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“狩獵迫使動物進化加速”等6則

2009-04-14 09:43
科學大眾(中學) 2009年3期
關鍵詞:前肢蛋白咖啡

狩獵迫使動物進化加速

科學家們發(fā)現(xiàn),有300多種動物在體型和繁殖能力方面的進化速度,要比沒有人類的自然進化速度快3倍。

大規(guī)模商業(yè)打獵和捕魚行為,正在超過污染等其他因素,成為對動物王國影響最大的因素。

在對40個不同的地理環(huán)境、29種不同生物多達34項調查中,科學家們發(fā)現(xiàn),遭到人類捕獵的物種體型比以前平均縮小了20%,它們第一次繁殖的年齡提前了25%。研究人員認為,這些變化是進化造成的。這種被迫進化的方式,在一些魚類、蝸牛、大角羊以及馴鹿的身上非常明顯。令人感到吃驚的是,這種進化通常在動物壽命耗盡之前就可完成。

動物發(fā)生進化以兩種方式進行:一是“逃避遺傳學”,人類捕獵迫使魚類體型向更小化發(fā)展,這樣它們就能夠通過網(wǎng)眼幸存下來,繁殖后代;另外一種改變進程叫做“可塑性”。比如食物豐富,但魚類很少。這些魚就會吃得更多,個體成熟得更早。

開發(fā)出“萬能”流感疫苗

日本近日開發(fā)出能對抗多種亞型流感病毒的疫苗,并通過動物實驗確認,即使病毒出現(xiàn)變異,疫苗依然有效。

通常的流感疫苗以覆蓋在病毒表面的刺狀蛋白為基礎生產(chǎn),接種疫苗后,一旦病毒侵入肌體,抗體能夠識別刺狀蛋白,從而阻止病毒增殖。然而,流感病毒存在表面刺狀蛋白形狀不同的多種亞型,且刺狀蛋白頻繁出現(xiàn)變異,因此每年進入流感季節(jié)前有關部門都要預測并重新制作疫苗。

研究人員人工合成了與表面蛋白相比較難變異的病毒內(nèi)部蛋白,并繪這種蛋白附著特殊的脂質膜,制成疫苗。接種這種疫苗后,免疫細胞會攻擊受病毒感染的細胞。

在實驗中,研究人員分析了H5N1型高致病性禽流感病毒、A蘇聯(lián)型(H1N1亞型)流感病毒和A香港型(H3N2亞型)流感病毒三者共有的內(nèi)部蛋白,并以此為基礎研制了疫苗。然后,他們給通過基因操作擁有與免疫相關的人類基因的實驗鼠接種疫苗,并讓實驗鼠感染上述3種病毒。結果,實驗鼠并未表現(xiàn)出癥狀,體內(nèi)病毒的增殖也得到了抑制。

微型船依靠水面張力驅動

受水棲甲蟲幼體蜿蜒水中移動形態(tài)的啟發(fā),美國匹茲堡大學研究小組研制出一種新型推進系統(tǒng),該推進系統(tǒng)無需槳葉、船帆和發(fā)動機,僅使用水面張力提供推進動力。這項最新技術使用電脈沖震蕩船體周圍的液體表面張力,從而導致一些微型船體通過水表面自然拉力牽引移動。

這種船體推進系統(tǒng)非常有效,可用于微型船體低維持性機械系統(tǒng),能夠實現(xiàn)微型機器人或船體監(jiān)控海洋、水庫或其他水域的水質。這是一種典型的推進驅動系統(tǒng),由于該系統(tǒng)不需要活動組件和低能量電極,可通過電池、無線電波或太陽能釋放電脈沖作為動力驅動。

咖啡渣變生物燃料

咖啡不僅可以當下午茶給你充饑,還能變成生物燃料,驅動你的汽車。這個說法出自美國內(nèi)華達大學科學家的一項研究。美國科學家研究發(fā)現(xiàn),煮過的咖啡渣也能用來提取生物柴油。

研究者稱,用咖啡渣制作柴油的技術并不困難,用化學溶劑就能提取。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計,全球每年有80億千克咖啡產(chǎn)出,而咖啡殘渣中含有11%~20%的生物油。因此,科學家估計,每年的咖啡殘渣可以提供超過15.4億升的生物柴油。

基因突變讓鯨走向海洋

大約5000萬年前,鯨類的祖先用四條腿從陸地走向海洋,為適應海洋生存環(huán)境,其后肢不斷退化并幾乎消失,而前肢卻進化成鰭狀肢。鯨類鰭狀肢為何會出現(xiàn)?是不是基因變異的結果?華東師大最新研究成果為解答這一難題提供了重要線索。

據(jù)生物學家研究,絕大多數(shù)動物的身體器官都受一個名為Hox的基因家族控制。而動物的前肢發(fā)育特別受到Hoxd12和Hoxd13基因的控制。這兩個基因的突變會導致動物前肢的畸形。研究人員通過對鯨類和其他哺乳動物類群的Hoxd12和Hoxd13基因測序,發(fā)現(xiàn)了這兩個基因在鯨類鰭狀肢的起源與分化中起到了重要作用。即鯨和現(xiàn)存的河馬、牛、豬等偶蹄目動物具有同一祖先,前肢都有4個獨立的指頭,但是由于這兩個基因的突變,鯨類祖先的前肢多長出了1個指頭,并且指間長出了蹼。在其后鯨類的再次進化過程中,部分須鯨的前肢卻又從5指進化成4指,恢復了進化前的指頭數(shù)量。

研究人員還發(fā)現(xiàn)這兩個Hox基因在鯨類的平均進化速率,均顯著高于其他哺乳動物類群,并最終認定,Hox基因的適應性進化時間與鯨類鰭狀肢的宏觀進化時代完全相符,是自然選擇的結果,而非偶然形成的。

全球變暖引發(fā)后果難以遏制

美國公布的一項最新研究報告指出,由于全球變暖已到了“積重難返”的程度,由此引起的許多后果已“難以遏制”。

這份由美國國家海洋和大氣管理局研究人員撰寫的報告說,全球變暖已造成許多嚴重后果,如地中海、南部非洲和北美西南部等地區(qū)的降雨分布發(fā)生變化;海平面上升;格陵蘭島和南極洲的積冰迅速融化等。即便人類立即停止溫室氣體排放,全球變暖的趨勢仍將至少持續(xù)1000年。

報告稱,工業(yè)革命之前,地球大氣中二氧化碳的濃度為280ppm,但目前的濃度已上升至385ppm,且今后還將保持上升趨勢。如果大氣中二氧化碳濃度上升至450~600ppm,世界多個地區(qū)的降雨量將大幅減少,由此將導致沙塵暴頻發(fā)。

許多人認為,如果停止排放二氧化碳,全球氣候將會在100年或200年后恢復正常,但情況并非如此。全球變暖的過程盡管很緩慢,但卻是難以遏制的,現(xiàn)在人們能做的就是盡快采取行動,將全球變暖的危害降至最低。

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