《自然》:全球变暖将影响蚊子代谢

 

  近期,科学家首次估计了全球变暖对蚊子新陈代谢的影响可能让关于气候变化如何影响疟疾的预测进一步复杂化。
   近期发表在《自然》杂志上的这项研究说,温度对代谢的影响是非线性的,它对温暖地区的影响比对寒冷地区的影响更大。尽管迄今为止热带地区的升温速度较慢,这组科学家说这些地区将面临冷血动物代谢率的最大幅度的变化。而且这些变化在更小的动物身上表现得更强,这意味着蚊子是可能受到最大影响的动物之一。
    但是目前科学家仍然不清楚它可能对蚊子传播的疾病(如疟疾)产生什么影响,推测更温暖的气温对疟疾的作用可能有三重:更高的代谢率减少孵化期,随着后代蚊子孵化更加频繁,这会增加蚊子数量;更长的温暖时期可能让蚊子的活跃时间更长;而且疟原虫的代谢率可能增加,而且会导致蚊子携带更多的疟原虫。
   这些温度效应结合起来可能增加热带地区疟疾感染的潜力,疟疾联盟(Malaria Consortium)的疾病预防资深技术专家Tarekegn Abeku说,尽管在东非高原等地区的短期温度变化增加了疟疾传播率,我们不知道缓慢的升温如何影响这种疾病。他说:“在总体上,长期效应还不很清楚。”
   英国Grantham气候变化研究所的一位研究人员Paul Parham说,当把这些新发现加入到现有的疾病传播模型中的时候,“代谢率的小变化可能将对疾病传播产生很大的影响”。(来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/10/238639.shtm

科学家揭开热带雨林“飞蛇”之谜

   在东南亚热带雨林中生活着一种颇为奇特的爬行动物:飞蛇。这种蛇最喜欢用尾巴将自己挂在高高的树枝上晃荡,然后就是突然从10多米的高度“飞下来直冲地面”。对其他蛇类或者爬行动物而言,这样的行动无异于自杀之举,但飞蛇却能安然无恙。这其中到底隐藏着些什么样的秘密呢?
   美国弗吉尼亚理工大学的科学家发现,这种蛇在“飞行”途中并不是“大头朝下”直冲地面,而是采用蛇头始终与气流保持25度仰角,而且半个身体形态不变,只有尾巴在上下摇动。在没有翅膀的情况下,它们最远能滑行出约24米。研究人员确认,飞蛇拥有无与伦比的空气动力学知识,因此能充分利用自身形态变化,在外界气流的帮助下,穿梭于大大小小的树枝间。
   在离开树枝后,飞蛇会将自己的身体“变成一个平面”,然后借助身体的左右起伏波动来获得“升力”。它们的滑行速度很快,可达到每秒8到10米。这种波浪形扭动产生的空气动力学效应比蛇自身重力要大得多,也就是说在滑行的某一瞬间,蛇身体上的合力其实是向上的。不过,蛇是不会向上飞的,因为这种向上的合力转瞬即逝。
   科学家利用四台摄像机同时记录了飞蛇滑行时的一举一动。他们在蛇身标上白点,从而计算出在飞行过程中,蛇在空中每点的位置。研究人员结合动力滑行的分析模型以及作用于蛇身体的力量来重建新的“飞蛇动力模型”。他们发现,整条飞蛇本身就像个长长的翅膀,这只翅膀一直在重组、扭曲、重新排列。
   这项最新研究是由美国防部高级研究计划局(DARPA)赞助实施的。该局系美方发展革新性军事技术的秘密机构。有关资料称,了解生物是如何停留在空中对发展未来无人驾驶汽车有重要意义。今后,人们将进一步探索飞蛇在空中的姿态变化,以便彻底揭开飞蛇滑翔之谜,甚至可能让其他动物就此“插上翅膀”。(来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/11/240711.shtm

基因研究发现海南存在夜郎古国后裔

     基因研究发现海南存在夜郎古国后裔
  
   复旦大学现代人类学研究中心1月6日公布的一项最新研究成果称,通过对海南仡隆人群的DNA样本比对发现,其遗传结构主体竟是分布在遥远的贵州、云南等地的仡佬族,而历史悠久的仡佬族正是西汉时“夜郎国”的主体民族之一。
 “夜郎自大”这句成语,让夜郎古国留在了人们的印象中。有关资料显示,夜郎古国的疆域范围极广,存在约300年后神秘消失。而随着夜郎国的灭亡,作为夜郎国正式后裔的仡佬族分化迁徙,目前主要分布在贵州、云南等地。由于迁徙情况复杂,史籍少有记载,关于夜郎古国属地问题也一直存在争议。
   海南仡隆人群目前约有8万人,分布于海南岛最西端的昌化江下游两岸。近年来,复旦大学现代人类学研究中心与海南医学院合作,选取仡隆人群的80个样本进行遗传结构分析,发现他们的遗传结构最接近仡佬族。仡隆人的语言,此前被认为属于黎语类或仡佬语类。这次成功的基因“寻根”,也是中国首次通过基因研究确定未知人群的民族起源。(来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/1/242537.shtm

科学家首次在印尼发现蝙蝠栖身于猪笼草中

  

新刊登在期刊《生物快报》(Biology Letters)的研究报告称,科学家近日在印尼婆罗洲发现,蝙蝠栖息在食肉植物的捕虫囊中。这种异于寻常的生存方式,给双方都带来好处——食肉植物得益于蝙蝠粪便中的营养素,而蝙蝠则安全的藏匿于植物的捕虫囊中。
   猪笼草——食肉植物的一种,长于营养元素稀缺的土壤环境中,需要依赖捕食昆虫来获取成长所需的足够的氮元素。
   而在婆罗洲的泥沼地和石南林中发现的莱佛士猪笼草,以超长捕虫囊著称。而在早前的研究发现,它所捕食的昆虫数量,只有其他婆罗洲食肉植物的1/7。乌尔曼·格拉夫(Ulmar Grafe)博士及其研究小组发现小型哈氏长毛蝙蝠生活在捕虫囊中部,避开了其底部的消化液。
   去年,科学家发现树鼩把另一种食肉植物——马来王猪笼草的捕虫囊当做“天然厕所”。但是,这还是首次在食肉植物的捕虫囊中发现哺乳类动物活体。 (来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/1/243364.shtm)

榕树在森林生态系统和人类生活中的作用

杨大荣 文/图

     榕树,为榕属(Ficus)植物的总称,隶属荨麻目(Urticales)、桑科(Moraceae),主要分布于热带和南亚热带地区,部分种类延伸至温带地区,分布海拔从海洋岛屿0.1米~3500米之间。全世界已知750多种、400多个变种和亚种;中国已报道有97种,49个变种和亚种;云南目前已记载有榕树71种、28个变种和亚种。
       榕属是地球上木本植物中生活习性最为特殊的一类植物,主要有以下七大特点:
      一是植物本身的特殊,它是地球上唯一隐头花序木本植物,从表面上永远看不见开花,只见它结果,被人们统称为“无花果”(图1)。


      二是它具有生长型的特殊性,该属植物从小到似草本的矮小木本、乃至小藤木本、小灌木、灌木、小乔木、大乔木、高大乔木一应俱全,在这个庞大的家族里,树形、树貌极其多样,有高耸如云的大树,由无数支柱根形成的独木成林种类,中小乔木,小灌木,爬地藤木本以及攀缘的藤本等类型(图2~6)。


       并且绞杀、腐生、附生、寄生、群生、独生各形态都具有(图7)。
       三是具有绞杀与森林更新作用,人们走在热带和南亚热带地区,无处不见奇特的绞杀现象,榕树就是森林中的主要绞杀植物。表面上看,榕树的绞杀造成其它树种的破坏,而实际起到森林更新作用:当兽类和鸟类在活动中排泄取食的榕树种子时,只有种子在寄主树老病残的腐皮、烂枝营养物质中发芽后逐步长出不定根,缠绕和绞杀寄主树,靠吸取寄主树营养不断成长,寄主树逐步失去光照和吸收营养功能直至窒息死亡,很快榕树的主定根长入地下,形成新生树木,取代了老伤病残的树木(图8-9)。


      四是结果不论季节,特别在冬春两季,当其它树不开花、不结果时,却有90%的榕树绿叶葱葱,40%的榕树硕果累累。一株榕树一年常结果4~7次,为兽类、鸟类、蝙蝠、昆虫、土壤动物和微生物等常年提供丰富的食物和营养物质,也为多种腐生、附生、寄生和荫生的植物提供了良好的栖息与生存空间,特别是在冬季生物的食物链中起着不可缺少的重要作用。因此,榕树被称为热带雨林中关键植物类群。
      五是挂果形式千奇百怪,有叶腋挂果、枝条挂果、老茎挂果、无叶枝挂果、树根挂果等,无处不挂果(图10-13)。


 六是与榕树互惠共生的动物特殊,世界上植物与动物互惠共生最专一的经典例子有三个:榕树/榕小蜂,丝兰/丝兰蛾,金合欢/蚂蚁。这三类中,最专一的就只有榕树/榕小蜂一类,一种榕树仅接受一种榕小蜂进果传粉,一种榕小蜂也仅给一种榕树传粉,很少有例外;它们已经高度进化到一对一、互不可缺,是协同进化系统中最为典型的一对生物,只要缺少其一,另外一个物种就会最终面临物种的灭绝(图14)。
      七是榕树果和叶形态千奇百怪。大果者如苹果,小果者似绿豆;表皮或光滑或粗糙,一些被有长长的绒毛;果圆形、梨形、梭形具有。叶片大者如象耳,细者似线条;扇形、三角形、 心形和卵形应有具有。所以步入榕树家园,好似进入了一个宏大而奇特的植物乐园,奇特现象难以一一罗列(图15-16)。


      榕树除了在自然森林生态系统中扮演重要角色外,在人类生产生活、绿化园艺、科研、宗教和文化活动中也起着重要的作用。榕树是人类种植历史最悠久的木本植物,在埃及7000多年前的法老墓里就有种植无花果Ficus carica的图案和陪葬实物;今天,在中东地区,无花果还是许多国家最主要种植、加工、出口的农产品之一。目前世界上有100多个国家种植无花果、爱玉榕等100多种榕树,将其果实、叶片作为水果和蔬菜食用;有80多种榕树作为药材应用。世界上紫胶主产国——泰国、中国、印度,把聚果榕等10多种榕树作为紫胶虫的主要寄主树种植。在园艺和绿化中,作为最具观赏价值的造型树种,仅我国黄河以南就有800多个县(市)把榕树做为街道、公园的主要绿化树种之一;仅云南、四川、广东、海南、福建、广西六省的400多个县(市)均以10多种榕树作街道主要绿化树种。在科研中,由于榕树和榕小蜂是高度进化的一对一关系,它们一直是研究协同进化机制的最佳材料;同时榕小蜂还是生物性比分配、局域配偶竞争、繁殖机制理论研究、物种共存机制研究等的最佳材料。
      在亚洲信奉佛教的国家和地区,菩提树、高山榕、大青树等10多榕树还是受人崇拜的 “神树”和 “圣树” ,是村村寨寨人们必须栽种的树种,在当地的宗教信仰和文化中占着重要的地位。


     总得来说,榕树在热带和南亚热带森林生态系统和人类生产与生活中具有重要的意义,如果没有榕树,森林生态系统中一些重要特征就大大减弱或者消失,很多生物物种就会失去附生、寄生、栖息的生态位,食物链就会有缺陷,也就是说,森林生态平衡就会受严重影响;如果没有榕树,也使生活在这些地区的人民失去了一些食物、药物的来源,也使他们的文化、精神生活受到一定的损失,也就是说,他们在与自然协调、走向平衡中会出现各种新的问题。因而,榕树的一些类群是包括人类在内的热带雨林和南亚热带生态系统中的关键类群,在生物多样性保护和恢复中起着重要的作用。

作者简介:
杨大荣,男,研究员,博士生导师,主要从事进化生态学——动植物相互关系协同进化研究和资源昆虫学——生物学、生态学、种群与多样性研究。