环球科学：如何让金毛更长寿；6700多米！哺乳动物迄今最...

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　　· 动物学 ·

　　生存在6700米海拔的鼠类，打破哺乳动物居住的最高海拔纪录

　　2020年春天，两位科学家在位于阿根廷与智利边境的尤耶亚科山（Llullaillaco）顶上，发现了一种叶耳鼠（Phyllotis vaccarum）。尤耶亚科山是安第斯山脉中的一座休眠火山，顶峰海拔6739米，在此发现的叶耳鼠打破了哺乳动物居住的最高海拔纪录。此前几十年间，科学家们也曾在安第斯山脉中的相似海拔处发现过木乃伊化的鼠类，但研究者一度认为它们不是本地的动物，是人类将这些动物带到偏远地区。而最近，一项发表在《当代生物学》（Current Biology）的新研究，对安第斯山脉中采集的一些木乃伊化的鼠类的基因组进行分析，发现其中最古老的木乃伊鼠可能生活在3个多世纪前。

　　在尤耶亚科山顶发现叶耳鼠的，是来自美国内布拉斯加大学林肯分校与智利南方大学的两位研究者。在那之后他们又探索了安第斯山脉中部的21座山峰，并从6000米以上的海拔高度找到13只木乃伊化的同一物种的叶耳鼠，数十只同种的活体叶耳鼠，以及生活在5000米以上高度的其他鼠类——总共接近500只鼠类被捕获，包含18个物种。在最近发表的研究中，研究者发现生活在不同海拔的同种叶耳鼠基因差异不大（而通常沿着较大的海拔梯度，动物会被分为不同亚种甚至不同物种）。科学家结合一些沿途采集的啮齿动物特有的微生物DNA认为，这种叶耳鼠最初就是在高海拔地区演化出来，而后逐渐扩散到低海拔地区。研究者对木乃伊化的啮齿动物进行的放射性碳元素定年结果显示，它们生活的时间不超过350年前——那时距离印加帝国最后一次被西班牙人打败已经过去一个世纪。科学家认为，这些鼠类更像是自己抵达了那里。至于是什么原因驱使它们到高山上生活，还需要进一步研究。

　　· 健康 ·

　　这种基因或能让金毛延寿

　　研究人员在金毛寻回犬中发现了一种与长寿相关的基因。（图片来源：Jessica Hecock, UC Davis）

　　金毛寻回犬（golden retriever）是最受欢迎的犬种之一，有研究表明，它们死于癌症的概率高达65%。近日，在一项发表于《老年科学》（GeroScience）杂志的研究中，美国加利福尼亚大学戴维斯分校的研究人员发现，有一种名为HER4的基因或能帮助延长金毛寻回犬的寿命，携带这种基因的某些变体或许可以使金毛寿命延长近两年。HER4是人类表皮生长因子受体家族的一员，此前已被证明与人类患癌有关。

　　通过研究300多只金毛寻回犬，并比较12岁之前就去世的金毛与14岁还活着的金毛的DNA，研究人员发现，携带HER4某些变体的狗活得更长，平均寿命达13.5年。而未携带这些基因变体的金毛的平均寿命为11.6年。前者比后者多活近两年。对金毛来说，两年相当于人类的12到14年，因此多活两年相当于使金毛寿命增加了15%~20%。此外，他们还发现，相比于公狗，该基因的变体对母狗寿命的影响更大。这可能是因为HER4会与雌激素等激素相互作用。狗会患上许多与人类相同的癌症，这一发现或可用于未来对人类癌症的研究。

　　· 气候变化 ·

　　西南极洲冰盖的未来融化或不可避免

　　近日，一项发表于《自然·气候变化》（Nature Climate Change）的建模研究显示，21世纪西南极洲冰架的进一步融化或无可避免。研究结果显示，西南极洲的海洋快速暖化已注定会在一系列排放路径下发生，而减缓行动也许只能预防最坏的情景。冰架在支撑或是减慢冰川向海洋输水过程中起着重要作用。西南极洲冰盖是南极洲导致海平面上升的最大原因。这些冰损失由与南冰洋的相互作用导致，尤其是阿蒙森海。关于阿蒙森海暖化的数据有限，虽然有人提出该区域能从减排中受益，但一直缺少这方面的具体分析。

　　研究人员利用一个区域海洋模型，分析了不同排放情景下海洋热量的未来变化，以及南极洲阿蒙森海由海洋驱动的冰架融化。他们发现，即使在多个减缓情景下[包括巴黎协定1.5℃，巴黎协定2℃，以及典型浓度路径（RCP）4.5]，气候变化都可能让海洋以历史速度的三倍暖化。这说明，减缓措施限制阿蒙森海今后几十年暖化速度的能力可能有限。研究人员预计，对支撑冰盖和维持稳定性很关键的区域将进一步融化，而且暖化主要集中在与冰架空腔处相连并能导致融化的中间深度（200~700米）。这项研究提供了目前对阿蒙森海未来暖化趋势的最完整预测数据。

　　· 神经科学 ·

　　大脑中的白质发挥着什么作用？

　　人类大脑由负责处理信息的灰质与负责传递信息的白质组成。一直以来，研究人员多专注灰质的研究而忽略了占大脑一半体积的白质。近日，发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上的一项研究表明，在执行简单任务（如摆动手指）时用磁共振功能成像（fMRI）扫描大脑，可以看到白质中的血氧水平依赖信号（BOLD）增加，这个信号与大脑中的神经活动有关。

　　由于癫痫、多发性硬化症等疾病会破坏大脑“连接性”，科学家推测在连接不同脑区的白质中进行着重要的大脑活动，BOLD信号的变化就是这些大脑活动的体现。但白质信号的能量低于灰质信号，更难从大脑的背景噪声中分离出来。研究团队让被试者多次重复视觉、语言或运动任务并以此建立趋势，并对不同白质纤维通路上的信号进行平均，从而提高了信噪比，以便更好地研究白质的作用。这项研究表明，许多fMRI研究可能不仅低估了大脑激活的真实程度，还可能错过了来自MRI信号的关键信息。未来研究人员也将继续研究他们之前在精神分裂症、阿尔茨海默病和其他脑部疾病中检测到的白质信号的变化，通过动物研究和组织分析确定这些变化的生物学基础。

　　· 古生物学 ·

　　中国科学家重建1亿年前蚂蚁捕猎过程

　　生态重建刀颚蚁捕食情景。图片来源：中国科学院南京地质古生物研究所

　　中国科学院南京地质古生物研究所与中山大学等单位合作，通过三维建模、机器仿真实验等新方法，重建出了1亿年前蚂蚁的捕猎过程。相关研究于近日发表在《国家科学评论》（National Science Review）上。研究人员选取了一类更加特化的黑帝斯蚁——刀颚蚁作为研究对象。根据先前对化石中刀颚蚁样本的解剖数据，推测刀颚蚁可能依靠上颚沿水平面的垂直方向运动配合角结构进行捕食，然而这一假说存在不确定性（仅有静态信息），需要通过获取动态信息进行定量验证。

　　为了解决该问题，研究人员分五个步骤对刀颚蚁的上颚展开运动重建。首先选取两块不同上颚空间构型的刀颚蚁琥珀。其次，对化石进行三维建模，完整复原了刀颚蚁上颚的立体形态结构和解剖结构，获得两个高质量的刀颚蚁上颚3D模型。第三，根据获得的3D模型，将隐藏在化石中的运动线索进行检测和数字化，通过比较两种空间姿态的刀颚蚁上颚三维模型，量化分析得到了上颚的三轴运动特性。第四，通过生物力学和机器（动力仿真）实验验证运动学合理性，得到三轴转动更适合于刀颚蚁提高捕食成功率的结论。最后，生态复原刀颚蚁的捕食情景。这项研究提出了一种古无脊椎动物运动重建的系统性分析方法，为深入理解古无脊椎动物的运动方式、生态习性等打开了定量验证的大门。（中国科学院南京地质古生物研究所、新华社）

　　撰文：王鑫仪、栗子、王怡博