草食性恐龍并非一直吃素

按照以往對(duì)大型草食性恐龍的牙齒和頜骨進(jìn)行的分析，研究者發(fā)現(xiàn)它們擅長處理纖維性植物食物。據(jù)此，一般假定草食性恐龍為嚴(yán)格的食草動(dòng)物。對(duì)大型鳥臀目恐龍攝食行為的重建，主要是基于大型草食性哺乳動(dòng)物——二者在體型上類似。但是，目前仍缺乏關(guān)于鳥臀目恐龍的具體食物選擇信息。近期，研究者分析了來自猶他州南部凱佩羅維茲組地層的恐龍糞化石后發(fā)現(xiàn)，晚白堊世大型恐龍經(jīng)常食用甲殼綱動(dòng)物和腐木。這些化石體積較大，所含成分主要為木質(zhì)，表明原排泄物來自大型草食性恐龍，且這些恐龍具有能夠處理纖維性食物的齒列。但是，糞化石中同時(shí)也散布著類似甲殼綱動(dòng)物外殼的成分，這表明這些恐龍還食用了藏在腐木中的相當(dāng)大的甲殼綱動(dòng)物。根據(jù)過去從凱佩羅維茲組地層中所得的發(fā)現(xiàn)，研究者推測這些排泄物可能來自鴨嘴龍。多個(gè)糞化石中出現(xiàn)甲殼綱動(dòng)物意味著存在一種規(guī)律性的（可能是季節(jié)性的）攝食策略，也就是說，部分草食性恐龍可能在一年中的某些時(shí)候會(huì)以甲殼綱動(dòng)物為食。這更符合鳥類食性，而非大部分大型草食性哺乳動(dòng)物嚴(yán)格的草食食性。（Scientific Reports 2017，7:11163）

高鹽攝入會(huì)改變小鼠的腸道菌群

高鹽攝入與現(xiàn)代生活方式有關(guān)，可能導(dǎo)致高血壓和心血管疾病，也可能通過誘導(dǎo)一直與高血壓聯(lián)系的促炎性TH17細(xì)胞驅(qū)動(dòng)自體免疫。為了確定高鹽攝入對(duì)于腸道菌群成分的影響，研究者分析了被喂食鹽分正常食物和高鹽食物的小鼠的排泄物樣本。結(jié)果發(fā)現(xiàn)到第14天時(shí)，在被喂食高鹽食物的小鼠中，有多種微生物明顯減少。之后，他們采用16S核糖體DNA基因測序和計(jì)算方法來鑒定減少了的最重要的菌群，發(fā)現(xiàn)一種乳桿菌屬細(xì)菌與高鹽食物關(guān)聯(lián)最強(qiáng)。進(jìn)一步的研究表明，向小鼠注射這種乳桿菌屬細(xì)菌會(huì)減少TH17細(xì)胞，防止主動(dòng)誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎（腦炎小鼠模型）和鹽敏感性高血壓發(fā)生鹽誘導(dǎo)型惡化。另外一個(gè)在健康人類身上進(jìn)行的小型前導(dǎo)性研究發(fā)現(xiàn)，增加鹽攝入會(huì)降低多種乳桿菌屬細(xì)菌的存活，而且伴有TH17細(xì)胞增加和血壓上升，這與上述研究結(jié)果一致。盡管如此，還需要進(jìn)一步在人類身上進(jìn)行研究。（Nature2017,551:585-589）

古地中海變遷重塑現(xiàn)代海洋生物分布格局

古地中海又稱特提斯洋，在6500萬年前橫貫歐亞大陸南部地區(qū)，連通大西洋和太平洋，青藏高原也被古地中海所覆蓋。4000萬年前印度板塊、非洲板塊與歐亞的碰撞形成了阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶，標(biāo)志著古地中海的海退，1500萬年前阿拉伯板塊與歐亞大陸的碰撞導(dǎo)致古地中海的閉合，550萬前鹽度危機(jī)促使古地中海最終消失。如今，古地中海殘跡自阿爾卑斯山、扎格羅斯山、青藏高原至中南半島，涵蓋了地中海盆地、高加索地區(qū)、喜馬拉雅山區(qū)和印度-西太平洋群島等地區(qū)。

近期，研究者整理分析了軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、渦蟲、苔蘚蟲和魚等水生動(dòng)物的化石及現(xiàn)生分布資料，提出古地中海變遷歷史中的三次重要隔離分化事件。其中6500年前大西洋的變寬阻斷了大西洋東、西兩岸的生物交流，1500萬年前古地中海閉合導(dǎo)致地中海和印度-太平洋生物隔離分化，300萬年前巴拿馬地峽的形成促使東太平洋和西大西洋姐妹種的獨(dú)立演化。古地中海分解為今天的東太平洋、西大西洋、東大西洋、地中海和印度-西太平洋5大生物區(qū)域。板塊運(yùn)動(dòng)極大地?cái)U(kuò)大了印度-西太平洋地區(qū)的淺海生境，促進(jìn)生物多樣性中心從古地中海西部（現(xiàn)在的東太平洋和地中海盆地）轉(zhuǎn)移到印度-西太平洋地區(qū)。

古地中海海退為歐亞大陸生物多樣性分化提供了生態(tài)機(jī)遇。古地中海海退擴(kuò)大了歐亞大陸淡水生境，為海洋動(dòng)物向淡水生境轉(zhuǎn)移提供了新的生態(tài)機(jī)遇，促進(jìn)歐亞大陸淡水生物生物多樣性的快速增加。鉤蝦從海洋到淡水為古老的、單一起源，并占擴(kuò)張到歐亞大陸內(nèi)陸；魚類等為近期的、多次從海洋到淡水的演化，只占據(jù)了陸地邊緣。（BiologicalRieviews2017,doi:10.1111/brv.12376）

火在陸生植物演化中的作用

地球是唯一已知有火的星球。地球上的植物制造了燃燒所需要的氧氣和燃料，而閃電提供了無處不在的火源。火與地球生命相生相隨，正如"野火燒不盡，春風(fēng)吹又生"?；鹨呀?jīng)深刻地嵌入了地球歷史和人類文化。目前，大約60%的地球陸地表面都會(huì)在15年內(nèi)經(jīng)歷一次野火。幾百年來，人們習(xí)慣于認(rèn)為野火頻發(fā)是氣候、地理因素，或人為干擾的結(jié)果，而忽略了野火在塑造植物群落，以及植物適應(yīng)性功能性狀進(jìn)化過程中的決定性影響。從4.2億年前植物從水生進(jìn)化到陸生之后，火就成為了地球的一個(gè)重要特征。野火作為一種自然過程，與太陽和雨水一樣，成為了生態(tài)系統(tǒng)中最基本的要素之一。

全球廣泛分布的微木炭化石是地球歷史時(shí)期火存在的證據(jù)，表明火在過去4.2億年的地質(zhì)歷史中始終存在。古地球的氣候因子，比如降雨和降雨的季節(jié)性，以及古大氣中的二氧化碳和氧氣含量，決定了植物生長狀況和燃料的易燃性。因此，火的動(dòng)態(tài)和頻率隨地球氣候的變化而波動(dòng)，而古大氣中氧的含量起決定性的作用——大氣含氧量越高，野火活動(dòng)越頻繁。

最早的陸生植物化石出現(xiàn)在4.2億年前的志留紀(jì)，而差不多同期，就有火存在的化石證據(jù)，但是大規(guī)模的火直到泥盆紀(jì)晚期（3.7億年前）才出現(xiàn)，因?yàn)榇藭r(shí)進(jìn)化出的植物葉與木質(zhì)化的樹干才使大規(guī)模的野火成為可能。在石炭紀(jì)-二疊紀(jì)漫長的9000萬年歷史中，地球上的高溫與強(qiáng)烈的季節(jié)性降雨氣候，特別是超高的大氣氧氣含量（28%，遠(yuǎn)高于現(xiàn)在的21%），導(dǎo)致了全球性頻發(fā)的野火。正是在這一時(shí)期，針葉植物開始起源和進(jìn)化，其諸多性狀（比如種子林冠宿存，火后重新萌發(fā)枝條等）都被認(rèn)為是適應(yīng)這一時(shí)期野火環(huán)境而起源進(jìn)化的。

在大約一億年以前的白堊紀(jì)中期，被子植物開始迅速的多樣化，大量的微木炭化石證據(jù)表明，這一時(shí)期是繼石炭紀(jì)-二疊紀(jì)后又一次野火活動(dòng)的高峰期，這一高峰期同樣是受到超高的大氣氧含量影響而出現(xiàn)的。這個(gè)發(fā)現(xiàn)催生了新的被子植物多樣化理論，即頻繁的野火在裸子植物占優(yōu)勢的生態(tài)系統(tǒng)中制造了適合被子植物快速生長的林窗，使被子植物得以迅速替代裸子植物，而生長迅速的被子植物也能正反饋維持野火的動(dòng)態(tài)，從而進(jìn)一步促進(jìn)其多樣化。

生態(tài)學(xué)證據(jù)表明，在地球上現(xiàn)存的一些重要生態(tài)系統(tǒng)，比如地中海式氣候生態(tài)系統(tǒng)、熱帶草地和稀樹草原、北半球高緯度地區(qū)的針葉林系統(tǒng)中，野火是維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的重要生態(tài)因子與進(jìn)化力量。而這些系統(tǒng)中的植物功能性狀也能反饋影響與維持系統(tǒng)的火動(dòng)態(tài)。熱帶雨林的傳播可能得益于始新世早期野火活動(dòng)的減弱，因?yàn)檫@一時(shí)期的大氣含氧量正好大幅下降了；熱帶地區(qū)闊葉樹森林的出現(xiàn)，使得濕潤蔭蔽的下層植被中可燃物的積累減少，從而進(jìn)一步降低了熱帶森林的火災(zāi)發(fā)生頻率。在現(xiàn)今生態(tài)系統(tǒng)中，很多植物的功能性狀，比如種子林冠宿存、植物火后重新萌枝和樹皮加厚等，其起源與進(jìn)化與野火的歷史動(dòng)態(tài)有密切的關(guān)系。其中最為引人注目的是，植物燃燒產(chǎn)生的煙中的化學(xué)物質(zhì)（比如丁烯羥酸內(nèi)酯）能打破很多植物種子的休眠并促進(jìn)萌發(fā)，調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育。這些性狀廣泛分布于各種植物類群中，并具有非常古老的起源。比如針葉樹中種子林冠宿存的起源可以追溯到3億年的石炭紀(jì)-二疊紀(jì)，而丁烯羥酸內(nèi)酯作為植物激素則有超過4億年的歷史。

野火既是推動(dòng)地球陸生植物進(jìn)化的重要機(jī)制，也是維持全球重要生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的重要生態(tài)因素。人類活動(dòng)對(duì)火動(dòng)態(tài)的影響越來越大，在全球氣候變化與人口不斷增長的背景下，我們需要對(duì)未來全球野火的動(dòng)態(tài)變化和植被的響應(yīng)加以精確預(yù)測，以確保對(duì)野火頻發(fā)地區(qū)自然資源的有效保護(hù)與管理。（NationalScienceReview2017,0:1-18）