我国科学家全球首次实现哺乳动物完整染色体重排

我国科学家全球首次实现哺乳动物完整染色体重排记者从中国科学院获悉，我国科学家经过4年的研究，全球首次实现了哺乳动物完整染色体重排，并创造出具有全新染色体组型的实验小鼠。这项研究是我国在生物工程技术领域的重要突破，为人类探索哺乳动物进化、染色体疾病研究等提供了新方法。该成果今天（26日）在国际学术期刊《科学》上在线发表。染色体重排，也就是染色体发生断裂与别的染色体相连构成新的染色体。在漫长的生物演化过程中染色体会发生重排，此变化是物种进化的重要驱动力，但它是如何影响物种进化的，在科学界一直没有定论。中国科学院动物研究所和北京干细胞与再生医学研究院李伟研究员与周琪研究员科研团队合作，利用实验小鼠单倍体胚胎干细胞和基因编辑工具，成功将其最长的1号和2号染色体进行正反连接，并将中等长度的5号和4号染色体进行首尾连接，结果发现染色体连接过程中可能会发生染色体的断裂和重新连接。这表明，来自实验小鼠的两条独立存在的染色体在基因编辑后，可以以非同源末端连接修复的方式连接为一条染色体。这是全球首次实现了哺乳动物的完整染色体重排，这在合成生物学上是一个新的突破。在此基础上，研究人员进一步研究了特定染色体重排连接所产生的影响，发现哺乳动物细胞的染色体长度存在一定限制。他们通过单倍体干细胞注射到卵母细胞的方式，成功得到染色体连接的小鼠。一系列新发现证明，染色体重排会对哺乳动物生殖、发育、进化、行为等多方面产生影响，为进化生物学研究提供了新的思路。中国科学院动物研究所研究员李伟：我们人类的很多疾病，比方说在一些白血病，在一些生殖不育的疾病里头，很多都是因为染色体重排导致的，那现在我们拥有了这项技术，我们就可以利用小鼠的模型在实验室里头来模拟这些疾病，然后进而寻找它们的发病机制，找到它们的治疗方法，为人类的健康造福。（总台央视记者褚尔嘉刘彤）...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308861.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308861.htm

科学家用预测未来的方法拯救灭绝中的野生动物

科学家用预测未来的方法拯救灭绝中的野生动物今天（4月10日）发表在《当代生物学》杂志上的一项新研究表明，我们可以利用现有的保护数据来预测哪些目前未受威胁的物种可能成为受威胁的物种，并在为时已晚之前采取主动行动来防止其衰退。"保护资金真的很有限，"主要作者澳大利亚国立大学的MarcelCardillo说。"理想情况下，我们需要的是以某种方式来预测那些目前可能没有受到威胁但在未来有很大机会成为威胁的物种。预防胜于治疗"。为了预测"超视距"灭绝风险，卡迪罗和同事们研究了全球变化的三个方面--气候变化、人类人口增长和土地使用的变化率--以及可能使一些物种更加脆弱的内在生物特征。该小组预测，到2100年，多达20%的陆地哺乳动物将拥有这些风险因素中的两个或多个因素的组合。具有多种未来风险因素的陆生哺乳动物物种的集中度。资料来源：《当代生物学》/卡迪罗等人。作者说："在全球范围内，我们的模型预测到2100年将至少有四个未来风险因素之一的陆生哺乳动物物种的百分比，从具有广泛物种扩散的中间排放情景下的40%到没有扩散的化石燃料发展情景下的58%。""撒哈拉以南非洲和澳大利亚东南部的多种未来风险因素是一致的：气候变化（预计在非洲会特别严重）、人类人口增长和土地使用的变化，"Cardillo说。"而且有很多大型哺乳动物物种可能对这些东西更加敏感。这几乎是一场完美的风暴。"特别是较大的哺乳动物，如大象、犀牛、长颈鹿和袋鼠，往往更容易受到种群下降的影响，因为它们的繁殖模式影响了它们的种群从干扰中反弹的速度。与啮齿类等小型哺乳动物相比，它们的繁殖速度快，数量多，而大象等大型哺乳动物的妊娠期长，每次产生的后代少。"传统上，保护在很大程度上依赖于宣布保护区，基本的想法是，你消除或减轻导致物种受到威胁的因素。但越来越多的人认识到，这在很大程度上是一种西方的保护观，因为它决定了将人与自然分开，这是一种人类不发挥作用的自然观，而这是世界上许多地方的许多文化所不能接受的。"研究人员说，在防止动物灭绝的过程中，我们也必须意识到保护工作如何影响原住民社区。撒哈拉以南的非洲地区是许多原住民的家园，西方的保护理念虽然用意良好，但可能会产生负面影响。澳大利亚已经开始通过建立原住民保护区（IPA）来解决这个问题，这些保护区由原住民拥有，并在当地社区的护林员的帮助下运作。在这些地区，人类和动物可以共存，这是通过政府和这些保护区外的私人土地所有者之间的合作建立的。"大范围的建模研究有一个重要的作用，因为它们可以为规划提供一个广泛的框架和背景，"Cardillo说。"但科学只是其中非常小的一部分。我们希望我们的模型能作为一种催化剂，为保护的前景带来某种改变。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354001.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354001.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可能已经找到了治疗某些类型听力损失的方法

哈佛大学的科学家们可能已经找到了治疗某些类型听力损失的方法根据这篇新论文，研究人员能够通过"重新编程"耳朵中的遗传途径，成功地使小鼠失去的耳蜗毛细胞再生。这种再生能力在鸟类、鱼类和爬行动物失聪时自然会出现，有效地治愈了听力损失。然而，哺乳动物不会自然再生，使听力损失更加持久。在大多数情况下，也是如此，这些耳蜗细胞因损坏而导致的损失在人类中非常多，它通常是大多数听力损失病例的原因。这些细胞可能以多种方式受损，包括因老化和听大噪音而造成的正常磨损。然而，发表在《美国国家科学院院刊》上的这些新发现表明，像小鼠这样的哺乳动物也可以再生它们的耳蜗毛细胞，有效地创造了一种可能治愈哺乳动物的听力损失--这也可能包括人类。这些发现本身就非常令人振奋，尤其是如果科学家能够找到一种方法使其在人类身上发挥作用。但这是最棘手的部分。虽然在小鼠身上的成功测试通常可以过渡到人类测试，但用于完成再生的siRNA疗法在人类身上没有显示出太大的进展。此外，还需要完成研究一罐阿茶是否能在人类耳蜗细胞中实现同样的再生效果，以真正确定这种治疗听力损失的方法是否真的能在未来有效和可用。同时，其他治疗方法已经显示出逆转听力损失的成功，所以也许科学家们也可以以此为基础。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358305.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358305.htm

成年大象皮肤有1800斤 放大50倍后，2018年科学家发现象皮的秘密

成年大象皮肤有1800斤放大50倍后，2018年科学家发现象皮的秘密哺乳动物典型的散热技巧无非就是喘气和流汗，但是非洲象没有汗腺，甚至连皮脂腺也没有，它们也不懂得大口喘气。另一方面，它们还有着非常不协调的皮肤，成年非洲象的体重在2.7吨到6吨之间，但它们的皮肤能达到900千克左右——1800斤。其实，就陆地哺乳动物而言，人类也有相当“不协调”的皮肤比例，我们的整个皮肤重量占总体重的10%-20%之间，大象的这个数据和我们基本相当。厚重的皮肤肯定不利于散热，所以人类拥有动物史上最强大的被动散热机制之一——全身布满汗腺，这一点也不意外。但是，大象啥也没有，它们到底是如何在非洲这种以热带草原气候为主的地方生存下来的呢？大象通过玩泥巴保持凉爽首先，大象体温只比人类还低1摄氏度，它们的身体也和我们一样，无法在偏离这个既定温度（体温）太多的情况下正常工作，这是恒温动物的共性，因此大象肯定也需要散热。关于大象如何保持凉爽的问题，其实很早人们就已经在关注大象的皮肤，以及它们的生活习性了。大象和另外两种动物很像——犀牛和河马，它们身上都少有毛发，且皮肤厚重，有一个专门的术语来形容它们，称作厚皮动物。（这里要提一下，这三种动物在遗传上相差是比较远的。）图：犀牛对泥巴的喜爱情况和大象很像这三种厚皮动物都喜欢泡在泥浆和水池里嬉闹，很明显这种依赖水的生活方式可能就是他们厚皮的主要原因，它们可以靠水来保持凉爽。其实，这三种厚皮动物和那些完全生活在海洋哺乳动物很像，皮厚同时没啥毛发。说到这里，你可能会发现，除了人类之外，几乎所有毛发稀疏的哺乳动物都与它们生活在水中有一定关系，所以有人提出了水猿假说，认为人类可能在演化的某个时段也进入了水中。好吧，扯得有点远了，回到我们大象的主题。与海洋哺乳动物不同的是，这三种厚皮动物需要离开水觅食，所以它们需要防晒，很明显正是泥巴这种天然的“防晒霜”给了它们离开水的可能。但是大象和另外两种不同，另外两种都有皮脂腺，会分泌油脂用于防晒，而大象没有；不仅如此，大象每天“玩泥巴”的时间可以远小于另外两种。图：河马更喜欢的水，而不是泥浆犀牛每天白天至少要在水池或泥潭中呆5个小时，更爱干净的河马则一天有16小时都在水里，算是半只脚已经进入水中的哺乳动物了，而大象每天只要泡1个小时的泥巴就够了——因为它们需要更多的时间在陆地上觅食。拥有更加不防晒的身体，却能离开水更长时间，大象凭什么呢？答案只能是他们独特的皮肤上了！图：大象皮肤大象奇怪的皮肤结构大象从出生开始，它们就像是穿了一件不合身的“衣服”一样，它们的皮肤总是皱巴巴的，就像太大了一样，而且和其它哺乳动物一样，随着年龄增长，它的皮肤也会变得越来越褶皱。据信，大象早在500万年前就已经拥有这种起皱的皮肤了，以前人们就相信是这种皮肤给了大象超凡的离开水的能力。而且还在亚洲象身上已得到验证，因为亚洲象生活在热带雨林地区，有更多的树荫来防止他们身体过热，所以他们的皮肤不像非洲象那么褶皱。褶皱带来的好处自然就是加大表面积，每次出水的时候能够携带更多的水和泥，而且保留在褶皱中，从而让凉爽保持更长时间。但是，大象皮肤褶皱到底是如何形成的，一直没人知道。放大后的大象皮肤，图源：AntoineJoris直到2018年的时候，一组日内瓦大学科研团队，对大象皮肤进行了深入研究，用电子显微镜和光学显微镜对皮肤数据进行收集和分析。他们之前研究过鳄鱼皮肤褶皱原因是拉伸应力或收缩过程导致的，怀疑大象也是如此。由于没法分泌油脂来让皮肤保持弹性，拉伸和收缩的应力确实是大象皮肤必须保持松弛的原因之一，也正因为如此，大象皮肤在他们需要灵活活动的部位厚度达到3.8厘米。不过，结果显示拉伸和收缩并不会让大象皮肤起皱。皮肤裂开，图源：AntoineJoris它实际上是因为其皮肤基本不会随着年龄增长而脱落，而新皮肤又不断更新，这导致皮肤越来越厚，最终因自身重量而塌陷，形成了这些褶皱。另外，这种塌陷并不是只体现在宏观上，大象的每一寸皮肤都有错综复杂的“微观褶皱”，就像龟裂的土地一样。放大之后的大象皮肤JOSEA.BERNATBACETE/GETTYIMAGES这些微米级的裂缝，比人肉眼所能察觉到的要小约50倍，这些裂缝也是它们存储水和泥的主要场所，比那些宏观褶皱还给力。除了储水能力更强之外，通过进一步测试还发现，这种充满的微小裂缝的皮肤，比光滑的表面也更能锁住水分——流失速度慢5-10倍。所有这些就是大象能够在非洲长时间离开水的原因所在，但是你能想象吗，这样看着十分粗糙的皮肤其实对触觉非常敏感，也和我们一样可以检测昆虫和环境的变化。另外，在防御力方面没有并没有想象得强大，它是会被蚊虫咬破的。无论是非洲象，还是亚洲象，都是保护动物，当它们来破坏农作物的时候，不能过多去伤害它们。目前，非洲农民在防御大象方面，最有效的办法是养殖蜜蜂，有研究表明有80%的概率大象看到蜂箱就会离开，因为它们害怕自己被叮咬。参考资料：[1].https://www.nature.com/articles/s41467-018-06257-3...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363871.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363871.htm

为什么郊狼20%的食物是家猫？来自洛杉矶郊区的令人惊讶的发现

为什么郊狼20%的食物是家猫？来自洛杉矶郊区的令人惊讶的发现新的研究发现，猫和郊狼都使用洛杉矶郊区的绿色空间。随着城市地区对自然生态系统的不断侵占，人类与野生动物的冲突往往会增加。虽然一些动物不惜一切代价主动回避与人类的接触，但其他物种在大都市环境中茁壮成长。特别是，郊狼已成为人类住区附近的常客，并被普遍认为是人类与野生动物冲突的一个重要来源。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1324625.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1324625.htm