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巴拿马的一只蜂鸟幼鸟模仿有毒的毛毛虫来躲避捕食者——这是鸟类模仿昆虫的罕见案例。当杰伊·福克 (Jay Falk) 和斯科特·泰勒 (Scott Taylor) 第一次在巴拿马茂密的雨林中发现白颈雅各宾蜂鸟幼鸟时,这两位鸟类生物学家并不确定他们看到的是什么。
一只白颈雅各宾蜂鸟正在孵蛋。图片来源:Michael Castaño-Díaz
这只雏鸟刚出生一天,大小不及小指,全身覆盖着棕色绒毛。当他们靠近鸟巢时,雏鸟开始抽搐并摇头,这是研究人员从未在鸟类身上观察到的动作。
他们很快意识到,这只小鸟可能在模仿一种产于同一地区的有毒毛虫,利用这种行为来防御捕食者。在 3 月 17 日发表在《生态学》杂志上的一篇论文中,科罗拉多大学博尔德分校生态学和进化生物学副教授泰勒和他的团队首次记录了蜂鸟的这种模仿行为。
“我们对鸟类在热带巢穴中的行为知之甚少,”这项研究的主要作者、泰勒实验室的博士后研究员福尔克说。“如果我们花更多时间观察和探索自然界,这种情况可能比我们意识到的要普遍得多。”
这只蜂鸟幼鸟全身覆盖着长长的棕色羽毛。图片来源:Scott Taylor/科罗拉多大学博尔德分校
白颈雅各宾蜂鸟常见于中美洲和南美洲。雄鸟有闪闪发光的蓝绿色羽毛,而雌鸟则有低调的绿色羽毛。
福尔克也是史密森尼热带研究所的研究员,他说热带雨林对小鸟来说是个危险的地方。蛇、猴子、鸟,甚至昆虫都会捕食它们。先前的研究表明,热带地区的鸟雏比温带森林中的鸟雏更容易被捕食者吃掉。
当研究人员靠近蜂鸟巢时,这只蜂鸟幼鸟开始像毛毛虫一样摇头。图片来源:Jay Falk/科罗拉多大学博尔德分校和史密森尼热带研究所
那么,小小的蜂鸟幼鸟如何生存呢?福尔克可能在 2024 年前往巴拿马索贝拉尼亚国家公园旅行时偶然发现了答案。
尽管白颈雅各宾鸟经常造访福尔克在巴拿马研究站外的喂食器,但福尔克从未见过白颈雅各宾鸟雏鸟或它的巢穴。
但去年三月,史密森尼热带研究所的迈克尔·卡斯塔诺和哥伦比亚安蒂奥基亚大学的塞巴斯蒂安·加兰-吉拉尔多发现一只雌性雅各宾蜂鸟正在巢中孵蛋,巢离一条森林小道不远。这个巢比福尔克的手掌还小,由植物碎片制成,与周围环境完美融合。
白颈雅各宾蜂鸟幼鸟。图片来源:Michael Castaño-Díaz
在接下来的一个月里,研究小组密切监测了蜂巢,并目睹了一只雏鸟从蛋中孵化出来。与大多数出生时全身赤裸的蜂鸟不同,雅各宾蜂鸟的雏鸟身上覆盖着长长的棕色羽毛,看起来与蜂巢材料几乎一模一样。就在那时,研究小组目睹了雏鸟不寻常的抽搐行为。科学家们从未在其他蜂鸟物种中报告过类似的行为。
“我开始给人们发视频,问他们‘这看起来像什么?’”泰勒说。“他们总是说,‘这看起来像毛毛虫。’这太令人兴奋了。”
鸟蛋孵化后的第二天,研究小组发现,当母鸟不在的时候,一只捕食性黄蜂会接近雏鸟。当黄蜂在巢穴上方盘旋时,雏鸟开始像研究人员看到的那样剧烈抽动身体,左右摆动头部。几秒钟后,黄蜂飞走了。
雅各宾蜂鸟幼鸟让福尔克和泰勒想起了他们之前读过的一篇论文。另一组研究人员报告说,一种原产于亚马逊雨林的鸣禽幼鸟灰白哀鸣鸟可能与该地区的有毒橙色毛虫相似,因为它们有鲜艳的橙色外衣,受到惊扰时会左右摇头。
福尔克和他的同事研究了巴拿马这一地区的其他毛毛虫,发现许多毛毛虫都有类似的棕色毛发,可以给捕食者带来痛苦的刺痛,甚至杀死它们。有些毛毛虫在感到受到威胁时也会摇头,就像小鸡一样。
科学家将这种模仿有害物种防御信号的生存策略称为贝氏拟态。例如,一些无毒奶蛇会演化出类似于有毒珊瑚蛇的红、黄、黑三色图案,以抵御掠食者。
“贝氏拟态的很多经典例子包括蝴蝶模仿其他蝴蝶,或蛇模仿其他蛇。但在这里,我们有可能看到鸟类模仿昆虫,脊椎动物模仿无脊椎动物,”泰勒说。
虽然这项研究只是描述了一次观察,但研究人员希望在未来通过实验来检验他们的理论,比如将外表和行为各异的人工雏鸟放入蜂鸟巢中,看看哪些雏鸟更容易被捕食者攻击。他们还希望鼓励观鸟者和公民科学家记录更多的蜂鸟巢。
“我们对自然界的认知很大程度上受到我们自己对可能发生的事情的想法的影响,”泰勒说。“我们能发现的东西令人难以置信,但我们确实必须广泛思考。”
编译自/ScitechDaily
即将出版的新书《乐观主义者:萨姆·奥特曼、OpenAI 和创造未来的竞赛》的摘录提供了有关 OpenAI 董事会为何在 2023 年短暂解雇首席执行官萨姆·奥特曼的新细节。
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该书由《华尔街日报》记者 Keach Hagey 撰写,书中声称,该非营利组织的董事会成员在了解到 Altman 个人拥有的 OpenAI 创业基金等问题后越来越感到担忧。
与此同时,据报道,联合创始人 Ilya Sutskever 和首席技术官 Mira Murati 正在收集他们认为 Altman 有恶意和不诚实行为的证据,其中包括 Murati 的 Slack 频道的截图。例如,Altman 据称声称公司的法律部门表示 GPT-4 Turbo 不需要联合安全委员会审查,但公司的首席律师否认了这一说法。
在 Sutskever 向董事会成员提供了这些证据后,他们采取行动罢免 Altman,并任命 Murati 为临时首席执行官。但这很快就被反转,OpenAI 员工(包括 Sutskever 和 Murati)签署了一封信,要求 Altman 回归——Altman 很快就这么做了,Sutskever和Murati随后离开并创办了自己的初创公司。
一个世纪前,埃德温·哈勃证明了银河系只是不断膨胀的宇宙中众多星系之一,从而彻底改变了我们对宇宙的认识。这一突破使我们发现了宇宙的浩瀚规模及其不断扩张,挑战了我们的认知,加深了我们对宇宙的好奇心。
埃德温·哈勃通过发现银河系以外的其他星系并揭示宇宙的膨胀,打破了 20 世纪 20 年代天文学的界限,开启了宇宙探索的新时代。
一百年前,天文学家埃德温·哈勃重塑了我们对宇宙的理解。1925 年 1 月,在美国天文学会的一次会议上,一位同事代表他提交了一篇论文,提出了一项开创性的说法:仙女座星云 (M31) 距离我们近一百万光年。这个距离使它远远超出了银河系,证明了我们的星系并不是整个宇宙。
哈勃的发现为研究我们星系以外的星系打开了大门。此后的几年里,像我这样的天文学家发现了一个广阔而不断扩张的宇宙,其中充满了数万亿个星系,从根本上改变了我们对太空的看法。
仙女座星系(M31)是我们银河系最大的星系邻居。图片来源:NASA/JPL-Caltech
1610 年,伽利略利用当时新发明的望远镜发现银河系是由无数暗淡的恒星组成的。此后的三个世纪,天文学家一直认为银河系就是整个宇宙。
随着望远镜的改进,天文学家观察到了神秘而模糊的光斑,即星云。到 18 世纪末,威廉·赫歇尔利用恒星计数绘制了银河系地图,并记录了超过一千个星云和星团。他和他那个时代的大多数天文学家一样,认为这些星云只是我们银河系内的物体。
查尔斯·梅西耶还于 1781 年制作了一份包含 100 多个著名星云的目录。梅西耶对彗星很感兴趣,所以他的目录是一组可能被误认为是彗星的模糊物体。他希望彗星猎人避开它们,因为它们不会在天空中移动。
随着越来越多的数据积累,19 世纪的天文学家开始发现星云是混杂的。有些是气态恒星形成区,如猎户座星云或 M42(梅西耶星表中的第 42 个天体),而其他则是星团,如昴宿星团或 M45。
第三类星云——具有螺旋结构的星云——特别引起了天文学家的兴趣。仙女座星云M31 就是一个突出的例子。从黑暗的地方用肉眼就可以看到它。
早在 18 世纪中叶,天文学家就推测某些星云可能是遥远的恒星系统或“宇宙岛”,但没有数据支持这一假设。宇宙岛指的是银河系外可能存在巨大的恒星系统的想法——但现在天文学家将这些系统称为星系。
1920年,天文学家哈罗·沙普利和赫伯·柯蒂斯进行了一场大辩论。沙普利认为螺旋星云很小,位于银河系内,而柯蒂斯则持更激进的观点,认为它们是独立的星系,非常大而且遥远。
当时,争论尚无定论。天文学家现在知道,星系是孤立的恒星系统,比它们之间的空间小得多。
埃德温·哈勃年轻而雄心勃勃。30 岁时,他来到南加州威尔逊山天文台,正好赶上使用当时世界上最大的新型胡克100 英寸望远镜。
他开始拍摄螺旋星云的底片。这些玻璃底片使用覆盖其表面的感光乳剂记录夜空的图像。望远镜的尺寸使其能够拍摄非常暗淡的物体的图像,其高质量的镜面使其能够区分某些星云中的单个恒星。
在天文学中估算距离是一项挑战。想象一下,在漆黑的夜晚,估计某人用手电筒照你的距离有多难。星系的大小和质量范围非常广泛。测量星系的亮度或表观大小并不能很好地指导其距离。
哈勃望远镜利用了亨丽埃塔·斯旺·勒维特10 年前的一项发现。亨丽埃塔·斯旺·勒维特在哈佛大学天文台担任“人体计算机”,辛苦地在底片上测量数千颗恒星的位置和亮度。
埃德温·哈勃在威尔逊山天文台使用望远镜。图片来源:华盛顿卡内基研究所
她对造父变星特别感兴趣,造父变星的亮度会定期脉动,因此它们会在特定周期内变亮或变暗。她发现了造父变星的变化周期或脉动与其固有亮度或光度之间的关系。
测量造父变星的周期后,就可以利用平方反比定律根据其亮度计算出距离。恒星距离越远,亮度就越暗。
哈勃努力工作,每个晴朗的夜晚都会拍摄螺旋星云的图像,寻找造父变星的迹象。到 1924 年底,他在 M31 中发现了 12 颗造父变星。他计算出 M31 的距离是惊人的 90 万光年,但他低估了它的真实距离——大约 250 万光年——因为他没有意识到有两种不同类型的造父变星。
他的测量结果标志着有关银河系大小和星云性质的大辩论的结束。哈勃将他的发现写信给了哈罗·沙普利,后者认为银河系涵盖了整个宇宙。
“这是一封摧毁我的世界的信,”沙普利评论道。
哈勃一直渴望得到公众关注,他在一位同事于华盛顿特区举行的天文学家年会上发表论文的五周前,将自己的发现泄露给了《纽约时报》。
2009 年 5 月 19 日,哈勃望远镜被亚特兰蒂斯号航天飞机的机组人员释放,漂浮在地球上空。机组人员在五次太空行走中完成了所有计划任务,使维修任务 4 (SM4)——宇航员第五次访问哈勃太空望远镜——取得了圆满成功。图片来源:NASA但哈勃并没有就此止步。他的第二项重大发现也彻底改变了天文学家对宇宙的理解。当他将数十个星系发出的光分散成光谱,记录下每个波长的光量时,他注意到光总是向更长或更红的波长移动。
来自星系的光穿过棱镜或从望远镜的衍射光栅反射,捕捉从蓝色到红色的光强度。
天文学家把这种向更长波长的转变称为红移。看起来这些红移星系都正在远离银河系。
哈勃的结果表明星系距离地球越远,远离地球的速度就越快。哈勃获得了这一发现的大部分荣誉,但洛厄尔天文台天文学家维斯托·斯利弗也注意到了同样的现象,但没有发表他的数据,他也预料到了这一结果。
哈勃提到星系具有退行速度,即远离地球的速度,但他从未弄清楚它们远离地球是因为宇宙越来越大。
比利时宇宙学家兼天主教神父乔治·勒梅特 (Georges Lemaitre)意识到广义相对论描述的是一个不断膨胀的宇宙,从而建立了这种联系。他认识到星系之间的空间膨胀可能会导致红移,使它们看起来彼此之间以及与地球之间的距离越来越远。
勒梅特是第一个提出膨胀必定是在大爆炸期间开始的人。
美国宇航局以哈勃望远镜命名了其旗舰太空天文台,35 年来它一直用于研究星系。天文学家经常观测的星系比 20 世纪 20 年代观测到的星系暗淡数千倍,距离也更远。詹姆斯·韦伯太空望远镜则将这一极限进一步推向了新高度。
目前的记录保持者是一个距离我们 340 亿光年的星系,它是在宇宙大爆炸后仅 2 亿年被发现的,当时的宇宙比现在小 20 倍。埃德温·哈勃看到这样的进步一定会感到惊讶。
作者是亚利桑那大学天文学杰出教授克里斯·英佩 (Chris Impey)。
改编自最初发表在《对话》杂志上的一篇文章。
上面这张地图展示的是现代熊类的分布,从地图中可以看到,现在非洲竟然没有熊的存在。要知道熊是一种适应能力极强的“通才型哺乳动物”, 它们能够生活在森林、草原、高地、山区....等等各种环境类型中;它们是杂食性的,几乎什么都能吃,而且捕食能力也不弱,保护自己的能力更是不差;另外,相对于其它大型哺乳动物,它们总体上种类繁多,它们也已经分布在几乎所有胎盘哺乳动物出现的地方。
从地图上可以看到,澳大利亚也没有熊,这是因为这块土地本身就不是胎盘哺乳动物的陆地,在胎盘哺乳动物出现之前,该陆地就已经分离了出去。
但是非洲不同,它一直与其它大陆有一定关联,所以非洲没有熊,这无论从哪方面来看似乎都非常不符合逻辑。
那么有趣的问题是,为什么熊没有出现在非洲?
在继续讨论之前,我们必须清楚,非洲在过去是有熊的,而且撒哈拉沙漠以北地区的熊刚刚才灭绝没多久。
阿特拉斯熊就是那个刚刚灭绝的非洲熊类,它们生活在北非阿特拉斯山脉地区,被认为是棕熊的一个亚种。
阿特拉斯熊是猎枪发明的第一批受害者,据信最后一只阿特拉斯熊死于1870年的摩洛哥北部,被猎人射杀,而这时候猎枪刚刚出现没多久。
而撒哈拉以南地区则只在南非和埃塞俄比亚发现了熊化石,它们属于郊熊属(Agriotherium),这是一个已灭绝的熊属,
郊熊在熊家族中非常著名,因为它们是已知最大的食肉目成员之一,它们大约在1160万年前进化,然后在大约258万年前灭绝,除了非洲之外,过去它们还遍布亚欧大陆和北美。
总得来说,熊在非洲只是在撒哈拉以南地区“断档”了250多万年而已,而在以北地区它们一直存在,只是因为近代的人类活动,导致了它们灭绝而已。
一些人认为撒哈拉沙漠在最近几千年才形成,不过我查到该地区可能早在530万至260万年前就已经开始进入了完全沙漠和部分
所以,在郊熊之后就没有其它熊出现非洲南部,我觉得第一个原因很可能和撒哈拉沙漠地带的存在有关系,它阻断了熊继续向南迁徙,或者让熊迁徙变得异常困难。
那么,为什么在撒哈拉沙漠地带形成之前,除了郊熊之外,也没有其它熊进入非洲,并在非洲定居呢?
熊的演化迁徙之路
现代有八种熊,被分为三个亚科——熊亚科、大熊猫亚科和眼镜熊亚科,其中大熊猫亚科和眼镜熊亚科现存都只剩下一种熊。
不过,熊在过去会更加繁荣,根据现有的发现,它们开始于3800万年前,北美洲一种浣熊大小、长相上有点像现代鼬科动物的哺乳动物——被称为Parictis。
Parictis只被发现了一块带有两颗前臼齿的下颚碎片的化石,所以它的归类一直被修改,化石早在1893年就已经被发现了,但直到1998年才被归入熊科,成为已知最早的熊科成员。
之后,这些小型熊科动物开始从北美出发,通过白令海峡交替出现陆桥辐射到了亚洲,并且饮食和体型发生了巨大变化。
大约2000万年前,祖熊属(Ursavus)开始在亚洲出现,它便是现代三个熊亚科的祖先。
Ursavus elmensis是祖熊属的最早成员,它被称为黎明熊,大约生活在1600万年前,一般认为它就是最早的、无可争议的熊物种。
黎明熊身高已经达到70多厘米,善于攀爬,具有独特的杂食性牙齿,长相可能与现代貉相似。
祖熊及其近亲们获得了巨大成功,它们在亚欧大陆,以及北美地区开始变得多样化。
到了大约1000万年前,短面熊(Tremarctinae)开始在北美出现,这个熊亚科物种成为更专业的食肉动物,它们的体型也得到了巨大突破——巨型短面熊的体重甚至超过了600公斤,并且在200万年前巴拿马陆桥出现后向南美洲迁徙,留下今天眼镜熊亚科的唯一物种——眼镜熊。
与美洲大陆的熊不同,欧亚大陆的熊科动物并没有倾向于变大,而是变得更慢,主要以杂食为主,期间甚至诞生了一个专吃竹子的分支,也就是大熊猫亚科,它们在大约700-800万年从祖熊的一个分支中分离出来,并直到今天没有太多变化——至少饮食不变。
而熊亚科的六个物种则是由奥弗涅熊(Ursus minimus)进化而来,大约280-500万年,奥弗涅熊在欧亚大陆获得巨大的辐射和变化。
其中棕熊在120-280万年前分离出来,而北极熊则是最新的熊,它们被认为是在20万年前由棕熊进化而来。
为什么熊没有在非洲南部多样化?
只要简单整理熊的演化之路,就不难发现,熊确实很少进入非洲南部地区,即便是在撒哈拉沙漠形成之前。
所以,肯定还有某种因素阻挡了熊的前进,这里我能想到的可能就是猫科动物的存在。
我们前面提到的非洲郊熊灭绝的原因,被认为就是竞争失败,它们根本无法和非洲的猫形亚目食肉动物竞争,即便非洲郊熊可能主要以植食和食腐为主。
食肉目胎盘哺乳动物很早开始就分裂成两类——犬形亚目和猫形亚目,这两类似乎永远是都在竞争,如今地球上任何一个地方,只要犬形亚目丰富的地方,那么猫形亚目就必定很少,反之亦然。
熊是属于犬形亚目,而非洲南部基本是猫形亚目的天下,只有一种犬形亚目动物取得一定成功——就是非洲野犬,这和它们的群居能力有很大关系。
不过,非洲野犬目前是最濒危的非洲较大食肉动物之一,它们甚至比猎豹还濒危,可见它们混得也不咋地,所以环境稍有变化就快混不下去了。
熊在撒哈拉沙漠阻断它们迁徙之前,可能也在不停尝试进入非洲南部,但是除了非洲郊熊之外,基本没有获得一定成功的物种。
但显然郊熊也与现代的非洲野犬一样,生存空间被猫形亚目动物严重挤压,没有出现多样化,并最终在环境出现一定变化时走向灭绝。
另外,值得一提的是,短面熊的灭绝很可能也和大型猫科动物迁徙到美洲有很大关系。
或许,熊这种“不入流”的食肉动物,在更加专业化的猫科面前,确实没有那么强的适应能力。