行为

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黑猩猩的利他主义

两项研究表明，人类合作的进化根源可在黑猩猩当中看到。

助人为乐是我们津津乐道的美德。即便不会对自己或者家庭成员带来眼前的好处，但很多人还是乐于参与慈善、给陌生人指路，这里面必定含有更深层的道理。除了人类之外，研究者在其他一些动物中也发现了这种真正的利他主义的迹象，但一直很难在进化意义上和人类最亲密的亲属中得以确认。近期，科学家在两项研究中证实，黑猩猩会放弃美味以帮助不相关的同类摆脱困难，同时野外的黑猩猩会冒险巡逻以保护家中和自己没有亲缘关系的同类。在第一项研究中，德国学者训练了莱比锡动物园的6只黑猩猩玩一个分享游戏。每只黑猩猩都有一个搭档，其中后者可选择拉动4根绳子中的一根。这会导致不同的结果：只给自己一个香蕉球、只给对方一个香蕉球、给两者各一个香蕉球，或者放弃自己的机会，让对方做决定。让这些结成搭档的黑猩猩不知道的是，总是最先开始游戏的一只雌性黑猩猩接受了训练，会一直选择最后一个选项，即放弃自己的机会。从其搭档的角度看，这是一个冒险的选择，因为这只雌性黑猩猩有可能彻底失去获得香蕉球的机会。在几十次试验中，6位搭档有75%的时间拉动了让自己和这只雌性黑猩猩均获得美食奖励的绳子。第二项研究分析了什么促使雄性黑猩猩冒着生命危险执行巡逻任务。根据经典的行为理论，只有黑猩猩在族群中拥有后代或者亲近的母系亲属时，它们才会让自己置身于这种危险中。然而，在分析了过去20年间采集的来自乌干达的3750只雄性黑猩猩的行为和关系数据后，研究者发现，尽管上述理论对于大多数黑猩猩来说是成立的，但超过四分之一的巡逻者并未在族群中拥有近亲。如此多的黑猩猩冒这种风险，实在是有点让人惊奇。（PNAS 2017，114：7462-7467）

鸡鹃的口技

鸟还是野兽？一种杜鹃鸟似乎学会了如何模仿生活它们在附近的野猪类动物发出的声音，这可能是为了吓退捕食者。

为了生存和繁衍，生命世界无奇不有。斑鸡鹃是一类生活在中美洲和南美洲的森林中地栖鸟，经常尾随野生麝香猪群，可以食用野猪经过落叶层后暴露的无脊椎动物。生态学家注意到，当斑鸡鹃拍击喙时，会发出非常类似野猪牙齿咔嗒作响时发出的声音，从而可以吓退体型庞大的捕食猫类。为了了解这仅是偶然还是模仿的证据，研究者分析了杜鹃和野猪的声音，并将其与中美洲和北美洲的另一种鸟类——斑鸡鹃的近亲走鹃拍击喙时发出的声音进行了对比。逻辑上讲，斑鸡鹃发出的声音应该类似于走鹃，因为两者亲缘关系更加密切。然而，分析结果则恰恰相反。它们的声学特征更加类似于野猪牙齿发出的咔嗒声。研究者据此推测，斑鸡鹃模仿野猪的声音有一些目的，这可能是因为在昏暗、茂密的森林中，捕食者通常依赖听觉而非视觉捕捉猎物。斑鸡鹃可能通过模仿野猪的声音，假装有野猪在周围，从而吓退捕食者。但是，这种声学上的类似性是否是杜鹃和野猪对其共享环境的某种响应，换言之，这种相似性可能是共同进化的结果，而非模仿。例如，通过发出同样的声音，杜鹃和野猪也可以组队相互保护。鸟儿可以扮演岗哨的角色，而野猪则阻退攻击者。未来很有很多工作要做。（Journal of Avian Biology 2017，doi:10.1111/jav.01266）

倭猩猩的择偶倾向

倭猩猩是灵长类世界里有名的和平爱好者和自由恋爱嬉皮士。但研究者员近日发现，个别雄性倭猩猩的繁殖成功率能"碾压"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%的倭猩猩的父亲。生殖偏离在倭猩猩中比在黑猩猩中更严重。但其背后的原因尚不明确，研究者猜测，原因可能是雌性倭猩猩选择伴侣的标准差不多。人们已知倭猩猩天性友好并不具攻击性。而雄性倭猩猩似乎会努力保持与某些雌性的友好关系。研究者希望弄清这些友好关系是否有助于这些雄性成功繁殖。为了找出答案，研究者测试了2002年至2013年12年间栖息在刚果民主共和国的一个倭猩猩群的父系繁殖情况。他们将父系数据与已出版的黑猩猩相关数据进行了对比。研究者假设雌性倭猩猩能自由选择伴侣，而这意味着父系分配更平衡。但他们发现事实正好相反。所有的雌性似乎或多或少偏爱同一只雄性。此外，还可能存在其他因素在起作用。相比人类和黑猩猩，倭猩猩会将更多时间花费在与更大群体同伴相处上。这样一来，低等倭猩猩与特定伴侣交配的几率就更低。在黑猩猩群体中，所有成年雄性地位比所有雌性都高，甚至低等雄性也能强制雌性进行交配。但在倭猩猩中，雌性选择起的作用似乎更大。但该发现仅在一个倭猩猩群中进行了研究，因此当务之急是调查其他种群中是否也存在这种生殖偏差。（Current Biology 2017，27：pR640-R641）

毒品成瘾的机制

毒品成瘾困扰人类健康，是重大社会问题之一。其呈慢性复发性依赖病程，机制至今未明，导致治疗缺乏完全有效的方式，强制戒断后复吸率很高。因此，研究成瘾的生物学机制，对于成瘾的治疗与干预具有非常重要的意义。大量研究表明，自噬异常与很多疾病相关，包括肿瘤、免疫性疾病和神经退行性疾病等。研究者前期研究显示，吗啡成瘾过程中线粒体功能异常，进而诱发自噬。但自噬是否参与成瘾，抑或是成瘾的副产物并没有阐释。为了验证自噬在吗啡成瘾中的地位，并阐述吗啡诱导自噬的分子机制，研究者近期从分子、细胞和小鼠动物模型等多个层次开展了系统的研究。研究者从小鼠吗啡成瘾模型出发，首先确认吗啡诱导的自噬参与成瘾，而非成瘾副产物。并进一步研究发现，吗啡会导致Atg5与Atg7蛋白表达显著上调，从而促进多巴胺能神经元中ATG12-ATG5复合物形成和Atg5与Atg7依赖的自噬活性增强。Atg5与Atg7依赖的自噬通过调控多巴胺能神经元的树突棘密度、树突复杂度和树突总长度，进而调控成瘾行为学。此外，研究者在多巴胺能神经元中特异性敲除Atg5或Atg7基因，能显著拯救吗啡诱导自噬所介导的树突可塑性改变，最终阻断吗啡诱导的成瘾行为学，包括吗啡奖赏效应、行为敏感化、疼痛耐受和戒断症 状 。（Autophagy 2017，http://dx.doi.org/10.1080/15548627.2017.1332549）

植物病毒传播的秘密通道

番茄是全世界广受欢迎的一种食物，每一个来到餐桌的番茄，都是逃脱于田间"超级害虫"的幸存者。近30年间，一种双生病毒即番茄黄曲叶病毒借力烟粉虱，已入侵到世界50多个国家、对农业生产造成重大危害。长期以来，通过带毒烟粉虱取食植物，把病毒传播到健康植株，是科学家公认的双生病毒传播途径。过去50年间，曾有多位科学家提出，病毒是否会在烟粉虱"母婴"间垂直传播呢？但是，大部分研究并不支持带毒烟粉虱可以通过卵把双生病毒传给自己的后代成虫。近期，研究者设计了一项实验，培育不同虫龄的烟粉虱成虫，观察其后代的带毒情况。结果令人吃惊：不同的阶段，病毒"卵传"情况存在很大差异。在解剖上千头烟粉虱并反复试验后，研究者确认了这一事实：烟粉虱成虫的生命周期是30天左右，到烟粉虱雌性成虫长到第10天左右时，它们产下的卵也'自带'病毒。虽然刚孵化出的烟粉虱雌性成虫也能产卵，但它们的后代几乎不带毒。只有已怀有大量成熟卵子的成虫才能高效垂直传播病毒。也就是说，部分烟粉虱的宝宝从出生第一天起，就是一枚带毒的"杀手"。该研究揭示的双生病毒与"超级害虫"的联袂"好戏"，加深了我们对于田间病虫害发生的认识。资料显示，目前已知的植物病毒约有1000种，其中约三分之二主要依赖媒介昆虫进行传播。双生病毒占全部植物病毒的三分之一，因病毒结构像两个连体的小球而得名，主要通过媒介昆虫烟粉虱传播。（PNAS 2017，114：6746-6751）

病毒的神秘来源

病毒和其他生命形式不同。可以说，它们根本不算活着。所有其他生命都由细胞构成，而细胞是能独立养活自己和繁殖的复杂机器。病毒则要简单很多。典型的病毒是一小片被包裹在衣壳中的遗传物质。仅靠自己的话，病毒几乎什么也做不了。不过，如果它进入活体细胞，便开始自身复制。病毒通常会伤害其宿主：例如，人体免疫缺损病毒在感染人类时会引发艾滋病。几十年来，生物学家对病毒来自何处一直非常困惑。它们是更加古老、简单的生命形式，还是细胞进化后出现的寄生生物？近期，研究者在临近南极洲海岸的劳尔群岛湖泊中，发现了一种或许能为解决上述问题带来一些曙光的微生物。这种生物体是一种古生菌：看上去像细菌的单细胞生物，但实际上属于一个单独的生命领域。病毒通常在南极生态系统中发挥着至关重要的作用，因此研究者着手在这种生物体的细胞内寻找病毒，结果发现了一些意想不到的东西：质粒。质粒是存在于活体细胞的小型DNA片段，通常呈圆形。它们并不是细胞主要基因组的组成部分，但能独立地自我复制。通常，质粒携带着以某种方式对细胞有用的基因：比如，对抗生素有抗药性的基因有时会在质粒上被发现。新发现的质粒被该团队命名为pR1SE，看上去很不寻常。它携带的基因使其能产生囊泡——主要由脂质构成的气泡。通过被包裹在具有保护性的气泡中，pR1SE能离开它的宿主细胞去寻找新的宿主。换句话说，pR1SE的外表和行为很像病毒，但它携带着仅在质粒上发现的基因并且缺少任何表明其是病毒的基因。它是一个带有病毒属性的质粒。这表明，病毒可能从像pR1SE一样的质粒进化而来。它们从宿主那里获得了使其产生坚硬的衣壳而非软泡的基因。（Nature Microbiology 2017，doi:10.1038/s41564-017-0009-2)

成人肥胖或是线粒体故障所致

线粒体是细胞中提供能量的细胞器，被称作细胞的"能量工厂"，有着自己的遗传物质。近期，研究者通过小鼠实验发现，如果线粒体中PTCD1基因表达受损，线粒体形态就会发生变化，无法正常将脂肪和碳水化合物转化成能量，进而引发成年人肥胖，患脂肪肝、心脏肥大等疾病。实验表明，线粒体基因表达出现问题对能量代谢有着长期影响，了解其中机制可更有针对性地开发治疗肥胖、脂肪肝等疾病的药物和方法。（Science Advances 2017，3：e1700677）