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2005年7月29日《科学》周刊中文摘要

2005-12-22 23:08 Science杂志 美国《科学》周刊 阅读 0
核心摘要: 本期《科学》周刊报道了最古老的恐龙胚胎化石(1.9亿年前),揭示巨椎龙幼体四足行走且需亲代抚育;研究种族恐惧的持久性,发现跨种族接触可缓解恐惧;线虫嗅觉印迹机制涉及单个中间神经元;味觉神经回路独立处理苦味和甜/鲜味;利用细菌通道蛋白制造光控纳米阀门;果蝇中一个转座子插入突变因抗杀虫剂优势在近期全球扩散。

最老的恐龙胚胎化石
研究人员在南非发现的几枚恐龙蛋中保存了胚胎化石,年代约为侏罗纪早期(1.9亿年前),比此前发现的白垩纪胚胎化石古老得多。Robert Reisz等人报告,这些胚胎属于巨椎龙(Massospondylus),一种成年后身长约5米、长颈短头、能两足行走的原蜥脚类恐龙。然而,胚胎具有相对较大的前肢和头部、水平的脖子和短尾巴,暗示它们孵化时为四足行走。后来的四足蜥脚类恐龙可能通过保留这种早期发育特征演化而来。胚胎的体型比例(包括大头)表明刚孵化的幼体行动能力有限,且未发现牙齿,因此可能需要较长时间的亲代抚育。

惧怕另类
有过与蛇或蜘蛛不愉快经历的灵长类动物难以克服对它们的恐惧。新研究发现,有些人在克服对其他种族的恐惧时也有类似困难,但跨种族约会经历较多的人更容易摆脱这种恐惧,表明与不同种族成员的正面接触有助于消除恐惧。研究人员采用类似巴甫洛夫条件反射的实验,让纽约市的年轻黑人和白人将某些种族的面孔与轻度电击关联。随后在消除条件反射时,受试者能消除对同种族面孔的恐惧,但对曾与电击关联的不同种族面孔仍表现出恐惧。这种内群体偏好存在于黑人和白人受试者中。作者指出,种族在社会交流中起重要作用是相对近代的现象,因此种族不可能是持久恐惧的固有基础;相反,文化环境教导我们关于其他社会群体的同一性和优劣,与学习恐惧非本种族成员的进化倾向相结合,可能形成持久恐惧的基础。相关研究评述的作者认为,理解负面情感与非本种族面孔的易关联性,有助于克服对社会圈外人群的冲动性偏见。

嗅觉和行为
鲑鱼洄游到出生河流产卵、新生哺乳动物与母亲建立亲密联系,部分依赖嗅觉信号,但其细胞和分子机制尚不明确。对秀丽隐杆线虫的研究揭示了嗅觉信号在特定发育阶段或生理状态如何影响后续行为,这一过程称为“嗅觉印迹”。研究人员在线虫中观察到嗅觉印迹:经苯甲醛印迹的成虫表现出对苯甲醛的吸引力增强,并在该气味存在时产卵更多,提示嗅觉印迹可能涉及对良好食物条件的记忆。该过程依赖于单个中间神经元中一个化学感受器家族成员的表达,该神经元位于感知嗅觉的神经元下游。

从舌头到大脑感觉味道
日本研究人员绘制了大脑中独立处理苦味和甜/鲜味的神经回路。Makoto Sugita和Yoshiki Shiba注意到,哺乳动物通常会将某种味道与不适经历关联后拒绝该味道(如生病前吃的食物),因此味觉系统是研究情感与认知、记忆相互作用的良好起点。他们利用基因改造小鼠,在响应苦味或甜/鲜味的受体细胞中表达绿色或红色荧光蛋白,并追踪其经突触传递至大脑的神经通路。结果显示,示踪物出现在多个脑区,包括已知的味觉相关区域,以及嗅觉皮层和杏仁核(后者参与恐惧等情感处理)。

细菌启发的光控纳米阀门
荷兰研究人员利用大肠杆菌的一种通道蛋白,制造出可通过光开关的纳米尺度阀门。这种分子开关有潜在应用,如控制离子流的门控通道或药物释放。Armagan Kocer等人采用杂交方法,将通道蛋白(类似安全阀,在渗透压剧变时保护细胞)与合成化合物结合。正常情况下通道严格调控,超过压力阈值时孔道打开释放离子和分子。通过附加光敏化合物,紫外光照射使蛋白结构变化,允许离子通过;另一种变体可在可见光下关闭通道。

一个有利于全球果蝇的基因突变
新研究显示,一个由转座子插入引起的基因突变在最近25至240年间扩散至全球果蝇种群,带来抗杀虫剂优势。转座子通常对基因组有害,但该突变破坏了涉及胆碱代谢的基因,而胆碱代谢是多种杀虫剂的靶标,因此突变赋予抗性。该转座子约9万年前插入一个隔离果蝇种群的基因中,但直到最近500至2400代(约25至240年)才因自然选择广泛扩散,最初进化原因可能与未知效应有关。

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