《鹦鹉螺与长颈鹿：10?章生命的故事 》

《鹦鹉螺与长颈鹿：10?章生命的故事 》 简介：鹦鹉螺与长颈鹿：10?章生命的故事是一本围绕其核心主题展开的深刻探索之作，书中详细讨论了与其主题相关的各类观点与现实应用，带给读者全新的思考视角。这本书为那些想深入了解相关领域的读者提供了充实的内容，值得一读。更多详情请访问相关链接。 标签： #鹦鹉螺#鹦鹉螺与长颈鹿：10?章生命的故事#书籍 文件大小：NG 链接：https://pan.quark.cn/s/7d8fdfb4aaf7

《鹦鹉螺与长颈鹿》作者: [英]玛丽安·泰勒（Marianne Taylor）

《鹦鹉螺与长颈鹿》 作者: [英]玛丽安·泰勒（Marianne Taylor） 出版社: 译林出版社 出品方: 译林天际线 副标题: 10½章生命的故事 原作名: The Story of Life 译者: 王西敏 出版年: 2023-11 页数: 257 在漫长的进化历程中，生命之树上的每个物种都表现出独一无二的个性：小小的病毒，是介于生命和非生命之间的实体；鹦鹉螺经历了五次灾难性的大灭绝，其形态和生活方式却几乎没有变化；长颈鹿是一种动物，也可能是八种动物…… 本书的每一章都以一个或一组有代表性的物种为起点，介绍生命故事中的一个特定元素，从而揭示地球生命在时空中的进化过程，以及人类在其中扮演的愈发重要的角色。在脉络清晰且不失幽默感的叙述中，玛丽安·泰勒巧妙地引入生物学领域的经典概念和新近数据，通过生态保护、人工生命等具有启发性的话题，为我们（还有外星访客）绘制出一幅动荡不安又生机盎然的行星画面。 泰勒的这部作品简明扼要，适合各个年龄段的人群阅读，书中鲜活生动的布局和美丽的插图也为文本增光添彩。本书对地球生命的长期进化做了翔实的调查，对于读者来说引人入胜，充满魅力。 #科普 #生物 #动物 #演化 #自然

这种动物全员雌性 窃取同类精子繁衍 科学家都懵了

这种动物全员雌性 窃取同类精子繁衍 科学家都懵了 亚马逊莫莉鱼，图源：University of Texas随着探索的继续，全员雌性的脊椎动物也积累得越来越多，但是在所有这类动物中，没有一个像钝口螈属的一个全员雌性的谱系蝾螈来的奇怪。钝口螈属有十几个物种，它们普遍分布在北美五大湖区域，全员雌性的这个谱系和其它物种一起生活，但是它会窃取自己同属蝾螈的基因来繁殖，这在所有已知动物是独一无二的繁殖方式，以至于生物学家不得不专门为它创造一个新术语“kleptogenesis”（基因窃取，我看到有些地方翻译盗癖生殖）。基因窃取者钝口螈是两栖动物，它们的配对方式与青蛙有点像，雄性蝾螈会把自己的精子包裹在一个白色“精囊”里，并将其产在池塘里的树叶、树枝等物体上。然后，雌性根据自己的需求选择最符合标准的“精囊”，并放入自己的泄殖腔中，受精在体内完成，产卵并孵化出后代。这种配对方式给了那些全员雌性谱系的钝口螈机会，它们可以很容易拾取到其它同属物种的遗传物质，但是它们并不会完全利用这些精子。图：钝口螈的精囊很早以前，科学家就了解到，其它钝口蝾螈的精子只是刺激了这些雌性蝾螈产卵，并不会对后代的遗传信息产生影响，它们的后代是通过孤雌生殖的方式复制出来的，所以后代依然全部是雌性。随着研究的继续，科学家发现，通常情况下它们确实只会像其它全员雌性动物一样复制自己，但是有极少数的情况，它们会窃取同属物种雄性的染色体。十几年前（2009年），科学家第一次在这个全雌性谱系蝾螈的细胞中发现了其它同类物种的染色体，这让科学家吃惊不已。全雌性的钝口螈谱系通常拥有三组基因或者称为三倍体（其它正常同类是两组），这是它们只有雌性且孤雌生殖的原因，因为无法完成减数分裂产生生殖细胞（这种谱系通常是两种正常的不同物种杂交突变结果）。然而，有一些个体也就是我们前面提到的极少数情况，它们拥有更多组基因，而多出的基因组就是来自其它雄性同类的基因。在加入其它雄性同类的基因时，它们的选择其实非常多样化（如下图），可以是加入几种不同雄性的基因组发现的个体最多加了5个其它物种雄性的基因，当然也可以是一种；除添加之外，它们还可以丢弃自己一组基因，并替换上其它雄性的基因组。图：紫色显示的是其它同属蝾螈的基因组这种钝口螈如何完成这种生殖方式还是一个谜，但是它们并不会一直把其它钝口螈的基因保留在自己的谱系中，通常使用几代就抛弃。另一方面，对于常见的多倍体生物而言，通常会关闭多出的基因组的表达，但是这种钝口螈不会，它们不但获得了其它雄性同类的基因，还将一些基因表达出来了，所以它们是真正的“基因窃贼”。图：这四种钝口螈是它们的窃取对象占据栖息地90%的种群关于这种全雌性的钝口螈，我们前面提到的都是一个谱系，而不是一个物种，这是因为这些蝾螈很难将它们归类为单一物种，因为它们的基因组太多样了，违反了常规物种的定义。但是，这个谱系通过它们这种生殖方式，在自己的栖息地相当成功，你可能想象不到，钝口螈属有十几个物种，而它们的栖息地90%个体都是来自这个全雌性谱系。有性生殖是昂贵的，它消耗时间、精力和资源，所以那些全员雌性或者单性的物种，往往有一个天然的优势能够高效地占据栖息地。图：大理石纹螯虾不知道大家听说过大理石纹螯虾没，它们也是一种三倍体全雌性的动物，它们通过孤雌生殖的方式不停复制自己，以至于在整个亚欧大陆快速泛滥成灾。然而，任何单性生物都不可能长久，有科学家推算，这类物种不可能存在超过10万年。这是因为这类生物有两个主要的障碍（两个假说）：一个是物种必须继续进化才能在环境、疾病和寄生虫的压力下生存，而无性生殖只能提供极其低效的进化动力，这个被称为红皇后假说。图：泛滥成灾的大理石纹螯虾我们现在别看大理石纹螯虾很嚣张，因为体型巨大，所到之处其它同类完全无法与之抗衡，它们可以迅速占据栖息地并泛滥成灾，但是哪天出现一种专门针对它们的疾病，它们可能就会在极短的时间内消失。另一个是无性生殖会让有害的突变不断积累，最终让整个种群覆灭，这是因为它们本质就是复制自己，任何有害的突变都无法从种群中完全剔除。正是因为这些限制的存在，复杂的单性生物很罕见，很多其实都是像大理石纹螯虾一样是最近才进化（突变）出来的。然而，钝口螈属的这个全雌性谱系可能已经存在600万年了，毫无疑问，“基因窃取技术”是它们成功的关键。它们通过“盗窃”基因来增加自己后代基因的多样性，从而提高生存能力，再通过“抛弃”基因来稳定住单性生殖的优势。这是独一无二的生殖方式，是自然界让人惊喜的部分，真的只有我们想象不到，没有生物完成不了。 ... PC版： 手机版：

科学家发现某些雌性鲸鱼可以多活40年的奥秘

科学家发现某些雌性鲸鱼可以多活40年的奥秘 新的研究表明，某些鲸鱼物种中的雌性鲸鱼在进化过程中，为了照顾家人，寿命明显延长。这项研究的重点是五种鲸鱼，它们与人类一样，是已知的唯一会经历更年期的哺乳动物。研究结果表明，这些经历更年期的雌性鲸鱼比其他体型相似的雌性鲸鱼多活大约 40 年。通过延长寿命而不延长"生殖寿命"（繁殖年限），这些雌性鲸鱼有更多的年限来帮助它们的子孙，而不会因为同时繁殖和抚养幼崽而增加与女儿竞争的"重叠期"。这项新研究表明，尽管鲸鱼和人类在进化过程中相隔了 9000 万年，但它们的生活史却非常相似，都是独立进化而来的。这项研究由埃克塞特大学、约克大学和鲸鱼研究中心共同完成。繁殖后的虎鲸妈妈（K14）带领着她的小儿子（K42）和成年儿子（K26）。资料来源：David Ellifrit，鲸鱼研究中心。参考许可证 NMFS-27038研究起源和进化启示埃克塞特大学（University of Exeter）的萨姆-埃利斯（Sam Ellis）博士说："进化过程有利于动物将其基因传给后代的特征和行为。雌性动物要做到这一点，最明显的方法就是在整个生命周期内繁殖几乎所有动物物种都是这样。哺乳动物有 5000 多种，已知只有六种会绝经。那么问题来了：更年期是如何进化来的？我们的研究为这个引人入胜的谜题提供了一些答案。"已知有五种齿鲸存在更年期：短鳍领航鲸、伪虎鲸、虎鲸、独角鲸和白鲸。这五种鲸鱼的雌性寿命比其他同类的雌性寿命长，而且比同类的雄性寿命长。例如，雌性虎鲸可以活到 80 多岁，而雄性虎鲸通常在 40 多岁时就已经死亡。更年期的进化条件埃克塞特大学教授、鲸鱼研究中心执行主任达伦-克罗夫特（Darren Croft）说："更年期的进化和漫长的生殖后生活只能在非常特殊的情况下发生。其次，雌性鲸鱼必须有机会提供帮助，以提高其家族的生存机会。例如，众所周知，雌性齿鲸会分享食物，并在食物短缺时利用自己的知识引导群体寻找食物"。繁殖后的母亲（L5）和儿子。资料来源：David Ellifrit，鲸鱼研究中心。参考许可证 NMFS-27038约克大学的丹-弗兰克斯教授说："以前关于更年期进化的研究往往集中在单一物种上，通常是人类或虎鲸。最近在多个物种的齿鲸中发现了更年期，因此这项研究是首次跨越多个物种的研究。我们的研究提供了证据，证明更年期是通过延长雌性生殖年限而进化而来，而不是因为生殖年限缩短。这是人类学长期以来一直提出的问题，但只有通过比较研究才能直接回答这个问题"。在谈到与人类更年期进化的相似之处时，克罗夫特教授补充说："我们与一个在分类学上与我们如此不同的群体有着共同的生命史，这真是令人着迷。尽管存在这些差异，但我们的研究结果表明，人类和齿鲸表现出趋同的生活史就像人类一样，齿鲸的更年期也是通过选择进化而来，以增加总寿命，而不同时延长其生殖寿命"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

为什么圈养的大熊猫交配如此困难？科学家在它们肠道中发现原因

为什么圈养的大熊猫交配如此困难？科学家在它们肠道中发现原因 图：大熊猫盼盼，它是1990年北京亚运会的吉祥物盼盼在2016年的时候死于肿瘤，它是已知寿命最长的雄性大熊猫。不过，盼盼的“英雄事迹”可不是它的长寿，而是它超强的繁殖能力，截止今年一月份，全球圈养的大熊猫只有728只，其中有四分之一都是盼盼的后代。圈养大熊猫最大的问题就是繁殖能力低下，以至于工作人员绞尽脑汁，使尽方法，也无法让一些大熊猫留下后代。至于大熊猫繁殖能力有多差，有一些事实会让你大吃一惊。野生动物通常有一个繁殖窗口期或者叫做FQ期，它们只会在窗口期交配，对于大部分动物而言可能是一个合适的季节，但是雌性大熊猫真正的窗口期只有40个小时左右。你没有看错，雄性大熊猫一旦错过这40个小时，就要再等一年。因为大熊猫是极度适应独居的动物（不知道极短的繁殖窗口期是否和这个有关系），不能把任何两只大熊猫放在一起养，所以工作员必须时刻关注雌性大熊猫的状态，不然一不小心就错过了。你可能会说，人工受精不就好了，其实现在大部分熊猫已经都是通过人工受精来的，但熊猫的人工受精也不是容易的事。你知道熊猫生孩子的平均天数是多少吗？答案是：从受精卵着床到熊猫宝宝出生平均只有17天！熊科动物有一项特殊技能，它们可以让受精卵延迟着床，让受精卵游离在身体内并完全停止发育，直到它们认为时机成熟的时候才会让受精卵着床并启动胚胎发育（据我所知所有熊都会这项技能）。据信，大熊猫从配种受精到受精卵着床的时间从72天到324天不等，但是一旦着床，它们就会在极短时间内生产平均时间17天。正因为熊猫胚胎发育的时间极短，所以它们刚出生的幼崽非常小，非常脆弱，是所有动物中婴儿和母亲的比例最小的。在圈养条件下，因为过早出生很多熊猫宝宝是根本没法存活的。虽然雌性熊猫在生育方面已经非常不省心了，但圈养大熊猫真正的生育问题主要还不在雌性身上，而是在雄性大熊猫那里。我们前面提到过，现在许多圈养的熊猫都是人工受精的，就是因为雄性大熊猫就像失去生育能力一样，对雌性没有兴趣，甚至经常在繁殖窗口期暴打雌性以宣誓领地，即便难得对雌性产生兴趣，它们也会因为无法爬到雌性的背上而活生生错过窗口期。你可能听说过，为了让雄性大熊猫打起精神，熊猫饲养员甚至会给它们观看熊猫的“小电影”，但通常收效甚微。香港的动物园有一对大熊猫，足足花了9年时间才完成自然交配，中途还不停尝试人工受精均都失败了。关于圈养雄性大熊猫到底为什么会几乎失去生育能力，也是最让人头疼的事，因为找不到“病因”，就无法对症下药。最近由北京师范大学的科学团队发表在《生态与进化》杂志上的文章给出了一个答案圈养雄性大熊猫的产道微生物群落失衡可能是关键。肠道的微生物群落会对宿主的身体、心理产生影响，这不是什么秘密，包括人类在内的许多动物都有被观察到被肠道微生物影响的情况。所以，有理由相信熊猫的肠道微生物可能也在影响它们。在这项研究中，科学家们分析了20只雄性大熊猫的粪便样本，发现生殖能力强的大熊猫和生殖能力弱的大熊猫的微生物组存在明显差异。那些经常成功交配的雄性大熊猫，表现出更高水平的梭状芽孢杆菌，研究人员怀疑这个就是雄性生殖能力的关键因素之一。动物肠道的微生物群落与饮食高度相关，所以这很可能是饮食失衡导致的这种结果。熊猫的日常饮食几乎全部由竹叶、竹茎和竹笋组成，竹子的任何部分营养价值都很低，所以熊猫需要大量进食它们每天必须吃掉几十公斤竹子才能满足能量需求。不同的竹子部分对肠道微生物的影响是不一样的，对于熊猫肠道的梭状芽孢杆菌水平而言，多吃竹笋可以有效提升。换句话说，圈养的雄性大熊猫可能可以通过调节竹笋的饮食比例来提升它们的生殖能力。最后很多人可能觉得，大熊猫的生育问题是它们走向濒危的主要原因之一，但其实这个问题主要影响的是圈养的熊猫。野生大熊猫并不存在生育问题，在繁殖窗口期，雌性会用信息素吸引多只雄性到自己面前，并挑选自己新颖的对象，而雄性也会有很强的繁殖欲望，有被记录到它们在短短一下午就能完成数十次。其实，圈养大熊猫的生育能力下降就是一种行为退化，许多圈养动物都有相似的问题，只是它们可能退化的不是生育能力而已。如果这项研究结果属实的话，那么不仅对大熊猫的保护有帮助，还可以用相同的方法去改善其它濒危保护动物的行为退化。 ... PC版： 手机版：

科学家对曾被忽视的与人类相关的汞排放驱动因素进行了量化

科学家对曾被忽视的与人类相关的汞排放驱动因素进行了量化 数据、系统和社会研究所（IDSS）前博士后、本研究的第一作者阿里-费恩伯格说："我们一直忽视了汞的一个重要来源，尤其是在热带地区。"研究人员的模型显示，亚马逊雨林作为汞汇发挥着特别重要的作用，约占全球陆地汞汇的 30%。因此，遏制亚马逊森林砍伐可对减少汞污染产生重大影响。研究小组还估计，全球植树造林工作可使每年的汞吸收量增加约 5%。虽然这意义重大，但研究人员强调，不能仅靠植树造林来替代全球范围内的污染控制工作。"各国在减少汞排放方面付出了巨大努力，尤其是北方工业化国家，这是有充分理由的。但全球 10% 的人为汞排放源是非常可观的，而且未来可能会更多。[解决这些与森林砍伐相关的排放问题]需要成为解决方案的一部分，"资深作者、IDSS 和麻省理工学院地球、大气与行星科学系教授 Noelle Selin 说。与费恩伯格和塞林共同撰写这篇论文的还有巴塞尔大学前瑞士国家科学基金会Ambizione研究员Martin Jiskra、意大利罗马特雷大学教授Pasquale Borrelli和瑞士联邦水产科学与技术研究所博士后Jagannath Biswakarma。该研究成果最近发表在《环境科学与技术》上。水银模型在过去的几十年里，科学家们通常把重点放在研究作为全球二氧化碳排放源的森林砍伐上。微量元素汞却没有受到同样的关注，部分原因是陆地生物圈在全球汞循环中的作用直到最近才得到更好的量化。植物叶片从大气中吸收汞，就像吸收二氧化碳一样。但与二氧化碳不同的是，汞对植物并不具有重要的生物功能。汞主要停留在叶子中，直到落到森林地面上，才被土壤吸收。汞如果进入水体，就会被微生物甲基化，成为人类严重关切的问题。甲基汞是一种强效神经毒素，可被鱼类吸收，并通过食物链进行生物累积。这会导致人类食用的鱼类体内甲基汞含量达到危险水平。"在土壤中，汞比沉积在海洋中的汞结合得更紧密，这样，森林就能减少海洋中有毒甲基汞的含量。"费恩伯格表示，他现在是西班牙布拉斯-卡布雷拉物理化学研究所（Blas Cabrera Institute of Physical Chemistry）的一名博士后。许多关于汞的研究都侧重于工业来源，如燃烧化石燃料、小规模采金业和金属冶炼。一项全球性条约2013 年《水俣公约》呼吁各国减少人为排放。但是，它并没有直接考虑森林砍伐的影响。研究人员开展研究的目的就是要填补这一空白。在过去的工作中，他们建立了一个模型来探测植被在汞吸收中的作用。利用一系列土地利用变化情景，他们对模型进行了调整，以量化森林砍伐的作用。评估排放该化学迁移模型可追踪汞从排放源到大气中发生化学变化的过程，然后主要通过降雨或吸收到森林生态系统中，最终沉积到何处。他们将地球划分为八个区域，并对每个区域进行模拟，计算出森林砍伐的排放系数，同时考虑到植被类型和密度、土壤中的汞含量以及历史上的土地使用情况等因素。然而，一些地区的良好数据却很难获得。他们缺乏来自热带非洲或东南亚这两个森林砍伐严重的地区的测量数据。为了弥补这一不足，他们使用更简单的离线模型模拟了数百种情景，这有助于他们改进对潜在不确定性的估计。他们还针对土壤中的汞排放开发了一种新的配方。这种公式捕捉到了这样一个事实，即砍伐森林会减少树叶面积，从而增加照射到地面的阳光量，加速土壤中汞的排出。该模型将世界划分为网格方格，每个方格的面积为几百平方千米。通过改变某些方格中的地表和植被参数来代表砍伐森林和重新造林的情况，研究人员可以捕捉到对汞循环的影响。研究发现由于砍伐森林，约有 200 吨汞被排放到大气中，约占人为排放总量的 10%。但在热带和亚热带国家，毁林排放占总排放量的比例更高。例如，巴西的森林砍伐排放量占人为排放总量的 40%。此外，人们经常点火，让热带林区为农业活动做好准备，这又会释放出植被中储存的汞，造成更多排放。费恩伯格补充说："如果毁林是一个国家，那么它将是仅次于中国的第二大汞排放国，中国每年排放约 500 吨汞。"《水俣公约》目前正主导处理原生汞排放问题，科学家们可以预见，未来森林砍伐将在人为排放中占据更大的比重。"保护森林或砍伐森林的政策会产生超出其目标的意外影响。重要的是要考虑到这些都是系统，涉及人类活动，我们需要更好地了解它们，才能真正解决我们知道存在的问题，"Selin 说。该研究小组希望通过提供这一首次估算结果，激励在这一领域开展更多研究。未来，他们希望在分析中加入更多动态地球系统模型，这样就能以互动方式跟踪汞吸收情况，并更好地模拟植被重新生长的时间尺度。"这篇论文通过量化一个长期以来一直被认为但尚未量化的途径，在我们对全球汞循环的理解方面取得了重要进展。"密歇根州立大学地球与环境科学系助理教授杰基-格尔森（Jackie Gerson）说："迄今为止，我们的大部分研究都集中在主要的人为排放上，即人类活动通过燃煤或手工和小规模采金业中汞金汞合金燃烧直接产生的排放。这项研究表明，砍伐森林也会导致大量汞排放，需要在全球汞模型和土地管理政策中加以考虑。因此，这项研究有可能在科学上推动我们的领域，并促进制定减少毁林造成的汞排放的政策。"参考文献：《森林砍伐是汞污染的人为驱动因素》，作者：Aryeh Feinberg、Martin Jiskra、Pasquale Borrelli、Jagannath Biswakarma 和 Noelle E. Selin，2024 年 2 月 8 日，《环境科学与技术》。DOI: 10.1021/acs.est.3c07851编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：