昆虫世界的酿造大师 - 玻璃纸蜜蜂的迷人生物学特性

昆虫世界的酿造大师-玻璃纸蜜蜂的迷人生物学特性根据发表在《微生物学前沿》上的一项研究，玻璃纸蜜蜂为它们的后代"酿造"了一种液体食物，这些食物被保存在称为育雏室的房间里。这些育雏室的微生物组以乳酸菌为主。这些细菌因其发酵食物的能力而闻名，如酸菜、酸面包和酸奶。研究人员发现，这些细菌在玻璃纸蜜蜂的食物规定中高度活跃，它们很可能在那里作为发育中的幼虫的营养来源发挥重要作用。"这一发现相当了不起，"生态学与进化生物学助理教授、主要作者TobinHammer说。"我们知道乳酸菌对食物的发酵很重要，但是发现野生蜜蜂以基本相同的方式使用它们真的很令人惊讶。2万种蜜蜂中的大多数从花蜜和花粉中获取营养，但对于这些玻璃纸蜜蜂来说，我们怀疑乳酸菌也确实很重要。它们实际上已经从食草动物进化成了杂食动物"。该研究还发现，与其他蜜蜂物种相比，玻璃纸蜜蜂的食物规定具有高得多的细菌生物量，这与它们的育雏室中散发出的异常发酵气味相匹配。这些独特的、以乳酸菌为主的玻璃纸蜜蜂的微型酿酒厂可能对蜜蜂的健康以及它们生活的生态系统的生态产生重要影响。"耐人寻味的是，玻璃纸蜜蜂使用一种叫做'自发发酵'的策略，这就是某些发酵食品如酸菜的制作方法。哈默说："它们不是将启动培养物代代相传，而是使用花中无处不在的野生乳酸菌菌种。"这表明，像这种基于发酵的共生体可以在没有驯化的情况下进化。这些蜜蜂的特别之处在于它们已经想出了如何创造一个有利的环境，使乳酸菌能够真正良好地生长。"这项研究强调了研究昆虫微生物组的重要性，尽管它们在世界各地的生态系统中发挥着巨大的作用，但它们往往被忽视，而被鸟类和哺乳动物等更熟悉的动物所忽视。通过了解微生物和它们的昆虫宿主之间复杂的相互作用，科学家可以获得对这些重要动物的生物学和它们所居住的生态系统的新认识。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357411.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357411.htm

科学家发明荧光探针 揭示细胞生物学"暗物质"的新奥秘

科学家发明荧光探针揭示细胞生物学"暗物质"的新奥秘糖在我们的生活中无处不在，几乎存在于我们吃的所有食物中。但这些简单碳水化合物的重要性远不止于美味的甜点。糖对生物体内几乎所有的生物过程都至关重要，天然存在的糖分子种类繁多。Cecioni说："构成生物体的所有细胞都覆盖着一层称为糖的糖基分子。因此，糖几乎处于所有生理过程的第一线，在维持健康和预防疾病方面发挥着根本性的作用"。"锁和钥匙"图。资料来源：塞西奥尼实验室他补充说："长期以来，科学家们认为细胞表面的复杂糖类只是一种装饰。但我们现在知道，这些糖与许多其他类型的分子相互作用，特别是与凝集素--一个庞大的蛋白质家族有着相互作用。"与糖类一样，凝集素也存在于所有生物体中。这些蛋白质具有独特的识别能力，能暂时附着在糖类上。这种相互作用发生在许多生物过程中，例如在感染引发的免疫反应过程中。最近，凝集素引起了人们的广泛关注。这是因为科学家们发现，凝集素"粘附"在糖类上的现象在许多疾病的出现中起着关键作用。塞乔尼说："我们对糖和凝集素之间的相互作用研究得越多，就越能认识到它们在疾病过程中的重要性。研究表明，细菌在我们的肺部定植、病毒入侵我们的细胞，甚至癌细胞欺骗我们的免疫系统，使其误以为自己是健康细胞，都与这种相互作用有关。"难以检测......直到现在关于糖和凝集素之间的相互作用是如何展开的谜题仍有许多缺失，因为它们很难研究。这是因为这些相互作用是瞬时的、微弱的，因此检测是一项真正的挑战。塞西奥尼的两名学生，硕士研究生塞西尔-布施（CécileBousch）和博士研究生布兰登-弗勒兹（BrandonVreulz）想到了用光来检测这些相互作用。三位研究人员开始着手制造一种化学探针，能够"冻结"糖和凝集素之间的相遇，并通过荧光使其可见。糖和凝集素之间的相互作用可以用"锁和钥匙"的关系来描述，其中"钥匙"是糖，"锁"是凝集素。化学家们已经创造出了能够阻断这种"锁与钥匙"相互作用的分子，现在可以准确地识别出哪些糖与凝集素结合，这对人类健康具有重大意义。Cecioni解释说："我们的想法是用发色团（一种赋予分子颜色的化学物质）标记糖分子。这种发色团实际上具有荧光性，这意味着如果糖与凝集素的结合被有效捕获，它就会发出荧光。科学家们就可以研究这些相互作用的内在机制以及可能产生的干扰"。塞西奥尼和他的学生相信，他们的技术可以用于其他类型的分子。他们甚至有可能控制新产生的荧光标记探针的颜色。通过将分子间的相互作用可视化，这一发现为研究人员提供了研究生物相互作用的宝贵新工具，其中许多相互作用对人类健康至关重要。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397829.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1397829.htm

古生物学家发现距今1800万年的新品种虾虎鱼化石

古生物学家发现距今1800万年的新品种虾虎鱼化石勒芒大学古生物学家发现了一种新的虾虎鱼化石属，揭示了虾虎鱼这一欧洲最多样化鱼类的早期进化阶段和栖息地适应性。图为新属†Simpsonigobius的鱼化石。图片来源：MoritzDirnberger通过鉴定淡水虾虎鱼化石的一个新属，卢塞恩大学"地球生物学和古生物学"国际硕士课程的学生和卢塞恩大学地球与环境科学系教授、古生物学家贝蒂娜-莱辛巴赫（BettinaReichenbacher）取得了一项发现，为了解这些鱼类的进化史提供了重要依据。新属†Simpsonigobius小鱼在土耳其距今1800万年前的岩石中被发现，其最大尺寸为34毫米，具有独特的形态特征组合，包括形状独特的耳石（听石）。为了确定†Simpsonigobius在鹅膏鱼系统发育树中的关系，研究人员利用了一个"总证据"系统发育数据集，并对该数据集进行了改进，以便将48个活体物种和10个化石物种的48个形态特征和来自5个基因的遗传数据结合起来。此外，研究小组还首次对虾虎鱼化石物种采用了"尖端定年法"。这是一种系统发生学方法，利用系统发生树中化石（=尖端）的年龄来推断整个类群进化历史的时间。研究结果表明，新属是"现代"虾虎鱼科（虾虎鱼科和背眼虾虎鱼科）中拥有同类骨骼的最古老成员，也是现代虾虎鱼科中最古老的淡水虾虎鱼。尖端定年分析估计戈壁虾虎鱼科出现于距今3410万年前，而牛虾虎鱼科出现于距今3480万年前，这与之前使用其他方法进行的定年研究一致。此外，研究人员首次将虾虎鱼化石纳入随机栖息地绘图中，发现虾虎鱼在其进化史的初期可能具有广泛的耐盐性，这对之前的假设提出了挑战。"†Simpsonigobius的发现不仅为Gobioidei鱼类增添了一个新属，而且为这些多样化鱼类的进化时间表和栖息地适应性提供了重要线索。我们的研究凸显了利用现代方法分析化石记录以更准确地了解进化过程的重要性，"Reichenbacher说。第一作者莫里茨-迪恩伯格（MoritzDirnberger）目前是蒙彼利埃大学的博士生，他补充道："这些发现有望为进一步研究虾虎鱼的进化以及环境因素在形成其多样性方面的作用铺平道路。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434976.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434976.htm

我国科研团队稀土元素高效膜分离技术取得重要进展

我国科研团队稀土元素高效膜分离技术取得重要进展兰州大学消息，该校稀有同位素前沿科学中心陈熙萌、李湛团队的一项题为“构建二维异质结构通道：利用工程化生物膜和石墨烯进行精准的钪筛分”的突破性研究成果发表在国际期刊《先进材料》上。研究人员利用工程生物膜和氧化石墨烯纳米片之间的二级结构，构建了一种具有高效分离性能的二维异质通道。李湛介绍，这项全新的膜技术不但实现了钪离子的选择性识别与筛分分离，还对其他稀土元素的分离和提纯具有重要意义。（科技日报）

古生物学家在阿根廷发现的新的装甲恐龙物种

古生物学家在阿根廷发现的新的装甲恐龙物种据《ScienceAlert》周日报道，一个古生物学家小组在阿根廷发现了一个以前未知的恐龙物种的遗骸。研究人员预测这种恐龙来自白垩纪，也就是恐龙的最后一个时代，该物种大约在9700万到9400万年前在地球上漫游。在上周发表的科学报告中，古生物学家称，这些遗骸可能代表了科学界以前不知道的南半球装甲恐龙的整个品系。新发现的物种，Jakapilkaniukura，被认为与装甲亚目物种有关--像剑龙和甲龙这样的装甲恐龙--由于沿着恐龙的脖子、背部和尾巴有一排骨盘状的“盔甲”。虽然在研究的早期，该团队已经有了一些发现。据说该物种是双足的，而且很小，大约5英尺长，重量相当于一只家猫。据说这种恐龙也是一种食草动物，有类似于其近亲龙的叶形牙齿。这些遗骸是由阿根廷FélixdeAzara自然历史基金会的一个国际古生物学家团队在巴塔哥尼亚北部的里奥-内格罗省发现的。首席古生物学家在报告中写道，这些遗骸代表了“来自阿根廷巴塔哥尼亚的第一个明确的装甲亚目动物物种”，并表明“早期装甲亚目动物的地理分布比以前认为的要广泛得多”。阿根廷里奥内格罗国立大学的古美术家和古生物学学生GabrielDíazYantén对Jakapilkaniukura可能的样子进行了计算机模拟。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304801.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304801.htm

此前未被知晓的细胞内电力可能为生物学研究提供动力

此前未被知晓的细胞内电力可能为生物学研究提供动力生物凝结物，有点像水中的油滴，蕴藏着不平衡的电荷，可能为早期生命的开始提供所需的能量。现在，杜克大学的研究人员发现，这些类型的电场也存在于另一种类型的细胞结构内和周围，称为生物凝结物。就像漂浮在水中的油滴一样，这些结构的存在是因为密度的不同。它们在细胞内形成隔间，而不需要膜的物理边界。以前的研究表明，与空气或固体表面相互作用的微水滴会产生微小的电不平衡，受此启发，研究人员决定看看小型生物冷凝物是否也是如此。他们还想看看这些不平衡是否像这些其他系统一样引发了活性氧，"氧化还原"反应。他们的基础性发现于4月28日发表在《化学》杂志上，可以改变研究人员对生物化学的思考方式。它还可能提供一条线索，说明地球上的第一个生命是如何利用产生所需的能量的。"在没有酶催化反应的前生物环境中，能量从何而来？"在生物医学工程系AlanL.Kaganov特聘教授AshutoshChilkoti和生物医学工程系JamesL.Meriam特聘教授LingchongYou的实验室工作的杜克大学博士后研究员戴一凡问。这一发现为反应能量的来源提供了一个合理的解释，就像放在电场中的点状电荷所获得的势能一样。当电荷在一种材料和另一种材料之间跳跃时，它们可以产生分子碎片，这些碎片可以配对并形成羟基自由基，其化学式为OH。然后这些可以再次配对，形成过氧化氢（H2O2），数量微小但可检测。但是，除了细胞膜之外，界面很少在生物系统中被研究，而细胞膜是生物学中最重要的部分之一。"所以我们想知道在生物凝结物的界面上可能会发生什么，也就是说，如果它也是一个不对称的系统。"细胞可以建立生物凝结物，将某些蛋白质和分子分开或困在一起，阻碍或促进它们的活动。研究人员刚刚开始了解凝结物是如何工作的，以及它们可以用来做什么。Chilkoti实验室擅长创造自然发生的生物凝结物的合成版本，研究人员很容易为他们的理论创造一个试验台。在加州大学伯克利分校克里斯托弗-J-张小组的博士后学者马可-梅西纳的帮助下，他们将一种染料添加到系统中，在活性氧的存在下发光。在一项突破性的研究中，研究人员发现了生物凝结物中的电活动，这些细胞结构以前并不知道会有这种活动。传统上，科学家们认为，对生物过程至关重要的电不平衡只能存在于细胞膜之间。然而，这项研究在之前发现这种不平衡可能发生在空气和水微滴之间的研究基础上，揭示了类似的电场也存在于生物凝结物内部和周围。研究人员发现，这些不平衡可以引发活性氧或"氧化还原"反应。这一发现不仅挑战了现有的对生物化学的理解，而且还可以提供关于地球上第一个生命如何利用其存在所需能量的见解。他们的预感是正确的。当环境条件合适时，凝结物的边缘开始发出光芒，证实了一个以前未知的现象在起作用。Dai接下来与斯坦福大学MargueriteBlakeWilbur化学教授RichardZare进行了交谈，他的小组建立了水滴的电气行为。Zare听到生物系统中的新行为后非常兴奋，并开始与该小组合作研究其潜在机制。Zare说："受到以前关于水滴的工作的启发，我的研究生ChristianChamberlayne和我认为同样的物理原理可能适用并促进氧化还原化学，例如过氧化氢分子的形成。这些发现表明为什么凝结物在细胞的运作中如此重要。""以前关于生物分子凝结物的大多数工作都集中在它们的内部，"Chilkoti说。"生物分子凝集物似乎具有氧化还原活性，这表明凝集物并不像人们通常理解的那样简单地进化为执行特定的生物功能，而是它们还被赋予了一种对细胞至关重要的化学功能。"虽然我们细胞内的这种持续反应的生物学意义尚不清楚，但研究人员指出了一个生物前的例子，说明其影响可能是多么强大。我们细胞的动力中心，称为线粒体，通过相同的基本化学过程为我们所有的生命功能创造能量。但是在线粒体或甚至最简单的细胞存在之前，必须有东西为生命的最初功能提供能量才能开始工作。研究人员提出，这种能量是由海洋中的热喷口或温泉提供的。还有人提出，这种发生在水微滴中的氧化还原反应也是由海浪的喷射产生的。"当物质变得微小，界面体积与它的体积相比变得巨大时，神奇的事情就会发生，"Dai说。"我认为其影响对许多不同的领域都很重要。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357905.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357905.htm