3月22日《科学》杂志精选

 

据一项新的研究报告，在三叠纪末由大规模火山爆发所引发的气候变化可能导致了陆地及海洋生物多样化的普遍丧失，从而为恐龙在接下来的大约1亿年中主宰地球创造了条件。在三叠纪时期，大量的挥发性气体引发了气候变化，而这些变化给地球上的生命施加了压力并导致了大规模的物种灭绝。科学家们过去将火山爆发的时间与物种大灭绝联系在一起，但这种估计是建立在上百万年的时间尺度上的。Terrence Blackburn及其同事证明，岩浆的爆发发生在一个2万~3万年的时间尺度中。根据在北美和摩洛哥采集的岩石样品，Terrence Blackburn及其同事推断出了准确的发生在环绕着物种大灭绝时期的事件年代，这一物种大灭绝大约发生在2.01亿年前，是三叠纪和侏罗纪之间的时期。海洋和陆地化石消失的时间与称之为中大西洋岩浆省的大型岩浆流爆发的地球化学证据相符。在数千年的时间里，仅由火山活动的数个事件之一所释放出的大量的岩浆及气体可能已经增加了大气中的二氧化碳并很可能酸化了海洋。

 

 

一种发现山体滑坡的新方法利用了通常是用于地震研究的地震波数据。这种技术可帮助快速启动对全球山体滑坡的监控。过去，灾难性的山体滑坡会在事件发生之后多日内不被发现。山体滑坡很难直接测量，因为这种测量需要有一个散布在整个广袤而且富有挑战的地形中的密集传感器网络。Goran Ekstrom及其同事证明，山体滑坡会产生波及整个地球的震动，而且与地震一样，由山体滑坡所引起的地震波可用遥感方法探测到。用卫星图像梳理地震数据使得文章的作者能够将过去未被记录过的与喜马拉雅山中的锡亚琴冰川有关的7次大规模山体滑坡系列事件进行定位和量化。这些山体滑坡遵循某种数学缩放规则，这使得研究人员对诸如质量、能量、持续时间及滑坡的方向或碎片流动等性质进行确定成为可能。地震数据可能有利于确定未知或未被观察到的山体滑坡的发生地点及时间。

 

 

一种针对哺乳动物耳朵的新观点可帮助解释为什么人类更容易发生耳部感染和听力丧失。研究人员发现，哺乳动物的耳部发育涉及到上皮细胞的破裂并且该细胞会被一种完全不同的细胞类型所取代。这些发现表明这一过程可能是哺乳动物所特有的。Hannah Thompson和Abigail Tucker用转基因小鼠来追踪耳内的这两种不同类型细胞的发育。他们发现，随着耳朵的形成，内胚层发生破裂，而一层新的叫做神经嵴的组织被添加至中耳腔。要做到这一点，神经嵴必须从间充质细胞类型转变成为一种上皮细胞。文章的作者提出，这两种内衬于中耳腔的独特类型的细胞可能与中耳声音传导骨的演化相关。哺乳动物的定义性特征之一是其存在着被称作听小骨的3个细小的耳骨。鸟类、爬行类及其他非哺乳动物只有一个耳骨。在哺乳动物中所添加的神经嵴组织可能是该3骨结构的一个后果。值得注意的是，神经嵴衬里不是一种非常好的上皮，它不能针对碎片或炎症提供多少防护。耳部感染及听力丧失可能源自于神经嵴组织的问题。

 

 

据一项新的研究披露，研究人员可以从一个蹦蹦跳跳穿越荒漠中沙子的蜥蜴身上学到很多东西。像过去的对空气和水的运动进行的研究一样——它们带来了飞机机翼以及水下机器人的改善——Chen Li及其同事对物体如何跨越像沙子或砾石等颗粒状表面进行了研究。根据他们的发现，研究人员设计了一种6条腿的机器人装置，它能够在一个干燥、松散颗粒的地层上有效地穿越。他们的设计虽然还不像行走的动物那样有效，但它可帮助改善诸如火星探测器等漫游及行走机器人的性能。研究人员解释说，与像沙、土、泥淖和草等“可流动地面”的相互作用常常会比穿过液体的运动更为复杂。因此，Li及其同事根据先前对昆虫和蜥蜴研究所得到的自然界的暗示，用电脑模拟来确认最佳的腿形及穿越这种可变形地形的步幅频率。考虑到会对每个机器人腿造成不同影响的升力和拖曳力——这取决于它们是如何进入和离开这些颗粒表面的——研究人员选定了一种似乎能优化每一步的特定的机器人设计。由Melany Hunt撰写的一篇文章更为详尽地解释了这一设计以及该设计对地球和其他行星的意义。

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