近年来生物学有哪些重大发现?
干细胞研究的新方法层出不穷。
2006年是克隆羊多莉诞生十周年,本该是一个值得庆祝的日子。然而,克隆羊技术在年初受到重创。黄禹锡造假丑闻和美国总统布什否决美国国会通过的H.R.810法案——干细胞研究加强法案。
但今年3月,德国研究人员报告称,他们已经将从成年小鼠睾丸中提取的生精细胞转化为与胚胎干细胞非常相似的细胞。
今年8月,日本科学家宣布了另一种无需克隆就能制造“个性化”细胞的方法。一个月后,一个欧洲研究小组宣布,他们已经从一个“停滞”的体外受精胚胎中培养出了人类胚胎干细胞。这个受精胚胎是指在达到孤雌生殖阶段之前就停止分裂,结果自然“死亡”的胚胎。
在老鼠身上发现新器官
老鼠是最常见的实验动物,它们经常被剖开,但生物学家从来不指望在他们几乎每天接触的老鼠身上找到新的器官。2006年4月,德国乌尔姆大学的免疫学家Hans-Remo Rodewald宣布,他在解剖患有胸部胸腺疾病的实验鼠时,发现了另一种胸腺——颈部胸腺。两个胸腺器官都产生称为T淋巴细胞的免疫细胞。新发现的器官位于颈部,只有老鼠胸部胸腺大小的几分之一。生物学家目前正在进行一项大规模调查,试图找到第二个可能同样被忽视的人体器官。
艾滋病毒起源于野生黑猩猩。
研究人员长期以来一直怀疑黑猩猩HIV-1的起源,但一直缺乏证据证明这一观点。美国伯明翰阿拉巴马大学医学教授Beatrice Hahn领导的研究小组在野生黑猩猩的粪便中发现了HIV-1前体的抗体和病毒本身的核酸。HIV-1病毒显然起源于非洲中部喀麦隆的南部森林,后来沿着桑加河传播到刚果民主共和国的首都金沙萨,在那里科学家发现了第一例有记载的人类感染HIV的病例。
子宫决定男性的性取向。
在过去的十年里,大量的研究表明,男性的性取向和血亲兄弟的数量之间存在相关性。最新研究发现,这种关联的一个重要因素是他们的生母。安大略省布鲁克大学的心理学家安东尼·博加特(Anthony bogart)发现,男性的性取向可能是由母亲的免疫系统对男性胎儿产生的蛋白质做出反应而导致的。bogart希望在未来的研究中进一步研究这种可能性。
节肢动物:孢子植物的“蜜蜂”
根据生物教科书,雄性苔藓以一种非常独特的方式交配:精子流向周围的雨或露水雾——这是一种在古代水生藻类中出现的危险策略。但瑞典研究人员今年9月宣布,事实上,节肢动物可能在苔藓的交配过程中扮演中介角色。这种辅助生殖被认为最早出现在654.38+0.4亿年前,昆虫开始在开花植物之间收集和传播花粉。如今,研究表明,这种方法可能已经应用了很长时间,大约在4.4亿至4.7亿年前,也就是植物首次开辟陆地领土后不久。节肢动物之所以愿意充当媒介,是因为得到了一些回报。这显然是类似蜜蜂授粉的现象。
电流加速伤口愈合甚至再生。
19世纪中叶,德国著名生理学家埃米尔·杜·波伊斯-雷蒙德(Emile du powys-Raymond)在手臂受伤后,测量到有电流通过受伤部位,说明疼痛诱发了电子信号。今年7月,阿伯丁大学生物医学教授赵敏宣布,电流可以加速伤口愈合甚至再生。赵敏和他的同事利用电流引导上皮细胞进出小鼠角膜的受损组织。此外,他们发现上皮细胞移动的速度与施加的电压成正比。赵敏说,他们下一步将在基因层面研究电流的愈合特性。
蠕虫没有肠胃系统也能生存。
Olaviusalgarvensis是一种小型海洋寡毛纲蠕虫,生活在地中海沿岸的浅沙中。在漫长的进化过程中,它们的身体特征发生了巨大的变化,不仅没有嘴、胃和肠,也没有排泄器官。相反,它们只靠寄生在皮肤下的各种细菌为生。更令人惊讶的是,宿主和寄生虫之间已经形成了默契的合作关系。
加利福尼亚州核桃溪联合基因组研究所主任爱德华·鲁宾说:“它们提供能量。他们一方面喂好虫子,一方面帮它们清理垃圾。”作为回报,细菌可以在蠕虫上自由停留或移动。这是第一次分析如此复杂关系的基因组。寄生细菌的基因测序在联合基因组研究所进行。
坦桑尼亚发现新的猴子物种
今年,生物学家为我们的灵长类动物家谱增加了一个新的分支。科学家研究了生活在坦桑尼亚的“Chipungi”猴子的基因,发现它属于一个新的灵长类属,这是83年来科学家首次确认灵长类的一个新物种。Chiponji猴子有浅棕色的毛,大约三英尺长。它能像野鹅一样叫。它生活在大多被科学家忽视的丘陵地区。它最初被称为高地白眉。目前,它们的数量可能只有1000只。国际野生动物保护协会的生物学家蒂姆·达文波特(Tim Davenport)说,“如果我们现在不发现它们,在科学界意识到它们的存在之前,这种新的猴子物种可能已经濒临灭绝。”
长毛白蟹在南太平洋海底被发现。
今年,科学家在6500英尺深的南太平洋海底发现了一种皮毛覆盖的甲壳动物。经调查,确认为新种,分入一个新科,Kiwaidae。这只白蟹有六英寸长,没有眼睛。它的爪子上覆盖着像人类头发一样的细丝,里面装满了最有可能是细菌的东西。蒙特雷湾水生动物研究所的乔·琼斯(Joe Jones)发现了这只大闸蟹,并将其命名为“雪人”(Snowman),这是一种据说生活在喜马拉雅山脉的多毛人形动物。乔·琼斯在驾驶“阿尔文”号潜水器探索深海热液喷口时发现了它。
超级蚂蚁“飞”
好莱坞可能对如何创造超人已经黔驴技穷,但大自然并没有失去这种能力。今年,生物学家在一项研究中发现了一种超级蚂蚁。它们的嘴咬得很紧,用力一咬甚至能把自己弹射到空中。为了产生必要的力量,他们会打开颚骨,收紧肌肉,然后突然放松。下颌骨的力量随后会增加到一个可怕的速度,就像人的手指被咬的时候突然松开一样。科学家利用分辨率为每秒7万帧的高速视频分析蚂蚁的咬合力,发现它们拥有动物界最快的自走式攻击,甚至可以一口咬断虾的骨头和肌肉。
在狗中传播癌症
英国伦敦大学学院的病毒肿瘤学家罗宾·韦斯(Robin Weiss)在20多年前首次听说癌症可以通过性接触在狗中传播。今天,他发现了一个惊人的线索,即这种癌症起源于数百年或数千年前犬科动物的祖先。韦斯发现的肉瘤生长在狗的生殖器上,一些早期的遗传证据表明,这种肉瘤会在狗与狗之间传播。为了找到相关证据,维斯和经验丰富的兽医克劳迪奥·穆尔基亚(Claudio Murchia)收集了世界各地各种狗的肉瘤样本的DNA,这些狗的所有肉瘤DNA都与他们发现的肉瘤DNA不匹配。相反,细胞证明它们起源于单一的原始肉瘤,通过体液和性接触在狗与狗之间传播,并代代相传。狗肉瘤引起了医学界的好奇。它们已经成为已知最古老的哺乳动物细胞系和一种新的寄生虫。这种寄生虫是不寻常的,可能不适合任何当前的分类标准。
类似的癌细胞系可能存在于包括人类在内的其他动物中,但韦斯认为它们相当罕见。
用DNA测量大熊猫的数量
一项关于大熊猫粪便DNA分析的新研究显示,目前可能有大约3000只大熊猫生活在中国,这是此前估计的两倍。在这项研究之前,估计大熊猫的数量在很大程度上是一门艺术:检测大熊猫粪便中的竹子碎片,查看咬痕,区分不同的大熊猫。然而,威尔士卡迪夫大学的遗传学家迈克尔·布鲁福德(Michael Bruford)指出,不同大熊猫在竹子上的咬痕看起来非常相似,因此研究人员无意中低估了大熊猫的真实数量。他说:“我们并不是说大熊猫脱离了危险,而是随着保护力度的加大,长远来看大熊猫的未来会更加光明。”杨晓文