行为

会自动隔离的病蚁

2018年9月5日美国媒体报道，当天一架从阿拉伯联合酋长国迪拜起飞的航班因机上多名乘客生病，在美国纽约肯尼迪机场降落后被隔离，美国疾病控制和预防中心及其他相关部门对这架空客A380客机上所有人员逐个进行检查。而2002年，"非典"爆发期间，高峰时香港有超过1200人被隔离，新加坡则有超过900人，而台湾则隔离了约15万人。毫无疑问，隔离是为了防止传染性疾病的大规模爆发而危及更多的人。对于人类来说，这是无数生命换来的经验教训，而形成的一种制度性保障。那动物世界会是什么样子呢？近期，研究者利用自动化的蚂蚁追踪系统研究发现，黑蚁群中的工蚁被分成在巢穴内照顾幼蚁的护理者和在外面搜集食物的觅食者。后者很有可能被感染，但它们会同其他蚂蚁减少互动，同巢穴内蚂蚁的接触也不再那么频繁。研究者将一些觅食者暴露在棕色绿僵菌的孢子中，这些孢子会粘在蚂蚁的表皮层上，并且在一两天后进入蚂蚁体内然后将其杀死。在暴露于这种病原体的一天内，工作群体之间的隔离被强化。暴露的觅食蚂蚁改变了它们的行为，花更多时间呆在巢穴外面并且减少同其他工蚁的接触。未暴露于病原体的觅食者也在逐步将自己隔离，同时护理者将幼蚁移动到巢穴深处。模拟显示，这些行为上的改变减少了感染的扩散，并且保护了健康的工蚁和蚁王。类似这样的反应之所以在社交性昆虫中出现，可能是因为只有蚁王会繁衍后代，所以进化会青睐令整个蚁群受益的个体行为。（Science 2018，362,6417：941-945）

鸟类彩色蛋壳可能起源于1.5亿年以前

自古以来，鸟蛋就因为色彩和斑点样式的多样性而获得诸多赞美，比如说美洲知更鸟的碧蓝色鸟蛋以及鸸鹋的墨绿色鸟蛋等。一般来说，大多数专家都认为，各种鸟类的彩色鸟蛋是最近才进化出来的，而且最早的鸟类产下的都是像鳄鱼一样的纯白色鸟蛋。然而，研究者借助化学分析在一颗具有7000万年历史的河源龙蛋中，探测到了蓝绿色和棕红色两种色素。之后为了查明彩色恐龙蛋是否与鸟蛋有着相同的进化起源，研究者又收集了各种蛋壳碎片，其中包含了白垩纪的恐龙、灭绝鸟类以及鸡、燕鸥、鸸鹋和短吻鳄的蛋壳碎片。然后使用了拉曼微波光谱，借助激光束来探索它们的分子构成，这样就能够了解它们是否携带现代彩色蛋壳中常见的两种色素痕迹。结果发现，化石蛋壳存在许多色彩和斑点模式，比如恐爪龙产下的是蓝绿色的恐龙蛋，中国河源龙的蛋壳也是蓝绿色的。此外，他们还发现许多与鸟类有着密切关系的食肉恐龙产下的都是彩色的恐龙蛋，而且它们的蛋壳表面色素沉积方式相同，这意味着彩色蛋壳在现代鸟类分支进化出来之前就已经存在，很可能拥有超过1.5亿年的历史。彩色外壳或许能够让恐龙蛋以及现在的鸟蛋伪装起来以躲避捕食者，而且与众不同的斑点模式，或许能够帮助它们的父母将它们与恐龙巢穴寄生者的蛋区分开。但现在产下白色鸟蛋的鸟类，比如说鸵鸟、鹦鹉和一些家养蛋鸡等，肯定在进化过程中失去了为蛋着色的能力。同理，恐龙蛋的着色能力很可能是需要避开捕食者而进化出来的。不过，研究者在食草性长颈恐龙物种和慈母龙的恐龙蛋化石中，并未探测到色素存在的迹象。这就表明这些恐龙物种产下的是白色恐龙蛋，而且这些物种都是恐龙谱系图中更加遥远的分支，它们像现代乌龟一样把蛋埋在地下。（Nature 2018，563：555-558）

做梦基因

基因是携带遗传信息的DNA片段，支持着生命的基本构造和性能，储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。近期的一项研究发现了与做梦相关的两个基因，当失去这两个基因后，动物基本没有浅层睡眠的时间，不会做梦，记忆力出现衰退。通常身体休息但是大脑没有休息的睡眠阶段属于浅层睡眠，而身体和大脑都休息的睡眠阶段属于深层睡眠。浅层睡眠介于醒着与深层睡眠之间，做梦和记忆等都与浅层睡眠有着密切关系。研究者通过敲除实验鼠身上的基因并对其睡眠展开观察，发现有两个基因是控制浅层睡眠和做梦的。实验鼠在敲除这两个基因后，不会产生浅层睡眠，只有醒着和深层睡眠两种状态，实验鼠每天的浅层睡眠时间从约70分钟减少到几乎为零。没有浅层睡眠的实验鼠不会做梦，记忆力也出现衰退，但是研究者认为，这不足以影响实验鼠的存活。这是科学界首次发现决定有无浅层睡眠的基因，也是首次确认动物可以没有浅层睡眠，可以不做梦。这一研究成果将有助于研究睡眠障碍病因，并开发有关治疗方法。（Cell Reports 2018，24：P2231-2247.E7）

毒蘑菇大本营深度揭秘

在误食毒蘑菇而中毒死亡的事件中，90%是由剧毒鹅膏所致。那什么是鹅膏呢？宋代陈仁玉于《菌谱》中记载："鹅膏蕈，生高山，状类鹅子，久乃伞开，味殊甘滑，不谢稠膏…"。这里的"鹅膏蕈"就是鹅膏。鹅膏科包含著名的可食用的鹅膏，如欧洲市场上深受欢迎的"凯撒鹅膏"以及在我国广为人知的"鸡蛋菌"、"黄罗伞"和"草鸡枞"等。同时，该科还囊括有大量有毒的鹅膏，如致命鹅膏、灰花纹鹅膏和黄盖鹅膏等，误食会造成急性肝损害；假褐云斑鹅膏、赤脚鹅膏等，误食会引起急性肾损伤；毒蝇鹅膏、土红鹅膏、残托鹅膏等，误食会导致神经精神状疾病。因此，鹅膏科是毒蘑菇的大本营。鹅膏科真菌物种繁丰，全球约700余种，与十余个科的植物形成菌根共生关系，物种形态各异、结构类型多样、生态分布广泛、趋同进化和隐形种现象并存，是真菌分类研究中十分困难的类群。在200余年的分类研究历史中，该科物种界定和属种归属一直存在争议。在过去20余年里，研究者利用全球五大洲的模式标本、权威标本和普通标本共计200余种1200余份，借助多基因分子系统发育分析重建了鹅膏科的系统发育框架，研究了鹅膏科的系统亲缘和我国该科的属种多样性，首次明确了鹅膏科的单系性及其应包含的属。结合形态解剖和生态特征分析，提出了该科的新的分类系统，该科囊括5个属，其中鹅膏属下划分为3亚属11组。在此基础上提出了鹅膏科物种界定的"形态-分子-生态标准"，强调了个体发育特征、菌幕残余显微结构和多基因序列对物种划分的重要性，澄清了我国该科物种界定中的诸多问题，精准界定和描述了我国鹅膏科的162个物种，其中包括50个新种和112个已知种，显著提高了对我国该科真菌的物种多样性认识，同时还对该科国外特别是欧美的90余种开展了深入的研究，明晰了欧美学者早期发表的某些物种的概念，领跑了世界鹅膏科真菌的精准分类，为食用鹅膏和有毒鹅膏的鉴别提供了管用的标准。该研究的部分成果以电视、报纸、墙报、宣传册等形式，对学生、公职人员和普通大众进行了科普，"头上戴帽+腰间系裙 +脚上还穿鞋的蘑菇不要吃"就是针对鹅膏科真菌而总结提炼的，对开展毒蘑菇鉴别与中毒防控起到了积极作用。（Fungal Diversity 2018,91（1）：5-230）

丽蛉化石揭示中生代传粉昆虫生态位分化

昆虫传粉促进了植物的繁衍和分化，在现代陆地生态系统中至关重要。自从达尔文在1877年《兰花的传粉》一书中首次注意到传粉蛾类长口器与兰花花管的长度匹配关系。许多生态学家都报道了现生昆虫长口器与植物花管的协同演化关系。但由于化石材料的缺乏，致使人们对被子植物时代之前的传粉昆虫及其生态位知之甚少。丽蛉是仅记录于中生代的一类脉翅目传粉昆虫，具有长口器。其口器与其取食植物的花管在长期的演化中形成了形态适应，即昆虫口器长度与其传粉的植物花管长度类似，因此丽蛉口器长度为重建传粉生态位提供了关键证据。近期，研究者报道了产自白垩纪中期的缅甸琥珀和中国早白垩世热河生物群及侏罗纪的燕辽生物群的27个丽蛉标本，并对丽蛉的传粉行为、化学通讯行为及伪装行为进行了详细研究。不同物种丽蛉的口器长度在0.6毫米到18毫米之间，其中缅甸琥珀中丽蛉口器长度在0.6至3.2毫米之间，而中生代沉积岩中丽蛉口器长度在5至18毫米之间。结果表明缅甸琥珀中不同种类的昆虫口器长度具有较高分异度，口器长度高度多样化反映了其取食植物和花管长度的多样性，表明传粉昆虫的生态位分化在被子植物快速演化之前已经出现。传粉生态位分化提高了传粉效率，进一步促进了白垩纪传粉昆虫和虫媒植物的演化。（Nature Communications2018,9:3793）

蛉类幼虫的伪装行为演化史

在漫长的地质历史中，昆虫演化出不同的伪装术。覆物行为（主动利用环境中的各种材料遮盖体躯）是昆虫伪装术中最奇特、最复杂的一类。该行为的化石证据极其稀少，导致人们对该行为的早期演化了解甚少。近期，研究者描述了缅甸琥珀中蛉类幼虫11新属11新种，这些新类群都属于脉翅目蚁蛉亚目。基于现生蛉类幼虫和相关化石数据，研究者重建了蚁蛉总科的系统发育关系。在此基础上，对关键的行为学特征和形态学特征的相关性进行了深入分析。研究结果显示，关键的行为学特征和蛉类幼虫的形态学特征密切相关，即关键形态可以反映相应的行为。研究结果进一步表明蛉类幼虫的伪装行为、掘穴行为等很早就在干系类群中出现了。特别是伪装行为可能独立演化至少3次，分别出现于蚁蛉亚目基类群、细蛉亚科和蚁蛉总科。此外，本研究也发现掘穴行为是蚁狮后期繁盛的一个重要因素。尽管现在蚁狮主要生活在干旱地区，但其祖先却生活于潮湿的雨林地区。（Nature Communications 2018,DOI:10.1038/s41467-018-05484-y）

蘑菇的黑科技：草船借箭

美味蘑菇让人回味无穷，剧毒蘑菇则让人心惊肉跳。为什么有的蘑菇味道鲜美？而有的蘑菇则致人死地？原因在于有毒的蘑菇体内含有毒素物质。确实，毒素是蘑菇自我生存所需，它可驱走对其有伤害的昆虫或其他动物，让其后代――孢子――有机会成熟并得以传播和繁衍。因此，一些蘑菇进化出了高效的"毒素生产线"，增强了其生存适应能力。然而，生产毒素并非易事，有"能力"或有"运气"的蘑菇才能实现。世界上最毒的蘑菇隐藏于鹅膏属（Amanita）、盔孢伞属（Galerina）和环柄菇属（Lepiota）等三个属中。事实上，早在一百多年前人们就已发现，上述三个属中的剧毒蘑菇之间的亲缘关系较远，分别隶属分类学中三个不同的科，但却都能做同一件事，即合成同一类毒素：鹅膏毒肽。但是，对上述三大类剧毒蘑菇独有的"鹅膏毒肽生产线"是如何进化而来，众说纷纭。近期研究者发现，合成令人毛骨悚然的"鹅膏毒肽"并非这些蘑菇"原创"，而是由一个不知名的祖先发明的，这些"走运"的蘑菇利用"草船借箭"这一绝招，通过基因水平转移的方法，"投机取巧"，将剧毒蘑菇合成毒素的蓝图——基因——"山寨"了一份，巧妙地"借"来了"箭"，把自己武装了起来！其他生物也许要花费几万年才能进化来的技能，这些蘑菇则不费吹灰之力就实现了"弯道超车"。研究还发现，"借箭"是从环柄菇到盔孢伞再到鹅膏分步骤实现的。鹅膏虽然最后才获得这一毒素合成"秘方"，但却将这"秘方"发扬光大，踵事增华，进化出了合成新毒素的能力，因此其毒性超过了盔孢伞和环柄菇，不愧为"毒王"，成为90%蘑菇中毒致死事件的罪魁祸首。（IMA FUNGUS2018，9(2):225-242）