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  最近热映的电影《毒液:致命守护者》中,记者埃迪·布洛克受到来自外星的共生体——毒液的控制,最后和毒液一起拯救了世界。那么现实中像毒液这样,可以入侵宿主身体、控制宿主行为的共生体是真实存在的吗?  答案是:存在的!毒液对埃迪·布洛克的控制其实是一种寄生行为,广义上也属于共生。根据寄生者对宿主的影响,共生大致(也有其他分法)可以分为:  1、偏害共生:对其中一方生物体有害,对其他共生线的成员则没有影响;  2、互利共生:共生的生物体成员彼此都得到好处;  3、偏利共生:对其中一方生物体有益,却对另一方没有影响。  对于人类而言,毒液是一种偏害共生,它会取食人体的器官,可是神奇的是毒液与埃迪竟然形成互利共生,埃迪是毒液的“坐骑”,而毒液则帮助埃迪度过重重难关。下面大院er就带你去看看现实世界中的种种共生现象!冬虫夏草  人们广为熟悉的冬虫夏草其实就是自然界中的“毒液”。  高山之上活跃着一种叫蝙蝠蛾的昆虫,每年的7-8月份,它们的卵发育成幼虫。此时,恰逢虫草菌的孢子成熟,它们不同于植物的种子—只要有阳光、土壤和水分就可以自给自足,而虫草菌属于异养生物,只能靠寄生生活。  一次偶然的机会,虫草菌散落的孢子,遇上了蝙蝠蛾的幼虫,就像找到了一个坚强的依靠,于是它结束了漂泊的生活,有了一个安稳的家。而蝙蝠蛾幼虫也“心甘情愿”,用它的一生一世来供养虫草菌。冬季里,蝙蝠蛾幼虫转进土壤里蛰伏,虫草菌在其体内积攒萌发的力量。待到来年春暖花开,虫草菌的菌丝不断生长,不断地汲取蝙蝠蛾幼虫体内的营养。自从虫草菌的孢子进入蝙蝠蛾幼虫的那一刻起,蝙蝠蛾就注定无法成为一只真正的蛾子。到了夏季,蝙蝠蛾的生命到了尽头,它用身体的残壳紧紧地包括住虫草菌柔弱的身躯。  蝙蝠蛾最终以一株草(真菌)的形式存在。要知道不是每一个菌丝都能如此顺利的寄居在蝙蝠蛾的幼虫体内。虫草菌与蝙蝠蛾可谓是成就了大自然的一段传奇。僵尸蚂蚁  在巴西的热带雨林中,一只蚂蚁离开了蚁群独自前行。蚂蚁集群生活,现代科学家将一个蚁群看成一个超级生物体,一只离开蚁群的蚂蚁如同瞎子和聋子,根本没法独自存活。那它为什么要这么做?这只离开群体的蚂蚁爬到一片高高的叶子上,紧紧咬住叶脉,一动不动,它的生命就此停止。不久之后,它的头部长出了芽孢,很明显这只蚂蚁受到了真菌的感染。  有人会感慨蚂蚁的伟大,不愿感染同胞而独自走向死亡。然而,现实没有那么多情,这只被真菌感染的蚂蚁早已无法控制自己的行为,它是在真菌指引下,寻找一处最利于真菌生长的环境。紧接着,从蚂蚁身上长出的真菌会继续释放孢子,感染其他蚂蚁。如果,碰巧真菌生长的地方没有蚂蚁经过,留在地面的孢子会长出第二个芽孢继续寻找机会感染蚂蚁。  电影中来自外星的共生体毒液无法独自存活,需要找到一个宿主才可以,而在在巴西雨林中,美国宾州州立大学与国际农业与生物科学研究中心的研究者发现有四种古老的真菌如同电影中的“毒液”一般,感染蚂蚁,让蚂蚁为它们服务。这4种真菌将孢子落在蚂蚁身上,然后利用一种酶侵入宿主。这些被真菌感染的蚂蚁不会立即死亡。因为在没有达到自己的目的之前,真菌不会让它们死去。真菌入侵蚂蚁大约1周后,开始释放一种化学物质,以控制蚂蚁的大脑。在真菌的控制下,这些蚂蚁会离开群体,爬到一块适合真菌生长的地方。铁线虫  一只螳螂径直地走入水中,几分钟后,淹死在水中。一般情况下,螳螂是怕水的,为何这只螳螂要无所畏惧地走向水中?它不是中邪了,而是中“毒”了。如同电影中的记者,这只螳螂被一种叫铁线虫的动物感染了。  寄生不仅发生在微生物界,动物界也存在,比如铁线虫。铁线虫不是一种虫,而是动物界线形动物门铁线虫纲下所有动物的总称。铁线虫不仅可以汲取宿主的营养,还会操纵宿主的神经系统,控制其行为。铁线虫需要在水中完成繁殖,而螳螂是怕水的。为了实现自己的繁殖目的,铁线虫会产生一种蛋白来控制宿主螳螂的神经系统,使其按照自己的指引走入水中。  铁线虫不仅能寄生螳螂,它还会寄生在人类体内,并且可以存活多年。不过,它无法控制人类的大脑,只会让人类感到不舒服,比如腹泻、尿频,不会有生命危险。五条腿的青蛙  电影的主角埃迪·布洛克被共生物毒液寄生后,整个人发生了改变,原本手无缚鸡之力,后来力大如牛。这就是典型的寄生改变宿主的现象,这种情况自然界中也发生过。  在美国佛罗里达州,科学家发现了一只长着五条腿的青蛙。虽然它多出了一条腿,可是并没有带来行动上的便捷,反而成为运动中的累赘,结果轻而易举被天敌捕杀。很多人会以为五条腿的青蛙是发生了基因突变,其实它是被寄生虫感染了。  有一种生活在水中的吸虫(Riberoriatrematodes)感染了蝌蚪,它无法控制蝌蚪的行为,但是可以改变蝌蚪的发育。被感染的蝌蚪在变成青蛙时,会多长出一条腿来。毒液感染人类是为了征服地球,那么吸虫让青蛙多出一条腿,意欲何为?  吸虫这种行为并非是为了提高宿主的运动能力。实际情况下,长着五条腿的青蛙极其容易被鸟类捕食。宿主青蛙只不过是它生命史的一个过客,它的终极目标是鸟类。  这种吸虫的生活史极为复杂,它的一生要经过卵——毛蚴——囊蚴——后囊蚴——成虫等几个阶段。吸虫的卵在水中发育成毛蚴,之后开始寻找宿主。它的第一个宿主是螺,吸虫的毛蚴会钻到螺的体内,不久之后,这条毛蚴可以产生成百上千的囊蚴。这些囊蚴脱离螺寻找第二宿主——蝌蚪。囊蚴在蝌蚪体内变成后囊蚴(囊蚴结节),在蝌蚪变成了蛙后,它开始寻找第三个宿主——鸟类。鸟类捕食蛙后,吸虫的后囊蚴在鸟的消化道内成熟,产下大量的卵。卵随着鸟粪回到池塘,又孵化成毛蚴,周而复始,循环往复。缩头鱼虱  电影中,作为共生体的毒液未必都是坏的,寄生在埃迪·布洛克体内的毒液非但没有杀死自己的宿主,后来竟然充当了地球保护者的角色,通过和自己的同胞生死搏斗,保护了地球。现实中,这种情况也是存的。  水中有一条鱼儿在自由地游动,它一切正常,但是舌头除外。仔细观察,这条鱼的舌头竟然白的如同外星生物。其实,这根本不是鱼的舌头,而是一种寄生物——缩头鱼虱。缩头鱼虱属于节肢动物门软甲纲,它的一生堪称传奇。  缩头鱼虱在刚刚成熟的时候,是雄性。经过一段时间,在不用修炼“葵花宝典”的情况下就可变成雌性。它在幼年时寄生在鱼鳃上,长大后爬到鱼的舌头上,依靠吸食舌头上的血液为生。在缩头鱼虱的吸食下,宿主鱼的舌头渐渐萎缩,直到消失。而缩头鱼虱则会占据原来舌头的位置,代替舌头发挥部分功能,帮助鱼类进食。缩头鱼虱会在鱼嘴里进行交配繁殖,之后开始新的循环。  结语  看了《毒液》之后,很多人开始担心寄生虫,其实,它们并没有那么厉害!在现实世界中,寄生虫们的生活史极其复杂,不论是哪个环节出了一点问题,它们就无法存活。所以,大家不必过分担心。  比如,日本血吸虫病曾经是中国重点防控的传染病,其成虫寄生于人或哺乳动物体内,虫卵随粪便排出体外,在水中孵出毛蚴,后钻入螺体,发育成尾蚴。其中,钉螺是日本血吸虫的唯一中间宿主,消灭钉螺就是阻断了日本血吸虫发育史中的一个必经阶段,是有效的预防方法。通过消灭钉螺等措施,我国血吸虫病流行区内的人口血吸虫的平均感染率由1957年的11.37%下降到目前的3.67%以下,血吸虫病防治工作取得了很大成就。  参考文献:Sessions,S.K.1998.Amphibiansandtrematodes.Froglog26:1-2.  

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  像任何一种时尚,座头鲸“唱”一首歌不会太久。每隔几年,雄性座头鲸就会换一首全新的歌曲。现在,科学家已经搞清楚了这些“文艺革新”是如何发生的。  在一个种群中,所有雄性座头鲸都唱着同样的歌,但它们似乎也能学到一些新的东西,就像人类一样。例如,澳大利亚东部种群的雄性座头鲸每隔几年就会在共享的觅食地或迁徙过程中,从西澳大利亚种群那里挑选一首新歌。于是,在接下来的几年里,这些歌曲传遍了南太平洋的所有居民。  为了解鲸是如何学习这种新民谣的,科学家连续13年分析了澳大利亚东部座头鲸群的歌曲。通过分析95位“歌手”的412首歌曲周期谱图,科学家对每首歌曲的复杂程度进行了评分,并研究了单个雄性“歌手”对歌曲的微妙修改。  随着歌曲的演化,复杂性增加了,研究小组近日在《英国皇家学会学报b》上报道了这一发现。但是在“歌曲革命”之后,歌谣变得更短,声音和主题也更少。  就此,研究人员得出结论,因为鲸一次只能学习一定量的新材料,所以这些新歌曲可能没有老歌那么复杂。这可能意味着,尽管座头鲸是大海当之无愧的吟唱者,但它们的学习技能是有限的。

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  近日,澳大利亚研究人员发表的一项研究指出,人们对苦味物质的感知与拥有某组特定基因有关,这种感知会影响他们对咖啡、茶或酒精的偏好。相关论文刊登于《科学报告》。  昆士兰医学研究所的Jue-ShengOng、Liang-DarHwang及同事运用英国生物样本库中40多万名参与者的样本,通过分析与丙硫氧嘧啶(PROP)、奎宁和咖啡因这3种苦味物质的感知有关的基因变异,评估了苦味感知对咖啡、茶和酒精摄入的影响。  研究人员发现,对咖啡因苦味敏感度较高(由特定基因决定)与咖啡摄入较多有关,而对PROP和奎宁味道敏感度较高则与咖啡摄入较少有关。对咖啡因苦味敏感度较高的人,更有可能成为重度咖啡饮用者。  对茶的摄入则相反,对PROP和奎宁敏感度越高,茶摄入越多;而对咖啡因敏感度越高,茶摄入越少。对酒精来说,对PROP的感知较强会导致酒精摄入减少,而对其他两类化合物的感知较强不具有明显影响。  这些研究结果显示,基因差异导致的苦味感知差异或许能解释为何有些人喜欢喝咖啡而有些人喜欢喝茶。

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  美国日前发布的一项新研究显示,与节食减肥相比,降低饮食中碳水化合物的比例,能够帮助身体燃烧更多热量,从而帮助肥胖人群保持减肥效果。  人们往往认为,不吃或少吃就能瘦。但是,此前有多项研究显示,从长期来看,依靠这种减少热量摄入的方法来减肥,最终效果会逐渐减弱,原因是身体的新陈代谢会放慢来存储能量,从而导致减重变得更加困难。此外,碳水化合物是维持生命活动所需能量的重要来源之一,因此一些较为极端的高脂肪、零碳水化合物的饮食模式,也并不推荐。  在新研究中,美国波士顿儿童医院等机构的研究人员通过调整饮食中碳水化合物与脂肪的比例,来帮助肥胖人群巩固减肥效果。  研究人员选取了234名体重超重的成年人,并让他们首先接受为期10周的减肥饮食。然后,研究人员选取了其中达到了初期减肥目标的成年人,并将他们随机分成3组——包含60%碳水化合物的高碳水饮食组、包含40%碳水化合物的中碳水饮食组和20%碳水化合物的低碳水饮食组。  结果发现,低碳水饮食组平均每天比高碳水饮食组多燃烧最多可达278卡路里的热量。研究人员在新一期《英国医学杂志》上发表报告说,如果这一效果能够维持下去,那么“3年后就能减少预计10千克的体重”。  论文作者之一、波士顿儿童医院的内分泌专家戴维·路德维希说,从长期(减重)来看,与限制热量摄入相比,限制碳水化合物的摄入可能是一种更好的策略。

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  据美国每日科学网站近日报道,美国天文学家已经找到了宇宙中最古老恒星之一,其几乎全由大爆炸喷射出的物质组成。新发现开辟了观测更古老恒星的可能性。  这颗恒星名为“2MASSJ18082002—5104378B”,约135亿岁。它很不寻常,因为与金属含量极低的其他恒星不同,它是银河系“薄盘”的一部分,太阳也身处银河系“薄盘”内。研究结果发表于最新一期《天体物理学杂志》。  论文主要作者、约翰霍普金斯大学物理和天文学助理教授凯文·施劳夫曼说:“这颗星可能是上千万颗恒星中的一颗,它能告诉我们有关第一代恒星的重要信息。科学家或许可在它出没的地方,发现更多极低质量且极低金属含量的恒星,甚至可能发现宇宙间的第一代恒星。”  大爆炸之后的第一代恒星完全由氢、氦和少量锂元素组成,那些恒星随后在其核中产生比氦更重的元素,并在它们作为超新星爆炸时将这些元素洒遍整个宇宙。下一代恒星由与这些金属结合在一起的物质云组成。随着恒星不断诞生和死亡,宇宙中恒星的金属含量(金属性)也随之增加。  这颗恒星是一个双恒星系统的一部分。此前,另一组天文学家发现了其中更明亮的主恒星,现在,该团队发现了这颗微弱的“次级”恒星。研究团队通过研究其光的高分辨率光谱来测量其主要成分,包括碳、氧、氢、铁等元素。  新发现恒星极低的金属性表明,在宇宙家族树中,它前面可能只有一代恒星。事实上,它是拥有最小重元素含量恒星新纪录的保持者,其重元素含量与水星大致相同。相比之下,太阳是数千代恒星,重元素含量相当于14个木星。  天文学家迄今已发现了约30颗质量与太阳相当的古老的“超贫金属”恒星,但新发现恒星的质量仅为太阳质量的14%。  施劳夫曼说:“如果我们的推论是正确的,那么,只拥有大爆炸产生物质的恒星都只能是低质量恒星,即使我们尚未在银河系中发现这样的物体,它仍然可以存在。”  

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吸烟是目前世界范围主要的公共卫生问题。已有研究证明怀孕期妇女吸烟会损害后代健康。然而,男性烟民远多于女性烟民,但男性接触尼古丁对其后代的影响尚未得到广泛的研究。      根据于10月16日发表在开放获取期刊PLOSBiology的一项基于小鼠的研究显示,父亲接触尼古丁会导致子辈甚至孙辈的认知缺陷。这种作用不是由直接暴露于二手烟引起的,可能是由于父亲精子中的关键基因出现了表观遗传变异。该研究由美国佛罗里达州立大学的PradeepBhide团队完成。      母亲接触尼古丁或香烟中的其他成分被认为是后代出现行为缺陷(包括注意力缺陷多动障碍,ADHD)的重要风险因素。而父亲接触尼古丁是否也有类似影响则尚不明确,这是因为在人类研究中很难将遗传因素(比如患ADHD的遗传倾向性)与环境因素区分开来,比如直接接触香烟。      为了克服这一困难,PradeepBhide研究团队在雄性小鼠产生精子的生命阶段向它们的饮用水中加入了低剂量的尼古丁。然后将从未接触过尼古丁的雌性小鼠与这些雄性小鼠一起喂养。虽然作为父亲的这些雄性小鼠行为正常,但是它们的后代(无论性别)都表现出了多动、注意力缺陷和认知不稳定等症状。当这子代的雌性小鼠与没接触尼古丁的配偶一起生活时,它们的雄性后代在认知稳定性方面的缺陷有所减少,但仍然很明显。通过对最初暴露于尼古丁的小鼠的精子的分析,研究人员发现,多个基因的启动子区域已被表观遗传修饰,包括对大脑发育和学习至关重要的多巴胺D2基因,这表明这些变化很可能会导致后代的认知缺陷。      尼古丁和香烟在过去已被证明会导致多种表观遗传变化。Bhide说:“因为男性吸烟比女性吸烟更为普遍,所以尼古丁对男性的影响对于公共健康来说更加重要。我们的研究结果强调了父亲吸烟对后代健康影响的必要性,而非只是研究尼古丁对母亲的影响。”      论文链接:https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2006497

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