豹妈妈表现出灵活的托儿服务

豹妈妈表现出灵活的托儿服务

豹妈妈面临人类妈妈熟悉的困境:什么时候才能让孩子离开家? 根据从南非野生动物保护区收集的豹子家族40年的数据,答案各不相同。 研究人员本月在“动物生态学杂志”上报告说,有些母亲在出生后9个月就赶走了幼仔,而 。 研究小组发现,幼崽的任何一种情况都很好,但从长远来看,与小熊一起度过更多时间的母亲往往会有更少的窝。 无论哪种方式,儿子似乎比女儿更受关注,研究小组发现:平均而言,母亲允许男性长时间坚持2个月。

人工智能可以预测哪些国会议案将通过

人工智能可以预测哪些国会议案将通过

人工智能可以预测国会的行为。

学校/ iStock照片
人工智能可以预测哪些国会议案将通过

通过美国参议院审议的医疗保健法案只是国会今年将考虑的数千项立法中的一项,最注定要失败。 实际上,这些法案中只有约4%成为法律。 哪些值得关注? 一种新的人工智能(AI)算法可以提供帮助。 仅使用法案的文本加上大约十几个其他变量,就可以确定法案成为法律的机会非常精确。

其他算法已经预测了一项法案是否能够在国会委员会中生存,或者参议院或众议院是否会投票批准它 - 所有这些都取得了不同程度的成功。 但John Nay是一位计算机科学家,也是总部位于纳什维尔的人工智能公司Skopos Labs的联合创始人,专注于研究政策制定,他希望更进一步。 他想预测一项引入的法案是否能够完全通过两个议院 - 以及它的机会究竟是什么。

Nay从第103届国会(1993-1995)到第113届国会(2013-2015)的数据开始,从立法追踪网站GovTrack下载。 这包括法案的全文,加上一系列变量,包括共同赞助者的数量,法案引入的月份,以及赞助商是否属于其分庭的多数党。 使用大会103到106的数据,他训练了机器学习算法 - - 将账单的文本和上下文变量与其结果相关联。 然后他预测了每一项法案在第107届国会中的作用。 然后,他在大会103到107上训练他的算法来预测第108届国会,等等。

Nay最复杂的机器学习算法结合了几个部分。 第一部分分析了法案中的语言。 它通过的单词来解释单词的含义。 例如,它可能会看到“获得教育贷款”这一短语,并假设“贷款”与“获得”和“教育”有关。然后,一个词的含义被表示为一串描述其与其他词语的关系的数字。 。 该算法将这些数字组合起来为每个句子赋予意义。 然后,它找到了句子含义与包含它们的法案成功之间的联系。 其他三种算法发现了上下文数据和账单成功之间的联系。 最后,一个伞形算法使用这四种算法的结果来预测会发生什么。

由于票据在96%的时间内失败,因此简单的“永远失败”策略几乎总是正确的。 但是,不是简单地预测每个账单是否会通过,Nay想要为每个账单分配一个特定的概率。 如果一项法案价值1000亿美元 - 或者可能需要几个月或几年才能合并 - 你不想忽视其制定的可能性,因为它的可能性低于50%。 因此,他根据分配的百分比而不是预测会成功的账单数量来评分他的方法。 Nay上个月在PLOS ONE报道称,通过这一措施, 。

Nay还研究了在预测法案成功时哪些因素最为重要。 大多数赞助商和担任多个任期的赞助商都处于优势地位(虽然每个人的赔率提高了1%或更少)。 在语言方面,像“影响”和“影响”这样的词语增加了众议院气候相关法案的可能性,而“全球”或“变暖”则带来了麻烦。 在与医疗保健相关的法案中,“医疗补助”和“再保险”降低了两院成功的可能性。 在与专利有关的法案中,“软件”降低了众议院提出的法案的可能性,“计算”对参议院法案也有同样的效果。

Nay说他对单独的法案文本具有预测能力感到惊讶。 他说:“起初我认为这个过程只是非常偏袒,而不是与立法中包含的基本政策有关。”

西雅图华盛顿大学的政治学家约翰威尔克森说,Nay使用语言分析是“创新的”和“有希望的”。 但他补充说,如果没有事先预测将某些词语与成功联系起来 - 例如“影响”这个词 - 该项目对阐明国会议员的思想如何运作没有太大作用。 “我们并没有真正了解过程,战略或政治。”

但它似乎仍然是最好的方法。 “看看账单文本的Nay方式是新的,”GovTrack的软件开发人员Joshua Tauberer说道,他拥有语言学背景,总部设在华盛顿特区,他一直使用自己的机器学习算法来预测账单制定。去年,Nay得知了Tauberer的预测,并且两人进行了比较。 Nay的方法做出了更好的预测,Tauberer为Nay's抛弃了他自己的版本。

那么新算法如何将许多(失败的)法案排除在废除“平价医疗法案”之后呢? 一个简单的基本率预测会使他们的机会达到4%。 但对于几乎所有人来说,Nay的计划让赔率更低。

联合国世界遗产名录中的29个珊瑚礁几乎全部因漂白而受损

联合国世界遗产名录中的29个珊瑚礁几乎全部因漂白而受损

2015年美洲萨摩亚的鹿角珊瑚漂白的殖民地。

NOAA
联合国世界遗产名录中的29个珊瑚礁几乎全部因漂白而受损

上周世界珊瑚礁有好消息和坏消息。 据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)在马里兰州银泉报道,6月19日宣布的好消息是,2015年开始的全球珊瑚褪色活动似乎已经结束。 6月23日发布的坏消息是,连续3年的漂白情况损坏了联合国教育,科学及文化组织(教科文组织)世界遗产地内的29个珊瑚礁中的3个,但这些珊瑚礁都被遏制。 预测是严峻的:在没有大幅减少温室气体排放的情况下,所有这些珊瑚礁“将在本世纪末停止运作珊瑚礁生态系统,”联合国教科文组织巴黎世界遗产中心的报告预测。

当过度温暖的水导致珊瑚排出称为虫黄藻的共生藻类时,会发生漂白。 没有使用光合作用为自己和宿主产生营养的彩色藻类,珊瑚变白或漂白。 如果水很快冷却,藻类返回; 如果漂白持续,珊瑚死亡。 珊瑚礁是支持超过一百万种海洋物种的生态系统。 全世界估计有5亿人依赖珊瑚礁来维持渔业和旅游业的生计。

NOAA的珊瑚礁观察使用卫星观测海面温度和建模来监测和预测水温何时升高到足以引起漂白。 在最近的一次案例中,大西洋,太平洋和印度洋盆地的水域在2014年中期开始上升,并在2015年开始漂白。这次最新活动的3年期间是前所未有的; 以前的全球漂白事件在一年内到来。

为了了解气候变化可能对珊瑚礁意味着什么,世界遗产中心要求NOAA和其他地方的珊瑚专家制作他们声称的首次此类研究“科学地量化问题的规模,制作一个预测未来的位置,并指出影响到各个地点的水平,“该中心的海洋项目协调员Fanny Douvere说。 “这在世界遗产背景下从未有过,”她补充说。

该小组审查了已公布的现场观测报告和NOAA数据。 除了三个珊瑚礁幸免之外,29个中的21个遭受严重和/或反复暴露于足够热的水以引起漂白。 科学家们发现,即使是偏远的原始珊瑚礁,包括夏威夷的Papahānamokuākea和塞舌尔的阿尔达布拉环礁也遭受了严重的漂白。 报告指出,“第三次全球漂白事件期间的珊瑚死亡率是有史以来最严重的一次。”

珊瑚礁可以从漂白中恢复,但需要15到25年。 然而,在1985年至2013年期间,29个被列入世界遗产名录的珊瑚礁中有13个在十年间暴露于漂白超过两次,即使在最近的漂白事件之前,甚至在澳大利亚大堡礁连续2年杀死了大量珊瑚之前。 该团队预计,如果二氧化碳(CO 2 )排放继续增加,漂白间隔将越来越短。 该报告预测,到本世纪末,所有29个世界遗产地的珊瑚礁将“在一切照旧的排放情景下”基本上被摧毁。

但即使二氧化碳排放得到遏制,珊瑚礁也面临着气候变化带来的挑战。 “巴黎协定”的目标是将全球平均温度的升高控制在远低于工业化前水平2°C以上,但要求努力将这一增长限制在1.5°C。 该报告指出,任何超过1.5°C的增加都可能导致“绝大多数珊瑚礁严重退化”。 尽管如此,限制大气温度的上升至少会使珊瑚礁有一些时间适应。

该报告将于7月2日在波兰克拉科夫举行的一次会议上向世界遗产委员会提交。 世界遗产中心和国际自然保护联盟已为委员会起草决定草案。

但关于珊瑚礁报告的决定草案“非常令人失望”,Jon Day是一名报告撰稿人,曾任澳大利亚大堡礁海洋公园管理局的资源经理。 尽管该决定草案对气候变化对世界遗产珊瑚礁的影响表示“极度关注”,但任何行动都被“当气候变化的当前和潜在影响进一步研究”的呼吁推迟,以便在委员会召开会议时采取行动。 2018. Day认为现有报告中有足够的内容可以立即制定行动方针。 “这真的是一个离家,而不是解决显然是一个巨大且不断增长的问题,”戴说。

其他报告的共同作者更耐心。 “我们很高兴”世界遗产委员会正在考虑保护政策决策中的气候变化,NOAA珊瑚礁科学家的主要作者Scott Heron和Mark Eakin在给Science Insider的联合电子邮件中写道。 虽然他们同意Day的看法,但现在更强烈的立场会受到欢迎; 他们写道:“今年的行动为2018年的重大变革铺平了道路。”

新的“强力胶”可以为可伸缩的电池,软机器人达成交易

新的“强力胶”可以为可伸缩的电池,软机器人达成交易

Superglue非常适合修理破损的书架,行李箱轮和当然鞋。 但是,如果你想融合一些更加晃动的东西,比如用来垫住摇摇欲坠的脊椎盘的凝胶垫呢? 到现在为止,你运气不好。 这是因为科学家们创造了一种新的胶水,可以将硬质和软质物质粘合到水凝胶上,这种胶水类似于从医疗设备到软机器人的各种材料。 以前,这些领域的研究人员使用紫外线处理,但将表面连接在一起可能需要一个小时或更长时间。 现在,一个实验物理学家团队发明了一种新的粘合剂,由超强力胶的主要成分 - 氰基丙烯酸酯 - 加上一种有机化合物制成,扩散到融合的部分,导致坚韧的粘合而不留下脆性残留物。 这种非溶剂延迟了胶水的硬化,足以让它渗入每个被压在一起的层,在几秒钟内形成粘合。 研究人员本周在“ 科学进展”杂志上报告说,水凝胶粘合剂 。 这对于脊柱文件和机器人爱好者来说都是好消息 - 新的粘合剂不仅可以帮助构建 ,而且它还可以用于通过粘附在皮肤上的柔软,可渗透的贴片来递送药物。 它还可以帮助研究人员设计可拉伸电池和电子皮肤,基于水凝胶的电子贴片,其中包含传感器,用于采集生命体征和与外部设备通信。 唯一的缺点是什么? 它将不再在市场上销售3至5年。

野生动物杀戮的激增正在消灭长颈鹿

野生动物杀戮的激增正在消灭长颈鹿

牧民被干旱赶到肯尼亚的国家公园,屠杀了包括长颈鹿在内的野生动物。

STR / PICTURE-ALLIANCE / DPA / AP图像
野生动物杀戮的激增正在消灭长颈鹿

肯尼亚SAMBURU国家公园 -对于驻扎在政治动荡地区的环保主义者来说,生活可能会令人痛苦。 去年10月,John Doherty不得不在他的办公桌下避难近2个小时,因为武装牧民因放牧限制而生气,袭击了附近的游侠总部。 他可以听到外面的呐喊和疯狂的脚步声,子弹撞到他的办公室墙上。 “我想知道是否应该打电话给我的家人告诉他们我爱他们,”英国贝尔法斯特女王大学的动物学家说。

最近几个月,肯尼亚北部的干旱和过度放牧使数千名牧民及其牲畜进入国家公园和其他保护区,加剧了陆地和放牧的紧张局势。 暴力夺走了一些游侠的生命,野生动物杀戮的激增正在破坏东非最雄伟的野兽之一:长颈鹿。 日本京都大学的动物学家,德克萨斯州圣安东尼奥的非营利组织Save the Giraffes的主任Fred Bercovitch说:“这会影响所有野生动物,但长颈鹿可能会受到特别严重的打击。”

对于猎人来说,“长颈鹿是一个容易攻击的目标,”他指出。 正如科学家最近才认识到的那样,长颈鹿有多种物种,而且有几个种群已经严重衰退。 Doherty说,过去30年来,两种东非品种Nubian和网纹长颈鹿的数量分别下降了97%和78%,国际自然保护联盟可能很快宣布它们处于极度濒危状态。参与评估并领导网状长颈鹿项目,这是与肯尼亚野生动植物管理局的联合倡议。 为了应对这一威胁,他和其他科学家正加紧研究动物的出生率和生存率,运动以及与资源和景观的相互作用,希望能够找出风险并集中保护工作。

对动物的最大威胁是人口迅速增长和牧民涌入,以及逃离地区冲突的难民。 例如,在与肯尼亚和索马里接壤的难民营中,包括长颈鹿在内的丛林肉类是50万贫困人口的重要食物来源。

传统的捕食者,狮子,也可能正在增加收费。 由新罕布什尔州康科德市非营利组织Wild Nature Institute的动物学家Derek Lee领导的一项研究发现,坦桑尼亚北部Tarangire生态系统中的长颈鹿小牛更容易被狮子吃掉, ,当牛羚和斑马不在身边时。 这一发现表明,由于猫的首选猎物这些迁徙动物急剧下降,狮子可能会转向其他猎物,包括长颈鹿。 加拿大滑铁卢大学的动物学家Anne Innis-Dagg表示,“这只是表明长颈鹿或任何物种的研究是多么重要,”加拿大滑铁卢大学的动物学家没有参与这项研究。 生态与进化的一年。

斑点长颈鹿

当干旱和动乱袭击东非时,非洲的两个长颈鹿群体中的两个,即努比亚人和网状群体,已经严重衰退。

野生动物杀戮的激增正在消灭长颈鹿
(GRAPHIC)G.GRULLÓN/ SCIENCE ; (DATA)GIRAFFE CONERVATION FOUNDATION

增加的压力是采矿和基础设施发展的指数增长 - 高速公路,铁路,石油管道和工业化合物 - 往往侵占关键的长颈鹿栖息地,包括国家公园的栖息地。 例如,新开通的32亿美元的蒙巴萨 - 内罗毕铁路穿过肯尼亚的察沃国家公园。 李说,这些基础设施项目“将对生态系统产生巨大影响”。

长颈鹿因其生活史特别容易受到人口下降的影响。 在筛选了40年的实地数据后,赞比亚Mfuwe的动物学家Bercovitch和Philip Berry得出了一个令人不安的结论。 他们去年在“ 非洲生态学杂志”上报道说,一般女性在她一生中生下五只小牛,其中 。 “这意味着该物种的人口增长率为零,”Bercovitch说。 他说,保护工作的目标应该是通过保护繁殖和产犊地来最大限度地提高小牛的存活率和雌性一生的繁殖成功率。

为了确定这些区域以及长颈鹿的首选觅食场地和迁徙走廊,保护主义者需要绘制动物的行为和动作。 长颈鹿独特的外套图案使人们可以在现场跟踪个人,并通过模式识别软件分析图像和视频。 但科学家们也希望更密切地追踪个体动物,捕捉长颈鹿以附加传统的标签或项圈并不容易。 “这也有风险,因为长颈鹿是独一无二的,”多尔蒂说。 “他们的体形使他们特别容易受到颈部和腿部的伤害。” 他的团队正在开发一种新技术来跟踪大量的长颈鹿而不必捕捉它们。 “这是没有创伤的,”多尔蒂说,他说与肯尼亚当局达成的保密协议阻止他透露细节。

就目前而言,保护主义者希望肯尼亚北部的动荡不会恶化 - 并且随之而来的是长颈鹿的困境。 “当我9年前决定驻扎在这里时,我并没有意识到这种风险,”多尔蒂说。 “但那个十月的早晨是一个我希望不会重复的。”

'明亮的夜晚'发光的天空之谜解决了

'明亮的夜晚'发光的天空之谜解决了

在极少数情况下,地球温带纬度的夜空变得足够明亮,即使在没有月亮的夜晚,人们也可以读书。 这些神秘的事件 - 被称为“光明的夜晚”,并报道了几个世纪 - 与极光的发光无关。 相反,一项新的研究表明,这种现象发生在四种类型的缓慢移动的高海拔大气波在一个小区域内合并,并反过来暂时驱动10倍或更强烈的亮光在高层大气层(上图中的绿色层)。 研究人员解释说,当个别气体原子 - 先前在紫外线喷射气体分子时分离 - 后来重新组合时,就产生了这种气辉。 分析1992年和1996年卫星收集的高空气辉的测量结果(分别是最大和最小太阳耀斑活动年数),科学家们发现11个案例中的气辉在理论上 ,他们在地球物理研究快报中报道。 根据团队的分析,他们估计10%或更多的气球放大率发生在地球上7%的夜晚,任何一个地方的观察者每年只能看到一个明亮的夜晚 - 只有这样如果条件恰到好处。 (由于光污染,近期“光明之夜”的报道变得非常罕见。)虽然团队的分析可能无法帮助常规观星者,但它们可以用来帮助预测增强的气辉何时会干扰使用的敏感仪器。许多地面天文学家。

热门故事:猫如何征服世界,平流层气球商业化,鸟蛋解释

热门故事:猫如何征服世界,平流层气球商业化,鸟蛋解释
(从左到右):World View Enterprises; USO / iStockphoto的; 弗兰斯兰亭
热门故事:猫如何征服世界,平流层气球商业化,鸟蛋解释

鹬的蛋形状像泪珠,猫头鹰像高尔夫球,蜂鸟像果冻豆。 一组科学家制作了一个名为Eggxtractor的计算机程序,用于分析来自1400种物种的数千枚蛋壳。 现在他们对这种惊人的多样性有了令人信服的解释:鸟蛋的形状取决于它的物种飞行的程度。 在我们的数据可视化中看看: 。

法国总统伊曼纽尔马克龙向他的国家承诺了一场革命。 马克龙的全新中间派和改革派政党LaRépubliqueEnMarche!赢得了国民议会星期天577个席位中的308个席位。 科学与En Marche的一位新国民议会成员,数学家和菲尔兹奖得主,43岁的塞德里克·维拉尼进行了交谈,他在巴黎南部的一个选区赢得了69%的选票。 过去十年频繁出现的媒体 - 以及他标志性的丝绸阿斯科特和蜘蛛胸针 - 使他成为法国最着名的科学家之一。

平流层气球是获得99%以上气氛的低成本方式。 有效载荷抬高,可以看到地球的广阔视野和清晰的星星景观。 几十年来,美国宇航局每年都会发射一些平流层气球。 现在,像World View这样的新兴商业公司试图通过发射可以通过冲浪平流层风来保持原位的较小气球来实现平流层的私有化,科学家们渴望获得收益。

多年来,历史学家认为古埃及人是第一个将猫科动物驯化的人。 也就是说,直到2004年,当研究人员在地中海塞浦路斯岛上发现了一只埋藏着人类的9500岁的猫时,才发现在埃及存在之前数千年前,猫与人生活在一起。 但是一项新的研究可以让埃及重新成为人们关注的焦点。 对200多只古代猫进行的遗传分析表明,即使这些动物在埃及境外被驯化,也是埃及人将它们变成了我们今天所知的可爱的毛球。

人类有46条染色体。 狗有78只。一只叫做红色viscacha的小型南美啮齿动物有104只。遗传学家们对哺乳动物的染色体多样性感到震惊了几十年,现在,他们可能知道它是如何发生的。 所有胎盘哺乳动物祖先染色体的新数字重建揭示了这些紧密堆积的DNA和蛋白质结构随着时间的推移而变得混乱 - 这一发现可能有助于查明我们的基因组中可能成为癌症和其他疾病的问题点。

鸟蛋形状的简单解释

鸟蛋形状的简单解释

新作品解释了为什么鸡蛋的形状不同; 还有未来:为什么他们的颜色和尺寸变化如此之大。

Frans Lanting / MINT图像/科学来源
鸟蛋形状的简单解释

鹬的蛋形状像泪珠,猫头鹰像高尔夫球,蜂鸟像果冻豆。 现在,科学家第一次对这种惊人的多样性有了令人信服的解释:鸟蛋的形状取决于它的物种飞行的程度。

“看到鸡蛋形状的完整故事真是太好了,”纽约亨特学院的行为生态学家马克·豪伯说,他没有参与这项工作。 “[这是]一篇即时的经典文章。”

普林斯顿大学进化生物学家玛丽斯托达德长期以来一直着迷于鸡蛋是如此多样化,尽管它们基本上只做一件事 - 滋养和保护发育中的雏鸡。 幸运的是,在过去的一个世纪里,加利福尼亚州伯克利的脊椎动物学博物馆已经从1400种物种中收集了成千上万的蛋壳,并在网上拍摄了数码照片。

斯托达德和她的同事写了一个计算机程序,Eggxtractor,它可以在任何图像中挑出蛋,并测量其长度,宽度和形状。 研究小组利用这些测量结果确定了近50,000个卵中每个卵的完美球形距离是多少 - 也就是说它是多尖或多长。 有些鸡蛋是尖的和细长的,有些是一个但不是另一个,有些则不是。 但是没有鸡蛋是短而尖的 - 大约是热气球的形状。

知道鸡蛋的形状不是由壳本身决定的,而是由膜内部决定的,斯托达德与哈佛大学的物理学家L. Mahadevan和他的学生Ee Hou Yong合作,根据膜的性质和压力来提出数学表示。收到来自内部发展中的小鸡。 然后他们使用他们的模型通过改变膜的刚度和改变压力来创造数十个蛋形。 “调整这些[特征],使我们能够生成我们在自然界中观察到的各种蛋形状,”斯托达德说。 唯一一只真正的鸟儿不容易产生的:一个像热气球一样的蛋。

仅此一点就给该领域的专家留下了深刻印 德国波恩大学的古生物学家马丁桑德说:“有一个很酷的是你有蛋的整体配方。”

当斯托达德和她的同事们制作了一种由1000种鸟类组成的家谱时,他们意识到每组鸟类往往都具有独特的蛋形。 但是,这种形状与巢穴类型,巢穴位置或离合器中的年轻人数量之间几乎没有相关性 - 所有先前提出的关于鸡蛋形状的解释。

作为工作的一部分,该团队还评估了飞行能力的代表 - 鸟的机翼长度与其宽度的比例 - 是否有影响。 斯托达德说:“有一个模糊的假设,即鸡蛋形状可能与飞行能力无关,没有人注意到。” 对于她的团队来说, ,他们今天在“ 科学”杂志上报道。 好像鹬和鼹鼠一样的传单往往会产下更加细长和更不对称的蛋 - 有点像齐柏林飞艇的形状 - 可能因为空气中的大量时间需要轻巧,紧凑的身体。 与此同时,在空气中花费很少或没有时间的鸟类,如热带pittas和trogons,有更多的球形蛋。

斯托达德推测,原因是圆形卵需要比较长的卵更宽的骨盆。 因此,就像那些花费大部分时间在空中飞行的鸟类已经进化出更多流线型的身体和更轻的小骨架一样,它们也进化出流线型的蛋形以适应骨盆,她说。

“我很惊讶,但我也相信,”桑德说。 “基于这个数据集,他们正在制作一个非常好的案例。”他和Hauber很高兴现在他们可以根据鸡蛋的形状猜测一个物种的传单有多好。 “你可以参加这项研究,并立即查看鸡蛋和兽医的一些信息,”桑德说。

斯托达德说,这项工作在两个层面上都很重要。 首先,了解鸡蛋的形状和膜的作用“可能对鸡蛋产业有价值,”她说,也许是通过帮助它创造更耐用的鸡蛋。 但对她来说,解决鸡蛋多样性的难题本身就是奖励。 “鸡蛋不仅仅是最受欢迎的早餐食品,”她解释道。 她指出,一种专门的鸡蛋,就像现代鸟类一样,使发育中的幼虫能够在陆地上生存,从而使我们的陆地脊椎动物的祖先在大约3.6亿年前离开了大海。 “他们开启了一场革命。”

黑猩猩如何超越人类

黑猩猩如何超越人类

一项新的研究表明,黑猩猩的肌肉纤维比人类更快。

USO / iStockphoto的
黑猩猩如何超越人类

与将黑猩猩描绘为具有“超强度”的流行传说相反,研究仅发现与人类的适度差异。 但是我们最亲近的亲戚通过几种措施稍微强一些,现在一项比较不同灵长类动物的肌肉纤维的研究揭示了一个可能的解释:人类可能已经交换了耐力的力量,允许我们更远的地方去寻找食物。

为了确定为什么黑猩猩比人类更强壮 - 至少以磅为单位 - 马修奥尼尔是凤凰城亚利桑那大学医学院的解剖学和进化研究员,同事们对大腿和小腿肌肉进行了活检。三只黑猩猩住在纽约州立大学石溪分校。 他们将样品分解成单根纤维并刺激它们以确定它们可以产生多大的力。 将他们的测量结果与人类的已知数据进行比较,研究小组发现,在单个纤维水平,肌肉输出大致相同。

鉴于整个肌肉中的不同纤维可能有所不同,研究人员对来自美国各地动物园和研究机构的三只黑猩猩尸体的骨盆和后肢肌肉的组织样本进行了更彻底的分析。 以前对哺乳动物的研究发现,躯干,前肢和后肢肌肉之间的肌肉成分基本相同,O'Neill说,因此他相信这些样本在大多数黑猩猩的肌肉组织中具有代表性。 该团队使用一种称为凝胶电泳的技术将肌肉分解为单个肌纤维,并将此分解与人体肌纤维数据进行比较。

肌肉纤维主要有两种口味:肌球蛋白重链(MHC)I,它是慢肌纤维,MHC II,或快肌纤维。 后者更快地收缩并在快速爆发时产生更多的力,但疲劳比慢肌纤维更快。 研究人员发现,虽然人体肌肉平均含有约70%的慢肌纤维和30%的快肌纤维,但黑猩猩肌肉约有33%的慢肌纤维和66%的快肌纤维。

该团队通过计算机程序运行其数据,该计算机程序构建了与人类和黑猩猩的纤维成分相对应的虚拟肌肉,然后模拟了每个肌肉在单次爆发期间理论上可以产生多少能量。 ,他们今天在“ 美国国家科学院院刊”上报道。

当研究人员观察哺乳动物(如老鼠,豚鼠,猫,狗,马,狐猴和猕猴)的肌纤维分解时,他们发现只有两只动物经常有更多的慢肌纤维:一种叫做昏昏欲睡的小灵长类动物缓慢的懒猴和人类。

奥尼尔表示,虽然快速抽搐纤维可能会使黑猩猩和其他哺乳动物在高强度强度任务(例如举重岩石或攀爬树木)中占据优势,但人类的慢肌纤维更适合于远距离跑等耐力任务。 研究人员提出,早期人类的肌肉逐渐由慢肌纤维占主导地位,因为它们放弃了树栖生活并适应长途跋涉去捕猎和觅食。 他补充说,慢肌纤维的另一个好处是它们消耗更少的新陈代谢能量,可能会让身体更多的资源用于其他适应, 。

Anne Burrows是宾夕法尼亚州匹兹堡杜肯大学的生物人类学家,他的研究重点是灵长类生物力学,但没有参与这项工作,该研究设计精良,令人信服。 “而不是将结果视为指向黑猩猩更强大的结果,我们可能反而想考虑......人类慢旋纤维的百分比越大意味着我们独特的运动方法,双足,”Burrows说。 “我认为这是一个更大的故事。”

Burrows确实对作者的进化论证有所保留。 “在我完全接受这种解释之前,我希望看到来自黑猩猩和人类的上肢肌肉组织的数据,我想要大猩猩和猩猩的数据,”她说。

加州大学圣克鲁兹分校的人类学家Adrienne Zihlman对该研究的进化分支更加怀疑。 她说,对于早期人类的肌肉组织来说,仅仅没有足够的知识来推测它们的肌纤维分布,因此将慢肌纤维与人类进化联系起来就是一个延伸。 “肌肉纤维的发现是一个有趣的事实,但他们根据这一点进行旋转的故事并非来自他们的数据。”