“狩猎迫使动物进化加速”等6则

2009-04-14 09:43
科学大众(中学) 2009年3期
关键词:前肢蛋白咖啡

狩猎迫使动物进化加速

科学家们发现,有300多种动物在体型和繁殖能力方面的进化速度,要比没有人类的自然进化速度快3倍。

大规模商业打猎和捕鱼行为,正在超过污染等其他因素,成为对动物王国影响最大的因素。

在对40个不同的地理环境、29种不同生物多达34项调查中,科学家们发现,遭到人类捕猎的物种体型比以前平均缩小了20%,它们第一次繁殖的年龄提前了25%。研究人员认为,这些变化是进化造成的。这种被迫进化的方式,在一些鱼类、蜗牛、大角羊以及驯鹿的身上非常明显。令人感到吃惊的是,这种进化通常在动物寿命耗尽之前就可完成。

动物发生进化以两种方式进行:一是“逃避遗传学”,人类捕猎迫使鱼类体型向更小化发展,这样它们就能够通过网眼幸存下来,繁殖后代;另外一种改变进程叫做“可塑性”。比如食物丰富,但鱼类很少。这些鱼就会吃得更多,个体成熟得更早。

开发出“万能”流感疫苗

日本近日开发出能对抗多种亚型流感病毒的疫苗,并通过动物实验确认,即使病毒出现变异,疫苗依然有效。

通常的流感疫苗以覆盖在病毒表面的刺状蛋白为基础生产,接种疫苗后,一旦病毒侵入肌体,抗体能够识别刺状蛋白,从而阻止病毒增殖。然而,流感病毒存在表面刺状蛋白形状不同的多种亚型,且刺状蛋白频繁出现变异,因此每年进入流感季节前有关部门都要预测并重新制作疫苗。

研究人员人工合成了与表面蛋白相比较难变异的病毒内部蛋白,并绘这种蛋白附着特殊的脂质膜,制成疫苗。接种这种疫苗后,免疫细胞会攻击受病毒感染的细胞。

在实验中,研究人员分析了H5N1型高致病性禽流感病毒、A苏联型(H1N1亚型)流感病毒和A香港型(H3N2亚型)流感病毒三者共有的内部蛋白,并以此为基础研制了疫苗。然后,他们给通过基因操作拥有与免疫相关的人类基因的实验鼠接种疫苗,并让实验鼠感染上述3种病毒。结果,实验鼠并未表现出症状,体内病毒的增殖也得到了抑制。

微型船依靠水面张力驱动

受水栖甲虫幼体蜿蜒水中移动形态的启发,美国匹兹堡大学研究小组研制出一种新型推进系统,该推进系统无需桨叶、船帆和发动机,仅使用水面张力提供推进动力。这项最新技术使用电脉冲震荡船体周围的液体表面张力,从而导致一些微型船体通过水表面自然拉力牵引移动。

这种船体推进系统非常有效,可用于微型船体低维持性机械系统,能够实现微型机器人或船体监控海洋、水库或其他水域的水质。这是一种典型的推进驱动系统,由于该系统不需要活动组件和低能量电极,可通过电池、无线电波或太阳能释放电脉冲作为动力驱动。

咖啡渣变生物燃料

咖啡不仅可以当下午茶给你充饥,还能变成生物燃料,驱动你的汽车。这个说法出自美国内华达大学科学家的一项研究。美国科学家研究发现,煮过的咖啡渣也能用来提取生物柴油。

研究者称,用咖啡渣制作柴油的技术并不困难,用化学溶剂就能提取。据美国农业部统计,全球每年有80亿千克咖啡产出,而咖啡残渣中含有11%~20%的生物油。因此,科学家估计,每年的咖啡残渣可以提供超过15.4亿升的生物柴油。

基因突变让鲸走向海洋

大约5000万年前,鲸类的祖先用四条腿从陆地走向海洋,为适应海洋生存环境,其后肢不断退化并几乎消失,而前肢却进化成鳍状肢。鲸类鳍状肢为何会出现?是不是基因变异的结果?华东师大最新研究成果为解答这一难题提供了重要线索。

据生物学家研究,绝大多数动物的身体器官都受一个名为Hox的基因家族控制。而动物的前肢发育特别受到Hoxd12和Hoxd13基因的控制。这两个基因的突变会导致动物前肢的畸形。研究人员通过对鲸类和其他哺乳动物类群的Hoxd12和Hoxd13基因测序,发现了这两个基因在鲸类鳍状肢的起源与分化中起到了重要作用。即鲸和现存的河马、牛、猪等偶蹄目动物具有同一祖先,前肢都有4个独立的指头,但是由于这两个基因的突变,鲸类祖先的前肢多长出了1个指头,并且指间长出了蹼。在其后鲸类的再次进化过程中,部分须鲸的前肢却又从5指进化成4指,恢复了进化前的指头数量。

研究人员还发现这两个Hox基因在鲸类的平均进化速率,均显著高于其他哺乳动物类群,并最终认定,Hox基因的适应性进化时间与鲸类鳍状肢的宏观进化时代完全相符,是自然选择的结果,而非偶然形成的。

全球变暖引发后果难以遏制

美国公布的一项最新研究报告指出,由于全球变暖已到了“积重难返”的程度,由此引起的许多后果已“难以遏制”。

这份由美国国家海洋和大气管理局研究人员撰写的报告说,全球变暖已造成许多严重后果,如地中海、南部非洲和北美西南部等地区的降雨分布发生变化;海平面上升;格陵兰岛和南极洲的积冰迅速融化等。即便人类立即停止温室气体排放,全球变暖的趋势仍将至少持续1000年。

报告称,工业革命之前,地球大气中二氧化碳的浓度为280ppm,但目前的浓度已上升至385ppm,且今后还将保持上升趋势。如果大气中二氧化碳浓度上升至450~600ppm,世界多个地区的降雨量将大幅减少,由此将导致沙尘暴频发。

许多人认为,如果停止排放二氧化碳,全球气候将会在100年或200年后恢复正常,但情况并非如此。全球变暖的过程尽管很缓慢,但却是难以遏制的,现在人们能做的就是尽快采取行动,将全球变暖的危害降至最低。

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