欢迎收看自然小喇叭栏目。在过去的半个月里,我们搜罗了以下值得关注的自然新闻和研究:
1)用屁股喝水,没想到你是这样的甲虫
2)通过装死求偶,没想到你是这样的蜘蛛
3)猛犸象肉丸,是什么味道?
4)水熊虫又立大功
5)植物痛了也会尖叫
6)美洲狮的狩猎艺术:留点剩饭
甲虫用屁股喝水
甲虫可以一辈子都不用嘴喝水,因为——它们可以用屁股“喝水”!
科学家最近发现,赤拟谷盗会打开肛门,用直肠从潮湿的空气中吸收水分。秘诀在于甲虫直肠中的一种独特的细胞,这种细胞会大量表达一种名为NHA1的蛋白质,可以将盐分泵入肾脏。水会往盐分浓度更高的地方渗透,也就能从直肠进入身体了。
赤拟谷盗(Tribolium castaneum)|Wikimedia Commons
甲虫不仅能从空气中吸水,从食物中吸收水分的效率也很高,这让它们靠着含水量只有1~2%的食物就能活下来。科学家用显微镜观察时发现,赤拟谷盗的粪便完全是干燥的,所有水分都被肠道吸收得一干二净。
甲虫肠道的横截面,中间品红色的是完全干燥的粪便,周围灰色的是肠道,紫色的是马氏管 | Kenneth Veland Halberg
现在,地球上五分之一的动物物种是甲虫,它们造成了高达25%的粮食产量损失。比如我们熟悉的米虫,就能在极度干燥的粮仓中生存。但传统的杀虫剂不仅会杀死甲虫,还会误杀其他有益昆虫,并对环境造成影响。科学家希望,研究甲虫如何用直肠吸收水分,可以帮助设计出为甲虫量身定制的杀虫剂,在除掉甲虫的同时,保护蜜蜂这样的有益昆虫。
雌蜘蛛假死求偶
“怎么找对象”是不少物种都要面对的难题。一些雌蜘蛛找到了一个神奇的方法——假装死掉。
很多蜘蛛有同类相食的习性,交配以后,逃得不够快的雄性就会沦为雌性的一顿大餐。对于雄性来说,交配意味着死里逃生的冒险,因此它们总会犹犹豫豫,不会轻易选择交配。
一只雌性老挝巨型猎人蛛(Heteropoda maxima)正在吃掉雄性同类 | Smartcam / Wikimedia Commons
最近,科学家们发现,雌性刺近隅蛛在交配过程中会进入假死状态——腿牢牢地卷起来,整个身体一动不动。研究发现,这是雌性自发的装死,并不是由雄性的麻醉导致的;雌性可以自由控制假死的时间,一旦交配结束,它们就会立刻醒来。
A:休息状态的雌性刺近隅蛛(Aterigena aculeata);B:假死状态的雌性刺近隅蛛 | 参考资料[2]
科学家认为,雌性的假死可能是为了吸引雄性,让对方不必担心交配完被吃掉。这也是雌性筛选配偶的一种方式:雌性只会对它们认为最优质的雄性使用装死的招数,增加对方上钩的几率;至于那些它们看不上眼的雄性,就不必费心装死了,雄性自然会因为害怕被吃掉而跑得远远的。
猛犸象肉丸
想必你吃过牛肉丸、鱼肉丸,但你听过猛犸象肉丸吗?
最近,澳大利亚一家名为Vow的公司,利用已灭绝的猛犸象的遗传序列,做出了一个400克的猛犸象肉丸。
猛犸象肉丸 | Vow
不过,严格地说,这个肉丸主要并不是用猛犸象肉做成的。制作者用猛犸象的肌红蛋白DNA序列创造“猛犸象风味”,然后用现存非洲象的DNA信息填补空白,再把它放进绵羊的干细胞里。在实验室环境下,这些绵羊细胞不断增殖,长到约200亿个细胞时,就可以做成大肉丸了。
肉丸制作好后,制作者先将它烘烤熟透,然后用喷灯炙烤出焦香的外层——但下一步并不是吃,而是给它上釉,然后送往阿姆斯特丹的一家博物馆展出。虽然在场人士说它闻起来有种独特的香气,像是鳄鱼肉的香味,但没人知道这个所谓的“猛犸象肉丸”到底是什么味道,公司也没打算投入商业化生产。
猛犸象复原图 | Mauricio Antón / Wikimedia Commons
制作这个肉丸的公司声明,现在的猛犸象肉丸并不是造来食用的,真正目的是增加大家对人造肉的关注。目前,全球人类对肉类的需求越来越大,如果能在实验室通过细胞培养造出可食用的肉,我们就能减少传统畜牧业造成的温室气体排放,真正实现可持续、可再生。
水熊虫立大功
神奇动物水熊虫,最近又立大功了!
水熊虫,也就是缓步动物,有非凡的生存能力。在各种极端的环境条件下,它们会脱水进入假死状态,从而在低至零下200℃、高至150℃的极端环境里存活。科学家最近发现,水熊虫身上的蛋白质还可以应用到医疗中,让原本需要冷藏的药物在室温下也能保存。
电子显微镜下的水熊虫 | Goldstein lab
科学家从一种名叫Hypsibius exemplaris的水熊虫中提取了2种物质:海藻糖和CAHS蛋白质,并将它们加入到治疗甲型血友病的凝血因子Ⅷ中。
凝血因子Ⅷ原本需要冷藏保存,但是有了来自水熊虫的这2种物质——特别是CAHS,凝血因子Ⅷ可以在常温下储存并保持稳定,甚至承受反复脱水、极端高温和长期干燥等不利条件。
冷链运输到莫桑比克的疫苗 | GiveWell / Wikimedia Commons
这项发现能让很多人获得救命的药物。在冷链不发达、冷藏条件有限的偏远地区,供应和使用需冷藏保存的药物是很难实现的;但如果有了水熊虫的蛋白质,生活在偏远地区的患者也能获得并长期使用这些药物。
除了医疗领域,这个发现带来了另一种可能性——也许在未来的某天,我们不再需要如此依赖冷链技术,从药物、食物到其他生物分子,都可以不靠低温来延长保质期。
植物尖叫
在缺水或受伤时,很多植物会发出颇为响亮的“尖叫”——只不过,这声音频率太高,人耳并不能直接感知。
研究者用麦克风记录了包括仙人掌在内多种植物发出的声音 | Tel Aviv University
最近,这一研究发现发表在了《细胞》期刊上。研究者架起麦克风,记录下了番茄、烟草、仙人掌、葡萄等多种植物发出的声音。
这些植物在健康时相当安静,但在缺水或受伤时,它们则会频繁产生40~80千赫兹的超声波,甚至1小时就会“叫”上几十次。这种声音的音量相当可观,在3~5米远处依然可以检测到。
植物发出“尖叫”的原理尚不明确,它可能与维管系统中小气泡的生成和破裂有关。研究者认为,这些声音或许可以被昆虫等动物听到,也有可能被其他植物感知,但它具体会产生什么影响目前仍是未知数。监测声音或许也能帮助人类更好地了解植物的健康状况。
美洲狮的狩猎艺术
一项研究发现,美洲狮有一种精巧的狩猎策略,可以“种”出明年的猎物。
美洲狮在捕获猎物以后,并不会把它们吃得干干净净,而是会留下猎物总重量的约2/3。十几只美洲狮每年就能产生超过10万公斤的腐肉,几乎是一头蓝鲸的重量。
美洲狮正在吃一头鹿 | National Park Service from USA / Wikimedia Commons
这些腐肉不仅会成为食腐动物的自助餐,还能给土壤“施肥”,让土壤沉积更多的氮元素和其他有价值的营养成分,改善土壤的养分构成和植物的生长。美洲狮平均寿命9岁,一生中能创造约482片营养丰富的土壤。
而美洲狮的食物——有蹄类动物们,又偏爱富含氮元素的食物,因此它们很可能被吸引到这些有腐肉的地点。也就是说,美洲狮用吃剩的猎物“施肥”,未来又能在同一片土地捕到新的猎物,剩下的腐肉又能继续滋养土壤,形成了一个完美的循环。
美洲狮 | Bas Lammers
通过猎食和剩余的腐肉,美洲狮和485个物种保持着密切的关系,影响了土壤的养分和植物的生长、无脊椎动物的种类和分布、食腐动物群落的构成,可以说对整个西半球的生态系统都有着重要的作用。然而,目前美洲狮受到栖息地丧失、非法狩猎和疾病的影响,数量仍然在不断减少。
参考文献
[1] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2217084120
[2] https://academic.oup.com/cz/advance-article/doi/10.1093/cz/zoad010/7081690
[3] https://www.smithsonianmag.com/smart-news/this-massive-meatball-was-made-with-woolly-mammoth-dna-180981908/
[4] https://www.nature.com/articles/s41598-023-31586-9
[5] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00262-3
[6] https://link.springer.com/article/10.1007/s10980-023-01630-0
作者:猫吞,窗敲雨
编辑:麦麦
本文来自果壳自然(ID:GuokrNature)