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透过鱼类的眼睛,我们才知道为何能看到星星

2020-06-08 09:45
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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孕酮(又称黄体酮)是一种由卵巢、胎盘和肾上腺产生的类固醇性激素。它在妊娠、月经周期,性欲萌发和胎盘哺乳动物的胚胎发育过程中有重要作用。孕酮受体(能够同激素、神经递质、药物或细胞内信号分子结合并能引起细胞功能变化的生物大分子)由11号染色体上的PGR基因编码,并在子宫内膜中高度表达。

德国马普演化人类学研究所的Hugo Zeberg、Janet Kelso、Svante Pääbo三人在5月21日《分子生物学与演化》(Molecular Biology and Evolution)期刊共同发表了一项研究。

他们对来自英国生物库中的45万欧洲后裔(其中24.4万名为女性)数据进行分析,发现其中三分之一的人继承了来自尼安德特人的编码孕酮受体的单倍体基因型。一种V660L变体,据以往的研究,在欧洲人和美洲原住民以及亚洲部分地区的发生频率在2%-22%之间,另一种则是H770H变体。

但有趣的是,此前的其他研究指出,孕酮受体的变异在演化上给尼安德特人带来了劣势,因为与早产的高风险相关,由此就提出了另一个问题有待回答,为什么它们在现代人当中的出现频率却是随时间增加的?

如V660L变体,最早进入现代人基因组,是在约40000年前的中国田园洞人身上发现的,接下来在乌拉尔山脉以西的超过10000年的几个更新世基因组中也追踪到了,此后在欧亚大陆西部越来越普遍。

此次,马普组根据最新数据重新审查了尼安德特人的孕酮受体变异,得出了相反的结论。他们发现,携带这种变异体的人在怀孕初期往往出血较少,流产较少,并能够生育更多的女孩,这表明,尼安德特人的受体变异其实对生育能力有良好的影响。分析显示,具有这种变异的女性的比例大约比具有其他尼安德特人基因变异的比例高出10倍。

目前还没有证据证明同一种变异在现代人和尼安德特人这两个不同物种身上有着不同影响,需要强调的一点是,单单是基因本身不能决定风险,必须是基因和环境的结合才使得结果出现不同。

5月29日发表在《神经元》(Neuron)期刊上的一篇论文中,英国萨塞克斯大学神经科学教授Tom Baden等人声称,他们发现斑马鱼能够使用一个光感受器来识别它们的猎物,这个“眼睛像素”似乎为鱼提供了足够的信号去调查刺激,还为人眼研究提供了灵感。

斑马鱼眼是研究人眼功能的良好模型,因为它们眼中有一个 “锐带”,被认为是人类视网膜中央凹的演化前身——它们的视敏度都是最高的。

研究人员发现,在这个光敏感区域,斑马鱼使用单一感光器来识别它们的猎物,就像人眼识别天空中的一颗星星那样。那些感光细胞有点像一种特殊的像素,被特别调教为对猎物样的刺激敏感。此前有研究表明,灵长类动物例如人类也会使用类似的技巧来增强中央凹视觉。

Baden小组的工作还揭示了斑马鱼如何利用超级视觉看到紫外光,以更好地观察猎物(当猎物被自然光中的紫外线照射时,就很容易被发现)。由于人类的视觉色域是从红色到蓝色,所以斑马鱼的猎物很难用人类的视觉看到。

虽然我们没有这种技能,但斑马鱼的锐带和人眼中央凹的相似性却为研究人员提供了一个模型,以进一步研究人眼是如何工作的,以及如何看到高清细节的。

接下去,科学家有可能通过操纵斑马鱼锐带的视觉功能,来了解极端空间视力的功能和功能障碍,因为伦理的缘故,这类测试无法在人类身上进行。

天气和气候是连接世界各个地区的复杂过程,由于人类活动导致气候迅速变化,地球上基本上已经找不到没有人类活动痕迹的区域或过程了。

但发表在6月1日《美国国家科学院院刊》(PNAS)期刊上的一项研究中,科罗拉多州立大学大气科学部教授Sonia Kreidenweis和她的小组称,他们在首次测量南纬40度以南的南大洋生物气溶胶组成时,确定了一个没有因人类活动而改变的大气区域。

此前,该团队估测,环绕南极洲的南大洋上空空气受到的人类活动和大陆尘埃的影响,应该是地球上最小的,于是便和奥尔巴尼大学的大气科学家Paul DeMott合作,乘坐“调查员”号科考船从塔斯马尼亚岛向南驶向南极冰区边缘,跨度为南纬42.8至南纬66.5,对海洋边界层(与海洋直接接触的大气下部)的空气进行了采样,并检查了从船上捕获的空气中微生物的组成。

通过DNA测序、来源追踪和回溯轨迹,他们得出结论认为,南大洋上空的空气非常干净。样本中检测到的绝大多数细菌是海洋细菌,空气中细菌群落的β多样性随纬度和温度而变化,而与其他气象变量无关。这表明来自遥远大陆和的气溶胶人类活动(如由土地利用变化引起的污染或土壤排放)并没有南下进入南极的空气。

这些结果与来自亚热带和北半球海洋的所有其他研究恰恰相反。其他研究发现,大多数微生物来自逆风大陆。

植物和土壤是引发过冷云滴冻结粒子(即冰核粒子)的强大来源,而这一过程对于地球辐射平和的改变作用非常大,因为它降低了云层的反射率,增加了降水量,增加了到达地表的阳光量。而在南大洋上空,海洋喷溅释放出支配着可形成液态云滴的物质,冰成核粒子的浓度在海水中很低,比地球上任何其他地方都要低。

梅尔·吉布森的大片《勇敢的心》使得苏格兰骑士威廉·华莱士成为家喻户晓的英雄,在13世纪末的苏格兰独立战争期间,骁勇善战的他杀死拉纳克高级警长,掀起了暴乱与起义,并于斯特灵桥战役中大败英军,在历史传说中,他以擅长运用地形开展战略而著名,比如从邓弗里斯郡附近的一个隐蔽堡垒发动突袭,让敌人措手不及。

关于这座城堡到底在哪里,一直有着各种猜测。1834年至1845年出版的《苏格兰新统计资料》(The New Statistical Account of Scotland)一书中提到了这个城堡,据说它毗邻一片叫托林的空地,可以“俯瞰南方”,三面被陡峭峡谷的两条支流和一条大沟渠所环绕。1297年,华莱士和另外16个人一起躲在堡垒里策划了针对英国守军的偷袭。

最近《林业期刊》宣布,苏格兰林业和土地局的考古学家Matt Ritchie等人可能已经发现了华莱士藏身过的这座堡垒的遗址。Ritchie此前一直在和一个名为Skyscape Survey的组织合作,开发一种基于无人机的方法来进行摄影测量。主要方法就是遥控无人机从空中拍摄数百张照片,然后借助点匹配软件将它们缝合在一起。

在邓弗里斯郡遗址,他们找到了与历史描述十分相似的城墙和地形,有着“坚固的防御工事”,城墙顶部有一道木栅栏,周围一圈用来安置士兵和马匹的木造建筑物,并且环绕着两条深深的沟壑。尽管并不能确证,但Ritchie相信,自己的发现为旧的故事增添了新的篇章。

历史上,华莱士在1298年7月的福克战役中遭到惨败,而1305年8月5日,由于一位骑士的出卖,他被英军逮捕并因叛国罪而受审。对此,他的回答是:“我不能成为爱德华的叛徒,因为我从来不是他的臣民。”最终他被折磨致死,身体各个部分在活着时就被分别割掉,极其残忍……为的是警示其他人这就是背叛英国国王的下场。

2016年,诺丁汉大学的演化遗传学家Angus Davison博士在网络上发动了让大家帮一只叫做Jeremy的左旋蜗牛找配偶的活动,当时得到了各地网民的积极响应。由于旋转方向不同,生殖器长在另一侧,Jeremy无法和世界上大多数蜗牛种群交配,它是一个百万分之一的意外。

这件事到次年还有了一个让人哭笑不得的插曲,就是热心网友们给它带来了两只同样是左旋的小伙伴——来自英格兰东部索福克岛的Lefty和来自西班牙马略卡岛的Tomeu,然而令人万万没想到的是,最终的结果是Lefty和Tomeu决定在一起,撇下了Jeremy。

而最新消息是,Jeremy已经离世了,不过Davison博士让大家别难过,它死前还是得到了真爱的,并且孕育了一些后代,帮助科学家了解这种罕见的螺壳到底是如何形成。

6月2日发表在《生物学快报》(Biology Letters)上的文章介绍说,经过2016年的那次呼吁,市民科学家们一共在野外和蜗牛养殖场中发现了40多只左旋蜗牛,Davison和其他人一起培养了这些蜗牛,并通过繁育来确定它们出现是否是由于遗传。三年多来,包括Jeremy在内的四代蜗牛共孵化出近15000个卵。

在Jeremy去世前不久,一只配偶生了一批56个宝宝,其中三分之一可能是Jeremy的孩子。新的证据表明,类似它这样的罕见左旋蜗牛通常不是由遗传因素产生,而是由一个发育中的意外产生。这一发现有助于理解包括人类在内的动物不对称的共同因素,以及其他动物群中罕见逆转个体的起源。

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