科学家对极度濒危的新西兰鸮鹦鹉的生存状况有了新的关键性见解

科学家对极度濒危的新西兰鸮鹦鹉的生存状况有了新的关键性见解研究人员提出了以下建议：应尽可能限制对雄鸟的人工饲养；与以前的策略相反，在巢中保留雌性雏鸟是优先考虑的。应最大限度地提高种群密度，以便在麋鹿群中有足够的雄性，确保雌性有足够的配偶选择，但雌性与雄性的性别比应保持在栖息地可以支持的范围内。人工授精也应继续进行，以确保足够的精子竞争和增加创始人的代表性。低繁殖能力限制了鸮鹦鹉（Strigopshabroptilus）的种群恢复，不频繁的繁殖、高不孕率和低孵化成功率阻碍了保护工作。鸮鹦鹉的繁殖是不定期的，与某些树种的大量结果同步，特别是rimu树（新西兰陆均松，Dacrydiumcupressinum），每2-4年才结果一次。两个月大的鸮鹦鹉。资料来源：DianneMason,2009/新西兰保护部像鸮鹦鹉这样的野生受威胁物种的保护策略依赖于提高生存率和生产力，以增加种群增长。诸如栖息地恢复和捕食者控制等方法被用来提高生存率，但最限制恢复的往往是繁殖能力的问题。人工饲养，即由人类圈养动物经常被用于受威胁物种保护计划，主要是通过提高发育到成熟期间的存活率来提高生产力。该研究使用贝叶斯混合模型来研究人工饲养、其他环境因素和鸮鹦鹉的繁殖力之间的关系。研究结果表明，保护管理的某些方面无意中影响了鸮鹦鹉的繁殖能力。人工饲养的管理干预虽然毫无疑问地提高了雏鸟的存活率，但却降低了鸟的生育能力。这种影响的性别差异表明，人工饲养对雄性的交配行为的影响大于雌性，这与在人工饲养的雄性鸮鹦鹉而不是雌性中发现的标志性行为相符。研究还发现，雌性的交配行为--包括一夫多妻制和重复交配--可能是由鸮鹦鹉的高水平精子竞争所驱动，以提高受精的可能性。这项研究的结果表明，收集详细的纵向数据，并在其他受威胁的鸟类物种中调查人工饲养和性别比例的类似影响是至关重要的。关于鸮鹦鹉这些不会飞的鸟儿身长可达64厘米（25英寸），有细密的黄绿色斑点羽毛，有明显的面部圆盘，有猫头鹰式的朝前的眼睛，周围有特殊纹理的羽毛圆盘，灰色的大嘴，短腿，蓝色的大脚，以及相对较短的翅膀和尾巴：这些特征的组合使它在鹦鹉中是独一无二的。它是世界上唯一不会飞的鹦鹉，是世界上最重的鹦鹉，也是夜行性的，草食性的，身体大小有明显的性别差异，基础代谢率低，而且没有雄性父母的照顾。它是唯一拥有一夫多妻制繁殖系统的鹦鹉。也可能是世界上最长寿的鸟类之一，据报道它的寿命可达100年。鸮鹦鹉是极度濒危物种；已知的成年个体总数仅有249只，所有这些个体都被命名和标记，仅仅分布在新西兰海岸的四个小岛上，这些小岛已经被清除了捕食者。鸮鹦鹉的名字是毛利语，意译为"夜行鹦鹉"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342487.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342487.htm

科学家破解140年前南极巨型海蜘蛛繁殖之谜

科学家破解140年前南极巨型海蜘蛛繁殖之谜夏威夷大学马诺阿分校的研究人员对南极洲巨型海蜘蛛的繁殖行为有了重大发现，揭示了巨型海蜘蛛的发育过程，并为更广泛的海洋生态系统提供了启示。这项研究涉及在冰下观察交配行为和卵的发育，标志着在了解这些以"极地巨人"著称的生物方面取得了突破性进展，并对全球海洋生物学产生了影响。资料来源：R.Robbins海蜘蛛，或称pycnogonids，是在全球海洋栖息地发现的一类类似蜘蛛的无脊椎动物。大多数物种比指甲还小，但一些南极物种的腿展（一条腿的顶端到另一条腿的顶端）超过一英尺。这些动物是"极地巨人症"的一个著名例子。"极地巨人症"是指极地地区（如北极和南极）的某些生物比气候温暖地区的同类长得大得多的现象。""在大多数海蜘蛛中，父母中的雄性会在婴儿发育期间抱着它们四处走动来照顾它们，"马诺阿大学生命科学学院教授兼首席研究员艾米-莫兰（AmyMoran）说。"奇怪的是，尽管描述和研究可以追溯到140多年前，但从来没有人见过南极巨型海蜘蛛育雏，也不知道它们的发育情况。"莫兰的实验室研究极地巨型动物已有十多年。2021年10月，莫兰和生命科学学院博士生亚伦-托（AaronToh）和格雷厄姆-洛贝特（GrahamLobert）等人组成的研究小组在南极洲进行实地考察时，发现了一个突破性的发现。他们潜入冰下，用手收集了似乎正在交配的巨型海蜘蛛群，并将它们运送到水箱中进行观察。左起：GrahamLobert、AaronToh和AmyMoran。图片来源：马诺阿大学令他们惊讶的是，两个不同的交配群体产下了数千枚小卵。父母中的一方（很可能是父亲）没有像大多数海蜘蛛那样带着孩子直到孵化，而是花了两天时间将卵附着在岩石底部，让它们在那里发育数月，然后孵化成小幼虫。研究人员的发现发表在2024年2月的《生态学》上。Toh说："我们非常幸运能够看到这一切。有机会在南极洲直接与这些神奇的动物一起工作，意味着我们可以学到一些从未有人想到过的东西"。产卵后几周内，卵上长满了微型藻类，提供了完美的伪装。洛贝特说："即使我们知道卵在那里，我们也几乎看不到它们，这可能就是研究人员以前从未见过这种情况的原因。"莫兰在一次研究潜水中，捡到一只大海蜘蛛。资料来源：R.Robbins英国南极调查局的著名南极生物学家劳埃德-佩克（LloydPeck）没有参与这项研究，他说："南极海洋物种的一般生态学和繁殖生物学仍然是一个未知数，我们只掌握了少数物种的数据，因此，像这样的论文对于揭示动物在世界海洋中研究最少的地区之一是如何运作的，具有相当重要的意义。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431922.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431922.htm

科学家成功诱导果蝇进行无性繁殖

科学家成功诱导果蝇进行无性繁殖研究人员已经确定了这些苍蝇在没有父亲的情况下繁殖时开启或关闭的基因。资料来源：何塞-卡萨尔和彼得-劳伦斯该研究的资深作者是加州理工学院（Caltech）生物学和生物工程研究教授大卫-格洛弗（DavidGlover）。这项研究由剑桥大学格洛弗实验室前博士后、加州理工学院短期访问学者亚历克西斯-斯珀林（AlexisSperling）与田纳西大学的合作者共同完成。黑腹果蝇（常用的实验室模式生物）有性繁殖（上图）和孤雌生殖（下图）时的染色体成像。图片来源：D.Glover提供了解孤雌生殖对于大多数动物来说，繁殖都是有性的，即雌性卵子与雄性精子受精。孤雌生殖是一种无性繁殖，是卵子在不需要雄性精子受精的情况下发育成胚胎的过程。虽然后代不是其母亲的完全克隆，但它们的基因非常相似，而且总是雌性。某些种类的苍蝇、蝗虫和鸡实际上具有在有性生殖和孤雌生殖之间切换的能力。如果周围没有雄性，转而进行无性生殖可能是一种生存策略，可以使物种继续生存下去。果蝇的基因改造虽然实验室中常见的果蝇黑腹果蝇通常不会进行无性生殖，但事实上，一种在仙人掌上繁殖的遥远物种--丝光果蝇（Drosophilamercatorum）却具有通过孤雌生殖进行繁殖的能力。在剑桥大学博士后学者亚历克西斯-斯珀林（AlexisSperling）的领导下，研究小组研究了侩果蝇的基因组，确定了孤雌生殖的基础基因。然后，他们在黑腹蝇中设计了相应的基因；实验蝇因此获得了无性生殖的能力。格洛弗说："对我们来说，发现启动少量基因开关就能让未经交配的黑腹果蝇自行产生有活力和可育的后代，就像它们的远亲丝光果蝇一样，确实令人惊叹。了解这种能力的普遍性非常重要，因为许多作物害虫都能以无性方式繁殖。现在，我们希望了解黑腹果蝇这种细胞过程的分子机制。"托马斯-亨特-摩根（ThomasHuntMorgan），他于20世纪30年代在加州理工学院首次将黑腹蝇蛆发展成模型系统。图片来源：加州理工学院档案馆提供黑腹果蝇现在是世界上常见的实验室动物，它于20世纪30年代由诺贝尔奖获得者托马斯-亨特-摩根（ThomasHuntMorgan）在加州理工学院首次培育成模式生物。摩根于1928年来到加州理工学院，建立了现在的加州理工学院生物学和生物工程部。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379593.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379593.htm

科学家发现现存已知最古老的海洋植物 通过无性繁殖活跃了1400多年

科学家发现现存已知最古老的海洋植物通过无性繁殖活跃了1400多年这种创新的基因时钟检测法有可能被广泛应用于各种物种，包括珊瑚、藻类以及芦苇和覆盆子等陆生植物。他们的研究结果发表在《自然生态与进化》杂志上。基尔亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMARHelmholtzCentreforOceanResearchKiel）海洋生态学教授、研究负责人托斯滕-罗伊施博士（ThorstenReusch）解释说："无性繁殖作为一种替代性繁殖模式，在动物界、真菌界和植物界都很普遍。这些所谓的克隆物种通过分枝或出芽的方式产生基因相似的后代，其大小往往达到一个足球场或更大。不过，这些后代的基因并不完全相同。"GEOMAR研究人员领导的研究小组之前的工作已经表明，体细胞突变会在无性繁殖后代中积累，这一过程与癌症类似。现在，Reusch教授、BenjaminWerner博士（伦敦玛丽女王大学）和IlianaBaums教授（奥尔登堡大学亥姆霍兹海洋生物功能多样性研究所）领导的研究小组利用这种突变积累过程开发出了一种新型分子钟，可以高精度地确定任何克隆的年龄。基尔大学的研究人员在罗伊施教授的领导下，将这一新颖的时钟应用于从太平洋到大西洋和地中海广泛分布的海草Zosteramarina（大叶藻）的全球数据集。特别是在北欧，研究小组发现克隆体的年龄可达数百年，与大橡树的年龄相当。最老的种群来自波罗的海，已有1402岁。尽管环境恶劣且多变，但这一无性繁殖出来的个体还是达到了如此高的年龄。波罗的海的海草种群，这不是一个生物种群，而是无性繁殖形成的。图片来源：PekkaTuuri这些对克隆物种的新年龄和寿命估计填补了一个重要的知识空白。特别是在海洋生境中，珊瑚和海草等许多基本生境形成物种可以进行无性繁殖，它们的克隆体可以变得非常大。从母体克隆中不断产生基因相同但物理上分离的小芽或片段，意味着这些物种的年龄和大小是不相关的。现在，这项新研究提供了一种工具，可以对这些克隆进行高精度的日期测定。托尔斯滕-罗伊施说："这些数据反过来又是解决保护遗传学中一个长期存在的难题的先决条件，即为什么如此大的克隆能够在多变和动态的环境中持续存在。"一旦获得高质量的鳗草基因组信息，工作就可以开始了。这项研究的另一个关键因素是，加州大学戴维斯分校（UCDavis）的同事在他们的培养槽中保存了一个海草克隆长达17年之久，作为一个校准点。"这篇论文展示了癌症进化生物学家和海洋生态学家之间的跨学科互动如何能够带来新的见解，"昆士兰大学数学与癌症进化讲师本杰明-维尔纳（BenjaminWerner）博士说，他主要研究肿瘤的体细胞进化，而肿瘤也是克隆发育的。HIFMB分子生态学家IlianaBaums教授补充说："我们现在可以将这些工具应用于濒危珊瑚，以制定更有效的保护措施，我们迫切需要这些措施，因为前所未有的热浪威胁着珊瑚礁。"托尔斯滕-罗伊施说："我们预计，延伸超过十公里的其他海草物种及其Posidonia属的克隆体将显示出更高的年龄，从而成为地球上迄今为止最古老的生物。这些将是下一个研究对象。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434643.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434643.htm

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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429708.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429708.htm

科学家解开百年遗传之谜：掷分子骰决定蜜蜂性别

科学家解开百年遗传之谜：掷分子骰决定蜜蜂性别Csd基因可能有100多种变体，在决定蜜蜂性别方面起着关键作用。这些基因在有性生殖过程中结合在一起：如果基因组随后包含两种不同的Csd基因变体，则发育成雌性蜜蜂，然后将其养大（左图）。如果受精产生了两个相同的变体，就会发育出雄蜂，但雄蜂不是由工蜂饲养的。雄蜂（即无人蜂）是通过无性繁殖产生的。生物的性别对其形态、功能和行为有重大影响。生物的生理性别通常在其生命开始时就已确定。例如，在人类中，决定性别的"Y染色体"的存在决定了一个男人是否会出生。早在1845年，西里西亚牧师约翰-迪齐尔松（JohannDzierzon）就已经研究过蜜蜂（Apismellifera）的性别决定机制。其中，他发现了雄蜂--"无人蜂"--的无性繁殖。与人类不同，蜜蜂并不只有一条决定性别的染色体。由哈佛大学进化遗传学研究所的马丁-贝耶（MartinBeye）博士教授领导的研究小组现在已经确定，蜜蜂的性别是由一个被称为"Csd"（互补性决定基因）的单一基因通过特殊机制决定的。这种基因可以有100多种变异，即所谓的等位基因。在其他情况下，例如在花朵中，一个基因的不同等位基因可以决定花瓣的颜色。在有性受精的情况下，来自卵细胞和精子细胞的单个染色体组结合在一起，形成一个双二倍体染色体组。因此，现在每只有性受精的蜜蜂体内都有两个Csd基因变体。杜塞尔多夫的蜜蜂研究人员又有了新发现：如果Csd基因的两个等位基因不同，就会发育成雌蜂。相反，如果两条染色体上的等位基因相同，则发育成雄蜂。然而，由于蜜蜂希望避免近亲繁殖，工蜂并不哺育这些卵子。问题仍然是这种性别决定是如何在分子水平上发生的。主要作者玛丽安-奥特（MarianneOtte）博士说"我们必须知道，Csd基因的每个等位基因会产生不同的相关Csd蛋白变体，所有这些变体都略有不同。现在已经能够证明，只有不同的Csd蛋白能够相互结合，从而激活决定'雌蜂'的分子开关。相反，如果蛋白质相同，它们的结合方式不同，开关就不会被激活。在这种情况下，雄蜂就会发育，但却养不大"。贝耶教授是《科学进展》上这项研究的最后一位作者："这类似于两个骰子的分子游戏：不过，在这种情况下，掷出双倍骰子的一方并不是赢家。相反，掷出的骰子必须产生两个不同的数字，才能养育出新的蜜蜂--雌蜂"。相比之下，雄蜂是由未受精卵发育而成的。因此，这些雄蜂只有一个简单的染色体组，具有相同的Csd蛋白质。在产卵过程中，蜂后决定不向卵中添加精子。奥特博士"我们通过追溯Csd蛋白的开关功能，解开了一个存在了100多年的遗传之谜"。贝耶教授就进一步的研究问题发表了看法："工蜂是通过什么机制来识别受精卵是否含有两种不同的Csd蛋白，从而被转换为'雌性'的，目前还不得而知。由于蜂巢内光线昏暗，那么一定有嗅觉线索"。这些成果有望用于推进蜜蜂育种措施。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388747.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388747.htm