠近曼加利亚市,这是一个地热非常活跃的地区。有很多甲烷渗漏和硫化物泥浆。这是一个温泉小镇。附近有一个被称为Obanul Mare的地陷坑,就在城外,25年前,人们认为这里可能是建造地热发电站的好地方。于是,他们挖了30米深的探矿井,其中一个挖到了科学上的金矿,当它撞进洞穴的隧道时,他们派洞穴科学家下去,发现它根本没有入口,他们立即封锁了它,建造发电站的计划被取消了,从那时起,人们就一直在研究它。

克里斯:他们怎么知道这个洞穴里有这么特别的生态系统?

里奇:基本上,他们进去看了一下。现任《国家地理》(National Geographic)东欧区编辑的克里斯蒂安·拉斯库(Christian Lascu)进去看了看。他是罗马尼亚一位非常杰出的洞穴科学家,他不得不四处爬行,在洞穴里爬行15分钟后发现了一个洞穴,洞穴被水淹没了。里面有一个湖,我们把它叫做湖室,里面爬满了昆虫、片脚类动物、蜘蛛等等,我们立刻把洞穴封闭起来,这样就可以对它进行研究了。

他们怎么知道这个洞穴与外界完全分离,换句话说,没有来自太阳的能量流进入那里?

里奇:有很多原因。首先,我们知道没有雨水渗入洞穴,因为洞穴上方有一层非常厚的疏水粘土。洞穴里没有钟乳石,也没有水流入的证据。1986年洞穴被发现的时候,也是切尔诺贝利灾难发生的那一年,罗马尼亚那个地区周围的土壤被放射性同位素所覆盖,但洞穴过去没有,现在也没有含有这些同位素。所以我们从这个程度上知道,它是封闭的。它也没有我们通常与粪便物质联系在一起的细菌,这些细菌会在周围的农田中发现,很明显,人类也会进入。那里完全没有这些东西,我们最近检查过了,仍然没有污染,尽管人们已经进出了将近30年。

Chris,你是微生物学家,所以你应该对你刚才提到的微生物很感兴趣对微生物群落很感兴趣,除了那些大的东西。那么,这些微生物在这个洞穴里做什么,它们是如何维持洞穴里的其他生命的呢?

里奇:完全正确。微生物基本上就是洞穴里的树。如果你想象一个表面上的标准生态系统,树木通过光合作用将二氧化碳固定成糖和更高的分子——它们利用光来固定二氧化碳。在洞穴里,在水面上,我们有漂浮的细菌垫。它看起来像湿纸巾,但实际上完全由细菌组成,它们所做的是化学合成,它们固定二氧化碳,牺牲地热水中的硫化物和氨等物质。然后发生的是席子形成,像线虫和水中的小片脚类动物这样的生物来吃它,然后它们又被其他生物吃掉,这就形成了食物网。

阿拉巴马州的一个山洞
阿拉巴马州的洞穴©Kymacpherson @ Wikipedia

克里斯:这和世界上其他地方的发现没有什么不同,尽管很明显,这是独一无二的。我想起了几年前在南非发生的一个例子。一位名叫丽莎·普拉特的女士,我们在《裸体科学家》节目中采访过她,她在《科学》杂志上发表了一篇论文金宝搏app最新下载,在一个金矿的地下3公里处,他们发现了可能存活了4000万年的微生物,与外界隔绝。它们以岩石中的同位素或放射性为生,因为放射性会分裂水分子,水分子会攻击岩石中的其他矿物质,释放出它们可以吃的硫。所以这是一种关联,不是吗?

里奇:很相似。在放射性同位素上存活的细菌实际上是一个不同的官能团。在电影中发现的漏洞实际上无处不在。你可以在正常的土壤和湖泊中找到这些硫氧化细菌。你之前提到的深海热液喷口也有发现。

克里斯:那么,关于这个洞穴,你到底想问些什么问题呢?这就是你如何得到那里的微生物群落以及它们是如何建立这个食物网的吗或者还有其他问题关于它们如何影响地表上的各种行业和经济吗?

我想我们真正的问题应该是,和今天英国正在进行的人口普查做个类比;这是关于谁生活在哪里,他们做什么,他们是如何与其他事物联系的,以及这个垫子是如何形成的,从化学合成细菌的垫子部分中还有什么因为它实际上比这复杂得多。例如,它也充满了氧化甲烷的细菌。甲烷和二氧化碳是两种最大的温室气体,所以我们一直对能氧化它们的东西很感兴趣,尤其是在没有光的情况下。如果你想建立某种二氧化碳剥离生物反应器就像之前用藻类建立的那样,你不需要为它提供光,所以如果你用化学合成细菌,它就不会受天气的影响。

克里斯:你会采取什么措施来确保这个原始的环境不会因为你的研究而被破坏呢?

Rich -首先,洞穴每年只允许进入一定次数,只允许移走一定数量的材料,我们在罗马尼亚科学院和布加勒斯特的Emil Racovita洞穴科学研究所工作的科学家也非常严格,对洞穴可以做什么和不可以做什么。当我们进去的时候,很明显有一个30米的竖井你必须顺着绳子下去。在它的底部有一个活板门,可以把外面的东西挡在外面,我们的锅炉服尽可能地干净,我们的鞋子没有接触到外面的土壤。所以很明显,我们不能给自己消毒,但我们确实采取了最好的措施,不让任何东西进入体内。

克里斯-里奇,谢谢你,别走开。这是华威大学的Rich Boden。他去过罗马尼亚的莫维尔洞穴,在那里研究微生物群落。

大西洋热液喷口

35:47 -热液喷口的生命

不仅岩石会阻挡阳光,水也会,你只需要下潜几百米就能进入失光区——那里的阳光太弱,植物无法生长。

热液喷口的生命
与南安普顿大学的保罗·泰勒教授合作

戴安娜:不仅仅是岩石会阻挡阳光,水也会,你只需要下到几百米就能进入失光区——那里的阳光太弱,植物无法进行光合作用。但海床上还有其他能源,其中包括热液喷口,其中蕴藏着地球上其他地方找不到的生态系统。来自南安普顿大学的保罗·泰勒教授致力于理解这些系统。你好,保罗。

保罗-你好。

戴安娜:那么,你能描述一下这些通风口周围水下的情况吗?

热液喷口保罗-这些喷口被发现是因为科学家们无法计算地球上的热量损失,如果不引入对流部分。美国科学家在1977年所做的是沿着穿过加拉帕戈斯群岛的洋中脊寻找对流热损失。他们发现从海底流出的热水的对流热损失温度在200到300摄氏度之间。但真正让他们震惊的是,在热液喷口周围发现了非常非常奢侈的动物群落,而在几十米外的邻近深海中,几乎没有任何生物。

戴安娜:那么,这些生命形式的主要能量来源是什么?他们在吃什么?

保罗-他们什么都没吃。初级消费者什么都不吃。除了热水,从热液喷口流出的是大量的硫化氢。海水,富含硫酸盐的海水渗透过海底的岩石,被岩浆加热,从热液喷口出来硫酸盐被还原成硫化氢。这和化学合成的过程是一样的,发生在罗马尼亚的洞穴里,我们在热液喷口周围的自由生活的细菌中也看到了这一点。但在热液喷口特别聪明的是,有一群叫做管虫的生物它们没有肠道,没有嘴,没有肠道,也没有肛门,但它们有一种叫做滋养体的结构,也就是所谓的进食体,里面充满了细菌,或者我应该说古生菌它经历了化学合成的过程。

戴安娜:那么这个生态系统最初是如何形成的呢?我的意思是,听起来有一点相互依赖,它是一个多大的系统?

它是独立的。你只能在热液喷口找到这些系统。在一些叫做冷渗漏的地方也有相关的系统,但是这些动物的聪明之处在于它们的进化过程允许这些管状蠕虫通过它们的血液系统运输氧气,二氧化碳和硫化氢,这些氧气,二氧化碳和硫化氢通过它们顶部的触手被吸收,到达这些细菌所在的滋养体。现在,如果你把硫化氢注射到动物体内,很有可能,你会立即杀死它,但是有一个适应过程,硫化氢与血液蛋白结合,阻止它产生毒性,然后它被带到滋养体,细菌在那里经历动物体内的化学合成过程,然后它们释放有机物。所以,这种动物本身仍然是异养动物。生活在滋养体内的细菌是自养的。

巨型管蠕虫戴安娜:我明白了。所以他们很好地利用了自己的处境,但是这些物种和我们每天在地球表面发现的物种有什么不同呢?

保罗:确实很不一样。首先,它们非常专业。管状蠕虫是专门的,但也有许多动物群体;你会发现大型双壳类动物,还有一种贻贝,看起来和你在英国海岸上发现的贻贝没什么不同。但这是一种贻贝,它的鳃里有这些细菌,所以它可以吸收硫化氢,一氧化碳2和鳃表面的氧气,细菌产生这种有机物。所以,这只是适应了热液喷口。我们发现其他双壳类动物也会这么做,如果你来到大西洋,有一只虾,我想你们知道,当你在餐馆吃虾的时候,你会把虾的头部撕下来,然后吃它的腹部?嗯,如果你看一下大西洋中这些虾的主胸腔,它们的甲壳下生长着细菌,动物的覆盖物,然后它们似乎把这些细菌取下来,并把它们移到嘴里供人食用。

戴安娜:好吧,所以这些细菌真的在那里的所有物种周围活动,但是为什么我们需要学习这些系统呢?为什么它们很重要?

保罗:它们有趣的原因有很多。首先,我们感兴趣的是,这是生命的摇篮吗?这些热液喷口是第一批分子,或者说,第一批有机分子形成的地方吗?这是一个持续存在的问题,当然离解决还有很长的路要走。如果曾经真的有一个“雪球地球”,它们很可能是生命的避难所。而且,就潜在的生物技术而言,它们有一些非常有趣的特性。如果这些动物体内的酶在比正常温度稍高的温度下工作,它们可能有一些生物技术用途。但还有很多其他的科学问题,这些是相对孤立的点沿着洋中脊。作为一名生殖生态学家,我对动物如何繁殖、分散和在新的热液喷口定居很感兴趣,这一直是一个关于这些群落如何维持自身的问题。

戴安娜:就像漂流者一样。谢谢你,保罗。来自南安普顿大学的保罗·泰勒报道。

来自whale-2893的Osedax franpressi。

41:48 -行星地球在线-吃骨头的蠕虫

深海生物的另一种能量来源是沉入海底的鲸鱼和其他动物的尸体。来自利兹大学的尼克·希格斯研究鲸鱼化石,这些化石……

行星地球在线-吃骨头的蠕虫
尼克·希格斯,利兹大学

戴安娜——深海生物的另一种能量来源是沉入海底的鲸鱼和其他动物的尸体。来自利兹大学的尼克·希格斯(Nick Higgs)研究鲸鱼化石,这些化石显示出一种更小的生物的迹象,这可能是鲸鱼进化记录中存在空白的关键。

Osedax玫瑰从鲸鱼-1018。尼克-他们叫贪吃蠕虫在拉丁语中的意思是“啃骨头”。它们的大小从你的手指大小到你的一个关节大小不等。它们看起来更像小棕榈树。它们有我们所说的根,它长在骨头里,把骨头溶解掉,吃掉骨头,然后它们的长鼻子从骨头里伸出来,从鼻子里伸出来的是四个棕榈枝,有点像棕榈树的树枝,但它们是亮红色到粉红色的,这些是动物的鳃。这就是它从水中获取氧气的方式。

苏:实际上它们听起来很美,但是你描述它们的方式,听起来极具破坏性。你在鲸鱼化石中发现这些蠕虫的证据了吗?

尼克:是的,一些科学家从美国华盛顿州的化石中找到了,我们目前正在调查意大利的其他一些化石。有一些令人兴奋的迹象,但它需要更多的工作。

苏:当你去肯特郡的时候,你接到了电话,你去看搁浅的抹香鲸,你从中得到了什么?你想要什么?

尼克:嗯,我们要下去找一些骨头,我们可以把它们放在海床上,试着找到其中的一些贪吃蠕虫,我们成功地带回了一个完整的鳍状肢,里面有几块很好的骨头,蠕虫很喜欢。

苏——这个鳍状肢在被部署之前目前在自然历史博物馆,但在利兹大学古生物学实验室的洁净室里,尼克可以研究其他动物的骨骼样本贪吃还发现了蠕虫……

…这里有几个罐子。那种你会期望在里面看到很多酸辣酱的,“海绵状”的……

来自whale-2893的Osedax franpressi。尼克:这是一具象海豹的尸体,他们把它放在了之前沉鲸鱼尸体的同一区域,看看这些蠕虫是否也喜欢其他动物的骨头。我们开始认为它们可能不仅对鲸鱼,而且对任何海洋脊椎动物的化石记录都有更大的影响。

苏:好吧,让我们把这些罐子拿回来,离开洁净室,远离通风柜的噪音,到实验室去。我在找什么?我不会在这里面看到虫子吧?

尼克-不。你可能会看到它们的一些管子挂在骨头外面,因为它们在酒精中会变干。它们看起来不像现实生活中那么华丽,但你能看到骨头上伸出来的像羊皮纸一样的小块吗?这些是管子。

苏——这个小管子。看起来就像卷起来的蜘蛛网。

尼克-是的。它们已经腐烂了,因为它们在罐子里太久了。你可以看到骨头上有几个小洞我不知道你能不能看出来如果我稍微改变一下光线。骨头表面有一种斑驳的颜色。

苏——我看得出来,是的。

来自whale-2893的Osedax rubiplumus尼克-那是他们钻掉地表下骨头的程度。所以那些黑色的区域就是骨头被吃掉的地方。

苏:为什么知道你的食骨虫对鲸鱼的影响如此重要?这纯粹是为了让你知道你得到了鲸鱼化石的正确年龄,还是更基本?它们是否有这样的影响,以至于你不一定能分辨出这个生物是什么,或者它来自什么时候?

尼克:没错。在10年内,它们可能会吃掉整块骨头。所以在这种情况下,我们就没有这种鲸鱼存在过的记录,而在一些鲸鱼身上,比如我在意大利调查的那只鲸鱼,很多骨头都被发现了,无法准确描述,因为它们被这些蠕虫弄得支离破碎,部分被破坏了。我真正感兴趣的是弄清楚鲸鱼化石记录中的空白是否可能是由这些蠕虫造成的。在鲸鱼的进化过程中,有一段重要的时期,当它们开始出海时,当它们离开浅水栖息地时,我们得到了这个记录上的空白,这是非常诱人的,因为在这个空白之后的下一个阶段,你开始看到我们所知道的现代鲸鱼的祖先,齿鲸和须鲸。但当它们开始向开阔水域移动时,有一个诱人的间隙,这正是尸体开始到达深海的时候。

戴安娜-来自利兹大学的尼克·希格斯,他希望发现是否贪吃鲸鱼化石记录的空白是由蠕虫造成的。

以辐射为食的细菌能消除辐射吗?

我们向华威大学的里奇·鲍登提出了这个问题……

里奇-据我所知-这不是我的研究领域-他们实际上并不分解同位素。同位素自然衰变,然后细菌利用能量,而不是细菌强迫衰变发生。它仍将以自然速率发生。

Chris -虽然有些人说有可能利用微生物将放射性同位素隔离成不溶性的,威胁较小的形式,或者将难以清理的放射性物质分解成更容易清理的形式。

里奇-是的。放射性同位素的矿化,例如铀化合物,可以通过硫杆菌来完成。例如,它们会将铀氧化成一种不溶的形式,这种形式更容易从溶液中去除。它被用于生物采矿。

我们如何从深海中获取样本?

我们向南安普顿大学的保罗·泰勒提出了这个问题……

保罗:传统的方法是用拖网和箱盖来收集,但如果你在热液喷口这样的地方工作,我们会用潜水器在海床上潜水8到20个小时。最近在过去的10年里,我们有了一个巨大的发展,我们称之为远程操作的车辆,这些车辆,一些大型汽车的大小,有一组摄像头,通过光纤电缆连接到母船,所以你从海底获得实时图像,你可以用操纵臂收集样本,然后把所有的东西带回水面。

在香槟通风口,白色的絮状物垫在极其气体,高温(>100°C, 212°F)的白色烟囱内和周围。

热液喷口的动物在变暖的气候下会更好吗?

我们向南安普顿大学的保罗·泰勒提出了这个问题……

保罗:这是一个有趣的问题,因为一个很大的误解是,生活在热液喷口的动物生活在非常高的温度下,因为从喷口流出的水高达407摄氏度。但大多数生活在热液喷口的动物生活在5到20摄氏度之间,这和你在英国南部水域的温度是一样的,从冬天到夏天。所以,在很多方面,对温度本身并没有特别的适应。聪明的做法是使用硫化氢。

只有基本物种才能依靠氧气的替代品生存吗?

我们向华威大学的Rich Boden提出了这个问题……

富——我想一切皆有可能,但许多细菌使用硝酸盐或金属等物质来代替氧气。我认为在真核生物中还没有发现它,所以植物和动物还没有,但细菌和古细菌当然可以做到。

来自NASA GRACE(重力恢复和气候实验)的重力异常图。

50:14 -哪里的重力最强?

你在地球上哪里会感受到最强和最弱的引力?

哪里的引力最强?

我们把这个问题交给了剑桥物理系的多米尼克·福特。

多米尼克-你需要计算出物质分布周围的引力场的物理原理是牛顿引力定律。这就是说,宇宙中的每一块物质都以一种力吸引宇宙中的每一块物质,这种力随着两个物体之间的距离而减小,但随着这些物体的质量而增大。所以,当涉及到整个地球时,你必须把所有组成地球的小物体的力加起来,才能算出总的合力是多少,这实际上是一个数学问题,当牛顿在制定万有引力定律时,这让他很头疼,这使他开创了一种新的数学技术,我们称之为微积分,把这些小的力加起来。

但即使数学本身很棘手,也很容易看出答案大概是什么样子因为如果你想象你在地球上挖洞,那么你的一部分地球在你的头上,其余的在你的脚下而之前,整个地球都把你往一个方向拉。所以当你在地球上挖洞的时候,引力相互抵消了,这意味着地球内部的引力场一定比地表的弱。

同样地,如果你向上进入太空或爬上一座高山,那么地球就会离你更远,这意味着它的引力更弱,所以你的体重就会减轻。

戴安娜:站在珠穆朗玛峰的顶端可能会让你感觉轻松一点,我认为这是不止一种方式!但什么能让我们感受到更强的吸引力呢?

多米尼克:地球表面的引力场是有变化的,这实际上是人们看待地质和构成地球的岩石的一种方式。所以,如果你在寻找一种特殊的岩石,你可以通过重力强度的变化来告诉你这里的岩石密度更大,还是更小,这可能会告诉你脚下的岩石成分。

地球在赤道处确实会凸出,但事实上,凸出的量正好可以抵消地球自转产生的离心力。所以,你感受到的向下的力,在地球表面是一样的。

戴安娜:某些岩石给地球的某些区域提供了更强的引力,地球赤道的凸起抵消了地球自转的离心力,听起来很简单。史蒂芬·邓肯在脸书上说,你应该把浴室秤放在屋顶上,而不是地下室。肖恩·霍斯金斯(Shawn Hoskins)说,金宝搏app最新下载裸体科学家应该资助听众进行一次实地考察,让他们环游世界,找出答案!

粉红色的水母

物体是如何通过释放光子来发光的?

克里斯-他们正在做的是用化学反应来激发一个分子。当你激发一个分子时,你会给围绕着这个分子的电子一些能量。这些电子暂时被踢到一个更高的能态,然后它们会再次失去多余的能量,因为它们会下降到原来的位置,而它们失去的能量,会以光子的形式释放出来。如果你是一种在水下发光的生物,比如水母,那你就是这样发光的。

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