兰科与果蝇 - 科学家发现植物与动物的独特新关系

兰科与果蝇-科学家发现植物与动物的独特新关系众所周知，兰科植物会通过模仿食物来源、繁殖地甚至配偶来诱使传粉昆虫访问花朵，但实际上并不提供任何回报。吃真菌、不进行光合作用的兰花属天竺葵也不例外：为了吸引果蝇（果蝇属），植物通常会散发出一种气味，就像它们通常以发酵水果或腐烂蘑菇为食一样。一只果蝇幼虫正在吞食地面上腐烂的花朵组织。资料来源：SuetsuguKenji果蝇被引诱到花丛中，被困在花丛中一小会儿，背上就会沾上花粉，然后把花粉传给同种的其他植物。因此，这种欺骗性的关系只对一方有利。神户大学的植物生物学家SuetsuguKenji是研究这些兰科的专家，他注意到该属的某一物种Gastrodiafoetida的花瓣特别肥厚，授粉后几天就会腐烂脱落。他决定对这些植物进行调查，寻找兰科进行"苗圃授粉"的第一个实例，即植物为授粉者提供繁殖地点。一只果蝇在天麻花内产卵。图片来源：SuetsuguKenji事实上，在发表于《生态学》（Ecology）杂志的研究报告中，他发现果蝇经常把卵产在这种植物的花朵中，而且它们的幼虫可以在这种环境中完全发育成成蝇。Suetsugu说："最引人入胜的一点是，与其俗称的'水果'蝇相反，专门以蘑菇为食的果蝇（Drosophilabizonata）主要利用腐烂的天麻花（Gastrodiafoetida）作为产卵场所。一种可能的解释是，天麻是一种非光合兰花，以真菌为食。这些非光合兰科经常表现出与它们同化的真菌相似的化学性质，作为一种以蘑菇为食的植物，G.foetida的味道很可能与蘑菇相似，这使它成为专食蘑菇的果蝇的主要目标。这一发现意义重大，因为它发现了一种新型的苗圃授粉系统，超越了该属植物中常见的欺骗策略。神户大学的研究人员进一步解释说，这种关系既不是强制性的，也不是特定的，也就是说，果蝇也会在真菌上产下发育完全的卵。因此，这一发现可能代表了从欺骗性关系向互利共生关系过渡的一个例子，这有两个因素：一是植物的成本很低，因为授粉后不再需要花瓣；二是近缘的天麻科植物主要采用欺骗性策略，而不提供苗圃。一朵濒临腐烂的天麻花。图片来源：SuetsuguKenjiSuetsugu总结道："兰科有近30000个品种，是世界上种类最繁多的植物群体。此外，它还有助于人们了解自然界中错综复杂的互利关系。对植物如何提供真正的益处而不仅仅是欺骗授粉者的理解，可能会影响对植物与动物相互作用及其进化动态的更广泛研究"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380021.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380021.htm

科学家评选出“大黄蜂友好型花园”的首选植物

科学家评选出“大黄蜂友好型花园”的首选植物来自俄亥俄州立大学的研究人员在2017年和2018年夏天观察了俄亥俄州的大黄蜂和96种开花植物之间的22999次互动。该研究确定了最适合大黄蜂吃作为主菜的植物：乳草、本地蓟草、牵牛花、紫锥花、胡萝卜、红菽草、薇菜、松香草。丰度较低的首选植物包括草本威灵仙和野生靛蓝。该研究的合著者之一凯伦-古德尔说："获得超过2万个个体识别的大黄蜂访问特定花种的观测数据集是相当令人难以置信的。这个项目的关键之一是有花的关联，以及对花的丰度的估计，所以我们也计算了花的数量。"大黄蜂数量下降的一个迹象是，在俄亥俄州历史上发现的16种大黄蜂中，研究人员只观察到了10种，其中8种的丰度足以列入研究范围。最经常观察到的物种是常见的东部大黄蜂（B.impatiens）。"知道我们有哪些物种以及它们喜欢吃什么真的很重要，因为它们中的任何一个都可能变得稀有，"古德尔说。"这并不是说我们在照顾我们的自然区域方面做得很好。我们对它们的喜好掌握的信息越多，我们就能更好地管理它们的栖息地。"研究人员发现，大黄蜂并不是随机地挑选它们所访问的花朵。相反，它们更喜欢特定的植物，而不是其他植物，不管这些植物是否容易获得。该研究的主要作者JessieLantermanNovotny说："我们想知道的是，如果其他条件都相同，它们实际上更喜欢什么？有些花的数量较少，但蜜蜂会主动寻找--它们不一定吃最多的东西。也有一些植物是它们避开的。无论某些花的数量有多少，它们都说，'不，谢谢'。"有趣的是，研究人员发现，不同的大黄蜂物种喜欢不同的植物，只有少数几个物种共享花卉资源。这种策略使蜜蜂能够互相生活和觅食，并有大量的食物可供利用。"我们比较了每个大黄蜂物种使用最多的花朵，物种只重叠了三分之一或更少，"兰特曼-诺沃特尼说。"低重合度可以缓解竞争，所以所有这些物种可以一起共存。"大黄蜂大而强壮，能够远距离飞行，是农作物授粉的关键角色。它们抓住花朵上产生花粉的部分，抖动翅膀上的肌肉来驱赶花粉掉落，这对野生植物和西红柿、蓝莓和南瓜等作物至关重要。大黄蜂（Bombus属）有250多个品种，主要生活在北半球的温带气候中。但由于栖息地的丧失、气候变化和疾病，大黄蜂的数量正在减少。在美国，虽然一些大黄蜂的物种在增加，但其他物种却在急剧下降。虽然这项研究的重点是中西部的蜜蜂，但研究结果为其他地区的研究提供了指导。该研究发表在《生态圈》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361205.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361205.htm

科学家在日本冲绳发现两种鱿鱼新品种

科学家在日本冲绳发现两种鱿鱼新品种木灵柔术鱿鱼（Kodamajujutsu）举起双臂，野外拍摄。图片来源：布兰登-莱恩-汉南现在，来自冲绳科学技术研究所（OIST）以及日本和澳大利亚其他大学的研究人员通过描述两种新的柔术鱿鱼物种--木精柔术鱿鱼（学名Idiosepiuskijimuna，日文为Ryukyu-himeika1）和木灵柔术鱿鱼（Kodamajujutsu，日文为Tsuno-himeika），在为这种丰富的生物编目方面取得了进展。这两个新物种的学名源自日本民间传说，与它们的外形和行为有关。木精柔术鱿鱼（Idiosepiuskijimuna）的名字来源于据说生活在冲绳榕树下的红发矮小森林仙子。就像它们的名字一样，这种鱿鱼体型微小，体色呈红色，大部分时间都生活在森林栖息地，附着在靠近海岸的浅海海草床的植被上。木精柔术鱿鱼，野外拍摄。资料来源：肖恩-米勒木灵柔术鱿鱼（Kodamajujutsu）是一个全新发现的物种，属于一个全新的属。Kodama属以圆头精灵木灵命名，据说圆头精灵生活在古树中，它们的存在预示着森林的健康。"柔术"这个也许不同寻常的物种名称暗指乌贼的捕食行为与日本武术相似。来自OIST海洋气候变化研究组的杰弗里-乔利（JeffreyJolly）说："柔术的核心是擒拿和利用对手的力量，而Kodama柔术则是通过小臂擒拿捕食比自己大的虾。人们还观察到鱿鱼举起双臂，卷曲在头顶上，让人联想到武术姿势。"找到这种小鱿鱼并非易事。这两种鱿鱼都名副其实，因为它们实在是太小了--最大的标本仅有12毫米长，比缝衣针还短。此外，这两种鱿鱼都只在夜间活动，而且木精鱿鱼只在冬季出现。即便如此，这种物种也曾多次被捕获和（错误地）识别，因为它们是在相对容易接近的浅海草床中被发现的。这与更难以捉摸的木灵鱿鱼形成鲜明对比，后者只出现在珊瑚礁中，正如杰弗里-乔利（JeffreyJolly）所说，"在珊瑚礁中，有太多其他东西可看，要找到小指甲盖大小的小鱿鱼并不容易"，即使对于经验丰富的海洋摄影师来说也是如此。木精柔术鱿鱼（Idiosepiuskijimuna）附着在海草叶片上，野外拍摄。图片来源：BrandonRyanHannan科学家和水下摄影师的合作使这两个物种的发现和记录成为可能。杰弗里-乔利（JeffreyJolly）最初是在澳大利亚科学与技术学院分子遗传学研究室（MolecularGeneticsUnitatOIST）开始这两个物种的编目工作的，这个项目跨越了这两个研究室以及澳大利亚多所大学的研究人员。尤其是水下摄影师和博物学家肖恩-米勒（ShawnMiller）、浅田敬树（KeishuAsada）和布兰登-莱恩-汉南（BrandonRyanHannan）的工作贡献巨大。就像它们的神话名字一样，这些鱿鱼与冲绳翡翠般的水域中的自然环境密切相关。不幸的是，这些栖息地正受到人类活动的威胁，特别是气候变化导致海水升温，从而可能造成珊瑚白化。过度捕捞、填海造地和土壤流失也威胁着这些小动物的水下家园，无论它们是大是小。在杰弗里-乔利看来，这是分类学依然重要的众多原因之一："分类学不像其他科学那样华而不实，但通过物种的命名和特征描述，它既凸显了海洋中令人惊叹的生命多样性，又提醒我们还有很多事情我们还不知道"。参考文献:"AmandaReid、NoriyosiSato、JeffreyJolly和JanStrugnell于2023年10月21日发表于《海洋生物学》："来自日本琉球群岛的两种新柔术鱿鱼Idiosepiuskijimunan.sp."DOI:10.1007/s00227-023-04305-1编译来源:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402167.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402167.htm

科学家发现青少年饮酒对健康的后果可能持续数十年

科学家发现青少年饮酒对健康的后果可能持续数十年他们的研究结果最近发表在《临床和实验研究》杂志上，论文评估了生活满意度、身体症状和34岁时的自评健康作为中年早期的结果。即使在调整了双胞胎兄弟姐妹共有的遗传和环境特征后，使用20世纪70年代末在芬兰出生的2733对双胞胎的问卷调查数据得出的结果仍然一致。科学家们认为，这一发现强调了针对滥用酒精的青少年进行预防干预的意义，并尽量减少成年后的健康后果。该研究的共同作者、罗格斯大学罗伯特-伍德-约翰逊医学院副教授兼成瘾症基因、环境和神经发育项目主任JessicaSalvatore说："纵向双胞胎设计特别有助于澄清是否有混杂的家庭因素导致某人在青春期滥用酒精，并在中年早期经历较差的身体健康和福祉。这是因为双胞胎设计使我们能够在同一家庭中比较不同时期的接触和结果"。与之前证明青少年饮酒直接影响后期物质使用和心理健康结果的研究不同，这项研究发现，青少年饮酒可能影响长期的身体健康和生活满意度，而不是直接影响。Salvatore说："即使我们观察到了这些影响，它们也是有些温和的，表明青少年酗酒并不是后来身体健康状况不佳和生活不满意的唯一驱动力。持续的酒精相关问题可能也起到了作用"。虽然以前对青少年酗酒的研究经常关注青少年成年后的健康结果，即在青少年接受调查后不久，但本研究的研究人员考察了跨越数十年的健康结果，直到中年早期。萨尔瓦托雷说："这项研究的独特之处在于，它试图了解不良的身体健康后果是否会持续到20多岁，我们的研究结果意味着，青少年时期的饮酒和随之而来的后果在20年后的多个发展阶段都可以看到。"这些发现表明青少年饮酒对中年身体健康和生活结果的间接影响，并强调需要采取预防策略以获得更好的长期健康。了解这些长期影响将进一步了解青少年时期的早期针对性干预措施，这些干预措施可能防止或减轻长期的负面健康后果，并改善整个生命周期的生活质量。了解更多：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acer.14917...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333139.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333139.htm

科学家新发现7种"隐秘"的叶竹节虫品种

科学家新发现7种"隐秘"的叶竹节虫品种表象可能具有欺骗性：拟叶昆虫的表象并不一定反映其物种归属。Pulchriphylliumanangu（A）是来自印度的一个新的独特物种，而另外两个个体（B和C）尽管外表不同，但都属于新描述的菲律宾物种Phylliumortizi。资料来源：VishwanathGowda（A），MaximeOrtiz（B和C）它们先进的伪装不仅是抵御天敌的一种防御机制，也给科学研究带来了挑战。通过基因分析，科学家们发现了"隐性物种"，它们外表看起来完全相同，但基因却截然不同。这项研究不仅对叶类昆虫的系统分类，而且对保护其生物多样性都具有重要意义。相关研究成果最近发表在《动物学报》（ZooKeys）上。分类学--即物种的命名、描述和分类--对于叶类昆虫来说是很困难的：不同物种的个体很难区分，而一个物种内部又可能存在巨大的差异。"不同物种的个体往往根据其外观被算作属于同一物种。"项目负责人、哥廷根大学动物进化与生物多样性系的SarahBank-Aubin博士解释说："我们只能通过基因特征来识别一些新物种。"印度的一些昆虫个体以前被认为属于广泛分布于东南亚的一个物种。但现在研究人员发现，它们是一种全新的叶类昆虫。班克-阿宾强调说："这一发现对物种保护非常重要：如果印度的所有个体都灭绝了，那么减少的就不仅仅是一个物种中的一个群体，而不是以前认为的那样。事实上，整个独特的物种正在被消灭。这意味着印度物种的保护尤为重要。"其他新发现的物种来自越南、婆罗洲、爪哇和菲律宾。哥廷根大学的研究人员与纽约城市大学的叶虫专家罗伊斯-卡明（RoyceCumming）进行了合作。这项研究合作已鉴定出二十多个新物种。斯文-布拉德勒（SvenBradler）博士解释说，他在哥廷根大学研究粘虫和叶虫的进化已有20多年："已知的叶上生活的昆虫约有3500种，目前描述的拟叶昆虫仅有100多种。虽然它们只占这个种类繁多的昆虫家族的一小部分，但其壮观和出人意料的外表使它们独一无二"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380615.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380615.htm

人类精子到底如何推进的？科学家被骗了300多年

人类精子到底如何推进的？科学家被骗了300多年事实上，不仅距离上对精子来说很遥远，在15厘米的旅程中还有各种“诱杀装置”，因为精子对于女性来说是异物会自然地被防御。其中包括宫颈粘液困住精子、白细胞吞噬精子等等，当每次数以亿计的精子同时出发时，真正能到达目的地——接触卵子的只有200枚左右。quapan/Flickr那么有趣的问题是，精子到底是如何移动的呢？它又是怎么获得能量来让自己持续推进呢？关于精子的“游动”有一些非常有趣的故事，所以必须给它单独拎出来说说，这玩意足足愚弄了科学家300多年。精子如何欺骗科学家300多年？1677年，光学显微镜之父荷兰科学家列文虎克在改进了显微镜之后，他通过这种显微镜仔细观察了自己的精子，这是人类第一次看到精子。图：列文虎克据列文虎克的描述，他看到巨量的“微生物”，这些“生物”每个都有肿大的头部和几乎透明的长尾巴，它们充满活力，不停像蛇一样蠕动，以及就像水中的鳗鱼一样。当时人们并不认为这是人类的生殖细胞，实际上列文虎克认为它们是一种寄生动物（估计他第一次看到自己的这些的时候吓得不轻），并专门为此创造了一个名词“spermatozoa”（现在翻译成精子动物）来描述这种“生物”。图：当时人们以为精子顶体中住着小人在精子发现后的很长一段时间里，其实人们都不知道这种细胞是干嘛用的。1695年，同为荷兰人的尼古拉斯·哈特索克在观察了精子之后，他瞬间感觉自己领悟到了“上帝的秘密”，他第一次定义了精子的作用，认为精子里面住着小人，然后这些小人在女性的肚子里发育成更大的人，这就是生育的全部。但尴尬的是，这位仁兄无法解释为什么那么多进去最后却只有一个或者两个出来。人们对哺乳动物生殖的秘密直到1827年才算有一点点了解，因为这一年科学家发现了卵子（寻找卵子是很难的，因为它的数量非常有限），而到了1876年，科学家才总算观察到精子和卵子融合，哺乳动物生殖的秘密才算是拨开云雾见明月。我们回到列文虎克发现精子的话题，虽然他不知道这些“生物”是干嘛的，但是他在描述显微镜下的生物绝对很有一套。在那个没有相机的年代，列文虎克甚至纯手工绘制了精子的画像（上图），并且第一次通过图像和语言同时描述了精子是如何移动的——它就像是蝌蚪或者鱼一样通过左右甩动尾部来让自己前进。精子以这种形式（摆动尾部）移动估计符合我们几乎所有人的刻板印象，因为我们大部分接触到的科普读物通常就是这么描述的。直到最近（2020年），墨西哥国立自治大学的研究人员发现，原来精子并不是这样摆动尾部来“游动”的，它实际上是以一种旋转钻洞的形式在运动。墨西哥国立自治大学的研究人员采用一个带有压电装置的3D显微镜，以及一台一秒钟能够记录超过55000帧的高速相机，3D扫描了自由游动的精子，然后以数学方法构建了精子的运动方式（如下图）[1]这项研究于2020年7月31日发表在《科学进展》杂志上，其研究人员Gadêlha在接受采访的时候表示：精子根本没有游泳，它只是不断地钻进液体中。实际上，由于精子快速且高度同步的旋转——一秒完成20次旋转，用2D显微镜观察是无法正确认识它们的运动方式的——只会看到左右摆动，而现代研究通常都是用2D显微镜，所以精子就一直这样愚弄了科学家足足300多年。为什么精子是旋转？精子是高度特化的细胞，这意味着它们承受着巨大的进化压力，它们的一切特征只有一个目的，就是完成受精。左右摆动的游动姿势适合在一些容易游动的液体中推进，而精子想要完成受精需要面对的环境非常复杂。在同一趟旅程中，它们都需要面对多种环境，时而是粘稠的完全无法推进的情况，时而是润滑的，时而又干脆是干燥的，所以像陀螺一样旋转会比摆动推进好用许多。另外，这项研究还发现，人类精子的尾巴实际上是不平衡的，只在一侧摆动，这意味着它里应该由于单侧摆动而原地转圈圈才是。但是精子找到了一种自适应，它们在游动时滚动，顶体也跟着尾巴旋转的方向转动，这个方式正好可以抵消单侧摆动造成的不对称。我查阅到2019年的一项研究还发现，哺乳动物精子顶体部分都是螺旋状的，就像是螺丝一样[2]，这正好符合精子的运动方式。那么，还有一个问题，既然精子这么小，它们又得如此吃力地钻洞前行，那么它们的能量来自哪里。其实，这个也是精子高度特化的一部分。我们知道细胞活动的能量主要来自线粒体——这个被称为细胞的能量工厂，精子的体积虽然小，但是它们却拥有非常多的线粒体，它就像是一个个小电池一样给精子供能。这些线粒体就集中在精子的中段部分，而且为了充分利用空间，科学家发现这些线粒体是螺旋状的。而给这些线粒体提供“燃料”的就是它们的活动场所，只有在那里它们有机会存活长达5天以上，而在其它环境中精子都会快速失活。最后，我们再来说一个关于精子广为流传的误解吧。我们许多人应该都听说过跑得最快的一枚精子才有机会完成受精，所以我们每个人从出生开始就已经在数以亿计的竞争中赢过一次了。但是实际上并不是如此，越来越多的证据已经表明，跑得（或者钻得）最快的精子只会最早遇到卵子而已，而卵子有最终的选择权，它们会在几百甚至上千枚完成比赛的精子中选择一枚[3]。参考：[1].https://doi.org/10.1126/sciadv.aba5168[2].https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0149[3].https://www.news-medical.net/news/20200611/The-egg-decides-which-sperm-fertilizes-it.aspx...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385473.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385473.htm