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研究

2024年5月22日
全球珊瑚危机:发现致命的海胆病

TAU研究人员在红海发现了海胆死亡的原因,这可能威胁到全球珊瑚礁。

  • 生命科学

TAU的一项持续研究发现,去年发现的致命疫情已蔓延至红海和印度洋,基本上消灭了埃拉特最丰富、最具生态意义的海胆。据研究人员称,这一看似严重但局部流行的疾病已迅速在该地区蔓延,现在有可能成为全球流行病。

 

留尼汪岛海胆死亡。图片来源:Jean-Pascal Quod。

 

研究人员估计,自2022年12月疫情爆发以来,该流行病已在全球范围内消灭了红海的大多数海胆种群(受疾病影响的物种)以及数量未知的海胆,估计有数十万海胆。海胆被认为是珊瑚礁的“园丁”,以与珊瑚竞争阳光的藻类为食,它们的消失会严重影响全球珊瑚礁的微妙平衡。研究人员注意到,自从埃拉特珊瑚礁发现疫情以来,这两种海胆在埃拉特湾曾经占主导地位,现已完全消失。

 

研究团队。图片来源:特拉维夫大学。

 

这项研究由来自动物学院斯坦哈特自然历史博物馆(SMNH),与研究生Lachan Roth、Gal Eviatar、Lisa Schmidt和May Bonomo,以及SMNH的Tamar Feldstein-Farkash博士。整个地区和欧洲的研究伙伴也参加了这项研究,研究范围涵盖数千公里的珊瑚礁。这一令人震惊的结果发表在领先的科学杂志《当代生物学》上。

 

发现致命的尿毒病原体

通过使用分子遗传学工具,TAU的研究小组能够确定导致红海海胆种类Diadema setosum大量死亡的病原体:一种与Philaster apodigitiformis最相似的鳞片纤毛虫寄生虫。研究人员解释说,大约两年前,在1983年臭名昭著的海胆种群崩溃导致珊瑚礁发生灾难性的相移之后,这种单细胞生物还导致了加勒比海海胆的大规模死亡。

 

留尼汪岛被感染的海胆。图片来源:Jean-Pascal Quod。

 

如前所述,2022年12月,Bronstein博士是第一位确定水螅海胆(Diadema setosum)种类海胆大规模死亡的研究人员,水螅是一种长棘黑色海胆,在埃拉特湾北部、约旦湾和西奈半岛非常常见。Bronstein博士和他的团队还发现,这种流行病对其他与之关系密切的棘皮海胆属海胆来说是致命的。这些结果表明,该地区曾经数量最多、数量最多的海底食草动物现在几乎消失了。数以千计的海胆迅速而猛烈地死亡——两天之内,一只健康的海胆变成了没有组织或脊椎的熊骨架,大多数海胆在死亡时被捕食者吞食,无法自卫。据估计,今天,亚喀巴湾珊瑚礁上只剩下少数受影响海胆物种。

 

刚毛海胆死亡前(左)和死亡后(右)。组织解体和脊椎丢失后,白色骨骼暴露。图片来源:特拉维夫大学。

 

Bronstein博士解释说,一般来说,海胆,特别是水肿类海胆(受疾病影响的海胆家族),被认为是珊瑚礁健康运行所必需的关键物种。作为珊瑚礁的“园丁”,海胆以海藻为食,海藻与珊瑚竞争阳光,阻止它们侵占珊瑚并窒息珊瑚。

据Bronstein博士称,迄今为止,海胆大规模死亡的最重要和最广泛研究发生在1983年,当时一种神秘的疾病在加勒比海地区传播,导致埃拉特海胆的近亲海胆Diadema antillarum的大多数海胆死亡。因此,海藻无法控制地扩散,挡住了珊瑚的阳光,整个珊瑚礁从珊瑚礁变成了海藻场。此外,尽管加勒比海的大规模死亡事件发生在40年前,但珊瑚和海胆种群从未完全恢复,多年来不断发生死亡事件。

2022年加勒比地区的最新疫情导致之前死亡事件中幸存的人口和个人死亡。然而,这一次,研究人员拥有了破译法医证据的科学技术工具。康奈尔大学(Cornell University)的一个研究小组能够识别出一种负责任的病原体,即鳞毛类寄生虫。

 

“日益严重的生态危机”

布朗斯坦博士强调:“这是一场日益严重的生态危机,以前所未有的规模威胁着珊瑚礁的稳定。显然,我们在2023年在埃拉特发现的大规模死亡已经蔓延至红海沿岸和其他地区——阿曼,甚至远至印度洋的留尼汪岛。

这种致命的病原体由水携带,可以在很短的时间内影响大片地区。即使是在埃拉特大学间海洋科学研究所或水下天文台的海水系统中饲养的海胆,在病原体通过再循环海水系统进入后也会感染并死亡。如前所述,死亡是迅速而暴力的。我们的研究团队首次在埃拉特大学间海洋科学研究所安装了一个独特的视频系统,能够记录疾病的各个阶段,从感染到不可避免的死亡。 

此外,直到最近,只有一种海胆被这种病原体感染,即加勒比海胆。今天,我们知道还有其他物种容易感染这种疾病,它们都属于珊瑚礁上最重要的海胆食草动物的同一科”。

 

留尼汪岛上四种健康的海胆。图片来源:Jean-Pascal Quod。

 

博士。Bronstein补充道:“在我们的研究中,我们还证明了疫情正在红海的人类运输路线上传播。最好的例子是西奈半岛努伊巴的码头,约旦城市亚喀巴的渡轮就在这里停靠。去年我们发表报告时,我们已经知道亚喀巴海胆死亡,但还没有确定是否有海胆死亡西奈半岛的gns。我们最终确定西奈半岛死亡率的第一个地点就在努埃巴的这个码头旁边。两周后,疫情已经蔓延到达哈布,再往南大约70公里。水下的场景几乎是超现实的:看到一个在特定环境中占据主导地位的物种在几天内就被抹去了。数千具骷髅在海底滚动,在极短的时间内破碎消失,甚至很难找到证据”。

 

我们能阻止海胆瘟疫吗?

布朗斯坦博士表示,目前还没有办法帮助感染的海胆或为其接种疫苗。然而,我们必须在与海洋断开的养殖系统中迅速建立濒危物种的孵化种群,以便将来我们能够将它们重新引入自然环境。 

“不幸的是,我们无法修复自然,但我们当然可以改变自己的行为。首先,我们必须了解这次疫情爆发的原因。病原体是通过船只在不知不觉中传播的吗?还是由于环境条件的变化,病原体一直在这里,现在正在爆发?这些正是我们目前正在研究的问题”。

 

唤醒:全球变暖和森林砍伐威胁野生动物

研究

2024年5月21日
唤醒:全球变暖和森林砍伐威胁野生动物

TAU的一项新研究表明,全球变暖和森林砍伐可能导致大规模动物灭绝。

  • 生命科学

TAU和科罗拉多大学(CU)的一项联合研究表明,全球变暖和极端高温事件的结合,以及全球森林砍伐的持续扩张,可能会对许多动物物种造成破坏,尤其是那些知道如何爬树的动物。作为这项研究的一部分,研究人员将重点放在蜥蜴身上,并表明,受气候变化的影响,蜥蜴会花大量时间在树上,以逃避炎热的地面。然而,由于与人类有关的活动,例如滥伐森林、城市化和以牺牲自然土地为代价扩大农业用地,蜥蜴生活地区的树木供应量将减少,这可能导致许多人口的崩溃。

 

这项研究是在Ofir Levy博士实验室的博士生Omer Zlotnick的领导下进行的动物学院该研究发表在《自然气候变化》杂志上。 

 

气候危机:动物在树上寻求安慰

研究人员解释说,气候危机和全球变暖迫使动物寻找更舒适的居住地以躲避酷暑,就像我们在炎热的日子寻找阴凉的地方一样。对于攀爬动物来说,树木可以作为一个舒适舒适的避难所。其中一个原因是,离地面越远,气温越低,风力越强。因此,例如,在炎热的日子里,动物可以爬上树逃离炎热的地面。

 

 

因此,随着气候变暖,树木的重要性预计会增加。问题是,在世界许多地方,树木密度正在下降,主要是由于砍伐森林和扩大树木用于建筑等各种目的的现象。这种现象造成了一种情况,一方面,由于气候变化,动物将更多地依赖树木生存,而另一方面,栖息地的破坏将导致树木可用性的减少。

 

蜥蜴栖息地损失

博士生Omer Zlotnik:“作为研究的一部分,我们想研究这两个过程对动物的综合影响。具体来说,我们将重点放在蜥蜴身上,因为它们非常依赖环境来维持正常的体温,而缺乏舒适的居住地会对它们产生显著影响。在研究中,我们使用计算机模拟了蜥蜴的体温模拟蜥蜴在过去和未来的气候条件下,在阳光下、阴凉处或树上的位置,持续20年,每分钟一次。通过模拟,我们研究了当树木可用时,蜥蜴的种群将如何受到气候变化的影响,以及在栖息地砍伐树木后,蜥蜥的状况将如何变化”。

 

从左到右-Ofir Levy博士和Omer Zlotnick

 

结果表明,总的来说,气候变化将使许多蜥蜴种群受益。在大多数地方,预计的变暖将使蜥蜴在一天和一年中的活动时间更长,因为太冷而无法走出洞穴的次数会更少。然而,当气候变化与树木砍伐同时发生时,这种趋势可能会逆转,因此许多蜥蜴种群可能会崩溃。在气候温暖的地区,即使没有树木被砍伐,气候变化也会伤害蜥蜴的种群,而砍伐树木会使情况变得更糟。

 

地理系和科罗拉多大学博尔德分校北极和阿尔卑斯山研究所的助理教授Keith Musselman说:“蜥蜴真正有趣的是,它们只需要能够在树干周围移动一小段距离,就可以到达一个非常不同的气候和栖息地环境。”。 

 

Musselman:“当我们考虑如何改变我们的自然环境并做出保护决定时,这些小生境尤其重要”。

 

博士。Ofir Levy总结道:“我们的研究重点是蜥蜴,但它实际上证明了一个与许多动物物种相关的更广泛的问题。我们的结果表明,树木对动物应对气候变化的能力至关重要,在许多情况下,树木的可用性对动物来说,可能是爬行和爬行的区别唱歌。我们的研究证明了保护森林地区和树木的重要性,特别是在气候变化的情况下。作为研究的一部分,我们还为决策者提供了更实用的工具,例如不同区域所需的树木高度或密度。我们希望这项研究将用于建立更有效的保护和恢复自然区域的计划,以便我们能够为动物提供生存所需的东西”。

 

研究

2024年5月19日
现有药物会阻止癌症的骨扩散吗?

现有药物可预防乳腺癌患者的骨扩散

  • 医学

TAU的研究人员在现有药物的基础上开发了一种新的治疗策略,以抑制乳腺癌患者的骨转移。通过使用动物模型和来自以色列和美国患者的组织样本,他们证明了市场上已有的药物组合可以阻止骨转移并提高生存率。根据他们的发现,研究人员预测,在未来,这种治疗方法可以应用于乳腺癌和其他类型癌症的患者。

 

这项开创性的研究由内塔·埃雷斯教授和利亚·蒙特兰博士在埃雷斯教授的肿瘤生物学实验室领导病理科特拉维夫大学医学与健康科学学院。这篇论文发表在《癌症发现》杂志上。研究人员解释说,超过75%的转移性乳腺癌患者患有骨转移,骨转移会破坏骨组织,导致骨折和大量疼痛。此外,利用当今的技术,如MRI或CT成像,在大多数情况下,当疾病无法治愈时,就可以诊断骨转移。在这项研究中,研究人员寻找一种新的方法来抑制骨转移的进展。 

 

癌细胞破坏

教授。埃雷斯:“肿瘤不仅仅是癌细胞的集合。就像健康组织一样,肿瘤是一个完整的生态系统,由不同细胞类型之间的相互作用组成,包括免疫系统细胞、结缔组织、血管等。此外,癌细胞常常“腐蚀”正常细胞,导致它们与肿瘤细胞“协作”他能抑制肿瘤并支持癌细胞的生长。早期阻断癌细胞与健康细胞之间的通讯渠道会阻碍骨中癌细胞的生长。为此,必须调查该过程的早期阶段“。为了了解骨转移的过程,研究人员比较了模型小鼠的三种骨骼类型:健康、早期转移和晚期转移。他们发现,当骨转移开始时,来自免疫系统的T细胞会出现并穿透转移灶,但无法将其破坏

 

Neta Erez教授

 

接下来,研究人员发现T细胞的杀伤活性被另一种类型的免疫细胞所抑制,并确定了导致这种效应的蛋白质。为了中和这些抑制蛋白并重新激活T细胞,他们创造了一种新的治疗组合,这种组合在对抗免疫抑制细胞活性的药物以及激活T细胞的抗体之前从未尝试过。将这种组合应用于模型小鼠,结果令人鼓舞:与未经治疗的模型小鼠相比,骨转移减少,生存率显著提高。 

 

在研究的最后阶段,TAU研究团队与Sheba和Ichilov(特拉维夫)医学中心以及德克萨斯州贝勒医学院合作。他们检查了乳腺癌和其他类型癌症患者骨转移的组织样本,发现抑制T细胞的免疫细胞表达的蛋白与动物模型中发现的蛋白相同。教授。埃雷斯:“我们的研究结果表明,联合治疗——攻击抑制T细胞的细胞,同时激活T细胞——可以有效治疗乳腺癌和其他类型癌症引起的骨转移。我们策略的最大优势是,这两种药物都已经上市,因此,获得使用这些药物治疗人类骨转移的许可证的过程可能相对较短。与此同时,临床试验需要验证新治疗策略的有效性”。

 

这项研究由以色列癌症研究基金会(ICRF)、以色列科学基金会(ISF)、世界癌症研究组织(WWCR)和美国资助。美国国防部(DoD)。

 

研究

2024年5月16日
闪电风暴如何影响北极海冰?

TAU研究表明,闪电风暴正在导致北极海冰快速融化

  • 环境

特拉维夫大学研究人员参与的一项新的国际研究发现,在全球普遍变暖的同时,雷暴也直接加速了覆盖北冰洋的海冰消退过程。研究人员表示:“直到最近,由于严寒,闪电作为一种现象在北极北极地区极为罕见。然而,由于地球变暖,雷暴在夏季更加常见,这些风暴进一步加剧了冰盖的融化过程,形成了一个反馈回路”。

 

TAU地球物理系科林·普莱斯教授和硕士生泰尔·普洛特尼克波特环境和地球科学学院与印度特里普拉大学的Anirban Guha博士和Joydeb Saha博士一起参与了这项研究。这篇文章发表在《大气研究》杂志上。

 

北极的寒冷现实:理解快速的冰损失

教授。价格解释:“北极地区被定义为位于纬度66.5°以北的地区。在该地区的中心地带,北极周围没有陆地,由于极端寒冷的条件,海洋被厚厚的海冰覆盖,目前覆盖面积约为800万平方公里。白冰反映了太阳的辐射从而有助于地球冷却。但近几十年来,随着地球变暖,冰盖以每年约70000平方公里或每十年6.5%的速度消退(在这种情况下,重要的是要注意到北极的温度一直在加速上升,到今天为止大约上升了4°,而地球整体上大约上升了1°)。

 

科林·普莱斯教授

 

冰的消退进一步加剧了变暖,因为冰下海洋的黑暗区域越来越大,吸收了通常在太空中反射的太阳光线。这就是反馈回路的形成过程:冰的退却增加了变暖,而变暖反过来又增加了冰的融化,循环重复”。

 

闪电在极地冰川融化中的作用

据研究人员称,两极冰盖融化的现象首先归因于人类活动的结果,因为大气中温室气体的数量增加,形成了一种“毯子”,可以保存热量,不允许热量扩散到太空。然而,研究还没有发现温室气体变化与海冰融化速度之间的直接匹配,前者每年都以或多或少的恒定速度增加,后者每年都有很大变化。这项研究试图研究另一个因素——雷暴——对北极地区海冰融化的可能影响。

 

研究人员解释说,闪电作为一种现象,直到最近才在北极地区出现,因为那里普遍存在着严寒。但近几十年来,显然,由于全球变暖,那里在夏季观测到了雷暴,那时太阳根本不落山,加热地表(当地表温度升高时,形成雷暴,空气在大气层中上升,在那里冷却、凝结,并形成云,有时形成雷暴)。

 

 

为了验证雷暴导致北极周围冰层融化的假设,研究人员比较了两组数据:美国宇航局卫星40多年来记录北冰洋冰层消退的图像,以及全球网络WWLLN(WWLLN.net)收集的闪电数据-包括大约70个雷击探测站,部署在世界各地的研究机构中,其中一个位于TAU精确科学学院大楼的屋顶上。教授。价格解释:“闪电是一个瞬间释放的巨大电场的结果,它发射的无线电波甚至可以在数千公里以外的地方接收到。全球网络的传感器实时、不间断地检测并绘制地球上任何地方的雷暴地图。交叉引用来自不同区域的信息气象站可以准确地确定检测到的每一次雷击的位置和时间,从而获得随时间变化的全球闪电图。在这项研究中,我们收集了自2010年以来每年夏季6月、7月和8月北极地区闪电的数据”。

 

闪电风暴:极地冰层融化的催化剂

对冰盖消退与雷暴数量交叉的统计分析显示出一种相关性:随着某一年风暴数量的增加,当年海冰的融化也会增加。研究人员将雷暴与巨大的真空吸尘器相比较,将水蒸气从表层吸到高层大气(海拔5-10公里),在那里,水蒸气积聚起来,起到了额外的毯子的作用,阻止了地表热量的流失,以及增加地表温度——就像人造温室气体一样。在之前的一项研究中观察到的另一种可能性是,这些相同的雷暴导致大气层上层高卷云的形成增加,这也形成了类似的“毯子”。

 

教授。价格结论:“在我们的研究中,我们发现北极地区某一年的闪电风暴数量与当年海冰融化速度之间存在明确的统计关系。这意味着风暴是增加极地冰融化的另一个因素,产生了一个反馈回路:冰的初始融化增加了海洋的方舟表面区域吸收了更多的阳光,使海水变暖,导致更多的融化,加快了变暖的速度,这反过来又增加了雷暴的数量,并且这种循环会重复。因此,加上地球总体变暖,我们预计未来几年北极地区的雷暴频率将增加,北冰洋海冰消融速度也将加快”。

银河系中最重的黑洞比我们想象的要近吗?

研究

2024年4月16日
银河系中最重的黑洞比我们想象的要近吗?

盖亚飞船在银河系中发现巨大黑洞

  • 天文

在特拉维夫大学(TAU)研究人员的参与下,由Tsevi Mazeh教授领导的一个国际研究团队发现了一颗恒星,该恒星围绕一个比太阳质量重33倍的黑洞运行,距离地球1500光年。这个黑洞是使用来自欧洲的数据发现的盖亚宇宙飞船的重量是银河系其他已知黑洞的三倍多。 

 

The 盖亚2013年,欧洲航天局发射了一艘宇宙飞船,从那时起,它一直在以前所未有的精度定期测量我们银河系中超过10亿颗恒星的位置和亮度,相当于精确地确定月球上一粒沙子的位置,精确到毫米。 

 

一个由欧洲数百名科学家组成的组织对来自航天器的数据进行处理,并使整个科学界都能访问这些数据。该研究小组由TAU的Tsevi Mazeh教授(荣誉退休)领导雷蒙德和贝弗利·萨克勒物理与天文学学院,最近被授予2024年以色列物理学奖。Mazeh教授参与了利用航天器数据发现的双星系统的研究。这项研究发表在著名的《天文学与天体物理学》杂志上。

 

学分: 欧空局/盖亚/DPAC

 

宇宙奥德赛:探索宇宙深处

双星的大样本还应包括黑洞系统,黑洞是宇宙中最罕见的天体之一。黑洞的存在是宇宙中最令人惊奇的现象之一,早在1939年,爱因斯坦的广义相对论就预言了黑洞的存在。

 

根据公认的理论,当发生在恒星核心的核燃烧过程的燃料耗尽时,恒星会向中心坍塌。如果恒星质量足够大,所有剩余的物质就会坍缩成一个密度无限的单点。因此,有可能将黑洞视为一颗恒星的“尸体”,该恒星已结束其生命周期,并自行坍塌。天体物理学家仍在试图理解导致物质坍塌到中心点的极端条件,因此,每次发现黑洞都伴随着天文学家的巨大兴奋。

 

进入黑洞的深渊

发现黑洞是非常困难的,因为光无法克服其附近的强大引力。当黑洞与正常恒星处于双星系统中时,可见恒星的运动被用来测量其不可见伙伴的质量,从而证明它确实是一个黑洞。事实上,在短短几年内盖亚宇宙飞船已经发现了两个黑洞。

 

由于预计航天器继续收集的数据将导致更多黑洞的发现,Mazeh教授和日内瓦大学的Laurent Eyer教授成立了一个小组,利用航天器的数据寻找黑洞,其中包括来自法国、德国、西班牙、比利时的科学家,波兰和瑞士。在研究新数据时,该团队发现了一个双星系统,其中包含一个特殊的黑洞,类似的黑洞以前从未被发现过,其质量为33个太阳质量,距离我们约1500光年。

 

这个新黑洞的重量是银河系其他已知黑洞的三倍多。这个名为盖亚BH3的双星系统包含一颗普通恒星,它似乎形成于一百多亿年前,当时我们的星系还很年轻。这颗恒星围绕黑洞运行的周期为11年。

 

Tsevi Mazeh教授——2024年以色列物理学奖获得者

 

在Mazeh教授的建议下,决定立即公布这一耸人听闻的披露,而不是等到所有发现的系统有序公布后再公布。整个航天器团队,包括TAU的研究人员——Shay Zucker教授、波特环境与地球科学学院院长、Simchon Faigler博士、Sahar Shahaf博士(现就职于魏茨曼研究所)、Dolev Bashi博士(现就读于剑桥大学)、Avraham Binnenfeld博士(研究生)和奥德·奥伦斯坦(二年级本科生)被列为今天发表的关于这一发现的科学文章的撰稿人。

 

教授。茨维·马泽赫(Tsevi Mazeh):“这是一个令人兴奋的发现,发现了当今银河系已知的双星系统中最重的黑洞。从第一个黑洞存在的假设到第一个黑洞的发现,大约三十年过去了,而在我们能够发现盖亚BH3(Gaia BH3)这一双星系统之前,五十多年过去了今天就知道了。令人惊讶的是,人类如何在浩瀚的宇宙中航行,并发现如此神秘的物体。我相信,这一发现将为我们提供一种新的思维模式,来看待巡游在我们银河系广阔区域的黑洞的存在和普遍性。”

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