行為

昆蟲育幼行為的直接證據(jù)

育幼行為是動(dòng)物雙親對(duì)自己的卵及幼仔的照顧行為，可以提高子代成活率。該行為廣泛存在于動(dòng)物中，包括哺乳類、鳥類、爬行類以及昆蟲等。由于動(dòng)物的行為證據(jù)很難保存為化石，我們對(duì)古代育幼行為的了解非常有限。昆蟲是生物界最豐富的類群，育幼行為在昆蟲中廣泛存在，其起源也可能非常古老。2012年和2014年先后有兩篇發(fā)表于《美國科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）的文章分別揭示了中生代薊馬和葬甲化石的育幼行為證據(jù)。但古代昆蟲育幼行為主要依據(jù)于化石形態(tài)學(xué)推測或現(xiàn)生昆蟲系統(tǒng)學(xué)的間接推斷，直接化石證據(jù)先前只在新生代琥珀中發(fā)現(xiàn)過。

近期，研究者在一枚琥珀中發(fā)現(xiàn)了介殼蟲育幼的行為證據(jù)。該枚琥珀保存一個(gè)雌性成蟲，其尾部帶有膨大的卵囊，卵囊中保存有約60枚已孵化卵殼和未孵化的卵。此外，在卵囊下部和身體外側(cè)保存有6個(gè)新孵化出的一齡幼蟲。介殼蟲屬于昆蟲綱半翅目，部分種類是重要的農(nóng)業(yè)害蟲，通常以吸取植物汁液為生。介殼蟲雌性成蟲一般生活在各種植物上，其背部則由分泌的蠟片蓋住，以保護(hù)自己和后代。中生代介殼蟲化石記錄較為豐富，廣泛出現(xiàn)在黎巴嫩琥珀、緬甸琥珀以及美國新澤西琥珀中。但化石絕大多數(shù)都是帶翅膀的雄蟲，少部分是雌性幼蟲，尚未有雌性成蟲報(bào)道。因此，此次新發(fā)現(xiàn)的化石為旌蚧科的冠類群，許多現(xiàn)生旌蚧科類群也具有相似的育幼結(jié)構(gòu)和行為。本研究表明介殼蟲育幼行為至少起源于1億年前，表現(xiàn)出長期的停滯演化，進(jìn)一步的系統(tǒng)學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)育幼行為可能在介殼蟲祖先類群就已經(jīng)出現(xiàn)。此行為極大地提高了該類昆蟲的繁衍成功率，可能是介殼蟲早期輻射演化的一個(gè)重要因素。（eLife 2015,4: e05447）

鳥群隊(duì)形之謎

雖然已經(jīng)過去很多很多年了，想必很多人至今還記得剛上小學(xué)時(shí)的一篇課文："秋天來了，天氣涼了。一群群大雁往南飛。一會(huì)兒排成個(gè)'一'字，一會(huì)兒排成個(gè)'人'字。"但幾乎沒人想過大雁為什么要排成不同的隊(duì)形往南飛。大雁是雁屬鳥類的通稱，全世界共有9種，我國有7種，常見的有白額雁、鴻雁、豆雁、斑頭雁和灰雁等，民間通稱為"大雁"。大雁屬于候鳥，每當(dāng)秋冬季節(jié)，它們就從西伯利亞一帶，成群結(jié)隊(duì)、浩浩蕩蕩地飛到我國的南方過冬。第二年春天，它們經(jīng)過長途旅行，回到西伯利亞產(chǎn)蛋繁殖。在遷徙時(shí)，大雁總是幾十只、數(shù)百只，甚至上千只匯集在一起，互相緊接著列隊(duì)而飛，古人稱之為"雁陣"。"雁陣"由有經(jīng)驗(yàn)的"頭雁"帶領(lǐng)，加速飛行時(shí)，隊(duì)伍排成"人"字形，一旦減速，隊(duì)伍又由"人"字形換成"一"字長蛇形，這是為了進(jìn)行長途遷徙而采取的有效措施。當(dāng)飛在前面的"頭雁"的翅膀在空中劃過時(shí)，翅膀尖上就會(huì)產(chǎn)生一股微弱的上升氣流，排在它后面的就可以依次利用這股氣流，減少空氣阻力，從而節(jié)省了體力。但"頭雁"因?yàn)闆]有這股微弱的上升氣流可資利用，很容易疲勞。

如此一來，"頭雁"并非是份好工作，似乎應(yīng)該是沒有哪只鳥兒想承擔(dān)的。那么，為何還會(huì)有頭雁呢，它們?yōu)楹螘?huì)自愿飛在最前面呢？從進(jìn)化的角度來看，如果遷徙隊(duì)列中的成員都是親屬，那么幫助其他成員是說得通的。但對(duì)于遷徙的鳥群來說，它們并非都具有這種關(guān)系。為了找到遷徙的鳥群中為何會(huì)出現(xiàn)"頭雁"的問題，研究者為一群14只年幼的隱鹮（Geronticus eremita）安裝了GPS數(shù)據(jù)記錄器，并在一次秋季的遷徙中乘坐一架簡易動(dòng)力版超小型飛機(jī)引導(dǎo)它們從奧地利飛往意大利。這些鳥中，有8只彼此沒有關(guān)系，有3對(duì)是兄弟姐妹。在它們的旅程中，這些隱鹮以兩只帶頭、12只尾隨的隊(duì)形飛行，并頻繁變換位置。記錄器記錄了每只鳥兒的地理位置、速度和在鳥群中的位置。研究者的分析表明，這些隱鹮一起合作，有規(guī)則地輪流帶頭和尾隨，無論它們是否有親屬關(guān)系，它們都能精確地對(duì)在帶頭和尾隨位置上的飛行時(shí)間進(jìn)行匹配。研究者認(rèn)為，鳥兒這種相互合作的旅程為動(dòng)物的互惠利他主義提供了一個(gè)少有的、"令人信服的例子"。所有的鳥兒都有機(jī)會(huì)在其他鳥兒之后飛行，并且在前面領(lǐng)隊(duì)時(shí)都把時(shí)間花在努力"工作"上。同時(shí)，它們是經(jīng)常迅速地變換位置，以至于合作帶來的好處立竿見影。這些發(fā)現(xiàn)或許有助于解釋像"如果你幫助我，我也會(huì)幫助你"的這種行為為何能得以演化。（Pnas 2015,112：2115-2120）

童年陰影的持久性

孩子童年的成長環(huán)境會(huì)對(duì)其以后的生理、心理健康產(chǎn)生持久影響，家庭爭吵、創(chuàng)傷等童年不良經(jīng)歷常常會(huì)讓孩子偏離幸福健康的軌道。近期，法國研究者的一項(xiàng)研究表明，人在成長關(guān)鍵期遭遇不順，帶來的長期壓力可能改變大腦結(jié)構(gòu)，從而干擾壓力應(yīng)激系統(tǒng)的平衡。另外，童年不良的成長環(huán)境可能會(huì)增加成年后抽煙、飲酒等健康風(fēng)險(xiǎn)行為，進(jìn)而對(duì)健康造成影響。研究者分析了1958年某一周內(nèi)出生的9377名英國公民從出生到44歲的數(shù)據(jù)。這些公民大多有被收養(yǎng)、父母離異等經(jīng)歷。最后發(fā)現(xiàn)，童年不良經(jīng)歷確實(shí)能預(yù)測一個(gè)人44歲時(shí)的身體勞損狀況——不良經(jīng)歷越多，勞損狀況越嚴(yán)重。適應(yīng)負(fù)荷是測量人體經(jīng)年勞損狀況的生理指標(biāo)。對(duì)男性而言，每增加一項(xiàng)童年不良經(jīng)歷，適應(yīng)負(fù)荷平均增加0.18；而對(duì)女性而言，一項(xiàng)童年不良經(jīng)歷會(huì)讓適應(yīng)負(fù)荷增加0.24。此外，無論男性還是女性，童年不良經(jīng)歷都是通過影響其23歲時(shí)的健康行為（如吸煙、飲酒、運(yùn)動(dòng)）以及33歲時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位（如家庭財(cái)富、社會(huì)地位、婚姻狀況）來影響適應(yīng)負(fù)荷的。而如果后期控制健康行為和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，童年不良經(jīng)歷對(duì)適應(yīng)負(fù)荷就沒有顯著影響。（Pnas 2015，112：E738-E746）

城市綠地的服務(wù)功能

節(jié)肢動(dòng)物是地球上種類最多的一個(gè)類群,它們經(jīng)歷了漫長的演化歷史,磨練出一身應(yīng)對(duì)環(huán)境的好本領(lǐng)。面對(duì)城市化帶來的新局面，節(jié)肢動(dòng)物們也能應(yīng)對(duì)自如。城市化是導(dǎo)致局部地區(qū)和全球生物多樣性降低，及環(huán)境變化的重要力量。雖然多樣性在降低，但城市生態(tài)系統(tǒng)仍在為城市居民提供服務(wù)，如空氣凈化。城市的綠色空間為城市居民提供生態(tài)服務(wù)，但受制于對(duì)城市綠色空間生態(tài)學(xué)研究的不足，我們尚不足以對(duì)其進(jìn)行良好的管理。無論是在自然生態(tài)系統(tǒng)中，還是在人類社會(huì)中，廢棄物的處理都是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。為了研究城市綠色空間的服務(wù)功能，研究者在紐約市的24處道路隔離帶和21個(gè)公園放置了一定數(shù)量的餅干、馬鈴薯片和熱狗，檢驗(yàn)它們被處理的速度。在同一地點(diǎn)，研究者調(diào)查了地面節(jié)肢動(dòng)物的多樣性和非生物因素。在公園中的節(jié)肢動(dòng)物多樣性要高于道路隔離帶的，其中前者平均有11個(gè)昆蟲科和4.7種螞蟻，后者有9個(gè)昆蟲科和2.7種螞蟻。然而，與基于多樣性的預(yù)測相反，在道路隔離帶的節(jié)肢動(dòng)物每天處理的食物量是公園中的2-3倍。此外，處理食物多的地方存在外來螞蟻鋪道蟻，并且這里溫度更高、更干旱，這樣的條件增加了節(jié)肢動(dòng)物的代謝。當(dāng)有脊椎動(dòng)物也存在時(shí)，食物被處理的更多，表明節(jié)肢動(dòng)物和脊椎動(dòng)物會(huì)爭奪食物垃圾。據(jù)估計(jì)，在沿哈德遜河分布的百老匯和西大街生活的節(jié)肢動(dòng)物，每年能消除600-975千克廢物。研究表明，物種的組成和生境，比單純的多樣性更能預(yù)測城市生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)，即使是街道隔離帶的小綠色空間也具有重要價(jià)值。（Global Change Biology 2015,21: 1103-1115）

哺乳動(dòng)物殺嬰促進(jìn)睪丸生長

在物競天擇的自然界,很多雄性哺乳動(dòng)物經(jīng)常會(huì)殺死同種的后代,調(diào)查顯示哺乳動(dòng)物中有一半存在殺嬰行為。在不同哺乳動(dòng)物的群居和交配系統(tǒng)中,這樣的殺嬰行為對(duì)雄性的好處和雌性的代價(jià)各不相同。殺嬰行為通常更可能出現(xiàn)在那些雌性在一年中的任何時(shí)間都有能力撫養(yǎng)后代的物種中。相關(guān)研究顯示，雄性動(dòng)物會(huì)殺死跟它無血緣關(guān)系的幼崽，以便縮短雌性生產(chǎn)后撫育后代的時(shí)間，這樣它便能夠盡快與雌性進(jìn)行交配。雄性動(dòng)物通常與自己殺死的幼崽的母親進(jìn)行交配這一事實(shí)也證實(shí)了這一假設(shè)。但是，雌性動(dòng)物也能利用"劈腿"制造混亂，混淆后代的父親，以便阻止殺嬰行為。近期，研究者對(duì)包括119種會(huì)殺死自己后代的260種動(dòng)物進(jìn)行了系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的睪丸越大，它們的殺嬰歷史就越長。其原因可能是，當(dāng)雌性出現(xiàn)亂交時(shí)，精子競爭加劇，而進(jìn)化會(huì)選擇那些睪丸最大、有能力產(chǎn)生最多精子的雄性。這就解釋了為何鼠狐猴生殖器的尺寸大得驚人。（Science 2014，346：841-844）

白蟻的新功勞

白蟻是約3000多種等翅目昆蟲的總稱，可在熱帶及亞熱帶地區(qū)常找到它們的蹤跡。白蟻能侵蝕木制物，令建筑物易塌、鐵路枕木減低壽命，普遍被認(rèn)是一大害蟲。在德語中，白蟻就有"帶有厄運(yùn)的動(dòng)物"或"帶來不幸的動(dòng)物"之意。然而，白蟻已經(jīng)在地球上存在了2億多年，經(jīng)歷了滄海桑田的巨變，具有極強(qiáng)的生存能力。近期，研究者發(fā)現(xiàn)，在非洲、南美洲和亞洲炎熱大草原和熱帶稀樹草原，白蟻丘存儲(chǔ)著營養(yǎng)物質(zhì)和水分，通過白蟻丘內(nèi)部通道可使水分更好地滲透在土壤之中，最終白蟻丘和周圍的植被旺盛生長，可避免出現(xiàn)"沙漠化"，或者環(huán)境惡化成為沙質(zhì)土壤。白蟻丘的存在對(duì)于維持干旱區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)非常重要，即使降水量很少的情況下也能維持該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)。白蟻丘也可以保存種子和植物生命，當(dāng)周圍環(huán)境恢復(fù)降水量之后將有助于快速恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)。因此，白蟻丘對(duì)于阻止沙漠?dāng)U大化至關(guān)重要，能將干旱土壤逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榘敫珊低寥篮娃r(nóng)業(yè)用地。（Science 2015，347：651-655）