速递 第6期
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动物学
不想“长大”的雄鲸
虎鲸，顾名思义是一种像老虎一样性情凶猛的食肉动物。它身长8～10米，体重可达9吨。这种大型齿鲸背部黑色，腹部灰白色，有一个尖尖的背鳍，背鳍弯曲长达1米。它嘴巴细长，牙齿锋利，善于攻击企鹅和海豹等动物，有时还对其他鲸类甚至是大白鲨发起袭击。然而，人们很难想象，这种“海上霸王”竟然始终离不开妈妈半步。
科学家们发现，虎鲸妈妈在非人类物种中的更年期最长，因此能够照顾它们的成年虎鲸子女。雌鲸在三四十岁时便停止生殖，但可以活到90岁。它为何会有如此之长的更年期，长期以来一直是个谜。
英国和加拿大科学家组成的研究团队在分析了有关北太平洋两个虎鲸种群36年生活情况的记录后，发现雌鲸停止生殖后寿命的长度将极大地影响它们后代的生存。对于30岁以上的成年雄鲸，妈妈的去世可能会使它们的死亡率在一年内增加14倍。成年雌鲸也和母亲待在一起，但依赖性却小得多。在妈妈去世后，它们死亡的可能性仅增加3倍。
在最近的一期《科学》杂志上，科学家发表了有关这项研究的论文。加拿大约克大学生物系的丹·弗兰克斯博士说：“我们的分析表明，雄鲸的确是 ‘长不大的男孩’，如果没有妈妈的帮助，它们难以生存下去。虎鲸妈妈进入成年期后照顾儿子的这种需要，可以用来解释为什么它们能进化成具有比任何非人类动物都更长的老年期。”
虎鲸的社会形态属于母系，不是由雄性的力量决定一切。科学家并不清楚雌鲸选择对象的标准，很少观察到的现场。虎鲸只知有母亲，不知父亲在哪。虎鲸以不同寻常的社会群体形式生存，不论雄鲸还是雌鲸，一辈子都陪伴在妈妈左右，不离不弃。理论预测，为了把握住传播自己基因的最好机会，妈妈应该将精力集中到儿子身上。
人类和虎鲸都有很长的更年期。虽然他们都具有这种生理特点，但老年女性和老年虎鲸停止生殖后的受益却有所不同，反映出人类和虎鲸不同的社会结构。论文的合著者、英国埃克塞特大学的达伦·克罗夫特博士指出：“有这样一种说法：人类逐步形成更年期，部分原因是为了让女性把更多支持提供给她们的孙辈。而雌鲸似乎终生扮演照顾自己的后代尤其是成年虎鲸儿子的角色。”
李忠东 /编译
内容来源：《每日邮报》
生物进化学
海星的急速进化
对澳大利亚海星的研究发现，其闪电般的演化过程仅需要短短的6000年。“在多数生物体中，海星的演变之快是令人难以置信的”——加州大学生物进化与生态学教授里克·格罗斯伯格与合作者在皇家学会学报上发表了这一观点。
格罗斯伯格教授一直关注于海洋新物种的形成。在陆地，植物和动物群体可以通过山脉或河流进行物理性分隔， 那么，广阔的海洋又是如何对物种进行隔离的呢？
格罗斯伯格教授和他的同事们研究了两种亲缘性高的“面包海星”，Cryptasperina pentagona 和 C. hystera ，两者都生活在澳大利亚海岸。它们在外观上是相似的，但生活在不同的区域：hystera 生活在 pentagona 栖息范围远南端的几个海滩和岛屿的周围。
它们的也是是非常不同的。pentagona 为雌雄异体，它们在水中释放和卵子，受精、形成幼体，在变为成体之前会随海水四处漂流，以浮游生物为食，最后成长为海星。hystera 已进化为雌雄同体，会在体内哺育幼体直到它们顺利成熟。
研究人员从两种海星的DNA序列中看到其多样性，并推算其分化的时间长度。结果表明，大约在6000至22000年前， hystera 已在大堡礁附近从 pentagona 的南方支系中脱离出来，并成为了一个独特的物种。显然它们并没有在漫长的时间内通过遗传变化而产生分化，而是快速彼此隔离。
距今11000年，珊瑚海冷暖海水的交汇带在南北方向上波动。 少数的海星祖先，甚至是一个个体，因被海水洋流冲走而脱离其种群，迁徙来到种群栖息范围的远南端，进入了进化方向的另一支线。
郑 巍 /编译
内容来源：science daily网站对澳大利亚海星的研究发现，其闪电般的演化过程仅需要短短的6000年。“在多数生物体中，海星的演变之快是令人难以置信的”——加州大学生物进化与生态学教授里克·格罗斯伯格与合作者在皇家学会学报上发表了这一观点。
格罗斯伯格教授一直关注于海洋新物种的形成。在陆地，植物和动物群体可以通过山脉或河流进行物理性分隔， 那么，广阔的海洋又是如何对物种进行隔离的呢？
格罗斯伯格教授和他的同事们研究了两种亲缘性高的“面包海星”，Cryptasperina pentagona 和 C. hystera ，两者都生活在澳大利亚海岸。它们在外观上是相似的，但生活在不同的区域：hystera 生活在 pentagona 栖息范围远南端的几个海滩和岛屿的周围。
它们的也是是非常不同的。pentagona 为雌雄异体，它们在水中释放和卵子，受精、形成幼体，在变为成体之前会随海水四处漂流，以浮游生物为食，最后成长为海星。hystera 已进化为雌雄同体，会在体内哺育幼体直到它们顺利成熟。
研究人员从两种海星的DNA序列中看到其多样性，并推算其分化的时间长度。结果表明，大约在6000至22000年前， hystera 已在大堡礁附近从 pentagona 的南方支系中脱离出来，并成为了一个独特的物种。显然它们并没有在漫长的时间内通过遗传变化而产生分化，而是快速彼此隔离。
距今11000年，珊瑚海冷暖海水的交汇带在南北方向上波动。 少数的海星祖先，甚至是一个个体，因被海水洋流冲走而脱离其种群，迁徙来到种群栖息范围的远南端，进入了进化方向的另一支线。
郑 巍 /编译
内容来源：science daily网站
环境学海獭
：阻止气候变暖的新勇士
海獭能够降低大气中二氧化碳的含量，并有助于扭转全球的气候变暖？这不是天方夜谭！两位来自加州圣克鲁斯分校的专家最新研究显示，“人丁兴旺”的海獭能够有效控制海胆的种群数量，从而使海洋中的大型褐藻得到种群繁盛的机会。研究还发现，当大型褐藻广泛分布时，它们能够从大气中吸收的二氧化碳的总量是贪婪的海胆占生态主导地位时的12倍。
从事环境学研究的助理教授威尔默斯指出，这一研究发现表明了动物能够对地球的碳循环产生重大的影响。威尔默斯教授和另一位从事进化生物学研究的埃斯蒂斯教授以及他们科研团队共同考察了40年以来关于海獭和大型褐藻的数据，涵盖的地域范围从温哥华岛至阿拉斯加的阿留申群岛的西部边缘。通过分析后发现，海獭毋庸置疑地对二氧化碳在碳循环中的存储量具有重要影响。
通过比较大型褐藻在有无海獭的两种情况下的种群密度后，威尔默斯的科研团队发现，海獭能够通过捕食大型褐藻的天敌——海胆，间接地对大型褐藻的生物量产生正面的影响。当有海獭存在时，海胆会躲入岩石的裂缝中并以褐藻的死亡残体为食。反之，如缺少海獭，海胆会直接蚕食活体大型褐藻。
大型褐藻能够通过光合作用有效地固定大气中的二氧化碳，而二氧化碳在大气中的浓度自工业革命开始以来已经提高了40%，并造成了全球的温度上升。威尔默斯教授和埃斯蒂斯教授虽然承认分布广泛的海獭种群并不能立刻解决如何降低大气中高含量的二氧化碳的问题，但这一发现可认为是以修复和保护海獭的种群为例来研究动物种群是如何影响生态系统的碳封存能力。
如何减缓大气中二氧化碳含量急剧上升的速度，我们面临着巨大的挑战，也没有简单的解决办法，这是全球环境保护中的一项紧迫的课题。现在，所有研究气候变化的模型只关注固碳的方法而忽略动物们的作用。但是，动物们可能以一种不同的方式来影响碳循环，甚至可能对全球碳循环产生不可忽视的影响。海獭会保护大型褐藻免受海胆的过度蚕食。因此，我们可以通过海獭间接地将生态系统中多余的碳固定，降低大气中的二氧化碳的含量，在一定程度上减缓全球气候变暖的趋势。如果生态学家们能够更好地利用这些影响生态系统中固碳作用的因素，那么这将会是一个双赢的局面，通过保护和提高动物种群的质量来使生态系统中多余的碳得到固定。
韩俊杰 /编译
内容来源：Science daily网站
心理学
喝酒太多，杯子的错？
在你喝下那一品脱啤酒之前，请先检查下你杯子的形状——你可能没意识到你会喝下这么多酒。根据一项对英国啤酒饮用者的研究表明，曲线形状的杯子带给我们的错觉会增快我们饮酒的速度。
布里斯托大学实验心理学家安吉拉·艾特伍德说：“酗酒过度已经成为英国一个越来越严重的社会问题，尤其是在年轻人中。”除了增加犯罪，酗酒还会引起公共健康的危机。世界卫生组织指出，酒精的有害使用——被定义为有害健康和对社会造成负面影响的饮酒——在全球每年导致250万例死亡，是致病的第三大因素。虽然世界卫生组织建议通过一些法律方法，比如提高酒的价格、增大合法饮酒年龄进行干预，但是这类方法并不受欢迎，很多政府都不乐于实施。
考虑到从立法上控制饮酒的困难，艾特伍德和她的团队希望通过教育来抑制，她解释道：“人们总是意识不到自己喝了多少和喝得有多快。”比如，英国玛格丽特女王大学的研究者以前就发现，受试者倒在常用普通杯里的酒量实际上是英国测量标准的两倍。艾特伍德怀疑是啤酒杯的形状让杯中的液体看上去体积有所不同，使得人们不知道自己究竟喝了多少酒。
俞 炯 /编译
内容来源：ScienceNow网站
遗传学
基因组“重现”古代女孩
近日，又一项惊人的科技壮举诞生了。一支国际科学家团队利用了一种新技术放大DNA单链，并以此对一个古代西伯利亚女孩的基因组进行了多达31次的测序。根据如此彻底的测序研究，研究员们破译的古老基因组图如同现代人的基因图谱一样清晰，它甚至可以揭示这个古代女孩拥有的棕色眼眸，发色和肤色。来自德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究院研究员马蒂亚斯·梅耶感叹道：“没有人会想到我们竟然会收获如此高质量的基因组，包括我在内的每个人都为之震惊。”
正因为拥有高精确度的数据，研究团队直接将这个来自5万多年前的西伯利亚丹尼索瓦山洞女孩的核基因图谱与现代人的进行对比，得出了接近完整的小数量基因变化图，阐述了我们与尼安德特人的近亲丹尼索人的基因分异度。团队领导者古遗传学家斯万特·帕博表示：“这份基因图谱揭示了古代人类如何进化成现代人类的遗传秘方。”
如此高质量的丹尼索瓦人基因组事实上只是来自一根指骨以及两颗牙齿的化石，即便是我们已经拥有了成百上千标本的尼安德特人，也没能在遗传学上被如此全面地解读，这一点是十分有趣的。根据研究结果，科学家们证实丹尼索瓦人曾与人类的祖先有过杂交，并发现他们基本没有基因多样性，这就意味着丹尼索瓦人种群是随着现代人类的数量扩大而减少的。来自加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的进化遗传学家贝丝·夏皮洛表示：“梅耶和他的同事们建立了需要我们重新解读的古代DNA领域。”
2010年5月，帕博的团队首次在该领域掀起波动，研究报告表明，一部分合成核基因的低覆盖序列来自3个尼安德特人。他们发现欧亚人比非洲人在基因组序列上更接近尼安德特人，欧亚人群的基因组中有1% ～ 4%的区段可能来自尼安德特人。总体来看，现代人与尼安德特人杂交可能只发生在浅层次和小范围中。
仅仅7个月后，帕博的团队就了平均1.9份拷贝数的核基因组报告，该报告数据出自丹尼索瓦山洞里一个女孩的小拇指骨化石。研究发现她既不属于尼安德特人也非现代人类，尽管这两个物种的骨头都在这个山洞内被发现过，因此他们决定给这个新物种起名为丹尼索瓦人。在一些东南亚岛屿，研究团队找到过丹尼索瓦人的DNA，称这些岛屿上的人类祖先也有可能同丹尼索瓦人的祖先有过杂交，而他们的后裔很有可能在亚洲。
但是这项研究的基因组材料辨析度不高，很难依靠其给出可靠的基因差异，一部分原因来自于这段古代DNA不完整，从骨头中提取后DNA受损，分解成了单链。
一种新型研究方法被开发后，梅耶终于找到了突破点，在测序过程中使用DNA单链展开的新技术，而不是传统的DNA双链展开技术进行测序。利用特殊分子与单链末端的结合，古代DNA会在酶的作用下自行复制其基因序列。结果显示，从女孩指骨中提取的10毫克微量丹尼索瓦人DNA样本以6倍至22倍的数量增加。研究团队能够至少一次观察到覆盖99.9%的可映射核苷酸位置，能观察到92%可映射核苷酸位置的次数多达20余次，这已经达到了可以确定位点的标准。31份拷贝数中约一半来自女孩的母亲，另一半来自于她的父亲。来自威斯康星大学的古人类学家约翰·霍克说：“就是这样才产生了同如今人类同等效应的基因组。”
赵今瑄/编译
内容来源：Science Now网站
地球科学
恐龙灭绝之前的物种大灭绝
6500万年前发生在地球上的大规模灭绝被广泛认为是恐龙灭绝。但华盛顿大学的新研究表明，在恐龙灭绝之前不久的短暂时期里，还存在一个由于火山喷发引起全球变暖，从而造成了海底生物的灭绝。
著名的恐龙灭绝事件被认为是由一颗直径至少6英里的小行星撞进墨西哥尤卡坦半岛所引起的。但是新的迹象表明，在小行星撞击地球之前，大部分海底生物已经灭亡，灭亡的主要原因是位于现在印度的德干高原地区强大的火山爆发。
华盛顿大学地球和空间科学教授托马斯·托宾说：“在第一次生物灭绝之前的20到30万年之间，火山爆发至少持续了10万年。”火山喷发可能使地球大气层中充满一种叫气溶胶的微粒，它最初会冷却整个地球，但更重要的是，火山爆发还会喷出二氧化碳和其他温室气体，从而引发长时期全球变暖，这也导致了如前所述的第一次大规模物种灭绝。气溶胶的活跃时间范围为1到10年，然而二氧化碳对地球的影响可长达上百年到几万年。
在西摩岛这一特殊的区域，蕴含着很厚的沉积物，这种沉积物在给定的时间间隔内，厚度也许可达地狱溪地层的10倍左右，这种地层在蒙大拿州很著名。托宾说，这意味着当科学家们在此试图去研究确定地球曾经发生了些什么的时候，会获得大量的科学数据。如今我们仍然可以在海滩上识别到第一次大灭绝的物种残骸。
研究人员在南极的沉积物中提取了少量岩石和化石的核心样本，并且采用一种叫磁性地层学的方法进行测试研究，再用获得的地球磁场变化数据来确定化石沉积年代。沉积物越厚，得到的数据越精准。
这里的研究证据表明，两次灭绝事件既有相互独立的迹象，又有温室效应发生的迹象。目前没有直接证据证明第一次大灭绝对恐龙灭绝有任何影响，但是托宾认为，第一次大灭绝幸存下来的生物会被第二次的小行星撞击所造成的长期环境影响所牵连，早已无法生存。他说：“我认为这两次大灭绝之间一定存在某种相互关联。”
薛 莹/编译
内容来源：science daily网站