隐形回声定位:进化的转折如何让这种蝙蝠成为无声刺客?

隐形回声定位:进化的转折如何让这种蝙蝠成为无声刺客?研究人员对蝙蝠与昆虫之间的军备竞赛这一观点提出了质疑,他们认为蝙蝠的声波是从更安静的蝙蝠祖先那里遗传而来的,而不是对昆虫听觉的直接适应。然而,南丹麦大学生物学家、副教授拉塞-雅各布森(LasseJakobsen)说,如果存在持续的军备竞赛,蝙蝠也应该对此做出反应。他是蝙蝠专家,也是发表在《当代生物学》(CurrentBiology)上的一项新研究的共同作者。在这项研究中,他和同事对蝙蝠和昆虫之间的进化军备竞赛提出了质疑。其他作者包括马克斯-普朗克生物智能研究所的丹尼尔-莱万齐克(DanielLewanzik)和霍尔格-戈尔利茨(HolgerR.Goerlitz),以及多伦多大学的约翰-拉特克利夫(JohnM.Ratcliffe)和埃里克-埃茨勒(ErikEtzler)。一只在黑暗中飞行的倒刺蝙蝠。资料来源:雪莉和布洛克-芬顿支持军备竞赛假说的主要论据是,有些蝙蝠在捕食时的叫声不如其他蝙蝠响亮,因此不容易被昆虫听到。这些蝙蝠就是西方宽耳蝠(Barbastellabarbastellus),它们比其他捕食飞虫的蝙蝠安静大约20分贝,这意味着它们发出的声压要低10倍。拉塞-雅各布森(LasseJakobsen)说:"这种蝙蝠历来被认为是对昆虫进行'反击'的蝙蝠。"然而,有些事情令他和他的同事们感到困惑:纵观蝙蝠的近亲,几乎没有其他成员在空中捕捉昆虫。相反,它们吃树叶和树枝等表面上的昆虫,而且这些物种都比捕食飞行昆虫的物种更安静。在蝙蝠研究界,在空中捕捉昆虫的蝙蝠被称为鹰蝠,而从表面采食昆虫的蝙蝠则被称为拾虫蝠。西方宽耳蝠属于鹰蝠。夜间,一只蝙蝠正在空中捕捉昆虫。图片来源:南丹麦大学LasseJakobsen拉塞-雅克布森说:"如果西方宽耳蝠家族的大多数成员都是鹰蝠,那么它们的祖先很可能也是鹰蝠。"因此,西方宽耳蝠家族的祖先不太可能是一种会大声吆喝的品种,也不太可能是为了适应昆虫的听觉而进化成低声吟唱的品种。"当一个物种向新的方向进化时,它并没有自由选择的权利。例如,哺乳动物的祖先没有羽毛,这是一个条件,所以它们的后代永远不会进化出有羽毛的翅膀。取而代之的是,它们找到了另一种飞行的解决方案:手指间经过修饰的皮肤,"拉塞-雅各布森解释道。然而,如果西方宽耳蝠不是在昆虫和蝙蝠之间的军备竞赛中进化出在空中狩猎时更安静的能力,那么它又是从哪里来的呢?"这并不是一种进化出来的能力。它只是不能发出比自己更响亮的叫声,因为作为鹰蝠的后代,它可能在形态上受到了限制。但它找到了一个利基,在那里它可以使用低振幅的叫声。这是一种进化上的巧合;它有点像是掉进了这个有东西吃的小天地。"这个"小天地"里栖息着会飞的夜行性昆虫,它们能听到声音,因此善于躲避夜行性蝙蝠。但它们的听力不足以捕捉到蝙蝠,所以最终成为了蝙蝠的猎物。形态限制的原因必须从蝙蝠如何发出声音中找到。大多数蝙蝠用嘴发出叫声,这使它们能够发出响亮的声音。而许多拾穗蝙蝠则用鼻子发出声音,这使得它们的叫声低了20分贝。拉塞-雅克布森说:"因此,蝙蝠如今之所以如此安静,并不是蝙蝠和昆虫之间军备竞赛的表现,而仅仅是蝙蝠的后代不能像其他蝙蝠那样大声鸣叫的表现。"夜间飞行的昆虫有飞蛾、甲虫和蚊子,许多飞蛾都能听到蝙蝠是否正在靠近。在大约5000万年前蝙蝠出现之前,夜间飞行的昆虫没有重要的敌人,如今,只有蝙蝠在夜间捕食昆虫。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392763.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1392763.htm

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科学家关注蝙蝠群聚交换免疫基因带来病毒耐受性的进化的现象

科学家关注蝙蝠群聚交换免疫基因带来病毒耐受性的进化的现象德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院(VMBS)的NicoleFoley博士说:"了解蝙蝠是如何进化出病毒耐受力的,可能有助于我们了解人类如何才能更好地对抗新出现的疾病。作为基因组学家,我们的工作常常为直接研究病毒传播的科学家的研究奠定基础。他们可能正在开发疾病疫苗或监测易感动物种群。我们相互依赖,才能在下一次大流行中保持领先。"一只正在捕食的鼠耳蝠。图片来源:NicoleFoley博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院由于蝙蝠通常对其携带的疾病具有免疫力,福里和兽医综合生物科学系教授比尔-墨菲博士认为,研究蝙蝠的疾病免疫力可能是预防下一次全球大流行的关键。福里说:"由于COVID-19大流行,预测和预防疫情爆发成为研究人员和公众的首要任务。有几种蝙蝠对危害人类健康的病毒有耐受性,这意味着它们会成为疾病的贮藏库--它们携带病毒,但关键是它们不会出现症状"。长耳鼠耳蝠。图片来源:NicoleFoley博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院为了准确揭示蝙蝠是如何进化出对这些致命病毒的耐受力,弗利、墨菲和他们的国际研究伙伴绘制了蝙蝠的进化树图,他们知道这对于试图确定哪些基因可能参与其中至关重要。"鼠耳蝠是哺乳动物中的第二大属,有140多个物种,"她说。"它们几乎遍布世界各地,并寄生着多种多样的病毒。鼠耳蝠和其他蝙蝠物种在交配期间也有成群行为,这给弄清物种间的关系增加了困难。"在一起栖息的长耳鼠耳蝠。图片来源:NicoleFoley博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院Foley说:"你可以把群体行为想象成社交聚会;这里有大量的飞行活动、更多的交流和物种间的交融,对蝙蝠来说,这和去夜总会没什么两样。"让研究人员感到复杂的是,蝙蝠群会产生更多的杂交种--父母来自不同物种的个体蝙蝠。Foley说:"鼠耳蝠的问题在于种类繁多,大约有130种,但它们看起来都非常相似。很难将它们彼此区分开来,而杂交则使区分变得更加困难。如果我们想弄清楚这些蝙蝠是如何进化的,从而了解它们的疾病免疫力,那么能够分辨出谁是谁就非常重要了。"长耳鼠耳蝠。图片来源:NicoleFoley博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院有鉴于此,为了绘制出鼠耳蝠之间的真实关系图,弗利和墨菲首先解开了杂交的遗传密码,这样他们就能更清楚地分辨出哪些物种是鼠耳蝠。她解释说:"我们与爱尔兰、法国和瑞士的研究人员合作,对60种蝙蝠的基因组进行了测序。这使我们能够弄清DNA中哪些部分代表了物种的真实进化史,哪些部分是杂交产生的。"解决了这部分难题后,研究人员终于能够更仔细地研究遗传密码,看看它如何可能揭示疾病免疫。他们发现,免疫基因是蜂拥时物种间最频繁交换的一些基因。"对于研究人员来说,群聚行为一直是个谜,"Foley说。"现在我们对这种特殊行为进化的原因有了更好的理解--也许是为了促进杂交,这有助于在整个种群中更广泛地传播有益的免疫基因变体。"NicoleFoley博士和WilliamMurphy博士。资料来源:德克萨斯农工大学兽医和生物医学科学学院Foley和Murphy的发现为我们提出了关于杂交在进化中的重要性的新问题。Foley指出:"杂交在我们的发现中所起的作用比我们预想的要大得多。这些结果让我们不禁要问,迄今为止,杂交在多大程度上掩盖了基因组学家对哺乳动物进化史的了解。现在,我们希望找出哺乳动物之间发生杂交的其他情况,看看我们能了解它们之间的关系,甚至基因组是如何以及为什么会以这种方式组织起来的。"编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420013.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1420013.htm

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新发现:虎甲虫利用拟态战胜拥有超声波探测能力的蝙蝠

新发现:虎甲虫利用拟态战胜拥有超声波探测能力的蝙蝠访问:NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器虎甲虫独特的防御机制但是,虎甲虫却更进一步。当听到附近有蝙蝠时,它们会用自己的超声波信号做出反应,而在过去的30年里,没有人知道这是为什么。一项新研究的第一作者哈兰-高夫说:"这对人类来说是一个非常陌生的想法:这些动物在夜间飞来飞去,试图在完全黑暗的环境中捕捉对方,用声音作为它们交流的方式,"这项新研究最终解开了这个谜团。他在佛罗里达自然历史博物馆做博士研究时推断,虎甲虫发出声音一定有很大好处,因为这也有助于蝙蝠找到它们。据科学家所知,虎甲虫是唯一一类似乎会对蝙蝠的捕食产生超声波的甲虫。不过,据估计有20%的蛾类具有这种能力,这为了解其他昆虫的行为提供了有益的参考。"高夫说:"这是一项非常有趣的研究,因为我们可以一层一层地剥开这个故事。许多在夜间活动的虎甲虫会发出高亢的超声波警告信号来驱赶蝙蝠。资料来源:HarlanGough研究方法与观察研究人员首先证实,虎甲虫会在蝙蝠捕食时产生超声波。蝙蝠在夜空中飞行时,会周期性地发出超声波脉冲,从而捕捉到周围的环境。当蝙蝠找到潜在的猎物时,它们就会开始更频繁地发出声波,从而锁定目标。这也产生了一种独特的蝙蝠回声定位攻击序列,研究人员将其播放给虎甲虫听,看看它们会如何反应。甲虫飞行时,它的硬壳会张开,露出两片能产生升力的后翅。以前覆盖在翅膀上的鞘翅具有保护作用,对飞行没有帮助,这些后翅通常是竖起来不碍事的。研究人员在亚利桑那州南部的沙漠中度过了两个夏天,收集了20种不同的虎甲虫进行研究。其中,有七种虎甲虫对蝙蝠的攻击序列做出了反应,它们向背部轻微摆动后翅。这使得跳动的后翅撞击到后缘,就像两对翅膀在鼓掌一样。在人耳中,这听起来像是微弱的嗡嗡声,但蝙蝠会接收到较高的频率,听到甲虫响亮而清晰的声音。昆虫对蝙蝠回声定位的反应"对蝙蝠的回声定位做出反应的能力远没有听到回声定位那么常见,"高夫说。"大多数蛾子并不是通过嘴巴来歌唱这些声音的,就像我们认为蝙蝠是通过嘴巴和鼻子进行回声定位一样。例如,虎蛾使用身体侧面的特殊结构,所以你需要这种结构来发出超声波,也需要耳朵来听到蝙蝠的声音。"虎甲虫会用超声波来回应蝙蝠的攻击声,但这是为什么呢?一些飞蛾可以通过近距离快速连续发出几声咔嗒声来干扰蝙蝠的声纳。不过,研究人员很快就排除了虎甲虫的这种可能性,因为它们产生的超声波过于简单,不可能达到这种效果。相反,他们怀疑会产生苯甲醛和氰化氢等防御性化学物质的虎甲虫在利用超声波警告蝙蝠它们是有害的--就像许多飞蛾一样。"这些防御性化合物已被证明可以有效地对付一些昆虫捕食者,"高夫说。"有些虎甲虫当你把它们拿在手上时,实际上可以闻到它们产生的一些化合物的气味。"检验化学防御理论他们给大棕蝠喂食了94只虎甲虫来验证他们的理论,大棕蝠吃各种各样的昆虫,但对甲虫有强烈的偏好。出乎他们意料的是,90只甲虫被完全吃掉,两只只被部分吃掉,只有两只被拒绝,这表明甲虫的防御性化学物质对大棕蝠几乎没有什么劝阻作用。据博物馆麦奎尔鳞翅目和生物多样性中心主任AkitoKawahara称,这是科学家第一次测试虎甲虫是否真的对蝙蝠有害。川原说:"即使你确定了一种化学物质,也并不意味着它能抵御特定的捕食者。在与捕食者进行实验之前,你实际上并不知道。"模仿是一种生存策略原来,虎甲虫不会用超声波来警告蝙蝠它们的毒性。但还有最后一种可能。有些飞蛾即使是美味的,也会发出反蝙蝠的超声波。科学家认为,这些飞蛾是在模仿真正有害的飞蛾物种的超声波信号来欺骗蝙蝠。虎甲虫会不会也在做类似的事情呢?研究人员将早些时候收集到的虎甲虫超声波记录与数据库中已有的虎蛾记录进行了比较。在对超声波信号进行分析后,他们发现了一个明显的重叠,也找到了问题的答案。虎甲虫对蝙蝠没有化学防御能力,它们会产生超声波来模仿虎蛾,而虎蛾对蝙蝠是有害的。但这种行为仅限于夜间飞行的虎甲虫。在2000多种虎甲虫中,有些只在白天活动,利用视觉追逐和捕食较小的昆虫,没有蝙蝠捕食的选择性压力。研究人员在研究中发现的12种昼伏夜出的虎甲虫就证明了这一点。"如果你让一只晚上睡觉的虎甲虫对着它播放蝙蝠回声定位,它根本不会做出任何反应,"高夫说。"它们似乎很快就能失去害怕蝙蝠回声定位的能力。"生态影响和关注研究人员怀疑,鉴于对夜空声学研究的不足,可能还有更多未被发现的超声波拟态例子。川原说:"我认为这在全世界都在发生。我们和我的同事杰西-巴伯(JesseBarber)一起研究这个问题已经很多年了。我们认为这不仅仅是虎甲虫和飞蛾的问题。它似乎发生在各种不同的夜行性昆虫身上,我们之所以不知道,只是因为我们没有用这种方式进行过测试。"这些微妙的生态互动也有可能很快遭到破坏。声学拟态需要一个安静的环境才能发挥作用,但人类的影响,如噪音和光污染,已经在改变夜空的外观和声音。川原说:"如果我们想了解这些过程,我们现在就需要做。在我们的后院里,正在发生着我们看不到的奇妙过程。但是,如果让我们的世界变得更响亮、更明亮,并改变温度,这些平衡就会被打破。"作者在《生物学通讯》(BiologyLetters)杂志上发表了他们的研究报告。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431372.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1431372.htm

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从蝙蝠到鼯鼠 新研究揭示哺乳动物如何进化出滑翔能力

从蝙蝠到鼯鼠新研究揭示哺乳动物如何进化出滑翔能力一项研究通过确定Emx2基因附近DNA增强子的关键变化,揭示了哺乳动物(尤其是有袋动物)滑翔能力背后的遗传基础,表明不同物种发展飞行能力的共同进化策略。资料来源:乔-麦克唐纳这是如何形成的?在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中,由普林斯顿大学和贝勒医学院领导的研究小组解释了"皮膜"的基因组和发育基础。"皮膜"是一层薄薄的皮膜,它使一些哺乳动物能够在空中翱翔。"从分子和遗传学的角度来看,我们还不太了解新的性状和适应性是如何产生的。"普林斯顿大学分子生物学助理教授RicardoMallarino博士说:"我们想研究进化的新特性是如何产生的。"为了更好地了解有袋类动物的进化,研究小组重点研究了有袋类动物。这是因为滑翔能力是通过类似的解剖学变化在近亲有袋类动物身上反复发展出来的,比如蜜袋鼯--一种小到可以装进口袋的有袋类动物,作为一种宠物很受人们的欢迎。贝勒研究小组领导了15种有袋类动物的基因组测序工作,确定了滑翔类动物和非滑翔类动物的DNA序列。比较这些序列发现,一个名为Emx2的基因附近的进化速度加快。"有趣的是,基因序列本身似乎并不是发生最相关变化的地方。相反,关键的变化发生在基因组附近被称为'增强子'的DNA短序列上。"共同通讯作者、贝勒大学分子和人类遗传学教授兼基因组结构中心主任埃雷兹-利伯曼-艾登博士说:"正是这些不断变化的增强子改变了Emx2在体内活跃的方式和位置,并推动了滑行的进化。"马拉里诺实验室的共同第一作者、研究生豪尔赫-莫雷诺(JorgeMoreno)说:"了解基因组水平上产生这些趋同性状的潜在变化非常重要,因为它能告诉我们进化是否选择了阻力最小的路径。可以有相同的结果,但却有不同的路径。"接下来,研究人员想要验证这些想法。为此,他们利用了有袋类动物最独特的特征之一--它们的小袋。贝勒大学分子和人类遗传学助理教授、莱斯大学理论生物物理中心研究员奥尔加-杜德琴科(OlgaDudchenko)博士说:"有袋类动物出生时的发育阶段比典型的哺乳动物要早得多。它们不是在母亲的子宫里继续发育,而是爬进母亲的育儿袋,一直待到它们准备好独立面对这个世界。事实上,它们就在袋中,这使得研究单个基因(如Emx2)如何影响有袋动物的发育变得更加容易。"研究人员发现,Emx2利用一种可能存在于所有哺乳动物体内的遗传程序产生了有袋动物的皮囊。例如,Emx2在小鼠和蜜袋鼯两侧的皮肤中都很活跃,但在蜜袋鼯中,它的表达时间要长得多。贝勒大学基因组结构中心的杜德琴科指出:"通过修改那些关键的Emx2增强子,一个又一个物种开发出了这种通用程序,从而发展出了滑行能力。"对于希望冲上云霄的猪来说,这是一个令人鼓舞的消息,有朝一日它们可能不需要风口了。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428867.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1428867.htm

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大棕蝠被发现在不寻常的交配行为中对雌性蝙蝠身体挥舞巨大的心形阴茎

大棕蝠被发现在不寻常的交配行为中对雌性蝙蝠身体挥舞巨大的心形阴茎然而,细节决定成败。洛桑大学的研究人员很快发现,这种非常不寻常的哺乳动物行为是一种复杂得多的策略,因为雄性大棕蝠(Eptesicusserotinus)的阴茎在勃起时,长度是它2.75英寸(7厘米)身体长度的五分之一,比它伴侣的阴道长七倍。第一作者尼古拉斯-法塞尔说:"一次偶然的机会,我们观察到这些蝙蝠的阴茎长得不成比例,我们一直在想,'这是怎么做到的?'我们想,也许就像狗一样,阴茎在插入后会充血,这样它们就会紧紧地锁在一起,或者也许它们只是无法把阴茎放进去,但这种交配方式在哺乳动物中还没有报道过,直到现在才有报道。"(A)勃起阴茎的腹面和(B)背面视图。(C)E.serotinus雌性生殖道的缩放数码显微照片:(A)福尔马林固定和(B)HE染色的雌性生殖道组织学载玻片。该雌性个体死于2015年5月14日,并未怀孕。右下角的比例占两张图片的比例。[1]阴茎勃起时的长度(16.4毫米)。[2]勃起阴茎末端肿物的宽度(7.5毫米)。[3]子宫颈外径(0.7毫米)和[4]阴道外径(1.1毫米)。(D)一对Eptesicusserotinus的交配。雄性(图中上方)用勃起的阴茎穿过雌性(图中下方)的尿道口。勃起阴茎的末端肿胀紧贴外阴,没有插入阴道。(E)按月合并的交配次数。(F)每晚在地下地点捕获的蝙蝠平均数量。括号内标注的是2001年至2022年期间在相应月份发生的捕获事件数量。在自然界中,配对交配的物种通常会"合"在一起,以确保最佳的繁殖成功机会--将基因传递给后代,从而完成大多数生命的关键生物驱动力。这只小小的欧亚蝙蝠不仅长着一个大阴茎,而且阴茎头呈明显的心形,比雌性蝙蝠的阴道口宽七倍,这对科学家来说是一个巨大的难题。然而,当拍摄到这些动物交配时,这个谜题被97次解开了。是的,97次。研究人员还高兴地报告说,一次交配持续了12.7个小时,而平均交配时间为53分钟。法泽尔开玩笑说:"我们正试图开发一个蝙蝠色情盒子,它就像一个水族馆,到处都有摄像头。"虽然研究人员没有亲眼目睹蝙蝠射精,但他们报告说,在雌性蝙蝠的"外阴和下腹部周围发现了大量精液"。不过,由于摄像机安装在教堂屋顶和乌克兰野生动物中心(拍摄到了97次事件中的4次),因此研究人员得以目睹哺乳动物世界中真正非凡的一幕。雄性蝙蝠并没有进行插入式性交,而是像使用第三只手臂一样使用自己不合适的附属器官,将雌性蝙蝠的尾巴推到一边,进行接触式交配,类似于鸟类世界中常见的"泄殖腔交配"。蝙蝠的“秘密武器”JakobFahr/iNaturalist/(CCBY-NC)虽然这在动物界是极不寻常的一幕,但这种交配机制不太可能是偶然出现的。事实上,科学家们认为这种阴茎"手臂"的进化是为了压倒雌性尾膜,而蝙蝠可以利用尾膜来避免性行为。蝙蝠利用尾膜飞行和捕捉昆虫,雌性蝙蝠也用尾膜遮住下体,保护自己不受雄性蝙蝠的伤害,但雄性蝙蝠可以利用这些大阴茎克服尾膜,到达外阴部。这种交配策略'军备竞赛'在自然界中很常见。研究人员现在希望在更大范围内研究蝙蝠的交配行为,看看这种技巧是E.serotinus特有的,还是跨越物种的。这项综合研究可能会让人大吃一惊,因为人们对蝙蝠的性行为知之甚少。这项研究发表在《当代生物学》(CurrentBiology)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398733.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1398733.htm

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进化是如何进行的 - 科学家们定义了一种新的分子进化度量标准

进化是如何进行的-科学家们定义了一种新的分子进化度量标准进化是生物体的物种随时间变化的过程。它是生物学领域的一个核心概念,被认为是有史以来最重要的科学理论之一。在这种情况下,科学界说的是"趋同进化",即动物和植物物种独立发展出具有相同形状和功能的特征。有许多这样的例子。例如,鱼有鳍,鲸鱼也有鳍,尽管它们是哺乳动物。鸟类和蝙蝠有翅膀,当涉及到使用有毒物质来抵御攻击者时,许多生物,从水母到蝎子到昆虫,都进化出了相同的工具:毒刺。很明显,全世界的科学家都有兴趣找出各自物种的遗传物质的哪些变化是导致它们进化出相同特征的原因,尽管它们之间没有关系。事实证明,这方面的探索是困难的:"这种特征--我们说的表型--当然总是在基因组序列中编码,"伍兹堡Julius-Maximilians-Universität(JMU)的植物生理学家KenjiFukushima博士说。突变--遗传物质的变化--可以成为新性状发展的触发因素。然而,基因变化很少导致表型的进化,因为基本的突变基本上是随机和中性的。因此,在进化过程发生的极端时间尺度上积累了大量的突变,使得检测表型上的重要变化极为困难。分子进化的一个新指标现在,福岛和他的同事科罗拉多大学(美国)的DavidD.Pollock已经成功地开发了一种方法,在寻找表型特征的遗传基础方面取得了比以前使用的方法明显更好的结果。他们在《自然生态学与进化》杂志上介绍了他们的方法。Fukushima在描述这项现已发表的工作的主要成果时说:"我们已经开发了一种新的分子进化指标,能够准确地代表蛋白质编码DNA序列的收敛进化率。他说,这种新方法可以揭示出哪些遗传变化与生物体在数亿年的进化时间尺度上的表型有关。因此,它提供了扩大我们对DNA的变化如何导致表型创新的理解的可能性,这些表型创新产生了物种的巨大多样性。"以一个巨大的数据库作为基础生命科学的一个关键发展构成了Fukushima和Pollock工作的基础:近年来,越来越多的跨越物种多样性的许多生物体的基因组序列被解码,从而可以进行分析。这使研究人员有可能在宏观进化水平上大规模地研究基因型和表型的相互关系。然而,由于许多分子变化几乎是中性的,不影响任何性状,在解释数据时往往存在"假阳性收敛"的风险--即结果预测了一个突变和一个特定性状之间的相关性,而实际上并不存在。此外,方法上的偏见也可能是造成这种假阳性趋同的原因。数百万年来的相关关系"为了克服这个问题,我们扩大了框架,并开发了一个新的指标,衡量蛋白质进化的误差调整收敛率,"Fukushima解释说。他说,这使我们有可能在模拟和现实世界的例子中把自然选择与遗传噪音和系统发育错误区分开来。通过启发式算法的强化,该方法能够双向搜索基因型-表型的关联,即使是在已经分化了数亿年的血统中。"这两位科学家分析了脊椎动物基因中的2000多万个分支组合,以检验他们开发的指标的效果如何。在下一步,他们计划将这种方法应用于食肉植物。其目的是破译这些植物吸引、捕获和消化猎物能力的部分遗传基础。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345235.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1345235.htm

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赖以生存的尾巴:月光蛾对抗蝙蝠的秘密武器

赖以生存的尾巴:月光蛾对抗蝙蝠的秘密武器佛罗里达州自然历史博物馆的博士生、两项研究的主要作者朱丽叶-鲁宾说:"它们的后翅背面有一些突起,末端是扭曲的、杯状的桨叶。从与蝙蝠和飞蛾在飞行室的实验工作中,我们发现这些结构似乎能以这样一种方式反映蝙蝠的声纳,蝙蝠经常将它们的攻击对准尾部而不是主体。"为一种特定功能而进化的特征往往可以被自然选择用于另一种功能,鲁宾想知道月光蛾扭曲的尾巴是否会带来任何额外的好处或隐藏的成本。月光蛾长长的拖尾似乎有一个单一的功能,几乎没有任何缺点。资料来源:蝙蝠插图,出自阿尔西德-德-奥比尼的《美洲航行》(1846-1847)。飞蛾插图来自《外来昆虫学插图》(1837年),作者DruDrury。丝蛾在三个大陆上多次独立地进化出了尾巴,而且这些附属物的长度可以有很大的不同。一些物种的后翅可以延伸到飞蛾翼展的两倍以上,而且尾巴越长,飞蛾就越有可能成功地挫败徘徊的蝙蝠。但是,丝蛾的尾巴远不是单调的诱饵,只为声纳感应的蝙蝠而设,它们往往在视觉上令人惊叹,就像风筝后面拖着的装饰性流苏。在整个动物和植物王国中,许多最多彩和诱人的结构被用来吸引配偶或授粉者,科学家们怀疑丝蛾尾巴可能也是如此。这种单一性状的双重功能并不是没有先例。草莓毒镖蛙(Oophagapumilio)鲜艳的颜色既能阻止捕食者,又能帮助雄性吸引配偶;雄性鹿和其他有蹄类动物用它们的鹿角来击退对手,并向雌性发出活力的信号;使用咔哒声或鸣叫声来破坏蝙蝠回声定位的蛾子,在求爱时可以用同样的声音谱写二重唱。月光蛾既没有产生声音的嘴,也没有听到声音的耳朵,但它们有敏感的眼睛和强大的探测气味的触角。当雌性月光蛾准备交配时,它们会栖息在一个地方,并释放出一种信息素,其中的一个分子就足以触发雄性的触角感知。密切相关的印度月光蛾(Actiasselene)的雄性可以从六英里以外找到雌性,只要沿着信息素羽流找到它的源头。鲁宾说:"我们不知道每天晚上有多少只雄性飞向雌性,她完全有可能叫来多个追求者,并有可能让她挑选。"鲁宾对这一想法进行了测试,设立了交配实验,将一只雌性月季蛾与两只雄性月季蛾围在一个飞行箱中:一只有正常的后翅,另一只去掉了尾巴。最初,数据似乎表明,雌性更喜欢翅膀保持完整的雄性,但额外的控制实验表明,这更可能是去除尾巴的附带影响。在试验中,两只雄性都被剪掉了翅膀,其中一只又粘上了尾巴,它们的交配成功率没有区别。尾巴是否使月光蛾对蝙蝠来说是隐形的,但对鸟类来说却很显眼?在证明了尾翼可能不会带来生存以外的任何额外好处之后,鲁宾想看看它们是否有任何明显的缺点。它们的长尾巴通过创造一个诱饵目标,有效地甩开了追捕的蝙蝠,但蝙蝠并不是月光蛾必须避免的唯一对手。它们的电绿色的尾巴上有明亮的粉红色的边框,这可能会使月光蛾被鸟类和其他在白天狩猎的视觉导向的捕食者注意到。其他生物体也要面对类似的权衡问题。萤火虫的生物发光显示使雄性更容易找到潜在的配偶,但这也使它们在夜间的青蛙和壁虎面前脱颖而出。月光蛾的生命非常短暂,在此期间,它们可以承受失去一两条尾巴。一旦它们从茧中出来,蛾子在死亡前有大约一周的时间来寻找配偶和繁殖,这就创造了非常紧张的成年期,在这个时期,熬过夜晚是最重要的。月光蛾在白天大多不活动,减少了它们在半空中被抓住的机会。然而,如果它们不能很好地隐藏自己,它们就有可能无法存活到入夜。鲁宾想知道,在这种高风险的捉迷藏游戏中,它们视觉上精心设计的尾巴是否使月光蛾处于不利地位。为了找出答案,她和她的同事们用糕点面团包裹黄粉虫,面团的形状和大小与月光蛾的身体一样,他们在上面附着真正的翅膀,其中一半有尾巴。他们把这些飞蛾的复制品部分地藏在鸟舍的树枝和树叶中,然后连续引入卡罗莱纳州的鹪鹩(Thryothorusludovicianus),记录这些鸟找到并吃掉了多少零食。结果表明,尾巴对鸟类找到假蛾子的能力没有影响。鲁宾说,这对我们来说可能很奇怪,因为我们是这种视觉导向的动物。但有证据表明,当鸟类试图从背景图案中区分食物时,可能会依赖图像。人类也会这样做。当试图完成"Where'sWaldo"的谜题时,人们经常在扫描页面时寻找Waldo衬衫上特有的红色水平线。有可能是月光蛾的尾巴与鸟类在觅食时期望看到的典型飞蛾和蝴蝶的模样不一致,这相当于Waldo穿着一件纯红色的衬衫,而不是他标志性的条纹。虽然不能说明所有的丝蛾,但这些研究表明,这些令人惊叹的复杂结构在月光蛾中是为了一个单一的功能而进化的。鲁宾说:"当我们在动物身上看到这些非常明显的身体特征时,我们往往会被我们听到的关于它们的故事所吸引。一个是显眼的特征是为了吸引配偶或与对手竞争,另一个是这些非常显眼的特征必须要有代价。这两项研究表明,测试这些假设真的很重要。作为视觉生物,对我们来说很明显的特质,对于猎杀它们的捕食者来说可能并不突出,而我们认为有活力和诱人的特质,对潜在的伴侣来说可能并不那么明显。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353993.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1353993.htm

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