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封面故事:消失的动物 Vanishing fauna 婆罗洲低地雨林的雄性云豹(Neofelis diardi borneensis)。包括罕见食肉动物在内的脊椎动物正在经历一个人为造成的全球衰退,并最后往往导致灭绝。这对生态系统和人类福将产生严重后果。(DOI: 10.1126/science.345.6195.392) 有关地球的正在消失动物的特刊 Connecting the dots between defaunation and social conflict 据研究人员披露,在化石记录中已经记录了5次大规模的物种灭绝事件,而地球目前正处于“第6个灭绝浪潮”之中。人类活动正在加速许多动物物种消亡的观点被广泛地接受,这些消亡可通过荒野之地的破坏、动物作为资源或奢侈品而被消费及对人类视作威胁或竞争对手的物种的杀戮而发生。但正如本期《科学》特刊所解释的,动物从世界生态系统中的快速消失常常是这种活动的一个副产品而不是其意图。两篇《评论》文章、一篇《政策论坛》、一篇《意见》文章及一篇新闻报道凸显了这一普遍存在的破坏动物区系问题以及当人类试图逆转这种情况时所出现的并发症。 在一篇《评论》文章中,Rodolfo Dirzo及其同事对人类对陆栖野生动物的影响进行了盘点;他们注意到,在过去的500年中有322种脊椎动物已经灭绝,而脊椎动物与无脊椎动物自这一最近的动物物种丧失脉动以来一直处于不断的减少之中--即所谓的人类世动物区系破坏。他们说,尽管大型的像老虎、犀牛及大熊猫等有魅力的物种得到了大多数的关注,但人们清楚,即使是最小甲虫的消失也会根本性地改变人所依赖的生态系统的形式与功能。由Philip Seddon及其同事所撰写的另外一篇《评论》文章重点介绍了人类试图通过不同的易位努力来遏阻这种人类世的动物区系破坏;这些努力包括将动物重新引入到野生种群之中及将整个种群重新植入到那些它们先前已经灭绝的地区。他们说,这些“重建动物区系”的尝试产生了许多矛盾的结果,尽管有诺干成功的故事会为将来带来希望。文章的作者还讨论了在未来重建动物区系的努力中用选择性繁殖或克隆技术来消除物种灭绝或复活已灭绝物种的可能的作用。 在一篇《意见》文章中,Joshua Tewksbury和Haldre Rogers表示,总的来说人还是关心动物的,只是没有像他们对食物、工作、能源及金钱那样关心。他们说,为了确保地球数十亿人的未来,在牢记人的主导性影响的同时,政策制定者必须认识到动物和生态系统在他们的社会-经济体系中的重要性。由Justin Brashares及同事撰写的一篇《政策论坛》接着对动物区系破坏如何会导致区域不稳定及恐怖主义扩散做出了解释。他们说,在物种丰度下降的地方常可看到人口贩卖、有组织犯罪及治安维持管理的增加。据文章作者披露,在抗击动物区系破坏的努力中须牢记这些基本原因。最后,由Erik Stokstadt撰写的一篇新闻报道提供了一个将所有这些因素结合起来会如何影响婆罗洲的一个国家公园的健康和生计以及那些赖其维生的人的实地观察。 (DOI:10.1126/science.1256734) 不同生态系统为稳定而组织在一起 On the structural stability of mutualistic systems 据一项新的研究报告,高度有组织的生态网络会更为稳定,这意味着这些网络发生变化不会导致它们瓦解。该研究发现,生活在高度有序网络中的物种可能在不威胁整体网络结构的情况下彼此之间经历迥异的生长速度。相反,在不甚有序或嵌套的网络中,不成比例的生长速度可能会引起某物种被淘汰--甚或遭灭绝。由Rudolf R. Rohr等人所做出的发现可帮助回答在生物学家中的一个长期存在的问题:是什么驱动了在生态网络中嵌套性——即物种间相互作用的周严组织——的出现?对此问题的答案仍有争议。尽管某些研究人员已经显示嵌套性可导致更具韧性的群落,而另外一些人则证明嵌套性会降低某网络中的稳定性,从而导致其韧性的瓦解。但Rohr等人说,后者的那些研究所用的是随意性的参数。在这里,他与他的团队推出了一个新的模型来评估嵌套性--他们所瞄准的是植物与其动物授粉者之间的网络,即那些被发现高度有序的群落,例如,它们有仅仅为某些植物进行专门授粉的动物。研究人员对嵌套性是否会令不同物种可以共存的地区增长或缩减进行了评估。重要的是,他们允许每个物种的内在生长速度发生变化;内在生长速度指的是物种可以最快生长的速度。该参数在这类研究中通常是固定的。应用在英国境内的有关23种植物-授粉动物群落网络结构的数据,研究人员显示,嵌套性可将物种间的竞争最小化,增加可生活在一起的物种数量并可增加稳定性。一则《视角》文章提供了更多的见解。(DOI:10.1126/science.1253497) 恐龙中有更为普遍存在的羽毛 A Jurassic ornithischian dinosaur from Siberia with both feathers and scales 西伯利亚出土的化石提示,恐龙中存在羽毛的情况可能比科学家们曾经认为的更为普遍--它们不仅仅局限于与始祖鸟有关的恐龙分支,而是存在于一大批不同的恐龙群体中。科学家们长期以来一直就鸟类的起源进行辩论,而与诸如羽毛等关键性禽类特征的起源也有重大的争论。他们知道,在鸟类进场之前很久羽毛就已经在恐龙中演化出来了,从而提示鸟类是恐龙的直接后裔。第一个提出这一观点的是查尔斯•达尔文;他将一种小型兽脚类恐龙的骨骼结构与已知的最早期鸟类之一始祖鸟进行了比较并显示两者颇为相似;始祖鸟也属于兽脚类动物分支。在1990年代,在中国发现了保存完好的带羽兽脚类动物化石,这为鸟类是兽脚类动物直接后裔的理念提供了证据。但有人一直想知道羽毛的存在是否在恐龙中更为普遍,而不是局限于这一特别的恐龙分支。现在,根据从俄国两个地方出土的6个部分的头骨及数百具骨架,Pascal Godefroit描述了在兽脚类动物群组之外的一种新的显示有羽毛样结构的恐龙。研究人员说,他们发现的他们称之为Kulindadromeus zabaikalicus的鸟臀目恐龙提示,在恐龙中羽毛的存在比科学家们认为的要更为普遍;也许所有的恐龙都有羽毛。他们的研究对较早期的提示提供了支持,即羽毛的出现并非一开始出于飞行的目的,而是为了与外部隔绝及/或发出吸引配偶的信号,只是到了后来羽毛才用于飞行。(DOI:10.1126/science.1253351) 大地震的征兆 Intense foreshocks and a slow slip event preceded the Iquique 2014 Mw 8.1 earthquake 据一项新的研究报告,智利的部分地区长期以来就应该发生一场迟迟没有发生的在今年早些时候所经历的大地震;在今年早些时候的该大地震发生前有过持续时间很久的一系列地震活动,这或是大地震可能的触发机制。这一持续良久的地震活动是一种所谓的慢滑事件的一部分;该缓慢滑动是一种地震样的事件,它会在一个为期数月甚或数年的时期内释放能量,而不是在几秒钟或数分钟内释放能量。2014年4月1日,在该地区发生了数次中等强度的地震之后,在智利北方港口城市伊基克遭遇了Mw 8.1的地震。伊基克地区自1877年以来一直没有经历过大地震,因此那里被视作是一个主要的地震空白区——即一个大地震出现逾期已久的地区。该2014年的地震部分打破了这一地震空白区。为了解这一地震之前的地震活动以更好地理解其基本空白区的历史以及它于目前仍然存在的危害,S. Ruiz等人从当地的监测站获得了连续性的GPS数据。对大型地震的这样的数据通常是得不到的,因为获取该数据需要有一个特别的地震仪分布阵列。然而,在这个区域却设立了这样一个阵列,因为该地区的地震可能性很大。研究人员在导致4月1日地震活动前的几个月中利用这一设备高分辨率地估测了地面运动。他们在2014年1月开始记录了一系列的事件,其中包括在3月的一次Mw 6.7的地震事件及数个随后的超过Mw 6的地震。重要的是,这些地震是在一个低耦合区域——它通常是地震活动的一个屏障——内发生的。研究人员将从1月至4月的整体事件序列解读为可能在2008年在智利开始的一个非常缓慢滑行事件的最后一步,且在该事件中,该低耦合区域扮演了一个关键性的作用。与其它地震相比——如2011年的日本东北大地震,在这一事件中的前驱事件的大小和持续时间是独特的。即便如此,在日本东北大地震及其它地震之前的某缓慢滑动的发生也暗示着一个缓慢的滑动事件或是大地震的一个可能的触发机制。(DOI:10.1126/science.1256074) |