7月29日《科学》杂志内容精选

2011-8-10 09:37 来源: 中国科学院
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  蝶状叶子如何吸引蝙蝠

  一项新的研究报告说,藤蔓植物Marcgravia evenia花朵上的碟状叶子可通过发出一个强力的回声而吸引蝙蝠前来传播花粉,并使蝙蝠的觅食时间缩短了一半。这些发现为人们提供了一种花朵在声学上展现出适应性改变以吸引传播花粉的蝙蝠的某些最初证据。这种方式差不多与色彩鲜艳的花朵吸引传播花粉的蜜蜂和昆虫的方式一样。虽然体型大的巨翼手亚目蝙蝠(如狐蝠)也许能够辨识视觉线索,而较小体型的或称微翼手亚目的蝙蝠则可能会错失这些彩色的视觉信号,因为人们已知它们是用声纳定位来捕捉昆虫的。现在,Ralph Simon及其同事显示,碟形叶子的引人注目的回声可通过比典型的叶子产生更响且能覆盖更广探测范围的回声来吸引传播花粉的蝙蝠,使得这些碟形叶子能够在邻近沙沙作响的植物所反射回的混乱无序的回音流中凸显出来。研究人员训练了3只吸食花蜜的蝙蝠来搜寻某个单只的栓系在一个典型的叶子上的、或是一个碟形叶子上的或是没有叶子的植物上的喂食器。接着,该研究小组测量了这些蝙蝠在不同的位置发现该喂食器所花的时间;他们观察到,这些蝙蝠发现附着在碟形叶上的喂食器的时间几乎比那些附着在没有叶子或是附着在普通叶子上的喂食器所花的时间要快2倍。

  现代人在数量上的实力

  来自非洲的现代人在大约4万年前取代了在欧洲的尼安德特人群;研究人员现在说,现代人类的压倒性多数可能就是对那里土著的尼安德特人感到无法承受的原因。Paul Mellars和Jennifer French分析了来自法国西南的考古证据;那里有着如今发现的大多数的欧洲尼安德特人和早期现代人的发掘遗址。他们观察了从5.5万年至3.5万年前的3个界限清楚的考古时期,这其中包括了尼安德特人至现代人的过渡;他们发现,在这一过渡时期,欧洲现代人的数目增加了9或10倍。因此,他们说,除了改进的狩猎方法、更好的食物储藏技术和更富凝聚力的社会纽带之外,现代人本身在数目上的优势也将是造成这一人口结构变化的一个强有力的(即使不是完全压倒性的)因素。他们的发现应该帮助研究人员理解早期现代人获得成功而尼安德特人最终消亡的原因。

  可消除甲型流感病毒的抗体

  科学家们用一种新的方法从一个病人身上发现了一种可中和两组主要甲型流感病毒的抗体,从而战胜了成功机会像大海捞针一样渺茫的困难。这一发现可能是向着研发对抗这种快速演化病毒中大多数病毒株的一种通用流感疫苗所迈出的重要的(尽管是早期)一步。当某人感染了流感病毒时,其体内会产生针对该病毒血凝素蛋白的抗体。由于这种蛋白会如此快速地演变,因此甲型流感目前有16种不同的亚型,它们组成了2个大组。人类通常会对某个特别的病毒亚型产生抗体,而每年所生产的新疫苗会与这些亚型相匹配。如果有一种可年复一年使用的通用疫苗的话,这将是对目前疫苗制备的一个重大的改进。为了达到这一目标,研究人员需要发现流感病毒上的可刺激产生广谱中和抗体的分子特征或称“抗原表位”。科学家们已经发现了可对抗I-组甲型流感病毒或对抗大多数II-组甲型流感病毒抗原表位的抗体,但却没有发现可同时对抗这两组甲型流感病毒抗原表位的抗体。现在,欧洲的David Corti及其同事报告说,他们已经从一个感染者体内分离出了一种抗体,这种抗体显示出了可中和这2组甲型流感病毒的活性。研究人员研发出了一种可测试数目非常大的人类浆细胞的方法,旨在增加他们发现这样一种抗体的机会,即使这种抗体极其稀有。他们用X射线晶体学来分析与血凝素结合的抗体结构,并精确地测定抗体发生结合的地方。最后,他们将该抗体注射到小鼠和白鼬的体内并发现,该抗体可保护动物免受Ⅰ-组和Ⅱ-组甲型流感病毒的感染。

  蝙蝠是如何排除喧闹回声的

  一项新的研究报告说,大棕蝠在它们的回声定位叫声中用谐频来过滤掉来自附近植被的混乱的回声(或干扰)。这些发现阐述了蝙蝠的精细的回声定位能力。蝙蝠是通过应用投射的声纳束在夜晚的环境中发现他们的猎物的。但是从叶子、树木和其他结构所反射的回音(科学家们称其为“喧闹声”)会干扰蝙蝠对来自较小目标(如猎物)的回音的感知。如今,Mary Bates及其同事对蝙蝠是如何能够在高度喧闹的环境中飞行而同时又维持着对目标猎物敏锐的聚焦能力进行了调查。在试验中,研究人员训练位于一个高架平台上的蝙蝠并发射出声纳声。蝙蝠播放的声音被扩音器所接受,它因为电子器件而延迟并被发送回蝙蝠以模拟回声。这些受训的蝙蝠会选择那些较早到达的回音(即延迟时间最短的回音,它所模拟的是一个距离较近的目标)。Bates及其同事发现,蝙蝠对背景中的喧闹声(即那些更远处的及位于侧面的物体)的区别很像人类应用直接或视网膜中央凹视力及周边视力的方式。就视觉而言,人类可非常详细地看清位于他们正前方的物体,但那些在旁侧的物体则看得没有那样清楚(尽管我们仍然可以感知它们)。蝙蝠可类似地以极为精确的方式感知它们与附近及位于其正前方的目标物体之间的距离,但它们无法以这样的精确度来判断其与发出喧闹回声的物体之间的距离。原来这是因为蝙蝠会使用存在于回声反射中的声波频率来区别附近的直接对象与周边的或是远处的物体。位于侧面或是远处的物体可能会像喧闹声那样在其反射回声中缺失较高的频率(称为“FM2”);看来蝙蝠可通过感知这些回声的能力(如周边视力)来清除喧闹回声;目标回声中常常同时包含FM1和FM2。