科学家首次拍摄到所罗门群岛巨型维卡鼠的照片 轻松咬开椰子

科学家首次拍摄到所罗门群岛巨型维卡鼠的照片轻松咬开椰子艺术家对最近发现的巨型维卡鼠（Uromysvika）物种的描绘，到目前为止，人们只从这些插图中了解到这一物种。图/VelizarSimeonovski直到2017年，芝加哥菲尔德博物馆的科学家团队在一次考察中发现了一只活体标本，并通过DNA分析证实这是一个全新的物种。这种动物被命名为巨型维卡鼠（Uromysvika），体重可达1千克（2.2磅），体长达45.7厘米（1.5英尺），比典型的黑鼠或棕鼠大三到四倍。当时，人们是通过插图向世人展示它的，但现在，人们首次拍到了万古努巨鼠的照片。根据当地人对动物的了解，研究人员在万古努岛周围设置了相机陷阱。果然，这种巨鼠出现在95张照片中，研究小组确定这些照片可以对应到四只该物种的个体。不幸的是，这可能是巨型维卡鼠仅有的几张照片。尽管这个物种几年前才被发现，但它们的稀有性已经让它们迅速进入极度濒危名单，它们在扎伊拉村附近的家园正受到威胁。"图片显示，巨型维卡鼠生活在扎伊拉的原始森林中，这些土地（尤其是多科索部落地区）是该物种仅存的栖息地，"该研究的主要作者泰隆-拉弗里博士说。"在扎伊拉已经获得了伐木许可，如果继续伐木，无疑将导致巨型维卡鼠的灭绝。"研究小组希望，新的物种照片有助于提高人们对其保护工作的认识。这项研究发表在《生态学与进化》（EcologyandEvolution）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398985.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398985.htm

科学家从章鱼身上发现"一种全新的神经系统设计方式"

科学家从章鱼身上发现"一种全新的神经系统设计方式"在最近发表在《当代生物学》上的一项研究中，Hale和她的同事们发现了章鱼神经系统的一个新的和令人惊讶的特征：一种结构使帮助章鱼感知其腕足运动的肌肉内神经索（INCs）能够连接动物的相对两侧的腕足。这一惊人的发现为无脊椎动物物种如何独立进化出复杂的神经系统提供了新的见解。它还可以为机器人工程提供灵感，如新的自主水下设备。在腕足基部的水平切片（标记为A）显示口腔INCs（标记为O）的汇聚和交叉。资料来源：Kuuspalu等人，《当代生物学》，2022年"在我的实验室里，我们研究机械感觉和本体感觉--四肢的运动和定位是如何被感知的，"Hale说。"这些INCs长期以来一直被认为是本体感觉，所以它们是一个有趣的目标，有助于回答我们实验室正在问的各种问题。到目前为止，还没有关于它们的大量工作，但过去的实验表明，它们对腕足控制很重要。"由于海洋生物实验室对头足类动物研究的支持，Hale和她的团队能够使用年轻的章鱼进行研究，这些章鱼足够小，使研究人员能够同时对所有八个腕足的底部进行成像。这使研究小组能够通过组织追踪INCs，以确定其路径。芝加哥大学高级研究分析员、该研究的主要作者AdamKuuspalu说："这些章鱼大约有五分钱或四分之一大小，所以在正确的方向上粘贴标本，并在切片[成像]时获得正确的角度是一个必须的过程。"最初，研究小组正在研究腕足中较大的轴向神经线，但开始注意到INCs并没有在腕足的底部停止，而是继续从腕足中出来，进入动物的身体。让他们意识到在探索INCs的解剖学方面所做的工作很少，他们开始追踪这些神经，期望它们在章鱼体内形成一个环，类似于轴向神经索。通过成像，研究小组确定，除了贯穿每条腕足的长度外，四条INCs中至少有两条延伸到章鱼体内，在那里它们绕过相邻的两条腕足，与第三条腕足的INCs合并。这种模式意味着所有的腕足都是对称连接的。然而，要确定该模式如何在所有八个腕足中保持，这是一个挑战。"当我们在成像时，我们意识到，它们并不像我们预期的那样都在一起，它们似乎都在向不同的方向发展，我们试图弄清楚，如果这个模式在所有的腕足上都成立，那将如何运作？"Hale说。"我甚至拿出了那种儿童玩具--Spirograph观察它最后会如何连接。在我们绞尽脑汁思考可能发生的事情时，我们花了很多时间进行成像和玩画，然后才清楚这一切是如何结合在一起的。"结果完全不是研究人员所期望的那样。"我们认为这是一个基于肢体的神经系统的新设计，"Hale说。"我们还没有在其他动物身上看到过这样的东西。"研究人员还不知道这种解剖学设计可能有什么功能，但他们有一些想法。"一些较早的论文分享了有趣的见解，"Hale说。"20世纪50年代的一项研究表明，当你操纵大脑区域受损的章鱼一侧的腕足时，你会看到另一侧的腕足有反应。因此，可能是这些神经允许对反射性反应或行为进行分散控制。也就是说，我们还看到，纤维从神经索出去，沿着它们的道进入肌肉，所以它们也可能允许沿其长度的本体感觉反馈和运动控制的连续性。"该团队目前正在进行实验，看看他们是否能通过解析INCs的生理学和它们的独特布局来深入了解这个问题。他们还在研究其他头足类动物的神经系统，包括乌贼和墨鱼，看看它们是否有类似的解剖结构。最终，Hale认为，除了阐明一个无脊椎动物物种可能设计神经系统的意外方式外，了解这些系统可以帮助开发新的工程技术，如机器人。"八爪鱼可以成为设计自主海底设备的生物灵感，"Hale说。"观察它们的腕足--它们可以在任何地方弯曲，而不仅仅是关节处。它们可以扭动，伸展腕足，并操作它们的吸盘，所有这些都是独立的。章鱼腕足的功能比我们的要复杂得多，所以了解章鱼如何整合感觉-运动信息和运动控制可以支持新技术的发展。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336361.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336361.htm

科学家从章鱼视觉系统的地图中发现大脑进化的新线索

科学家从章鱼视觉系统的地图中发现大脑进化的新线索章鱼大脑的荧光图像显示不同的不同类型的神经元的位置信用：Niell实验室他们在一篇新的科学论文中列出了章鱼视觉系统的详细地图。在该地图中，他们对大脑中专门用于视觉的部分的不同类型的神经元进行了分类。这一结果对其他神经科学家来说是一个宝贵的资源，提供了可以指导未来实验的细节。此外，它还可以让我们更广泛地了解大脑和视觉系统的进化情况。该团队今天（10月31日）在《当代生物学》杂志上报告了他们的发现。CrisNiell在俄亥俄大学的实验室研究视觉，主要是在小鼠身上。但是几年前，博士后JuditPungor给实验室带来了一个新物种--加州双点章鱼。尽管传统上它并不被用作实验室的研究对象，但这种头足类动物很快就引起了俄亥俄大学神经科学家的兴趣。与小鼠不同，小鼠并不以拥有良好的视觉而闻名，"章鱼有一个惊人的视觉系统，它们的大脑中有很大一部分专门用于视觉处理，"Niell说。"它们的眼睛与人类的眼睛非常相似，但在那之后，大脑就完全不同了。"章鱼和人类的最后一个共同祖先是在5亿年前，此后，这些物种在非常不同的环境中进化。因此，科学家们不知道视觉系统的相似之处是否超出了眼睛的范围，或者章鱼是否反而使用了完全不同种类的神经元和大脑回路来实现类似的结果。"看到章鱼的眼睛如何与我们的眼睛相似地进化，思考章鱼的视觉系统如何能够成为更普遍地理解大脑复杂性的模型是一件很酷的事情，"Niell实验室的研究生和该论文的第一作者MeaSongco-Casey说。"例如，是否有基本的细胞类型是这种非常聪明、复杂的大脑所需要的？"在这里，研究小组使用遗传技术来确定章鱼视叶中不同类型的神经元，这是大脑中专门用于视觉的部分。他们挑选出六大类神经元，根据它们发出的化学信号进行区分。观察这些神经元中某些基因的活动，然后发现更多的亚型，为更具体的作用提供了线索。在某些情况下，科学家们精确地指出了特定的神经元群在独特的空间排列中--例如，在视叶周围的一圈神经元都使用一种叫做辛胺的分子发出信号。果蝇在活动时使用这种类似于肾上腺素的分子来增加视觉处理。因此，它也许在章鱼中也有类似的作用。"现在我们知道有这种非常特殊的细胞类型，我们可以开始进入并弄清楚它的作用，数据中大约有三分之一的神经元看起来还没有完全发育。章鱼的大脑在动物的生命周期中不断成长并增加新的神经元。这些不成熟的神经元，尚未整合到大脑电路中，是大脑处于扩张过程中的一个标志！"。然而，该地图并没有像研究人员所想的那样，显示出明显从人类或其他哺乳动物大脑转移过来的神经元组。这些神经元并没有相互映射--它们使用不同的神经递质。但是，也许它们正在进行相同种类的计算，只是方式不同。深入挖掘还需要更好地掌握头足类动物的遗传学。参与这项研究的安德鲁-克恩实验室的研究生加比-科芬（GabbyCoffing）说，由于章鱼在传统上没有被用作实验动物，许多用于果蝇或小鼠的精确遗传操作的工具还不存在于章鱼。有很多基因我们不知道它们的功能是什么，因为我们还没有对很多头足类动物的基因组进行排序。如果没有相关物种的基因数据作为比较点，就很难推断出特定神经元的功能。研究团队正在迎接这一挑战。他们现在正在努力绘制章鱼大脑视叶以外的地图，看看他们在这项研究中关注的一些基因如何在大脑的其他地方出现。他们还在记录视叶中的神经元，以确定它们如何处理视觉场景。随着时间的推移，他们的研究可能会使这些神秘的海洋动物不再那么神秘--同时也为我们自己的进化提供一点启示。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331421.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331421.htm

科学家以蚊子听觉为目标控制其数量以减少疾病传播

科学家以蚊子听觉为目标控制其数量以减少疾病传播雄蚊能够听到隐藏在喧闹蚊群中的雌蚊发出的微弱嗡嗡声，这对它们的繁殖能力至关重要。但直到现在，人们对它们实现这一目标的机制还知之甚少。是的，蚊子有耳朵。虽然蚊子的耳朵不像脊椎动物的耳朵那样能探测到声源发出的压力波的变化，但蚊子用触角作为运动感受器，对昆虫周围环境中摆动的空气粒子做出反应。研究人员重点研究了一种与雄蚊听觉能力有关的特殊分子--章鱼胺。通过研究蚊子耳朵中的基因表达，他们发现蚊群会使雄蚊耳朵中的章鱼胺受体达到特定的峰值。他们观察到，章鱼胺通过几种方式影响听力：调节声音接收器的调谐和硬度，控制其他机械变化，从而提高雄蚊探测雌蚊的能力。虽然章鱼胺对雌性听力有影响，但影响程度低于雄性。他们还发现，给变异雄蚊注射章鱼胺并不会产生同样的听觉增强效果。研究人员认为，他们的发现对控制蚊子数量有明显的作用。该研究的通讯作者玛尔塔-安德烈斯（MartaAndrés）说："章鱼胺受体非常适合开发杀虫剂，因此特别引人关注。我们计划利用这些发现来开发新型分子，以研制疟疾蚊子的交配干扰物。因为蚊子的听觉是蚊子交配所必需的，所以可以针对蚊子的听觉来破坏蚊子的繁殖。而增加对蚊子听觉神经科学的了解，可以开发出用于控制蚊子的蚊子交配干扰物"。研究人员说，他们的研究将促使人们进一步研究蚊子听觉的基础机制以及如何利用这种机制。共同通讯作者约尔格-阿尔伯特（JoergAlbert）说："蚊子听觉的分子和机制复杂性确实令人瞩目。随着章鱼胺途径的确定，我们才刚刚开始触及冰山一角的外表面。毫无疑问，未来的研究将更深入地揭示蚊子听觉的工作原理，也将为我们提供控制蚊子数量和减少人类疾病的新机会。"这项研究发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376847.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376847.htm

科学家发现长颈鹿长脖子背后的意外驱动因素

科学家发现长颈鹿长脖子背后的意外驱动因素这项研究探讨了野生长颈鹿和圈养长颈鹿的身体比例，论文发表在最近出版的《哺乳动物生物学》杂志上。研究小组说，研究结果表明，脖子的长度可能是雌性长颈鹿深入树丛觅食难以触及的树叶的结果。进化理论与观察让-巴蒂斯特-拉马克和查尔斯-达尔文在他们的经典进化理论中都提出，长颈鹿长脖子的进化是为了帮助它们够到树上高处的叶子，避免与其他食草动物竞争。然而，最近一种被称为"性颈"的假说认为，长颈的进化是由雄性长颈鹿之间的竞争驱动的。也就是说，脖子更长的雄性可能在竞争中更成功，从而繁衍后代，并将自己的基因传给后代。这项研究的第一作者、宾夕法尼亚州立大学生物系教授道格-卡弗纳（DougCavener）说："'颈部性别假说'预测雄性动物的颈部会比雌性动物长。从技术上讲，它们的脖子确实更长，但雄性的一切都更长；它们比雌性大30%到40%。在这项研究中，我们分析了数百张野生和圈养的马赛长颈鹿的照片，以调查每个物种的相对身体比例，以及它们在长颈鹿成长和成熟过程中可能发生的变化"。虽然雄性和雌性长颈鹿出生时的身体比例相同，但它们在性成熟时却有很大不同。与雄性长颈鹿相比，雌性长颈鹿的脖子更长，身体更长，这可能有助于觅食和养育孩子；而雄性长颈鹿的脖子更宽，前腿更长，这可能有助于在与其他雄性长颈鹿的搏斗中获胜，并有助于交配。资料来源：宾夕法尼亚州立大学研究人员从可公开访问的照片库Flickr和SmugMug收集了数千张圈养马赛长颈鹿的照片，以及他们在过去十年中拍摄的野生成年动物的照片。由于在没有已知长度参照点的情况下，很难通过照片确定绝对的测量值，例如整体高度，因此研究人员转而关注相对于彼此的测量值或身体比例--例如，颈部长度相对于动物整体高度的比例。他们的分析仅限于符合严格标准的图像，例如只使用与相机垂直的长颈鹿图像，这样他们就能始终如一地进行各种测量。卡文纳说："我们可以通过长颈鹿独特的斑点图案来识别长颈鹿个体。在动物园和水族馆协会的帮助下，我们还掌握了北美动物园和野生动物园中所有马赛长颈鹿的完整血统或家谱，以及它们的出生日期和转移历史。因此，通过仔细考虑这些信息、照片拍摄时间和动物的大致年龄，我们几乎可以识别出每张圈养长颈鹿照片中的具体个体。这些信息对于了解雄性和雌性长颈鹿何时开始表现出体型差异以及它们的生长是否不同至关重要。"出生时，雄性和雌性长颈鹿的身体比例相同。研究人员发现，虽然雄性长颈鹿在第一年通常长得更快，但在它们三岁左右开始研究性成熟之前，身体比例并没有明显差异。由于身体比例在生命早期就会发生变化，因此研究小组将他们对野生动物的研究仅限于完全成年的动物--这些动物的年龄大多未知。在成年长颈鹿身上，研究人员发现，雌性长颈鹿的脖子和躯干（即身体的主要部分，不包括腿部或颈部和头部）按比例较长。而成年雄性长颈鹿的前肢更长，脖子更宽。这种模式在圈养长颈鹿和野生长颈鹿中都是一样的。卡文纳说："我们经常看到长颈鹿，尤其是雌性长颈鹿不是伸长脖子去吃最高树枝上的叶子，而是伸到树的深处。长颈鹿很挑食--它们只吃少数树种的叶子，较长的脖子使它们能够伸到树的深处，吃到别人吃不到的叶子。一旦雌性长颈鹿长到四五岁，它们几乎总是在怀孕和哺乳，因此我们认为雌性长颈鹿对营养需求的增加推动了长颈鹿长脖子的进化。"研究人员指出，性选择--雄性之间的竞争或雌性对体型较大的配偶的偏好--很可能是造成雄性与雌性之间总体体型差异的原因，这与许多其他大型有蹄类哺乳动物的情况一样，这些哺乳动物都是一夫多妻制，即一只雄性与许多雌性交配。他们认为，在长颈进化之后，性选择--包括雄性的推体和拼颈行为--可能促成了雄性更宽的脖子。此外，雄性更长的前腿可能有助于交配，研究人员说，交配是一件短暂而具有挑战性的事情，很少有人观察到。卡文纳说："有趣的是，长颈鹿是少数几种身高测量到头顶的动物之一，就像人类一样，而不是像马和其他牲畜那样测量到腰部--背部最高的部位。雌性长颈鹿的轴向骨骼--颈部和躯干更长--按比例来说更长，外观上也更倾斜，而雄性长颈鹿则更垂直。"研究小组还利用遗传学来确定野生长颈鹿群体中的关系，以便更好地了解哪些雄性长颈鹿能够成功繁殖。其目的是进一步揭示配偶选择和性选择，并为这一濒危物种的保护工作提供指导。"如果正如我们所猜测的那样，雌性觅食是这一标志性特征的驱动因素，那么这确实凸显了保护它们日益减少的栖息地的重要性，"卡弗纳说。"马赛长颈鹿的数量在过去30年里迅速减少，部分原因是栖息地丧失和偷猎，我们必须了解其生态学和遗传学的关键方面，以便制定最有效的保护策略来拯救这些长相雄伟的动物。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434084.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434084.htm

哈佛大学的科学家们揭示了乌贼和章鱼如何发展出它们聪明的大脑袋

哈佛大学的科学家们揭示了乌贼和章鱼如何发展出它们聪明的大脑袋这不是什么秘密，是什么让它成为可能。头足类动物，包括章鱼、乌贼和墨鱼拥有所有无脊椎动物中最复杂的大脑。然而，它们如何开发这些大型大脑的过程一直是个谜。哈佛大学一个研究这些生物的视觉系统的实验室认为，他们在理解这一过程方面取得了重大进展，因为这些生物的大部分中央处理组织都集中在视觉系统。他们说，这个过程看起来令人惊讶地熟悉。来自FAS系统生物学中心的研究人员描述了他们如何使用一种新的活体成像技术，几乎实时地观察神经元在胚胎中的形成。然后他们能够通过视网膜的神经系统的发展来追踪这些细胞。他们看到的情况让他们感到惊讶。这是本文中产生的实时成像数据的一个例子。眼睛中的细胞膜被标记为荧光染料，使我们能够看到发育过程中的单个细胞行为。资料来源：KristenKoenig他们追踪的神经干细胞的行为与脊椎动物在神经系统发育过程中这些细胞的行为方式极为相似。这表明，尽管脊椎动物和头足类动物在5亿年前就相互分化，但它们不仅在使用类似的机制来制造它们的大大脑，而且这一过程以及细胞的行为、分裂和形状的方式可能基本上布局了开发这种神经系统所需的蓝图。"我们的结论令人惊讶，因为我们对脊椎动物神经系统发育的许多了解长期以来一直被认为是该系的特殊情况，"约翰-哈佛大学杰出研究员和该研究的高级作者克里斯汀-科尼格说。"通过观察这个过程非常相似的事实，它向我们建议的是，这两个独立进化的非常大的神经系统正在使用相同的机制来构建它们。这表明的是，动物在发育过程中使用的那些机制--那些工具--可能对构建大的神经系统很重要。"来自科尼格实验室的科学家们集中研究了一种叫做Doryteuthispealeii的乌贼的视网膜，更简单地说就是一种长鳍乌贼。这种鱿鱼长到大约一英尺长，在西北大西洋中非常多。作为胚胎，它们看起来相当可爱，有着圆圆的大脑袋和大眼睛。研究人员使用了与研究模式生物（如果蝇和斑马鱼）所流行的类似技术。他们创造了特殊的工具，并使用尖端的显微镜，可以每十分钟拍摄一次高分辨率的图像，连续拍摄数小时，以观察单个细胞的行为。研究人员使用荧光染料来标记细胞，以便他们能够绘制和跟踪它们。这种活体成像技术使研究小组能够观察被称为神经祖细胞的干细胞以及它们是如何组织的。这些细胞形成了一种特殊的结构，称为假上皮细胞。它的主要特征是细胞被拉长，所以它们可以密集地排列。研究人员还看到这些结构的细胞核在分裂前后都会上下移动。他们说，这种运动对于保持组织的有序性和生长的持续很重要。这种类型的结构在脊椎动物物种如何发展其大脑和眼睛方面是普遍的。在历史上，它被认为是脊椎动物的神经系统能够增长得如此巨大和复杂的原因之一。科学家们已经在其他动物中观察到这种类型的神经上皮的例子，但是他们在这个例子中观察的乌贼组织在其大小、组织和细胞核的移动方式上与脊椎动物的组织异常相似。这项研究由科尼格实验室的研究助理FrancescaR.Napoli和ChristinaM.Daly领导。接下来，该实验室计划研究头足类动物大脑中不同的细胞类型是如何出现的。科尼格想确定它们是否在不同的时间表达，它们如何决定成为一种类型的神经元而不是另一种，以及这种行动在不同的物种中是否相似。科尼格对摆在面前的潜在发现感到兴奋，他说："这类工作的一个重要启示是，研究生命的多样性是多么有价值。通过研究这种多样性，你实际上可以真正回到关于甚至我们自己的发展和我们自己的生物医学相关问题的基本想法。你可以真正谈论这些问题。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337677.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337677.htm