行為

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昆蟲育幼行為的直接證據(jù)

育幼行為是動物雙親對自己的卵及幼仔的照顧行為，可以提高子代成活率。該行為廣泛存在于動物中，包括哺乳類、鳥類、爬行類以及昆蟲等。由于動物的行為證據(jù)很難保存為化石，我們對古代育幼行為的了解非常有限。昆蟲是生物界最豐富的類群，育幼行為在昆蟲中廣泛存在，其起源也可能非常古老。2012年和2014年先后有兩篇發(fā)表于《美國科學(xué)院院報》（PNAS）的文章分別揭示了中生代薊馬和葬甲化石的育幼行為證據(jù)。但古代昆蟲育幼行為主要依據(jù)于化石形態(tài)學(xué)推測或現(xiàn)生昆蟲系統(tǒng)學(xué)的間接推斷，直接化石證據(jù)先前只在新生代琥珀中發(fā)現(xiàn)過。

近期，研究者在一枚琥珀中發(fā)現(xiàn)了介殼蟲育幼的行為證據(jù)。該枚琥珀保存一個雌性成蟲，其尾部帶有膨大的卵囊，卵囊中保存有約60枚已孵化卵殼和未孵化的卵。此外，在卵囊下部和身體外側(cè)保存有6個新孵化出的一齡幼蟲。介殼蟲屬于昆蟲綱半翅目，部分種類是重要的農(nóng)業(yè)害蟲，通常以吸取植物汁液為生。介殼蟲雌性成蟲一般生活在各種植物上，其背部則由分泌的蠟片蓋住，以保護自己和后代。中生代介殼蟲化石記錄較為豐富，廣泛出現(xiàn)在黎巴嫩琥珀、緬甸琥珀以及美國新澤西琥珀中。但化石絕大多數(shù)都是帶翅膀的雄蟲，少部分是雌性幼蟲，尚未有雌性成蟲報道。因此，此次新發(fā)現(xiàn)的化石為旌蚧科的冠類群，許多現(xiàn)生旌蚧科類群也具有相似的育幼結(jié)構(gòu)和行為。本研究表明介殼蟲育幼行為至少起源于1億年前，表現(xiàn)出長期的停滯演化，進一步的系統(tǒng)學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)育幼行為可能在介殼蟲祖先類群就已經(jīng)出現(xiàn)。此行為極大地提高了該類昆蟲的繁衍成功率，可能是介殼蟲早期輻射演化的一個重要因素。（eLife 2015,4: e05447）

鳥群隊形之謎

雖然已經(jīng)過去很多很多年了，想必很多人至今還記得剛上小學(xué)時的一篇課文："秋天來了，天氣涼了。一群群大雁往南飛。一會兒排成個'一'字，一會兒排成個'人'字。"但幾乎沒人想過大雁為什么要排成不同的隊形往南飛。大雁是雁屬鳥類的通稱，全世界共有9種，我國有7種，常見的有白額雁、鴻雁、豆雁、斑頭雁和灰雁等，民間通稱為"大雁"。大雁屬于候鳥，每當(dāng)秋冬季節(jié)，它們就從西伯利亞一帶，成群結(jié)隊、浩浩蕩蕩地飛到我國的南方過冬。第二年春天，它們經(jīng)過長途旅行，回到西伯利亞產(chǎn)蛋繁殖。在遷徙時，大雁總是幾十只、數(shù)百只，甚至上千只匯集在一起，互相緊接著列隊而飛，古人稱之為"雁陣"。"雁陣"由有經(jīng)驗的"頭雁"帶領(lǐng)，加速飛行時，隊伍排成"人"字形，一旦減速，隊伍又由"人"字形換成"一"字長蛇形，這是為了進行長途遷徙而采取的有效措施。當(dāng)飛在前面的"頭雁"的翅膀在空中劃過時，翅膀尖上就會產(chǎn)生一股微弱的上升氣流，排在它后面的就可以依次利用這股氣流，減少空氣阻力，從而節(jié)省了體力。但"頭雁"因為沒有這股微弱的上升氣流可資利用，很容易疲勞。

如此一來，"頭雁"并非是份好工作，似乎應(yīng)該是沒有哪只鳥兒想承擔(dān)的。那么，為何還會有頭雁呢，它們?yōu)楹螘栽革w在最前面呢？從進化的角度來看，如果遷徙隊列中的成員都是親屬，那么幫助其他成員是說得通的。但對于遷徙的鳥群來說，它們并非都具有這種關(guān)系。為了找到遷徙的鳥群中為何會出現(xiàn)"頭雁"的問題，研究者為一群14只年幼的隱鹮（Geronticus eremita）安裝了GPS數(shù)據(jù)記錄器，并在一次秋季的遷徙中乘坐一架簡易動力版超小型飛機引導(dǎo)它們從奧地利飛往意大利。這些鳥中，有8只彼此沒有關(guān)系，有3對是兄弟姐妹。在它們的旅程中，這些隱鹮以兩只帶頭、12只尾隨的隊形飛行，并頻繁變換位置。記錄器記錄了每只鳥兒的地理位置、速度和在鳥群中的位置。研究者的分析表明，這些隱鹮一起合作，有規(guī)則地輪流帶頭和尾隨，無論它們是否有親屬關(guān)系，它們都能精確地對在帶頭和尾隨位置上的飛行時間進行匹配。研究者認為，鳥兒這種相互合作的旅程為動物的互惠利他主義提供了一個少有的、"令人信服的例子"。所有的鳥兒都有機會在其他鳥兒之后飛行，并且在前面領(lǐng)隊時都把時間花在努力"工作"上。同時，它們是經(jīng)常迅速地變換位置，以至于合作帶來的好處立竿見影。這些發(fā)現(xiàn)或許有助于解釋像"如果你幫助我，我也會幫助你"的這種行為為何能得以演化。（Pnas 2015,112：2115-2120）

童年陰影的持久性

孩子童年的成長環(huán)境會對其以后的生理、心理健康產(chǎn)生持久影響，家庭爭吵、創(chuàng)傷等童年不良經(jīng)歷常常會讓孩子偏離幸福健康的軌道。近期，法國研究者的一項研究表明，人在成長關(guān)鍵期遭遇不順，帶來的長期壓力可能改變大腦結(jié)構(gòu)，從而干擾壓力應(yīng)激系統(tǒng)的平衡。另外，童年不良的成長環(huán)境可能會增加成年后抽煙、飲酒等健康風(fēng)險行為，進而對健康造成影響。研究者分析了1958年某一周內(nèi)出生的9377名英國公民從出生到44歲的數(shù)據(jù)。這些公民大多有被收養(yǎng)、父母離異等經(jīng)歷。最后發(fā)現(xiàn)，童年不良經(jīng)歷確實能預(yù)測一個人44歲時的身體勞損狀況——不良經(jīng)歷越多，勞損狀況越嚴重。適應(yīng)負荷是測量人體經(jīng)年勞損狀況的生理指標(biāo)。對男性而言，每增加一項童年不良經(jīng)歷，適應(yīng)負荷平均增加0.18；而對女性而言，一項童年不良經(jīng)歷會讓適應(yīng)負荷增加0.24。此外，無論男性還是女性，童年不良經(jīng)歷都是通過影響其23歲時的健康行為（如吸煙、飲酒、運動）以及33歲時的社會經(jīng)濟地位（如家庭財富、社會地位、婚姻狀況）來影響適應(yīng)負荷的。而如果后期控制健康行為和社會經(jīng)濟因素，童年不良經(jīng)歷對適應(yīng)負荷就沒有顯著影響。（Pnas 2015，112：E738-E746）

城市綠地的服務(wù)功能

節(jié)肢動物是地球上種類最多的一個類群,它們經(jīng)歷了漫長的演化歷史,磨練出一身應(yīng)對環(huán)境的好本領(lǐng)。面對城市化帶來的新局面，節(jié)肢動物們也能應(yīng)對自如。城市化是導(dǎo)致局部地區(qū)和全球生物多樣性降低，及環(huán)境變化的重要力量。雖然多樣性在降低，但城市生態(tài)系統(tǒng)仍在為城市居民提供服務(wù)，如空氣凈化。城市的綠色空間為城市居民提供生態(tài)服務(wù)，但受制于對城市綠色空間生態(tài)學(xué)研究的不足，我們尚不足以對其進行良好的管理。無論是在自然生態(tài)系統(tǒng)中，還是在人類社會中，廢棄物的處理都是整個生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。為了研究城市綠色空間的服務(wù)功能，研究者在紐約市的24處道路隔離帶和21個公園放置了一定數(shù)量的餅干、馬鈴薯片和熱狗，檢驗它們被處理的速度。在同一地點，研究者調(diào)查了地面節(jié)肢動物的多樣性和非生物因素。在公園中的節(jié)肢動物多樣性要高于道路隔離帶的，其中前者平均有11個昆蟲科和4.7種螞蟻，后者有9個昆蟲科和2.7種螞蟻。然而，與基于多樣性的預(yù)測相反，在道路隔離帶的節(jié)肢動物每天處理的食物量是公園中的2-3倍。此外，處理食物多的地方存在外來螞蟻鋪道蟻，并且這里溫度更高、更干旱，這樣的條件增加了節(jié)肢動物的代謝。當(dāng)有脊椎動物也存在時，食物被處理的更多，表明節(jié)肢動物和脊椎動物會爭奪食物垃圾。據(jù)估計，在沿哈德遜河分布的百老匯和西大街生活的節(jié)肢動物，每年能消除600-975千克廢物。研究表明，物種的組成和生境，比單純的多樣性更能預(yù)測城市生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)，即使是街道隔離帶的小綠色空間也具有重要價值。（Global Change Biology 2015,21: 1103-1115）

哺乳動物殺嬰促進睪丸生長

在物競天擇的自然界,很多雄性哺乳動物經(jīng)常會殺死同種的后代,調(diào)查顯示哺乳動物中有一半存在殺嬰行為。在不同哺乳動物的群居和交配系統(tǒng)中,這樣的殺嬰行為對雄性的好處和雌性的代價各不相同。殺嬰行為通常更可能出現(xiàn)在那些雌性在一年中的任何時間都有能力撫養(yǎng)后代的物種中。相關(guān)研究顯示，雄性動物會殺死跟它無血緣關(guān)系的幼崽，以便縮短雌性生產(chǎn)后撫育后代的時間，這樣它便能夠盡快與雌性進行交配。雄性動物通常與自己殺死的幼崽的母親進行交配這一事實也證實了這一假設(shè)。但是，雌性動物也能利用"劈腿"制造混亂，混淆后代的父親，以便阻止殺嬰行為。近期，研究者對包括119種會殺死自己后代的260種動物進行了系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)動物的睪丸越大，它們的殺嬰歷史就越長。其原因可能是，當(dāng)雌性出現(xiàn)亂交時，精子競爭加劇，而進化會選擇那些睪丸最大、有能力產(chǎn)生最多精子的雄性。這就解釋了為何鼠狐猴生殖器的尺寸大得驚人。（Science 2014，346：841-844）

白蟻的新功勞

白蟻是約3000多種等翅目昆蟲的總稱，可在熱帶及亞熱帶地區(qū)常找到它們的蹤跡。白蟻能侵蝕木制物，令建筑物易塌、鐵路枕木減低壽命，普遍被認是一大害蟲。在德語中，白蟻就有"帶有厄運的動物"或"帶來不幸的動物"之意。然而，白蟻已經(jīng)在地球上存在了2億多年，經(jīng)歷了滄海桑田的巨變，具有極強的生存能力。近期，研究者發(fā)現(xiàn)，在非洲、南美洲和亞洲炎熱大草原和熱帶稀樹草原，白蟻丘存儲著營養(yǎng)物質(zhì)和水分，通過白蟻丘內(nèi)部通道可使水分更好地滲透在土壤之中，最終白蟻丘和周圍的植被旺盛生長，可避免出現(xiàn)"沙漠化"，或者環(huán)境惡化成為沙質(zhì)土壤。白蟻丘的存在對于維持干旱區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)非常重要，即使降水量很少的情況下也能維持該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)。白蟻丘也可以保存種子和植物生命，當(dāng)周圍環(huán)境恢復(fù)降水量之后將有助于快速恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)。因此，白蟻丘對于阻止沙漠?dāng)U大化至關(guān)重要，能將干旱土壤逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榘敫珊低寥篮娃r(nóng)業(yè)用地。（Science 2015，347：651-655）