行為

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黑猩猩的利他主義

兩項(xiàng)研究表明，人類合作的進(jìn)化根源可在黑猩猩當(dāng)中看到。

助人為樂是我們津津樂道的美德。即便不會(huì)對(duì)自己或者家庭成員帶來眼前的好處，但很多人還是樂于參與慈善、給陌生人指路，這里面必定含有更深層的道理。除了人類之外，研究者在其他一些動(dòng)物中也發(fā)現(xiàn)了這種真正的利他主義的跡象，但一直很難在進(jìn)化意義上和人類最親密的親屬中得以確認(rèn)。近期，科學(xué)家在兩項(xiàng)研究中證實(shí)，黑猩猩會(huì)放棄美味以幫助不相關(guān)的同類擺脫困難，同時(shí)野外的黑猩猩會(huì)冒險(xiǎn)巡邏以保護(hù)家中和自己沒有親緣關(guān)系的同類。在第一項(xiàng)研究中，德國學(xué)者訓(xùn)練了萊比錫動(dòng)物園的6只黑猩猩玩一個(gè)分享游戲。每只黑猩猩都有一個(gè)搭檔，其中后者可選擇拉動(dòng)4根繩子中的一根。這會(huì)導(dǎo)致不同的結(jié)果：只給自己一個(gè)香蕉球、只給對(duì)方一個(gè)香蕉球、給兩者各一個(gè)香蕉球，或者放棄自己的機(jī)會(huì)，讓對(duì)方做決定。讓這些結(jié)成搭檔的黑猩猩不知道的是，總是最先開始游戲的一只雌性黑猩猩接受了訓(xùn)練，會(huì)一直選擇最后一個(gè)選項(xiàng)，即放棄自己的機(jī)會(huì)。從其搭檔的角度看，這是一個(gè)冒險(xiǎn)的選擇，因?yàn)檫@只雌性黑猩猩有可能徹底失去獲得香蕉球的機(jī)會(huì)。在幾十次試驗(yàn)中，6位搭檔有75%的時(shí)間拉動(dòng)了讓自己和這只雌性黑猩猩均獲得美食獎(jiǎng)勵(lì)的繩子。第二項(xiàng)研究分析了什么促使雄性黑猩猩冒著生命危險(xiǎn)執(zhí)行巡邏任務(wù)。根據(jù)經(jīng)典的行為理論，只有黑猩猩在族群中擁有后代或者親近的母系親屬時(shí)，它們才會(huì)讓自己置身于這種危險(xiǎn)中。然而，在分析了過去20年間采集的來自烏干達(dá)的3750只雄性黑猩猩的行為和關(guān)系數(shù)據(jù)后，研究者發(fā)現(xiàn)，盡管上述理論對(duì)于大多數(shù)黑猩猩來說是成立的，但超過四分之一的巡邏者并未在族群中擁有近親。如此多的黑猩猩冒這種風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)在是有點(diǎn)讓人驚奇。（PNAS 2017，114：7462-7467）

雞鵑的口技

鳥還是野獸？一種杜鵑鳥似乎學(xué)會(huì)了如何模仿生活它們在附近的野豬類動(dòng)物發(fā)出的聲音，這可能是為了嚇退捕食者。

為了生存和繁衍，生命世界無奇不有。斑雞鵑是一類生活在中美洲和南美洲的森林中地棲鳥，經(jīng)常尾隨野生麝香豬群，可以食用野豬經(jīng)過落葉層后暴露的無脊椎動(dòng)物。生態(tài)學(xué)家注意到，當(dāng)斑雞鵑拍擊喙時(shí)，會(huì)發(fā)出非常類似野豬牙齒咔嗒作響時(shí)發(fā)出的聲音，從而可以嚇退體型龐大的捕食貓類。為了了解這僅是偶然還是模仿的證據(jù)，研究者分析了杜鵑和野豬的聲音，并將其與中美洲和北美洲的另一種鳥類——斑雞鵑的近親走鵑拍擊喙時(shí)發(fā)出的聲音進(jìn)行了對(duì)比。邏輯上講，斑雞鵑發(fā)出的聲音應(yīng)該類似于走鵑，因?yàn)閮烧哂H緣關(guān)系更加密切。然而，分析結(jié)果則恰恰相反。它們的聲學(xué)特征更加類似于野豬牙齒發(fā)出的咔嗒聲。研究者據(jù)此推測，斑雞鵑模仿野豬的聲音有一些目的，這可能是因?yàn)樵诨璋怠⒚艿纳种?，捕食者通常依賴聽覺而非視覺捕捉獵物。斑雞鵑可能通過模仿野豬的聲音，假裝有野豬在周圍，從而嚇退捕食者。但是，這種聲學(xué)上的類似性是否是杜鵑和野豬對(duì)其共享環(huán)境的某種響應(yīng)，換言之，這種相似性可能是共同進(jìn)化的結(jié)果，而非模仿。例如，通過發(fā)出同樣的聲音，杜鵑和野豬也可以組隊(duì)相互保護(hù)。鳥兒可以扮演崗哨的角色，而野豬則阻退攻擊者。未來很有很多工作要做。（Journal of Avian Biology 2017，doi:10.1111/jav.01266）

倭猩猩的擇偶傾向

倭猩猩是靈長類世界里有名的和平愛好者和自由戀愛嬉皮士。但研究者員近日發(fā)現(xiàn)，個(gè)別雄性倭猩猩的繁殖成功率能"碾壓"其他倭猩猩。例如，一群倭猩猩中繁殖率最高的雄性是第二代中60%的倭猩猩的父親。生殖偏離在倭猩猩中比在黑猩猩中更嚴(yán)重。但其背后的原因尚不明確，研究者猜測，原因可能是雌性倭猩猩選擇伴侶的標(biāo)準(zhǔn)差不多。人們已知倭猩猩天性友好并不具攻擊性。而雄性倭猩猩似乎會(huì)努力保持與某些雌性的友好關(guān)系。研究者希望弄清這些友好關(guān)系是否有助于這些雄性成功繁殖。為了找出答案，研究者測試了2002年至2013年12年間棲息在剛果民主共和國的一個(gè)倭猩猩群的父系繁殖情況。他們將父系數(shù)據(jù)與已出版的黑猩猩相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。研究者假設(shè)雌性倭猩猩能自由選擇伴侶，而這意味著父系分配更平衡。但他們發(fā)現(xiàn)事實(shí)正好相反。所有的雌性似乎或多或少偏愛同一只雄性。此外，還可能存在其他因素在起作用。相比人類和黑猩猩，倭猩猩會(huì)將更多時(shí)間花費(fèi)在與更大群體同伴相處上。這樣一來，低等倭猩猩與特定伴侶交配的幾率就更低。在黑猩猩群體中，所有成年雄性地位比所有雌性都高，甚至低等雄性也能強(qiáng)制雌性進(jìn)行交配。但在倭猩猩中，雌性選擇起的作用似乎更大。但該發(fā)現(xiàn)僅在一個(gè)倭猩猩群中進(jìn)行了研究，因此當(dāng)務(wù)之急是調(diào)查其他種群中是否也存在這種生殖偏差。（Current Biology 2017，27：pR640-R641）

毒品成癮的機(jī)制

毒品成癮困擾人類健康，是重大社會(huì)問題之一。其呈慢性復(fù)發(fā)性依賴病程，機(jī)制至今未明，導(dǎo)致治療缺乏完全有效的方式，強(qiáng)制戒斷后復(fù)吸率很高。因此，研究成癮的生物學(xué)機(jī)制，對(duì)于成癮的治療與干預(yù)具有非常重要的意義。大量研究表明，自噬異常與很多疾病相關(guān)，包括腫瘤、免疫性疾病和神經(jīng)退行性疾病等。研究者前期研究顯示，嗎啡成癮過程中線粒體功能異常，進(jìn)而誘發(fā)自噬。但自噬是否參與成癮，抑或是成癮的副產(chǎn)物并沒有闡釋。為了驗(yàn)證自噬在嗎啡成癮中的地位，并闡述嗎啡誘導(dǎo)自噬的分子機(jī)制，研究者近期從分子、細(xì)胞和小鼠動(dòng)物模型等多個(gè)層次開展了系統(tǒng)的研究。研究者從小鼠嗎啡成癮模型出發(fā)，首先確認(rèn)嗎啡誘導(dǎo)的自噬參與成癮，而非成癮副產(chǎn)物。并進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，嗎啡會(huì)導(dǎo)致Atg5與Atg7蛋白表達(dá)顯著上調(diào)，從而促進(jìn)多巴胺能神經(jīng)元中ATG12-ATG5復(fù)合物形成和Atg5與Atg7依賴的自噬活性增強(qiáng)。Atg5與Atg7依賴的自噬通過調(diào)控多巴胺能神經(jīng)元的樹突棘密度、樹突復(fù)雜度和樹突總長度，進(jìn)而調(diào)控成癮行為學(xué)。此外，研究者在多巴胺能神經(jīng)元中特異性敲除Atg5或Atg7基因，能顯著拯救嗎啡誘導(dǎo)自噬所介導(dǎo)的樹突可塑性改變，最終阻斷嗎啡誘導(dǎo)的成癮行為學(xué)，包括嗎啡獎(jiǎng)賞效應(yīng)、行為敏感化、疼痛耐受和戒斷癥 狀 。（Autophagy 2017，http://dx.doi.org/10.1080/15548627.2017.1332549）

植物病毒傳播的秘密通道

番茄是全世界廣受歡迎的一種食物，每一個(gè)來到餐桌的番茄，都是逃脫于田間"超級(jí)害蟲"的幸存者。近30年間，一種雙生病毒即番茄黃曲葉病毒借力煙粉虱，已入侵到世界50多個(gè)國家、對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大危害。長期以來，通過帶毒煙粉虱取食植物，把病毒傳播到健康植株，是科學(xué)家公認(rèn)的雙生病毒傳播途徑。過去50年間，曾有多位科學(xué)家提出，病毒是否會(huì)在煙粉虱"母嬰"間垂直傳播呢？但是，大部分研究并不支持帶毒煙粉虱可以通過卵把雙生病毒傳給自己的后代成蟲。近期，研究者設(shè)計(jì)了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，培育不同蟲齡的煙粉虱成蟲，觀察其后代的帶毒情況。結(jié)果令人吃驚：不同的階段，病毒"卵傳"情況存在很大差異。在解剖上千頭煙粉虱并反復(fù)試驗(yàn)后，研究者確認(rèn)了這一事實(shí)：煙粉虱成蟲的生命周期是30天左右，到煙粉虱雌性成蟲長到第10天左右時(shí)，它們產(chǎn)下的卵也'自帶'病毒。雖然剛孵化出的煙粉虱雌性成蟲也能產(chǎn)卵，但它們的后代幾乎不帶毒。只有已懷有大量成熟卵子的成蟲才能高效垂直傳播病毒。也就是說，部分煙粉虱的寶寶從出生第一天起，就是一枚帶毒的"殺手"。該研究揭示的雙生病毒與"超級(jí)害蟲"的聯(lián)袂"好戲"，加深了我們對(duì)于田間病蟲害發(fā)生的認(rèn)識(shí)。資料顯示，目前已知的植物病毒約有1000種，其中約三分之二主要依賴媒介昆蟲進(jìn)行傳播。雙生病毒占全部植物病毒的三分之一，因病毒結(jié)構(gòu)像兩個(gè)連體的小球而得名，主要通過媒介昆蟲煙粉虱傳播。（PNAS 2017，114：6746-6751）

病毒的神秘來源

病毒和其他生命形式不同?？梢哉f，它們根本不算活著。所有其他生命都由細(xì)胞構(gòu)成，而細(xì)胞是能獨(dú)立養(yǎng)活自己和繁殖的復(fù)雜機(jī)器。病毒則要簡單很多。典型的病毒是一小片被包裹在衣殼中的遺傳物質(zhì)。僅靠自己的話，病毒幾乎什么也做不了。不過，如果它進(jìn)入活體細(xì)胞，便開始自身復(fù)制。病毒通常會(huì)傷害其宿主：例如，人體免疫缺損病毒在感染人類時(shí)會(huì)引發(fā)艾滋病。幾十年來，生物學(xué)家對(duì)病毒來自何處一直非常困惑。它們是更加古老、簡單的生命形式，還是細(xì)胞進(jìn)化后出現(xiàn)的寄生生物？近期，研究者在臨近南極洲海岸的勞爾群島湖泊中，發(fā)現(xiàn)了一種或許能為解決上述問題帶來一些曙光的微生物。這種生物體是一種古生菌：看上去像細(xì)菌的單細(xì)胞生物，但實(shí)際上屬于一個(gè)單獨(dú)的生命領(lǐng)域。病毒通常在南極生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此研究者著手在這種生物體的細(xì)胞內(nèi)尋找病毒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一些意想不到的東西：質(zhì)粒。質(zhì)粒是存在于活體細(xì)胞的小型DNA片段，通常呈圓形。它們并不是細(xì)胞主要基因組的組成部分，但能獨(dú)立地自我復(fù)制。通常，質(zhì)粒攜帶著以某種方式對(duì)細(xì)胞有用的基因：比如，對(duì)抗生素有抗藥性的基因有時(shí)會(huì)在質(zhì)粒上被發(fā)現(xiàn)。新發(fā)現(xiàn)的質(zhì)粒被該團(tuán)隊(duì)命名為pR1SE，看上去很不尋常。它攜帶的基因使其能產(chǎn)生囊泡——主要由脂質(zhì)構(gòu)成的氣泡。通過被包裹在具有保護(hù)性的氣泡中，pR1SE能離開它的宿主細(xì)胞去尋找新的宿主。換句話說，pR1SE的外表和行為很像病毒，但它攜帶著僅在質(zhì)粒上發(fā)現(xiàn)的基因并且缺少任何表明其是病毒的基因。它是一個(gè)帶有病毒屬性的質(zhì)粒。這表明，病毒可能從像pR1SE一樣的質(zhì)粒進(jìn)化而來。它們從宿主那里獲得了使其產(chǎn)生堅(jiān)硬的衣殼而非軟泡的基因。（Nature Microbiology 2017，doi:10.1038/s41564-017-0009-2)

成人肥胖或是線粒體故障所致

線粒體是細(xì)胞中提供能量的細(xì)胞器，被稱作細(xì)胞的"能量工廠"，有著自己的遺傳物質(zhì)。近期，研究者通過小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果線粒體中PTCD1基因表達(dá)受損，線粒體形態(tài)就會(huì)發(fā)生變化，無法正常將脂肪和碳水化合物轉(zhuǎn)化成能量，進(jìn)而引發(fā)成年人肥胖，患脂肪肝、心臟肥大等疾病。實(shí)驗(yàn)表明，線粒體基因表達(dá)出現(xiàn)問題對(duì)能量代謝有著長期影響，了解其中機(jī)制可更有針對(duì)性地開發(fā)治療肥胖、脂肪肝等疾病的藥物和方法。（Science Advances 2017，3：e1700677）