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性侵犯罪现场,苍蝇能够保留重要证据丨自然小喇叭
原创 猫吞 果壳自然
欢迎收看自然小喇叭栏目的第73期,在过去的半个月里,我们搜罗了以下值得一看的自然新闻和研究:
1)依靠叫声,就能区分每一只不同的豹子?
2)经过基因改造,发芽土豆也能吃?
3)蚂蚁组了团,比人类还聪明
4)性侵犯罪,苍蝇可以帮忙破案
5)鹦鹉模仿同伴动作
6)狗狗可以闻出癌症
豹子叫声各不同
豹子都长得差不多,要怎么分出不同的豹子呢?
一项新研究发现,每只豹子的吼叫声都不一样。在坦桑尼亚的尼雷尔国家公园,研究者在450平方公里的范围内装了50台相机,又在相机边上安装了麦克风,这样就可以把拍到的豹子和它们的声音匹配起来。经过分析发现,每只豹子都有独特的叫声,通过声音来识别个体,准确率可以达到93.1%。
研究者用相机和麦克风记录花豹 | Jonathan Growcott
在这之前,研究者要区分不同的豹子,主要靠的是它们胡须周围的斑点。拍到一只豹子的正脸特写以后,研究者会记录它们胡须上面、鼻子两侧的斑点数量和分布方式。大多数豹子每一侧的斑点都不超过5个,人们可以通过不同斑点的比例来认出这是哪只豹子;就算斑点数一样,我们还可以通过斑点的位置、前额图案、鼻子颜色、疤痕及其他地方的斑点等组合来区分它们。
红色圆圈是应该忽略的鼻线斑点,红色箭头表示参考线,白色圆圈表示胡须上方的斑点,研究者通过这个来识别豹子 | Leopard Trails
有了这项新发现,人们对豹子的追踪和研究就会方便得多。豹子的吼叫声至少能传1公里远,一个麦克风就能监测很大一片区域,比之前只依靠相机所监测的范围大得多。
因为栖息地的丧失,豹的数量正在减少,它们已经被IUCN列为易危物种。有了更靠谱的识别和监测技术,研究者就可以收集到更精确的数据,对豹子有更深的了解,也就能更好地保护它们。
发芽土豆也能吃了?
大家都听过这样的话:土豆发芽了就得扔,否则吃了会中毒。
发芽的土豆要当心 | ZooFari / Wikimedia Commons
这与茄属甾体糖苷生物碱(SGA)有关——SGA是一种有毒的化学物质,土豆为了保护自己免受昆虫的侵害,会自然产生SGA。哪怕在收获之后,土豆的块茎(即我们平时食用的部分)也会因为阳光的照射而产生SGA;并且这种物质会在土豆皮绿色的部分和发芽的区域大量聚集,这是食用发芽土豆可能中毒的原因。
如果不让土豆产生SGA,是不是就可以避免中毒的风险了呢?但科学家在研究西红柿时发现(番茄也是茄属植物,同样会产生SGA),如果抑制一种关键基因,致使植物不再产生SGA,这样的植物却会更容易受到害虫的威胁。
番茄也是茄属植物,同样会产生SGA|Pixabay
于是,研究者想到了一个好办法:他们对植物进行了基因改造,将有毒的SGA限制在了土豆植株中我们不吃的部分(比如叶子),而土豆的块茎不再产生SGA。基因改造后的土豆将更加安全,我们不用担心吃了发芽土豆而中毒,这也可以延长土豆等农作物的保质期,减少食物浪费;同时,土豆植株的叶子中仍然保留了SGA,这样就能保证它们对昆虫的防御能力。
蚂蚁团结力量大
当蚂蚁团结起来,它们可以胜过人类。
人类和蚂蚁都是高度社会化的动物,遇到自己搬不起来的东西时,会和同伴一起合作。最近,研究者发起了一场人蚁大赛——搬着一个巨大的物体走迷宫,到底谁能胜利?
一群长角立毛蚁(Paratrechina longicornis)正在参加搬着重物走迷宫的比赛 | Weizmann Institute of Science
人类的竞争对手是常见的长角立毛蚁。研究者为参赛双方分别设计了符合各自尺寸的迷宫,参与者需要把一个比自己体型更大的T型物体移动到迷宫的另一端;并且设置了个人赛和团体赛,团体赛又分小团体(约7只蚂蚁,人类则是6~9人)和大团体(80只蚂蚁,26人)。为了公平,人类在团体赛时都戴上了口罩和太阳镜,不能用语言或手势沟通,而且只能模拟蚂蚁的方式来抓握物体。
研究者进行了重复多次试验。在个人赛中,人类总能轻松打败蚂蚁。人类的认知能力让他们能够做出清晰的战略规划,制定最优的解题策略。
在比赛中,人类的团体合作表现还不如蚂蚁 | Weizmann Institute of Science
但到了团体赛,一切就都不一样了——蚂蚁在团体赛中的表现更好,超过了人类,而且在大团体中更加明显。在群体行动时,蚂蚁就像一个超级有机体,把个体的智慧结合起来,向着共同的利益紧密合作,有计划地行动。反观人类的团体赛,当交流方式被限制在蚂蚁的水平时,团队成员会更加急功近利,反而影响了团队的进度,甚至比个人赛的表现更差。
苍蝇保留性侵信息
一项新研究发现,苍蝇可以在无意中收集和保留性侵犯死亡的犯罪现场的DNA证据。
为了模拟现实场景,研究者把猪的少量精液涂抹在猪的皮肤上,苍蝇受到吸引,在腐烂的小猪尸体周围活动,并产下了几百个卵。研究者收集了这些卵和幼虫,将一些进行冷冻,另一些幼虫则继续发育。
苍蝇会在皮肤表面逗留并产卵 | Sven O. Schmidt / Wikimedia Commons
结果发现,在精液附近的皮肤上,研究者可以从苍蝇的卵和幼虫的表面回收完整的精子;在更成熟的幼虫的嗉囊(也就是胃肠道)中,他们成功地分离出了精子的头部。而且,至少50%的苍蝇卵及幼虫样本中存在精子细胞,这表明它们可以保留精子等关键证据,帮助警方把罪犯和犯罪现场联系起来,从而锁定嫌疑人。
由于样本会迅速降解,下一步,研究者将研究能否从样本中提取完整的DNA图谱,以及时间及环境因素是否会影响证据的保存。
鹦鹉模仿能力
鹦鹉不仅能模仿声音,还能模仿动作。
之前的研究发现,人类会下意识地模仿别人的手势(即不及物动作),但人类以外的动物下意识模仿的只有抓取之类的及物动作,比如狗狗抓球。最近,研究者发现了一个例外——蓝喉金刚鹦鹉也会自动模仿同伴的不及物动作。
蓝喉金刚鹦鹉就是我们 | David J. Stang / Wikimedia Commons
在最近的一项研究中,研究者训练了蓝喉金刚鹦鹉,让它们在特定信号下做出抬腿和展翅的动作;然后把它们分为两组,一组在模仿另一只鹦鹉的动作时会获得奖励,另一组则需要做出不同于示范者的动作时才会得到奖励。结果,后一组的鹦鹉仍然会不自觉地模仿示范者的动作,因此它们的错误率更高,反应时间也更长。
这项研究首次展示了非人类动物对不及物动作的自动模仿,但为什么人类和鹦鹉会进化出这样的能力呢?研究者推测,这是因为我们都属于高度社会化的动物,自动模仿别人的动作和手势可以帮助我们融入新群体,促进社会关系和文化传播。
在不同动作组中,这只鹦鹉成功地在同伴抬腿时做出了展翅动作 | Adrian Azcárate
人类的模仿行为与大脑中的镜像神经元有关,它们不仅在个体自己做动作时会被激活,当我们观察到其他个体做出相同行为时也会被激活。研究者推测,鹦鹉的不自觉模仿,可能也是它们大脑中类似的神经元起了作用。
狗狗闻出癌症信号
癌症也可以闻出来?狗狗表示:当然可以!
之前,训练有素的狗已经可以靠嗅觉检测出人类的膀胱癌和前列腺癌。最近,研究者发现,经过特殊训练的狗狗,可以快速地检测出犬膀胱癌的气味信号,正确识别阳性样本的概率高达90%。
黑色拉布拉多犬马洛,是一条经过训练的医学侦察犬,正在闻其他狗狗的尿液样本,判断里面有没有癌症信号 | University of Bristol
用传统方法来检测犬膀胱癌,需要采集活检样本进行组织病理学分析,这样的检测是侵入性的,而且比较昂贵,对狗患者和主人来说都不太友好,而且往往发展到晚期才被确诊出来。医学界需要一个更早期、更快速和更便宜的非侵入式诊断方法,以尽早发现和干预犬类的癌症。有了狗狗小分队,只需要让它们闻一闻狗患者的尿液,就能做出靠谱的初步诊断,这对犬膀胱癌的检测来说是一个巨大的进步。
让我们说:谢谢小狗!| University of Bristol
这项研究也说明,癌细胞有一种独特的气味,这代表着它们可能有特定的挥发性有机化学物质。下一步,科学家将会着手研究电子鼻,作为癌症诊断的好帮手。
参考文献
[1] https://zslpublications.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/rse2.429
[2] https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq5721
[3] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2414274121
[4] https://jfe-ojs-tamu.tdl.org/jfe/article/view/18
[5] https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(24)02741-X
[6] https://veterinaryoncology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s44356-024-00012-1
作者:猫吞
编辑:麦麦
题图来源:Sven O. Schmidt / Wikimedia Commons
本文来自果壳自然(ID:GuokrNature)
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原标题:《性侵犯罪现场,苍蝇能够保留重要证据丨自然小喇叭》
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