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阿尔泰山地5200 年的小麦和青稞

新石器晚期-青铜时代旧大陆文明的早期作物全球化过程是人类社会发展历史上最宏伟壮观的重大事件之一。中全新世驯化作物经历了数千世代的选择与栽培改良，其每一颗驯化作物种子积累了人类数千年的智慧与劳动。早期农业人群在驯化作物及交流过程中，不仅共享了不同地域的人类智慧与成果，也极大促进了物质文化和技术的发展，进而影响人们的生活方式、文化、艺术及观念。早期作物全球化过程中最重要的影响最广泛的事件是东方粟黍农业与西亚小麦/大麦农业系统的交流。在新石器晚期-青铜文化过渡时期，源自两河流域的普通小麦和裸大麦（青稞）开始在中国出现，成为最早传入中国的两种"西方作物"。在随后几百年里，普通小麦和青稞在中国北方地区种植比例逐渐增加，成为河西走廊，青藏高原和黄河中下游地区早期农业的主要组成部分。另一方面,源自东亚的粟、黍农业也在中亚，南亚及东欧等地区相继出现，成为当地主要的夏季作物。早期农业的跨欧亚大陆交流促使了旧大陆农业文明种植方式和烹饪方式的重大改变，并导致人口的增长与文明的快速发展。欧亚大陆的早期陆上传播交流通道主要有三条：喜马拉雅南麓通道、中亚-塔里木盆地的绿洲通道、北亚草原通道，这种跨大陆尺度农作物及文化双向交流最初发生在什么时间？由哪些古代人群完成？基于何种途径和方式进行传播？是近几十年来考古学、人类学与全球变化等领域共同关注的焦点问题。近期，研究者报道了新疆北部阿尔泰地区通天洞遗址的最新研究成果。该研究通过炭化植物种子、木炭、花粉、动物遗存等考古记录以及年代学的综合研究，将中国境内已知最古老的驯化普通小麦和青稞的年龄定格在5200 年前，为小麦农业向东传播以及东西文明交流的草原通道提供了最早期的证据。

（Nature Plants2020，6：78-87）

基因" 时钟" 或能预测脊椎动物寿命

与每一个生命个体一样，每种生物也有自己的寿命。然而，一个物种的最大寿命难以定义，而且物种之间存在巨大差异。过去的研究认为最大寿命由基因控制，但是到目前为止，仍没有发现造成这种差异的基因变种。近期，研究者在构建模型时，采用了252 种寿命已知的脊椎动物的参考基因组，鉴定出了42 个可以预测寿命的基因。结果发现，这些基因中的CpG 密度对脊椎动物（包括已灭绝物种）的寿命具有较高的预测性。研究者以非洲象的基因组及其平均寿命（65 年）为参照，利用模型估算出真猛犸象和古棱齿象的寿命为60 年。以现代及早期人类和黑猩猩的基因组为参照，估算得出丹尼索瓦人和尼安德特人的寿命约为38 年。研究者指出，该模型能够估算长寿物种的寿命，如平塔岛象龟和弓头鲸，由于这类物种的寿命通常超过人类，因此预测其寿命是一件具有挑战性的事。以上发现可能有助于深入研究现存物种及已灭绝物种的生态学和演化、受威胁物种的保护以及可持续捕捞。

（ScientificReports2019，9：17866）

海龙科鱼类适应进化机制

海龙科鱼类是种间表型变异十分丰富的小型海洋鱼类，主要生活在海洋近岸与岛礁区域，因其特异的体形结构与" 雄性育儿" 繁殖策略等独特性状，被视为海洋生物进化和物种保护研究的旗舰类群。近期，研究者通过多种海洋鱼类全基因组比较与解析，揭示了海龙科鱼类进化速率的特征。随后，在对不同海龙科物种复杂性状形成机制的分析过程中，他们发现了SCPPs、tbx4 等功能基因在物种性状进化过程中的关键功能，揭示了Pcdh 基因家族在海龙科物种中的显著扩张，阐明non-clusteredPcdhs 基因对于海龙科物种胎盘发育和胚胎着床的功能特征。该研究原创性地将海龙科物种的胎盘与高等哺乳动物的胎盘进行趋同进化研究，从全基因组层面进行深入挖掘，发现了海龙科鱼类118 个基因与胎盘类哺乳动物趋同进化，且这些基因参与了育儿袋内细胞增殖与凋亡、血管增生及胚胎发育等生命过程。

（National Science Review2020,nwaa002,）

有些恐龙不是冷血动物

恐龙是冷血动物还是温血动物？科学界对这个问题长期存有不同观点。一项新研究显示，有些恐龙的体温在35 至40 摄氏度之间，说明它们不是冷血动物而是温血动物。近期，研究者研究了在加拿大等地发现的3 种恐龙蛋化石，通过分析蛋壳中碳酸钙矿物的同位素特征，计算这些蛋壳在恐龙体内形成时的温度，从而推断恐龙的体温。结果显示，这些恐龙的体温介于35 至40 摄氏度之间，与今天人类的体温差不多。那么，是当时的环境比较温暖，还是恐龙靠自己维持了上述体温？研究者又分析与这些恐龙同时期生活在同一地区的一些冷血软体动物的化石，推断有的软体动物体温约为26 摄氏度，这反映了当时环境的温度。因此研究者认为，这些恐龙不是体温随环境温度而变的冷血动物，而是能依靠自身新陈代谢维持体温的温血动物。

（ScienceAdvances2020，6：eaax9361）

海洋幼虫进化起源之谜

海洋幼虫的进化起源方式是困扰动物学家近百年的科学难题，被认为是动物宏观进化领域的主要谜题之一。大多数海洋无脊椎动物类群的生活史会经历特殊的浮游幼虫阶段。这种兼具有小巧、浮游生活的幼虫阶段和体型较大、常营底栖生活的成体阶段的生活史，赋予动物提供了极大的发育可塑性和环境适应性，被认为是动物生活史进化的重大事件，也是驱动海洋动物类群高度多样化并繁荣昌盛的关键要素之一。由于缺少完备的化石或分子水平证据，海洋幼虫起源问题在国际学界争论已达百年之久，目前主要有两种模型假说：（1）"幼虫先起源"假说，认为幼虫进化起源早于成体阶段，成体阶段是在进化后期单次或多次独立产生的；（2）"成体先起源"假说，认为幼虫进化起源晚于成体阶段，幼虫阶段是在后期进化过程中多次插入产生的。相对来说，由于" 幼虫先起源" 假说符合" 发育过程是对进化过程的重演"这一传统认知，该假说得到了国际进化发育学界更广泛的认可。近期，研究者通过分析多种代表性海洋动物类群的全发育周期转录组数据，巧妙应用转录组年龄指数（TAI）分析方法，从分子水平上推演了幼虫的进化起源历史。令人惊讶地发现幼虫阶段（相比成体阶段）在整个生活史中呈现更为"年轻"的表达谱特征，且在后生动物类群中普遍存在。研究结果支持幼虫阶段的进化起源晚于成体阶段，从而否定了在学界长期占据主导地位的"幼虫先起源"假说模型。尽管支持"成体先起源"假说，研究者通过深入分析发现，不同于国际上之前提出的"成体先起源"模型认为幼虫存在多次独立插入起源，动物祖先生活史在进化过程中可能仅发生过一次幼虫插入事件。研究者最终提出了一种新的幼虫起源进化模型，即幼虫单次插入起源的"成体先起源"模型，且推断原始幼虫的插入时间可能发生于栉水母动物门与后生动物祖先分歧之后。

（Nature Ecology&Evolution 2020，https：//doi.org/10.038/s41559-020-1138-1）

肠道细菌可导致多种疾病

人体胃肠道中定居着100 万亿的细菌和古菌，它们构成了一个复杂的生态系统，共同维护着宿主的生理平衡。它们有的有益身体健康，有的则可能具有破坏性的力量。结肠癌通常被认为是由随机基因突变引起的，吸烟和不健康的饮食习惯，增加了人类患结肠癌的风险。但最近，研究者认为某些肠道细菌可能是引发突变的"嫌犯"，其中包括一种大肠杆菌，它能产生破坏人类DNA 的物质。这种被称为pks+大肠杆菌的菌株在结肠癌患者的粪便中更为常见，但它究竟是导致肿瘤的根源，还是患癌的人体环境更适合其生长，尚不清楚。为了解决这一问题，研究者将pks+大肠杆菌注射到人类肠道（在体外培养的类器官）细胞中。结果发现，这种微生物触发了不同的DNA 损伤模式：在DNA编码的4 个" 字母"（A、T、C、G）中，突变发生在特定的两个字母组合上。研究者随后回顾了此前的两项研究，在这两项研究中，近6000 个肿瘤的基因（主要来自结肠）被测序。5%到10%的结肠癌患者有相同的突变模式，但在其他类型的肿瘤患者中则没有发现。，这一发现有力证明了这些细菌确实是引发结肠癌的原因。如果上述研究结果得到证实，人们可以通过服用抗生素来清除致癌细菌，然后用含有安全有益大肠杆菌菌株的益生菌胶囊，阻止危险菌株死灰复 燃。

（Nature 2020，doi： 10.1038/s41586-020-2080-8）

蝙蝠免疫系统让病毒更致命

近年来， 一些最严重的病毒性疾病--SARS、MERS、埃博拉、马尔堡病以及新出现的新冠肺炎--可能都起源于蝙蝠，这也许并非巧合。一些蝙蝠--包括那些被认为是人类感染源的蝙蝠，其免疫系统永远准备着防御病毒，并可以迅速将病毒隔离在细胞外。虽然这可能会保护蝙蝠不受高病毒载量的感染，但也会促使这些病毒在宿主体内更快繁殖。这使蝙蝠成为快速繁殖和高度传播病毒的独特宿主。虽然蝙蝠可以耐受这些病毒，但当后者进入缺乏快速反应免疫系统的其他动物体内时，就会迅速击垮新宿主，导致高致死率。之所以如此，可能与蝙蝠的习性有关。一般而言，剧烈的体力活动和高代谢率通常会导致较高的组织损伤，这是由于活性分子（主要是自由基）的积累。作为唯一会飞的哺乳动物，蝙蝠会在飞行中提高它们的代谢率，使之达到奔跑中的体形相似啮齿动物的两倍。为了能够飞行，蝙蝠似乎已经进化出一种有效清除这些有害分子的生理机制。这或许是蝙蝠长寿的原因。有些蝙蝠可以活40 年，而同样大小的啮齿动物只能活两年。这种对炎症的快速抑制可能还有另一个好处：抑制与抗病毒免疫反应相关的炎症。许多蝙蝠免疫系统的一个关键技巧是一触即发地释放一种叫做干扰素的信号分子（干扰素α），它告诉其他细胞在病毒入侵前"做好战斗准备"。模拟计算显示，许多蝙蝠病毒通过动物媒介传染给人类。SARS 冠状病毒通过果子狸，MERS 病毒通过骆驼，埃博拉病毒通过大猩猩和黑猩猩，尼帕病毒通过猪，亨德拉病毒通过马，马尔堡病毒通过非洲绿猴传染给人类。尽管如此，这些病毒在最后进入人体时仍然具有极高的毒性和致命性。

（eLife2020，9：e48401）

食物与中风

中风，又名脑中风或脑血管意外，是一种突然起病的脑血液循环障碍性疾病。缺血性中风是由于血凝块阻塞了向大脑供血的动脉，或者在身体其他部位形成了血凝块，并到达大脑阻断了其血液流动。出血性中风发生在大脑出血损害附近细胞时。大约85%的中风是缺血性的、15%是出血性的。中风是全球第二大死亡原因。研究发现，虽然较高的水果、蔬菜、纤维、牛奶、奶酪或酸奶摄入量都与缺血性中风风险较低有关，但与出血性中风并无明显联系。然而，大量食用鸡蛋与出血性中风的高风险相关，而与缺血性中风无关。近期，研究者分析了1992 年至2000 年期间欧洲癌症和营养前瞻调查收集的418329 名男性和女性的数据。参与者完成了关于饮食、生活方式、病史和社会人口因素的问卷调查，平均随访12.7 年。在此期间，有4281 例缺血性中风和1430 例出血性中风。结果显示，人们摄入的纤维总量与缺血性中风风险的最大潜在降低有关，每天多摄入10 克纤维就能降低23%的患病风险，这相当于10 年内每1000 人中减少2例。但每天多吃20 克鸡蛋，出血性中风的风险就会增加25%，相当于10 年内每3000 人中增加2 例。可见，不同类型的食物与不同类型中风的风险有关。

（European Heart Journal 2020,ehaa007）