山地物种海拔分布对气候变化响应的研究进展

过去1个世纪以来, 全球气候变化显著并已成为全球生物多样性面临的重要威胁之一。如何利用有限的资源最有效地保护生物多样性已成为亟待解决的最重要科学问题之一。山地因其具有较高的生境异质性、气候多样性和较低的人类活动干扰, 已成为最重要的生物多样性避难所, 也具有较高的生态服务价值, 在生物多样性保护中扮演着重要角色。但山地更容易受到气候变化的影响, 山地地区较为剧烈的气候变化将对山地生态系统的稳定性及其多样性造成严重威胁。理解山地物种海拔分布对气候变化的响应和潜在机理, 以及气候变化带来的物种海拔分布变化的负面效应, 将为全球气候变化背景下的山地生物多样性保护提供参考依据。本文综述了全球山地地区的气候变化情况, 总结了物种海拔迁移的研究进展, 重点讨论了山地物种分布最适海拔、海拔上下限和海拔分布范围变化的研究进展及不足, 比较了不同地区和不同类群物种海拔迁移的差异性, 以及物种对气候变化响应的滞后性。从生物及非生物因素等多个角度概括了物种海拔迁移响应气候变化的潜在机理, 评估并总结了气候变化引起的物种海拔分布所产生的负面效应, 主要对物种向上迁移对高海拔地区物种多样性的影响、物种迁移带来的分布区改变导致的物种灭绝风险以及物种海拔分布变化导致的种间相互作用改变等方面进行全面探讨。最后, 展望了未来在此领域研究中应注意的问题, 提出了在未来气候变化下山地生物多样性保护需要采取的措施, 强调应重点关注对气候变化较为敏感的类群及生物多样性区域, 加强中国山地物种对气候变化响应的监测网络建设和研究力度, 重点加强监测气候变化对动植物互作关系的影响。     

青藏高原有蹄类动物多样性和特有性: 演化与保护

青藏高原是地球上一个独特的自然地理单元, 具有丰富的生境类型和生物种类, 是生物多样性与全球环境变化领域的热点研究区域。青藏高原发育着独特的动物区系, 尤其是有蹄类动物, 如藏羚(Pantholops hodgsonii)、野牦牛(Bos mutus)、藏原羚(Procapra picticaudata)、普氏原羚(P. przewalskii)、白唇鹿(Przewalskium albirostris)等青藏高原特有动物。在本文中, 我们探讨了如下问题: 青藏高原有多少种有蹄类动物?有多少种特有有蹄类动物?其分布格局如何?生存状况如何?保护现状如何?我们首先确定了青藏高原动物地理区的地理边界。发现青藏高原有28种有蹄类, 其中10种是青藏高原特有种。青藏高原有蹄类种数占中国有蹄类的42%, 单位面积上的有蹄类物种密度比中国现生有蹄类物种平均密度高62%。特有种比例高达36%。然而, 青藏高原有蹄类物种分布不均匀, 其丰富度呈东部高西部低格局, 而高原特有有蹄类则分布于高原腹地。青藏高原有蹄类动物生存受威胁比例高, 其中71%为受威胁物种, 54%被列入濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)附录I或附录II。野外调查发现大额牛(Bos frontalis)已经野外灭绝, 目前仅在高黎贡山有人工养殖的群体。青藏高原有蹄类物种红色名录指数从1998-2015年呈现持续下降趋势, 全球气候变化将加剧这一趋势。青藏高原有蹄类受威胁局面仍在继续, 物种生存状况持续恶化。虽然经过40年的自然保护区建设, 但一些青藏高原有蹄类的重要种群与栖息地并没有被自然保护区和新建的三江源国家公园所覆盖。因此, 在开发青藏高原、实现人类社会经济发展目标的同时, 应尽量保存高原野生动物种群与生境, 实现青藏高原草地生态系统的可持续利用与生物多样性保护的双赢目标。     

青藏高原兽类分布格局及动物地理区划

通过文献资料检索,依据Wilson和Reeder(2005)主编的兽类分类系统,共收集青藏高原兽类250种,分别隶属10目30科.将青藏高原各自然地理单元作为基本单元,根据兽类分布特点,采用Ward's方法对各基本单元进行聚类,结合自然地理条件,对青藏高原兽类动物地理分布格局进行了研究.结果为:(1)青藏高原的兽类中,古北界物种主要分布在羌塘及高原北部地区,该地区的古北界物种占高原全部古北界物种的88.6%;东洋界物种主要分布在藏南及横断山地区,该地区东洋界物种占高原全部东洋界物种的97.7%.(2)根据聚类分析结果.当连接距离为0.6219-1.0738时,将青藏高原划分为2个动物地理I级区,当连接距离为0.5034-0.6219时,划分为4个动物地理Ⅱ级区,当连接距离为0.2236～0.2684时,划分为7个动物地理Ⅲ级区,当连接距离为0.0930～0.1245时,划分为16个动物地理Ⅳ级区.(3)依据青藏高原兽类地理分布格局特点,结合青藏高原隆升对物种分布和自然生态环境的影响,探讨了高原兽类分布格局成因.研究表明,青藏高原兽类分布格局的形成与高原的自身演化密切相关.     

树轮数据揭示的强火山喷发对青藏高原地区气候的影响

强火山喷发是影响全球气候变化的重要因素。过去几十年,不同学者基于青藏高原地区树木年轮重建了多条气候变化序列,并依据这些序列研究了全球强火山喷发对青藏高原地区气候的影响。结果表明: 探讨强火山喷发对青藏高原气候影响的树轮序列主要分布在青藏高原东部。利用序列对比法和时序叠加法分析发现,中低纬度的强火山喷发对青藏高原地区温度和干湿变化影响显著,并在强火山喷发后的1～2年内出现降温或者发生干旱,而高纬度的强火山喷发影响较小。此外,连续的多次强火山喷发能导致该区出现年代际的冷期。影响强火山喷发气候效应的因素主要包括火山喷发位置、喷发强度、大气环流等。最后结合国内外研究现状,对未来需要开展的研究方向进行了展望。     

全球气候变化对野生动物的影响

人类活动所引起的温室气体增加以及由此造成的全球气候变化和对全球生态环境的影响正越来越引起人们的关注,在全球气候变化对野生动物影响的研究中发现,随着全球气温变暖,野生动物的分布区整体上向北移,物修期提前,动物的繁殖及其种群大小,不同的种类做出不同的响应,有的受益于全球变暖,繁殖增加,成活率高,种群壮大,有的受制于这一变化,种群逐渐缩小甚至面临灭绝的威胁,总的来看,全球气候变暖使更多的野生动物无所适从,因此,加强对气候变化在不同层面上对野生动物影响机制的研究,调整野生动物保护措施,对野生动物及其生境的保护,维持生态系统多样性将显得十分重要。     

青海祁连山地区兽类分布格局及动物地理学分析

根据2001～2002 年对青海祁连山及周边地区的考察, 结合历史资料对青海祁连山及临近地区的兽类分布格局及动物地理分布等问题进行了探讨。通过兽类分布信息对该地区进行聚类, 用物种分布的相似性聚类结果分析该地区兽类区系特点。结果表明: 湟水河谷兽类区系特殊; 祁连山中部与青海湖北岸山地的区系成分近似;祁连山西部与其它区域区系差异明显; 柴达木盆地东部与祁连山中部相近, 而与柴达木盆地中、西部相区别。本地区的兽类分布格局与植被关系密切, 充分体现出青藏高原和黄土高原过渡的特点。本区特有种类比较缺乏,在不同生境交错带具有各种成分混杂和相互渗透的现象, 既包含了东部黄土高原和东南湿润地区的区系成分,又不乏典型的青藏高原种类, 同时还与蒙新区有一定的联系。从而体现出祁连山地区在兽类物种多样性及其动物地理方面的边缘效应作用。     

青藏高原濒危兽类保护与管理研究进展

青藏高原是全球生物多样性热点区域和优先保护区,分布着多种重点保护物种及青藏高原特有种,物种丰富度高且濒危物种占比大。本文针对青藏高原分布的有蹄类、猫科、熊科、犬科、鼬科、翼手目、小型兽类7个动物类群,从濒危现状、濒危成因、已开展的研究工作和管理对策、取得的保护成效等角度分别论述了各类群的保护与管理研究进展。在青藏高原有蹄类中特有种占比远高于其他类群;81% ~ 100%的有蹄类、猫科、熊科、犬科动物被列为国家重点保护野生动物;45% ~ 100%的有蹄类、猫科、熊科动物被中国脊椎动物红色名录或IUCN红色名录列为受威胁物种,远高于全球平均水平。全球变暖、栖息地破碎化、环境污染、过度放牧、偷猎与非法贸易是青藏高原濒危兽类生存的主要威胁。相关法律法规的贯彻实施、自然保护地建设及开展的大量调查监测和研究,为青藏高原濒危兽类保护生物学研究提供了法律保障和科学依据。鉴于目前保护与管理工作的局限性,建议构建全面系统的大数据平台,开展青藏高原地区保护成效快速评估及自然保护地空间优化布局研究,将国际先进的交叉学科理论方法与实践创新优势相结合,为濒危兽类的保护与管理提供指导与建议,从而为我国生物多样性保护和生态文明建设提供重要的科技支撑。     

气候变化背景下野生动物脆弱性评估方法研究进展

脆弱性评估是研究气候变化影响野生动物的重要内容,识别野生动物脆弱性,是适应和减缓气候变化影响的关键和基础。开展气候变化背景下野生动物的脆弱性评估工作,目的是为了确定易受气候变化影响的物种和明确导致物种脆弱性的因素,其评估结果有助于人类认识气候变化对野生动物的影响,为野生动物适应气候变化保护对策的制定提供科学依据。对野生动物而言(物种),脆弱性是物种受气候变化影响的程度,包括暴露度、敏感性和适应能力三大要素。其中,暴露度是由气候变化引起的外在因素,如温度、降雨量、极值天气等;敏感性是受物种自身因素影响,如种间关系、耐受性等;适应能力是物种通过自身调整来减小气候变化带来的影响,如迁移或扩散到适宜生境的能力、塑性反应和进化反应等。对近期有关气候变化背景下野生动物脆弱性评估方法予以综述,比较每种评估方法所选取指标的差异,总结在脆弱性评估中遇到的不确定性指标的处理方法,以及脆弱性评估结果在野生动物适应气候变化对策中的应用。通过总结野生动物脆弱性评估方法,以期为气候变化背景下评估我国野生动物资源的脆弱性提供参考方法。     

基于MaxEnt模型和GIS的青藏高原紫花针茅分布格局模拟

气候变化对物种分布的影响是生物地理学研究的热点问题.本研究以广泛分布在青藏高原高寒草甸区域的建群种紫花针茅为研究对象,通过植物标本库查询和实地调查了解紫花针茅在青藏高原的分布情况,利用Max Ent模型模拟紫花针茅在青藏高原历史、当前及未来的分布趋势,分析紫花针茅各历史时期的分布格局,探讨了物种分布变化的产生原因.结果表明:青藏高寒草地的针茅属物种具有较高的物种多样性,代表性植物紫花针茅的主要分布区域为青藏高原腹地及沿喜马拉雅地区;紫花针茅的分布强烈地受最暖季降水量、最湿季降水量和年均降水量的控制.依据紫花针茅在末次冰期的分布格局以及青藏高原的地理地质特点,研究认为:冰期来临时,羌塘以南藏北核心区和喜马拉雅西部阿里地区是紫花针茅潜在分布的核心区,此处提供了比其他地区更适合紫花针茅生存的栖息地,这些区域成为紫花针茅的避难所,当前的紫花针茅都是从这些避难所迁移并扩展开来.生物避难所的存在有助于理解青藏高原高寒植被起源和分化的相关问题.     

青海湖流域环境退化对野生陆生脊椎动物的影响

随着全球气候变暖,野生动物的分布区、物候期,繁殖等都不同程度受到了气候变暖的影响.近年来,青海湖流域的气候也发生了变化.于2003～2005年对青海湖流域的生态环境与陆生野生脊椎动物及其生境进行了调查,结合查阅文献,运用地理信息系统方法,研究了青海湖流域的气候变化和陆生野生脊椎动物种类和分布的变化.发现青海湖流域的气候与自然环境都发生了变化,青海湖流域气温增幅较为显著,其中以秋、冬两季增温显著,20世纪末青海湖流域的平均气温较20世纪80年代上升了1.26℃.青海湖流域降雨量呈下降趋势,干燥度呈缓慢的上升趋势.1959年以来,青海湖的水位下降了3.7m,面积减少了313.3 km^2.1976年以来,湖东地区沙漠化土地面积从356.4 km^2增加到735.9 km^2.同时,沼泽面积从25.08km^2减少到4.73km^2.1949年以来,青海湖流域人口增长了近10倍,建立了由便道、省道、国道和铁路组成的路网,并建立了大面积的围栏草地.由于近代环境退化和人类活动的影响,青海湖流域的野生脊椎动物种类和分布的发生了很大变化.由于湿地面积减小,中国林蛙,花背蟾蜍和水禽的适宜生境变小.湖水退缩后,部分裸露的湖底演变为沙地,随着沙地面积的扩大,沙蜥的适宜生境面积扩大.在研究期间,湿地生境中观察到46种鸟类10种兽类,沙漠生境观察到3种鸟类和19种兽类,在高山草甸生境观察到63种鸟类和36种兽类.在居民地观察到鸟类、兽类分别为16种和6种.不同栖息地中啮齿动物种类差异显著,湖周沙漠啮齿动物种类最少,高山草甸啮齿动物种类最多.一些鸟类从青海湖地区消失了,大型兽类如藏羚（Pantholops hodgsoni）、藏野驴（Equus kiang）和野牦牛（Poephagus mutus）等从青海湖流域消失了,而普氏原羚（Procapra przewalskii）、藏原羚、原麝的数量显著减少.     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

Enterovirus 71 3C proteolytically processes the histone H3 N-terminal tail during infection

Highlights
1. The N-terminal tail of histone H3 is specifically cleaved during EV71 infection.
2. Viral protease 3C is identified as a protease responsible for proteolytically processing the N-terminal H3 tail.
3. Our finding reveals a new epigenetic regulatory mechanism for Enterovirus 71 in virus-host interactions.     

Detection of EBV and HHV6 in the Brain Tissue of Patients with Rasmussen’s Encephalitis

Rasmussen’s encephalitis (RE) is a rare pediatric neurological disorder, and the exact etiology is not clear. Viral infection may be involved in the pathogenesis of RE, but conflicting results have reported. In this study, we evaluated the expression of both Epstein-Barr virus (EBV) and human herpes virus (HHV) 6 antigens in brain sections from 30 patients with RE and 16 control individuals by immunohistochemistry. In the RE group, EBV and HHV6 antigens were detected in 56.7% (17/30) and 50% (15/30) of individuals, respectively. In contrast, no detectable EBV and HHV6 antigen expression was found in brain tissues of the control group. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in 20.0% (6/30) of individuals. In particular, a 4-year-old boy had a typical clinical course, including a medical history of viral encephalitis, intractable epilepsy, and hemispheric atrophy. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in neurons and astrocytes in the brain tissue, accompanied by a high frequency of CD8⁺ T cells. Our results suggest that EBV and HHV6 infection and the activation of CD8⁺ T cells are involved in the pathogenesis of RE.     

Perinatal Vertical Transmission of Chikungunya Virus in Ruili,a Town on the Border between China and Myanmar

正Dear Editor,Chikungunya virus (CHIKV), an arbovirus in the family of Togaviridae, genus Alphavirus, is transmitted by the A.aegyptii or A. albopictus mosquito, and causes disease in humans characterized by fever, rash, and arthralgia (Silva and Dermody 2017; Suhrbier 2019). It was first reported in 1953 in Tanzania, and caused only a few outbreaks and sporadic cases in Africa and Asia in last century. However, in the epidemic in 2004, CHIKV acquired mutations that conferred enhanced transmission by the A. albopictus mosquito(Schuffenecker et al. 2006). Since then, it has successively caused outbreaks in Africa, the Indian Ocean, South East Asia, the South America, and Europe (Zeller et al. 2016).     

Development of a Novel Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Rapid Detection of SARS-CoV-2

In conclusion, the novel visual RT-LAMP assay is a simple, rapid, and sensitive approach for detection of SARS-CoV-2, and it is ready for application in primary care and community hospitals or health care centers, and even patients' own houses in response to the current SARS-CoV-2 epidemic because the assay does not require sophisticated equipment and skilled personnel. Furthermore, it is also ready to be used in fields for screening samples from wild animals and environments to facilitate the identification of potential intermediate hosts that mediate the cross-species transmission of SARS-CoV-2 from bats to humans.