行為

土壤決定狒狒腸道結構

英文中有一句諺語說：'人如其食'（You are what you eat），就是說飲食習慣可以忠實地反映一個人性格和生活環境。腸道微生物群是生活在腸道中的龐大微生物生態系統，其作用是消化食物、對抗感染和分解毒素。過去的研究表明，狒狒的腸道微生物群在不同種群中各異。其原因何在：是它們與其他'親屬'共有的基因、種群之間的距離，還是環境造成了這些內部變化？為了找到答案，研究者在肯尼亞靈長類雜交區收集了14個不同種類的狒狒糞便。除了分析狒狒DNA，研究人員還觀察了收集糞便的13種不同環境特征，包括植被、海拔、氣候和土壤。結果顯示，最終的贏家是土壤。從微生物群組成的差異來衡量，土壤的影響比所有其他環境因素都要強烈。其預測差異的能力是種群間物理距離的3倍，同時是遺傳因素的15倍。研究者還發現，對于生活在鹽堿地（微生物較少）的狒狒來說，其腸道微生物的種類也較少。該研究首次表明，環境對狒狒腸道微生物群的影響可能比基因更大。科學家認為，土壤的巨大影響可以用動物在泥土周圍停留的時間來解釋。狒狒吃各種各樣的樹葉、水果、種子、昆蟲、樹根和小型脊椎動物，而這些食物通常帶著一層泥土直接離開地面，從而為土壤微生物進入狒狒腸道提供了完美的入口。（Proc.R.Soc.B 286:20190431.）

深海魚眼神棒

深海是一個要承受巨大水壓和暗無天日的環境，在那里生活沒有幾項絕技是不行的。近期，研究者收集了生活在海平面以下200多米的26種魚類的DNA。通過分析這些DNA，發現有6個物種攜帶了視桿細胞的額外基因。視桿細胞是一種光敏蛋白，能使視網膜的視桿細胞探測到光線。脊椎動物利用桿狀視蛋白在昏暗的環境中探測光線，但大多數物種，包括人類只有一個桿狀視蛋白基因。不過，生活在2000米深處的成年銀刺鰭卻有38個這樣的基因。研究者將這些基因翻譯成培養皿中的蛋白質，并將不同波長的光照射到這些基因上，以觀察其反應。他們發現，這些視蛋白能探測到多種顏色，對綠色和藍色的光線尤其敏感。它們的眼睛更加敏感，在較低的光線下能比人類看得更清楚，能比人類探測到更多的藍色和綠色陰影。同時，擁有高度敏感的眼睛可能有助于探測很多深海生物發出的熒光。這些生物熒光大多為藍色和綠色。能分辨顏色可以幫助魚類區分光線是來自捕食者還是獵物的。（Science 2019，364：588-592）

寄生鳥下蛋的伎倆

北美牛頭鳥是典型的無賴父母。它們和其他90多種鳥類一樣，會把自己的蛋丟在其他鳥類的巢里，把照顧幼鳥的重任留給其他鳥類。這就引發了一場軍備競賽——被蒙騙的養父母不斷進化出反擊的方式，而耍賴的牛頭鳥則不斷進化出對策。但這個過程是怎樣進行的呢？牛頭鳥最常見的受害者之一是灰眼知更鳥，它們的蛋是藍綠色和斑點狀的，而牛頭鳥的蛋則是純白色和棕色的，并且也帶有斑點。研究者曾假設知更鳥會排斥形狀和顏色與自己的蛋不一樣的牛頭鳥蛋。實際情況究竟怎樣呢？為了更好了解知更鳥會如何對付這些鳥蛋，研究者將70個3D打印的雞蛋涂上了各種顏色，并在其中一半的鳥蛋上畫了斑點。然后將這些蛋分發給85個知更鳥的巢穴，并在幾天后檢查了還有多少蛋留在巢里。結果顯示，斑點往往是知更鳥判斷一枚蛋是否異類的依據，即便其顏色是'不正確'的。在90%的時間里，知更鳥會清理掉沒有斑點的棕色蛋——其具有'錯誤'的顏色和模式。但是如果蛋上有斑點，這些鳥便表現得不那么自信了。它們只在60%的時間里去除帶有斑點的棕色蛋。一般來說，知更鳥更能接受藍色的蛋，即使是那些比自己的蛋還要藍的蛋。而且當這些藍色的蛋上還有斑點的時候，父母在90%以上的時間都會把它們保留下來。因此斑點是寄生牛頭鳥確保其鳥蛋安全的一個簡單方法。但有時候，這種藐視常規的鳥兒要做的不僅僅是確保蛋上有斑點。在贊比亞，研究者記錄了122只焦鷹從自己的巢穴中剔除外來鳥蛋的情況。并分析了每個巢中每個蛋的顏色、大小和標記，結果顯示，當外來的蛋和自己的蛋非常相似時，焦鷹會利用斑點的形狀和位置做出正確的判斷。一個點的確切位置是很難模仿的，這使得焦鷹在無法確定一枚蛋是否屬于自己時可以使用這些信息。這些研究解決了一個長期存在的問題，即被寄生的鳥類如何識別自己的蛋和冒名頂替的蛋之間的區別。此外，這些新研究表明，有時養父母對于自己巢中的蛋是非常警覺和挑剔的。當寄生鳥進化出斑點作為鳥蛋偽裝的一部分后，養父母便進化出了更多的腦力，這樣它們就能記住斑點的更多細節，從而變得更有辨別能力。鳥類大腦里發生的事情比我們想象的還要復雜和有趣。（Phil.Trans.R.Soc.B 374:20180195；20180197.）

貓能聽懂自己的名字

貓是人類最親密的動物伙伴之一。在與人們的朝夕相處中，貓是否能聽懂人的某些指令是一件非常有意思的事。曾有研究顯示，狗能對人類口頭指令做出反應，但貓對于口頭指令的理解能力一直有待了解。近期，作者對78只來自日本家庭和一家'貓咪咖啡館'的貓進行了研究。測試中，一名研究者或貓主人會說出四個不同的單詞以及貓自己的名字。對名字識別的定義是貓能對自己的名字做出反應——表現為動動耳朵、頭部或尾巴或發出聲音，以及能對第一個聽到的單詞做出反應，但對自己名字出現前的其他單詞反應程度遞減（這種現象被稱為習慣性）。這些貓能在與自己名字長度一樣且重音相同的單詞中區分出自己的名字。研究者發現，即使是來自陌生人的聲音，這些貓也能從其它單詞中分辨出自己的名字。咖啡館的貓和家養貓從普通名詞中識別自己名字的能力較為相似，但咖啡館的貓不太能從一起生活的其他貓的名字中分辨出自己的名字。研究者認為，這種行為的出現可能是因為咖啡館的貓會反復聽見自己的名字與共居同伴的名字一起出現，這會讓它們將所有名字與獎賞或懲罰聯系起來，而不僅僅是自己的名字。（Scientific Reports 2019，9:5394）

越前水母四處入侵的秘密武器

水母屬于刺胞動物門（Cnidaria），這個門內還包括珊瑚、水螅、海葵等。刺胞動物是最早分支的后生動物譜系之一。該群體在大約5億年前經歷了顯著的多樣性變化，刺胞動物作為兩側對稱類動物（包括99%的現存動物以及人類）的姊妹，因此，水母的結構看似簡單，但它卻可以幫助我們了解復雜的動物生命是如何在數億年內完成進化的。雖然兩側對稱類動物在陸地和海洋上成功存活了下來，但刺胞動物仍舊在水中生存。在刺胞動物門類中，水母可以說是最活躍的：它們使用最少的能量進行游動和捕食，這使得它們儼然成為了地球上最有效的'噴射推進器'。相對于其他刺胞類動物，水母獨特的生活方式反映了數百萬年來它們對不同基因和突變的選擇結果。例如，水母存在很好的肌肉和神經元信號傳導相關的基因。在垂直或水平方向游動時，水母已經進化出快速控制滲透壓的能力，來應對不同的水體濃度。了解以及定義水母的最好方法是將水母基因組與其他包含足夠多基因和蛋白質的刺胞動物的基因組進行比較。由于水母和其他刺胞動物（如：水螅和珊瑚）在進化關系上非常遙遠，所以在表型上對它們進行比較十分容易，但卻很難精確地確定水母的基因變異。

越前水母，又名野村水母，是一種在長江三角洲到日本海泛濫的巨型水母，體型非常龐大，可以達200公斤，可食用，寬度跟一個成年人差不多，是現存世界上傘徑最大的水母。'越前'之名來自日本福井縣的古令制國國名'越前國'。研究者對捕獲的一只越前水母進行基因組和轉錄組測序，然后將結果與其他的刺胞動物和兩側對稱類動物的基因組進行比較。結果顯示，水母的基因組似乎已經適應了'細胞的化學穩態'和'鈉離子轉運'功能，這是其他刺胞動物所沒有的。這種行為可以保障它們能夠在水中垂直和水平地遠距離游動來捕獲獵物。水母其實并不聰明，而且它們沒有大腦、眼睛或者其他的感受器官，它們只有存在于觸角的很小的感官結構。這些結構被稱為'觸手囊'。水母利用它們的觸手囊和神經系統（神經網）來鑒別光源和氣味。和兩側對稱類動物，如：人類，果蠅和斑馬魚相比，我們發現在水母中，與感覺受體相關的基因家族的數量大大地減少了，這種現象同樣存在于其他刺胞類動物中。水母利用它們的觸須來捕獵。他們也擁有十分強大的防御機制。為了散布它們那臭名昭著的臭味，水母進化出了特異化的結構：刺絲囊。他們的觸須上有數以千計的刺胞動物都有的成千上萬個的刺絲囊，這些刺絲囊在受到刺激時會產生數千微小劑量的毒液。典型的水母毒液包括磷脂酶A2和金屬蛋白酶，并且我們發現這些與毒液相關的蛋白質結構域和基因對那些活躍的捕食者十分有利。綜上所述，目前至少已經在一個水母體內觀察到了它的身體結構（頭&觸須）、化學滲透適應能力（溶液滲透壓）和身體協調能力（噴射推進身體前行）保留有進化中遺留下的種種特征。（BMC Biology201917:28）