更新时间：2025-05-11 17:14作者：佚名
宾夕法尼亚大学的研究人员发现水缺乏推动了C4植物的进化和扩张。
在远古地球急剧变化的情况下，生物不得不进化出新策略来适应气候变化。从3000万年前的渐新世中期到500万年前中新世中期及晚期，大气中的二氧化碳浓度下降了约三分之一。在同一时期，一种新的光合作用形式——C4途径出现在一类植物亚群中，对早期C3途径中的光合作用进行了补充，也就是说这些植物现在使用两种不同的策略从太阳中获取能量。
C3植物光合作用产生的第一个稳定化合物包含三个碳原子，而C4植物光合作用产生的第一个稳定化合物则包含四个碳原子。C3途径是最先进化出来的，当大气中充满二氧化碳时，它能有效运作。然而，C4植物独立于C3植物进化了几十次，在二氧化碳含量较低时，它们仍能高效地进行光合作用。这是因为C4途径有一个额外的步骤，会将碳从空气中泵入细胞内层，并在细胞内层完成其它的循环过程。通过这种“封闭”系统，C4途径的光合作用不直接与外界空气相互作用，还能产生更多的养料，且水分流失得更少。
过去，科学家们一直认为是二氧化碳水平的下降推动了植物C4途径光合作用的出现，但现在美国宾夕法尼亚大学生物学家和普渡大学的研究人员利用生化模型古气候建模发现，水缺乏可能是C4植物出现背后的关键因素，论文近日发表在《美国国家科学院院刊》上。
“C4途径最初起源于大气中二氧化碳含量仍然很高的时候，似乎是由水缺乏引起的，后来在大约500万到800万年前，二氧化碳浓度越来越低，利用C4途径的植物开始大规模扩张。二氧化碳和光强度实际上是当时有利于C4途径的因素。”宾夕法尼亚大学生物学系研究生、论文第一作者Haoran Zhou说。宾夕法尼亚大学生物学助理教授Erol Akcay补充道：“我们发现，C4途径提高的水分效率足以让植物在相对干旱的环境中获得最初的生态优势。这种生化模型不光让我们看到了温度和二氧化碳的作用，也让我们看到了水和光的作用。”
这项工作还表明，即使在渐新世晚期，大气中的二氧化碳含量仍然相对较高的时候，C4植物就可能比C3植物更具有竞争优势。
今天，地球上大约四分之一的植被由C4植物构成，包括玉米、甘蔗等重要作物。为了更深入地研究可能有利于C4途径扩散的因素，研究人员建立了一个多层次的模型，包含4个因素：二氧化碳浓度、光照、温度和水可用性。根据模型推测，C4途径的进化可能分两个阶段进行：当二氧化碳浓度仍然很高时，C4植物出现在全球变暖、变干燥的地区；几百万年后，当二氧化碳浓度非常低时，草地的扩张让开阔的栖息地获得充足的光照，使得C4植物比C3植物更有竞争优势，并取代了C3植物。
为了了解C4植物早期进化时多层次模型如何与古气候互动，宾夕法尼亚的团队与普渡大学的古气候建模师Matthew Huber合作，利用气候模型输出以及包括二氧化碳水平、温度和降雨量在内的古气候数据，预测了从渐新世晚期到中新世早期C3和C4植物可能的地理分布，并发现了两个新区域：西北非洲和澳大利亚，且这两个区域内利用C4途径的植物可能在第一次进化后因其节水能力而占据主导地位。
虽然这项研究没有探讨将来随着大气中碳含量的再次上升会发生什么，但它可以帮助我们理解为什么植物会以现在的方式分布，以及它们如何对未来的条件做出反应。
此外，一些科学家认为，让水稻等其它重要作物进行C4途径的光合作用，可能有助于提高粮食产量，因此，该模型可以帮助预测这些植物在哪里可以更好地生长。
原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-11/uop-dcm110718.php
中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。
Q1：想读计算机科学专业，同时拿到了UCB和杜克的offer，该怎么选？
Q2：UCSD和UT Austin的CS专业哪个更强一点？
主页菌答：四所学校均是CS专业的大牛，孰优孰劣难以以好坏来判断，但是可以从学校的排名、学术情况、师资力量、就业情况等为大家简单分析一下，看过之后小伙伴们可以自行选择。
UCB篇
学校综排：20
CS专业排名：1
学术情况：
学校CS专业设有计算机科学的理论计算、算法设计与分析、计算机的体系结构和逻辑设计、编程语言、编译器、操作系统、科学计算、计算机图形学、数据库、人工智能和自然语言处理等方向。
人工智能专业排名4，编程语言专业排名2，计算机系统专业排名1，计算机理论专业排名1。
在伯克利学*CS对数学和电气工程基础要求很高。
伯克利向来以必修课程多、课业负担重闻名。本科生毕业需要修完17门课。
师资力量：
UCB的教授从专业排名上就可以看出来，绝对牛逼。但是导师太牛也并不见完全是件好事，至少对于本科生而言，太牛的导师手底下等着跟他做研究的硕士博士还在排长队，所以轮到自己的可能性比较小。但如果是读到master或PhD阶段跟一位业界大牛还是对自己的研究很有帮助的。
另外，UC系统的大学作为公立大学，其财政收入主要靠政府拨款，而最近几年联邦拨款额度一直在削减，这势必会对学校的学费和奖学金产生一定影响。
学*机会：
对本科生教育而言，你周围朋友、同学和老师都会对你产生重大影响。尤其是你周围的同学。UCB作为一个大型的公立学校，拥有学生数量众多，但是实际上学生的层次也并不一致，topstudents只占其中一小部分，还有更多优秀的普通学生。
就业机会：
靠近硅谷，实*就业方便。
杜克篇
学校综排：8
CS专业排名：25
学术情况：
杜克大学的CS专业隶属于艺术科学学院，跟工程学院是独立的，这一点与多数学校不同。因此在课程设置上不过多要求工科知识。
对编程有要求的必修课仅有CS入门、数据分析及操作系统等课程。算法课不要求编程，只要求能够写出解决具体问题的某算法，并证明其可行性与准确性。
学校的强项在理论、算法和人工智能方向，软件工程、编程语言、编译器或其他相关方向，师资不是很强
师资力量：
拥有众多CS领域大神级教授，比如Vincent Conitzer (计算机游戏理论), Carlo Tomasi (计算机视觉), Ron Parr (经典人工智能), Alexander Hartemink (计算机基因组学), Bruce Donald (生物/化学信息学).
学*机会：
相对于公立大校，杜克大学更关注本科生教育，本科生也有很多机会可以跟着教授做研究。
学生人数少，多数课堂采用小班制，人数不满20人，学生更容易和同学或教授建立亲密关系，甚至教授可以记住所有学生的名字，单独辅导也是很常见的事，这在UCB这种动辄几百人的大课堂上恐怕是难以实现的。
学校虽然人少，但是开设的课程并不少，第一学期就设有15门左右入门课，基本涵盖了各个方向。
学校为本科生设有专门的研究项目助学金（C-SURF）
本科生毕业需要修完11+3门课。
就业机会：
很多科技公司，比如微软、谷歌和Facebook每年都会在杜克招收大量实*生或毕业生。与大学校相比，杜克大学由于学生数量较少，竞争相对不太激烈，校园招聘时很容易得到面试机会。
杜克大学校园内兴起全校范围内的创业比赛活动，奖金是五万美金，*激发了大家对互联网和创业的兴趣。
校园生活体验：
杜克大学位于北卡罗来纳州达勒姆市，这里气候温暖多阳光，经济发展迅速，多次被评为美国最适宜居住的城市之一。
UCSD篇
学校综排：39
CS专业排名：15
学术情况：
计算机系统专业排名11，计算机理论专业排名14
学校的计算机科学和工程系研究重点在互联网和无限通讯、生物技术及计算机工业领域。
主要研究课题有：
算法和复杂性、人工智能、生物信息学、计算机辅助设计、计算机视觉、数据和知识库系统、嵌入式系统、图形、网络安全与密码学、并行计算和高性能计算、处理器体系结构和编译、软件工程等。
师资力量：
研究生层面，UCSD在研究领域非常活跃，有多个国家级研究中心，最为出名的是学校的网络系统中心（CNS），知名员工多，研究项目多，资金充足。
学*机会：
学校最有特色也是最受学生欢迎的就是它的“导师计划”,这个计划是指系里专门组织起一只成绩优秀的队伍来帮助新生入门。当你不好意思问导师或导师比较忙的时候，会有学长学姐主动帮你解答问题。这也是加深校友感情与联系的重要方式。
提供各种技能课程
就业机会：
距离硅谷近，就业情况不输UCB。与企业联系紧密，奖学金更丰富。
校园生活体验：
学校相对而言比较孤立，校内社交生活比较匮乏，适合喜欢安心搞学术的学霸。不过距离圣地亚哥和海边都很近，开车1个小时左右的车程，想出去嗨一嗨也比较方便。
UT Austin篇
学校综排：52
CS专业排名：9
学术情况：
人工智能专业排名7，编程语言专业排名8，计算机系统专业排名8，计算机理论专业排名10。
研究领域涉及人工智能、生物信息、计算机功能结构、数据挖掘、机器学*及自然计算、图形及可视化、模型驱动工程、操作系统、编程语言及应用、系统安全和计算机科学理论。
师资力量：
学校研究资金不是特别富足。
学*机会：
校园大、开设课程多、学生人数，课堂规模大，100多人很正常。当然，也有不到20人的小班课。
除了导师之外有系统而完善的助教、课程顾问帮助学生答疑解惑。
就业机会：
作为一个CS专业top10的学校，学生的就业实*机会还是很丰富的，95%的学生都能在学校的合作公司找到实*。不过对于想要自主创业的学生而言UT的地理位置不占优势。
校园生活体验：
学校很大，并且距离市中心非常近，生活非常便利。UT的BBQ超赞，but，夏天有三四个月温度在100多度。
用户评论
想知道普渡大学离我住的地方有多远！
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对西雅图附近的气候不太了解，会不会很难过冬？
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听说普渡大学很大吧？校园环境怎么样？
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一直想读地理学，看看普渡大学在这方面怎么样。
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学校的专业设置是不是很丰富啊？我很想知道有我感兴趣的专业吗？
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想了解一下普渡大学的学生生活是怎样的？
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听说普渡大学运动校友很多？棒球比赛都什么时候看呢？
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普渡大学的学生宿舍条件怎么样？离图书馆近吗？
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我比较好奇普渡大学的学术氛围，学*压力大吗？
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想了解一下普渡大学的科研水平，有没有哪个方面特别有名？
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普渡大学的就业前景怎么样？毕业生能找到好工作吗？
有9位网友表示赞同！
听说普渡大学很重视校友关系？有专门的会所吗？
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想问问普渡大学附近的餐饮环境如何？美食多不多啊？
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周末有没有什么活动可以去参加呢？校园周边有什么好玩的地方没？
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普渡大学的申请流程复杂吗？需要准备哪些材料呢？
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听说普渡大学的学生会组织很多社团活动吗？我能加入到我喜欢的社团中吗？
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普渡大学的价格怎么样？学费和其他学*成本高不高啊？
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想知道学校是否有奖学金，或者其他助学制度？
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听说普渡大学的学生身体素质都很棒，体育课很多吗？
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除了课程以外，学校有没有哪些特别的项目或资源可以帮助我们成长呢？
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