斑馬的條紋有助"降溫"嗎？

斑馬是斑馬亞屬和細紋斑馬亞屬的通稱，是一類常見于非洲的馬科動物。斑馬身上有許多與眾不同的條紋，且和人類的指紋一樣，每只的條紋都不一樣。至于這些條紋的作用，研究者提出了很多理論，有人認為它們是同類之間相互識別的標記，也有人認為它們是適應環(huán)境的保護色，甚至還有人認為斑馬身上的條紋能使其皮膚表面形成微小氣流，讓它們感覺涼爽。近期，研究者用數(shù)個裝滿水的金屬桶，分別將黑色、白色、灰色的馬皮、牛皮以及條紋式樣的斑馬毛皮覆蓋在水桶上。在為期4個月的跟蹤調查中，研究者將這些水桶放置在露天環(huán)境中，并持續(xù)監(jiān)測中心溫度，然后將這些水桶的溫度分布情況與活躍斑馬進行對比。結果發(fā)現(xiàn)，在同樣的日光照射條件下，覆蓋有斑馬毛皮的金屬桶溫度特征與斑馬一致。研究者還發(fā)現(xiàn)，白色牛皮覆蓋的金屬桶溫度最低，黑色馬皮覆蓋的金屬桶溫度最高，灰色馬皮和斑馬毛皮覆蓋的金屬桶中心溫度相差不大，且斑馬毛皮覆蓋的金屬桶溫度并沒有下降。因此，研究者認為，這表明斑馬的條紋并不能幫助降溫。（Scientific Reports 2018，8:9351）

孔子鳥類的形態(tài)-生態(tài)多樣性

孔子鳥類是早白堊鳥類中化石材料最為豐富的一個支系，在系統(tǒng)樹上屬于最原始的尾綜骨類。尾綜骨類是指具有縮短的尾骨，其末端止于由若干枚尾椎愈合成尾綜骨的鳥類，主要包括反鳥類和今鳥型類，以及孔子鳥類和會鳥類?？鬃峪B類的化石主要分布在我國東北，骨骼形態(tài)非常特殊，最為明顯的特征是大手指（第2指）的爪節(jié)高度退化，以及近相等的前、后肢。與之相反，在多數(shù)的中生代鳥類中，最先退化往往是小手指的爪節(jié)（第3指），而大手指的爪節(jié)則很少縮小。近期，研究者在早白堊世熱河生物群的義縣組發(fā)現(xiàn)了一種新孔子鳥類化石，并將其命名為孔子楊氏鳥（Yangavisconfucii）。系統(tǒng)發(fā)育分析的研究表明楊氏鳥較始孔子鳥進步，而為長城鳥和圣賢孔子鳥的外群。這樣的系統(tǒng)位置，表明在孔子鳥類演化歷史中，相較于大手指退化的趨勢，楊氏鳥所在的支系獨立演化出了正常大小的大手指爪節(jié)。對這一奇怪的現(xiàn)象，由于缺乏可對比的現(xiàn)生鳥類（所有現(xiàn)生鳥類的成年個體都失去了手爪），目前還沒有較為合理的解釋。楊氏鳥的發(fā)現(xiàn)極大擴展了孔子鳥類的生態(tài)空間，表明孔子鳥類的生態(tài)多樣性要比此前認識的更為豐富。（Zoological Journal of the Linnean Society,zly045,https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zly045）

神經與腸道的信號通路

一般認為大腦是身體的指揮中心，支配著人類的生命活動。你不知道的是，其實人體里還存在著一個"第二大腦"，那就是腸道。腸道可不僅僅是一個精巧的消化系統(tǒng)，已有的研究表明，神經細胞與腸道之間可以相互作用，但它們之間具體如何相互作用，信號如何從一個組織傳遞到另一個組織，并系統(tǒng)調控機體整體的代謝水平和衰老進程，一直是個未解之謎。為此，科研者將研究的焦點集中在線粒體上。這個小東西不僅是細胞能量供給的中心，也是調控衰老進程以及影響神經退行性疾病的重要細胞器之一。線粒體非常"聰明"，當其受到外界刺激發(fā)生功能損傷時，會啟動一種線粒體未折疊蛋白反應，重建穩(wěn)態(tài)平衡。這種反應事關生物體的天然免疫、干細胞維持、壽命調控等重要的生理過程。有意思的是，在多細胞的機體里，這種反應還能在不同的組織之間傳遞，比如從神經細胞傳遞到腸道細胞，系統(tǒng)調節(jié)整個生物體的代謝水平，共同應對損傷。研究者認為，有一種物質在其中擔任了"信號兵"的作用。但這個"信號兵"究竟是誰，它是怎么給遠端組織"送信"的？人們對此知之甚少。為了觀察信息的傳遞，首先就需要給予神經細胞一定的刺激，讓它有傳遞信息的必要。研究者以秀麗線蟲為模型，在其神經細胞中引入了一種舞蹈癥致病蛋白，刺激神經細胞內的線粒體損傷，進而誘導腸道內的線粒體未折疊蛋白反應。通過遺傳篩選的方法，研究者發(fā)現(xiàn)了一條在無脊椎動物和脊椎動物中都存在的信號通路——Wnt信號通路，是完成這一過程的關鍵所在。Wnt是一種分泌性成形素，它在動物發(fā)育中起著重要作用。該信號通路在物種進化過程中高度保守，決定著細胞命運，并參與調節(jié)組織穩(wěn)態(tài)平衡和癌癥發(fā)生。如果這條通路發(fā)生異常，就會導致神經系統(tǒng)發(fā)育問題以及腸癌。一些臨床數(shù)據表明，很多患有阿爾茨海默氏癥、帕金森病等神經退行性疾病的人，或多或少會同時患有代謝疾病以及腸道炎癥等疾病。因此，這項成果或許能夠為治療神經退行性疾病以及伴隨的代謝紊亂癥狀提供新的治療思路。（Cell 2018,174：870-883.e17）

早期地球生命為何會變大

生命歷史中，在比震旦紀（約6.35至5.41億年前）更早的時間里，生命體都非常微小。然而到了震旦紀，復雜的有機體開始出現(xiàn)，一些甚至在體型上能夠長到兩米高，它們盡管看起來像蕨類植物，但其實很可能是地球上最早出現(xiàn)的動物之一。此前一些觀點認為，有機體在進化過程中體型不斷增大是為了在獲取食物的競爭中得到優(yōu)勢。但那個時候的海洋充滿營養(yǎng)豐富的食物，沒有太多的競爭壓力，甚至獵食者都還沒出現(xiàn)。研究者在化石分析中也看不到兩者的必然聯(lián)系，反而有明顯證據顯示它們的體型與擴大繁衍范圍有更強的關系。這說明，地球早期存在的一些復雜的有機體在進化過程中變得更高、更大，其原因并不是為覓食，而是要把后代散布到更廣闊區(qū)域，從而更好地繁衍。（Nature Ecology&Evolution 2018，2：1218-1222）

中國黃牛的3個血統(tǒng)來源

將野牛馴化為家牛，是新石器時代的標志性事件之一。通過提供肉、皮、役力等，牛成為了東亞農業(yè)社會中最重要的家畜。在學術界，家牛的馴化以及中國黃牛形成的復雜歷史，一直是被不斷深入研究的話題。近期，研究者對我國22個代表性地方品種的111頭黃牛和陜西石峁遺址4000年前的8個古代黃牛樣品進行了全基因組重測序，同時下載比較了國外27個牛種的149個個體的全基因組數(shù)據。研究證明，全世界家牛至少可以分為5個明顯不同的類群，即歐洲普通牛、歐亞普通牛、東亞普通牛、中國南方瘤牛和印度瘤牛。中國黃牛地方品種來源于其中的3個血統(tǒng)，分別為約4000年前就到達中國北方地區(qū)，目前以純系僅在青藏高原和東北地區(qū)存在的東亞普通牛；可能在1000年前進入中國北方，以蒙古牛和哈薩克牛為代表的歐亞普通牛；以及論文新報道的與印度瘤牛早在4萬年前就分離，具體來源和傳播歷史仍然未知的中國南方瘤牛。通過歷史上的跨物種人工雜交選育，中國南方瘤牛和青藏高原的普通牛平均每個個體，分別被導入了其近緣物種爪哇野牛2.9%和牦牛1.2%的血統(tǒng)，從而使得遷徙到中國南方和青藏高原的黃牛各自提高了對所在環(huán)境的適應性。這一對中國黃牛遺傳特性來源系統(tǒng)全面的分析，將為我國兼顧高產、優(yōu)質和抗逆的肉牛新品種培育提供理論基礎。（Nature Communications 2018，9:2337）

普氏野馬的出身

馬的起源和演化是進化生物學中的經典案例之一，充分展現(xiàn)了自然選擇在生物進化中的作用。人們普遍認為是世界僅存的野馬。然而，近期研究者通過系統(tǒng)發(fā)育學分析發(fā)現(xiàn)，普氏野馬的祖先是大約5500年前生活在今天哈薩克斯坦北部的波泰人馴化過的一種馬。此前，波泰馬被認為是所有現(xiàn)代馴化馬的祖先，但對各種馬樣本的DNA分析結果表明，波泰馬并非現(xiàn)代馴化馬的祖先，而是普氏野馬的祖先。普氏野馬一度瀕臨滅絕，后經培育并放回歐亞草原，目前大約2000只普氏野馬是20世紀初捕獲的15只普氏野馬的后代。過去生物學家錯以為普氏野馬屬于野生動物，部分原因在于這些馬有豎立的馬鬃，這被認為是野馬的特征，而且其褐色的皮膚與冰河時代法國和西班牙巖洞壁畫中的野馬類似。但現(xiàn)在基因證據顯示普氏野馬的祖先是波泰馬?？脊艑W證據表明，波泰馬是家養(yǎng)的，因為波泰人不僅吃馬肉，而且喝馬奶，在波泰人的村落遺址里還發(fā)現(xiàn)了馬欄。新發(fā)現(xiàn)又帶來了新問題，在認為現(xiàn)代馴化馬不是起源于普氏野馬后，還要繼續(xù)尋找現(xiàn)代馴化馬的真正起源。（Science 2018，eaao3297）

蜈蚣毒液致命之謎

在武俠小說中，經常會出現(xiàn)一個叫做"五毒教"的門派，派中僅是使毒高手，令人聞風喪膽。所謂的五毒一般是指蛇、蜈蚣、蟾蜍、蝎子和壁虎五種有毒生物。其中，蜈蚣雖然個頭最小，但毒性卻不小。蜈蚣毒液會致使蜥蜴、蟑螂和其他動物迅速癱瘓，嚴重使甚至能導致人類死亡。但時至今日，人們一直不清楚原因何在。近期，研究者在蜈蚣毒液中辨別出一種極其危險的毒素。它會破壞其他動物的心血管、呼吸道和神經系統(tǒng)，從而使蜈蚣在30秒內殺死比其大15倍的老鼠。研究者首次從20厘米長的金頭蜈蚣的毒液中提取出多種毒素。金頭蜈蚣生活在東亞的森林、農田和城市中。隨后，他們逐一用這些毒素開展試驗。結果顯示，一種被稱為"Ssm幽靈毒素"的物質會關閉將鉀泵入和泵出細胞的通道。這些通道對于傳送腦波、維持規(guī)律心跳和控制大量的其他身體功能至關重要。在沒有這種關鍵毒素存在的情況下，毒液變得幾乎沒有致命性。這給科學家?guī)砹讼Ｍ蛟S能利用打開鉀通道的藥物，研發(fā)出新的抗毒素療法。（PNAS，www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1714760115）