一億年前的昆蟲擬態(tài)行為

緬甸琥珀中黃氏擬苔草蛉

黃氏擬苔草蛉的生態(tài)復(fù)原圖

在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中，為了生存，昆蟲演化出不同的偽裝術(shù)以應(yīng)對(duì)不同的情況。其中，昆蟲對(duì)植物的擬態(tài)是最為常見的一種。據(jù)此，昆蟲可以藏匿在植物中，避免被捕食者發(fā)現(xiàn)，同時(shí)也讓獵物很難察覺自己，起到了一舉兩得的作用。在當(dāng)今自然界中，昆蟲多擬態(tài)蕨類和種子植物的葉子、枝條和花，極少部分昆蟲可以擬態(tài)苔蘚植物。苔蘚植物是最早陸生植物之一，遍布世界各個(gè)角落，為昆蟲提供了最早的食物和庇護(hù)場(chǎng)所。但地質(zhì)歷史上，昆蟲與苔蘚植物的生態(tài)關(guān)系則鮮有記錄，而化石昆蟲模擬苔蘚的行為更是未見。近期，研究者報(bào)道了一種俗稱蚜獅的脈翅目草蛉總科的幼蟲，被命名為黃氏擬苔草蛉。擬苔草蛉與目前已知的所有草蛉總科幼蟲不同，其胸部及腹部前5節(jié)背板發(fā)育了共8對(duì)扁闊的葉狀結(jié)構(gòu)，其外形非常類似于苔蘚的植物體。此外，該種頭部相對(duì)退化并隱匿在前胸側(cè)葉下，前端發(fā)育有一對(duì)極長(zhǎng)且端部膨大的觸角以及一對(duì)細(xì)長(zhǎng)內(nèi)彎的大顎，分別用來探測(cè)和捕食獵物。此外，研究者還找到了幾類該物種可能擬態(tài)的苔蘚植物。其中，擬苔草蛉與幾類葉苔類展示了極大的形態(tài)相似性，包括個(gè)體大小、葉形狀和排列、葉的褶皺和紋路。因此，本研究推斷擬苔草蛉很可能擬態(tài)葉苔類，利用該類偽裝躲避捕食者，同時(shí)也迷惑獵物，提高捕食成功率。（Current Biology 2018,28：1475-1481.e1）

數(shù)百萬年前的叫聲

鮮有化石可以直接指示已經(jīng)滅絕的鳥類是如何鳴叫的。近期，研究者報(bào)道了一件發(fā)現(xiàn)于臨夏盆地的和政地區(qū)距今700-1100萬年的骨骼保存近乎完整的新雉類化石，該化石保存了迄今為止最早的鳥類特化卷曲加長(zhǎng)的氣管化石，以及進(jìn)而對(duì)于叫聲（鳴唱或者鳴叫）改變的最古老證據(jù)。在晚中新世的臨夏盆地，廣布的細(xì)粒粘土加上類似泥石流一樣的快速堆積，這一快速埋藏的沉積環(huán)境以及伴隨的大量粘土圍巖的保護(hù)作用，對(duì)化石的形成十分有利，因而使得該地區(qū)成為新生代哺乳動(dòng)物以及鳥類化石的重要產(chǎn)地。這里的鳥類化石和三趾馬動(dòng)物群都來自晚中新世柳樹組。研究者根據(jù)其具有環(huán)繞氣管的這一特征，將這種已滅絕的鳥命名為和政盤繞雉（Panraogallus hezhengensis）。據(jù)測(cè)量，盤繞雉的氣管長(zhǎng)度甚至大于該鳥類的體長(zhǎng)，盤繞部分的氣管分布于胸腔外的皮下組織中。截至目前，已有文獻(xiàn)記載了具有不同類型的延長(zhǎng)型氣管的60多種現(xiàn)代鳥類，如在現(xiàn)生雞形目中，加長(zhǎng)的氣管出現(xiàn)在南美的鳳冠雉、非洲的珠雞以及松雞科的雷鳥中。此次新發(fā)現(xiàn)的盤繞雉是雉雞類化石具有該特征的最早記錄，更是在雉類化石中的首次發(fā)現(xiàn)。據(jù)推測(cè)，盤繞雉的體重在2.5千克左右。體型的大小通常會(huì)直接影響哺乳動(dòng)物喉部的大小，進(jìn)而影響哺乳動(dòng)物發(fā)聲的聲音頻率，而鳥類的聲音發(fā)自鳴管（支氣管的部位），鳴管以上的氣管屬于聲道，所以它演化出這種超級(jí)加長(zhǎng)的氣管很可能是為了發(fā)出更加嘹亮且渾厚的聲音，進(jìn)而聽起來像一種體型更大的鳥類。這種"欺騙性信號(hào)"有利于恐嚇捕食者和競(jìng)爭(zhēng)者以及更好的吸引配偶，與許多哺乳動(dòng)物演化出較長(zhǎng)的氣管具有異曲同工之妙。這種"體型夸大理論"在新化石中以及比較系統(tǒng)分析中得到了進(jìn)一步的驗(yàn)證。另外有研究顯示，在雄性體型比雌性更大的陸地哺乳動(dòng)物物種中，雄性會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步夸大其體型的聲音信號(hào)（如通過利用喉部的下降來擴(kuò)展口咽腔的長(zhǎng)度，以便降低聲音頻率）。與現(xiàn)生鳥類一樣，這種較長(zhǎng)的氣管多數(shù)情況只存在于雄鳥中。而這件標(biāo)本還保存有另外一個(gè)明顯的雄性個(gè)體特征，即跗跖骨（小腿骨）保存了與現(xiàn)生雄性雉類的距類似的隆起。目前，在因青藏高原隆升而造就的山系旁，和政區(qū)域的抬升已經(jīng)高達(dá)2000米以上，但這里曾是一片亞熱帶草原，盤繞雉和其他很多鳥類以及三趾馬生活于此。這里曾經(jīng)回蕩著犀牛、馬、鴕鳥、紅隼以及雉雞渾厚的叫聲，然而如今，它們已在這片土地上銷聲匿跡。（Scientific Reports 2018，8：8099）

奇蝦類從小到大可能都是兇猛捕食者

奇蝦類作為地球歷史上最早出現(xiàn)的兇猛巨怪，最大個(gè)體體長(zhǎng)可達(dá)2米，其身體扁平呈流線型，善于游泳，頭部帶柄的巨型復(fù)眼能迅速發(fā)現(xiàn)獵物；身體前部一對(duì)攻擊能力很強(qiáng)的大附肢能快速捕殺獵物；此外，具有一排或多排齒的圓形大口能由粗到細(xì)的分級(jí)肢解獵物。這些特征無不表明奇蝦類是寒武紀(jì)海洋的頂級(jí)捕食者，當(dāng)之無愧的位于寒武紀(jì)食物鏈的頂端。作為寒武紀(jì)海洋的明星化石，奇蝦類一直備受關(guān)注。近些年來，有關(guān)奇蝦類的報(bào)道層出不窮。然而，由于奇蝦類化石多為零散保存，完整個(gè)體甚少，幼年個(gè)體更是從未報(bào)道，因而其捕食機(jī)制的起源和個(gè)體發(fā)育研究鮮有進(jìn)展。近期，研究者報(bào)道了我國(guó)澄江化石庫(kù)中奇蝦類化石琴獵蝦（Lyrarapax）的幼年個(gè)體，該奇蝦寶寶化石是目前已知的第一塊奇蝦類的幼體化石，其眼部、口部和捕食性的大附肢均精美保存，對(duì)于探索奇蝦類個(gè)體發(fā)育及其捕食策略的起源意義重大。該奇蝦寶寶體長(zhǎng)1.8厘米，具有一對(duì)帶柄的大型復(fù)眼和一對(duì)攻擊能力很強(qiáng)的大附肢，其圓形大口具有帶刺的利齒。這些特征表明，奇蝦寶寶像奇蝦成年個(gè)體一樣，是寒武紀(jì)海洋的頂級(jí)捕食者，可能捕食與其體型差不多或者比它小型的生物。此外，該研究表明奇蝦類個(gè)體發(fā)育過程極有可能是直接發(fā)育，從幼年到成年的生長(zhǎng)過程中生態(tài)位和食性并未改變。更重要的是，該研究表明奇蝦類這種頂級(jí)捕食者不僅對(duì)寒武紀(jì)中到大型的生物有威脅，而且小型個(gè)體也不例外。這種激烈的生存斗爭(zhēng)必將極大的促進(jìn)動(dòng)物防御方式的多元化發(fā)展，從而將寒武紀(jì)大爆發(fā)推向高潮。（National Science Review,nwy057,https：//doi.org/10.1093/nsr/nwy057）

"再生能力"背后的遺傳學(xué)基礎(chǔ)

再生是生物體的整體或器官受外力作用發(fā)生創(chuàng)傷而部分丟失,在剩余部分的基礎(chǔ)上又生長(zhǎng)出與丟失部分在形態(tài)與功能上相同的結(jié)構(gòu)的能力。自然界具有再生能力的生物很多，但各有千秋。美西螈全部肢體都可以再生，而真渦蟲甚至可以在被切成碎塊后，重新長(zhǎng)出整個(gè)身體。研究者一直都想徹底了解這其中的奧秘，弄清這種人類不具備的"再生能力"背后根本的遺傳機(jī)制。近期，奧地利分子病理學(xué)研究所的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)測(cè)序了美西螈的基因組，它含有320億個(gè)堿基對(duì)，是人類基因組的10倍，也是目前組裝出的最大基因組。研究者將那些在再生肢體細(xì)胞中表達(dá)較豐富的基因和miRNA序列標(biāo)記為進(jìn)一步研究的目標(biāo)，并且發(fā)現(xiàn)，美西螈缺少Pax3基因——一種對(duì)許多其它動(dòng)物的發(fā)育至關(guān)重要的基因。同時(shí)，德國(guó)馬普學(xué)會(huì)分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所的團(tuán)隊(duì)則測(cè)序了真渦蟲的基因組，它含有約8億堿基對(duì)。真渦蟲的基因組中缺少大約124種對(duì)人類和小鼠至關(guān)重要的基因，包括參與DNA修復(fù)的基因以及幫助染色體在細(xì)胞分裂期間正確分離的基因。美西螈和真渦蟲的基因組都包含高水平的重復(fù)DNA序列，因而很難進(jìn)行對(duì)其分析。研究者采用了一種新的計(jì)算方法，并結(jié)合長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序手段，改進(jìn)了基因組組裝?，F(xiàn)在已知其某些重復(fù)序列參與到了胚胎發(fā)育和干細(xì)胞活動(dòng)當(dāng)中，它們是否就是美西螈和真渦蟲身上神奇能力的關(guān)鍵，正是研究人員下一步研究的重點(diǎn)。（Nature 2018，554：50-55;56-61）

最少221年才會(huì)相遇一次的周期蟬存在雜交證據(jù)

周期蟬一生的大部分時(shí)間都在地下度過，幼蟲靠吸食樹根的汁液生存。在地下生活13年或17年后，同種蟬同時(shí)破土而出，變成成蟲。在它們剩余的生命階段——不到一個(gè)月——主要以繁殖為主。周期蟬有7個(gè)種，分為三組，每一組包含一種17年蟬和一種或兩種13年蟬。除了少數(shù)例外，每隔221年才會(huì)同時(shí)出現(xiàn)13年蟬和17年蟬，而且它們的地理分布也沒有明顯重合。近期，研究者對(duì)7個(gè)周期蟬種進(jìn)行了RNA測(cè)序，更深入地了解了它們相互之間的關(guān)系。出乎其意料的是，研究者發(fā)現(xiàn)證據(jù)表明在每一組內(nèi)，17年蟬與其最近的近親13年蟬都發(fā)生了雜交。盡管存在雜交，但是這些蟬在長(zhǎng)達(dá)20萬年的時(shí)間里都維持了各自不同的生命周期。研究者無法就這種平行趨異演化給出精確的遺傳學(xué)解釋。（Communications Biology 2018，1：26）

兒童多吃魚助睡眠提智商

魚類富含的OMEGA-3脂肪酸能提高認(rèn)知能力，OMEGA-3脂肪酸還能改善睡眠，但魚類攝取、提高認(rèn)知和睡眠改善間究竟存在什么關(guān)聯(lián)？為此，美研究者選取了541名9至11歲的兒童進(jìn)行研究，其中男孩比例為54%，女孩占46%。研究者，通過調(diào)查問卷了解了上述兒童過去一個(gè)月吃魚的頻率，還利用韋氏兒童智力表來測(cè)試他們的語言能力和非語言能力。此外，這些兒童的父母填寫了有關(guān)睡眠質(zhì)量的調(diào)查問卷，調(diào)查內(nèi)容包括兒童的睡眠持續(xù)時(shí)間、夜醒頻率以及日間嗜睡情況等。經(jīng)過分析，研究人員發(fā)現(xiàn)每周吃魚的兒童比"很少"或"不"吃魚的兒童在智商測(cè)試中要高出4.8個(gè)點(diǎn)。此外，吃魚量增加也與睡眠障礙減少相關(guān)，研究人員認(rèn)為這表明睡眠質(zhì)量有改善。這項(xiàng)研究進(jìn)一步表明吃魚確實(shí)能帶來積極的健康益處，因此應(yīng)加強(qiáng)宣傳和推廣。他們建議，應(yīng)盡早給兒童吃魚，最早10個(gè)月大就可以。（Scientific Reports 2017，7：17961）