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单个基因让鸡爪长羽毛 | LIGO升级回归 | 限购的减肥药 | 自我克隆的农作物 | 虎鲸为何袭船 | 自然每周简报

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自然每周简报2023年5月31日第171期

亲爱的读者们:本周自然简报精选了多个热点新闻,您将看到:研究人员首次发现慢性疼痛信号;医疗机构探索减肥药的最佳用法;自我克隆的农作物让科学家们喜出望外;更强的LIGO回归,助力引力波探测;新发现的降落伞壁虎靠皮瓣滑翔;哪个基因能让鸡爪长出羽毛?西班牙虎鲸为何袭船?火箭发射对野生动物有什么影响?更多精彩内容,欢迎阅读全文。

最新资讯

1. 更强的LIGO回归了

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中断三年之后,新升级的引力波探测器LIGO可以发现比以往更多的碰撞黑洞。来源:The SXS Project

激光干涉引力波观测台(LIGO)在中断三年并耗资数百万美元进行升级后重新回归。2015年LIGO首次探测到引力波——引力波是来自黑洞碰撞和其他宇宙激变的时空涟漪。LIGO提升灵敏度后每隔几天就能捕捉到黑洞碰撞发出的信号,而之前运行时只能每周一次。科学家们希望能探测到坍缩恒星以超新星形式爆炸前发出的引力信号,以及脉冲星产生的连续引力波。

《自然》新闻:Gravitational-wave detector LIGO is back — and can now spot more colliding black holes than ever

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2. 单个基因让鸡爪长羽毛

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操纵单一基因通路可以将鸡的鳞状鸡爪变成羽毛鸡爪。该基因编码超音速刺猬蛋白(sonic hedgehog protein),这是一种参与胚胎发育的信号分子。演化生物学家Michel Milinkovitch表示,“我们的结果表明,从鳞状到羽毛的演化跃变并不需要大量改变基因组构成或表达。”(Cosmos | 参考文献:Science Advances论文)

3. 所有动物的祖先

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梳水母,或称栉水母,是最古老动物现存的最近近亲。来源:Jacques Julien/Alamy Stock Photo

科学家发现,栉水母,也称梳水母,是所有现生动物的姐妹种群。研究团队将梳水母Bolinopsis microptera与海绵(地球上最古老生物的竞争者)和其他三种单细胞动物近亲进行了比较。这种水母染色体上的基因模式揭示了它们先发生了演化。这意味着地球上原始动物的复杂程度是超乎想象的:它们拥有完善的神经系统,或许还能自由游动。演化生物学家Paulyn Cartwright表示:“我们必须重新思考原始动物祖先的功能和结构。它不是简单的海绵而已。”(Scientific American)

《自然》论文:Ancient gene linkages support ctenophores as sister to other animals

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4. 火箭发射对野生动物的影响

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一枚SpaceX火箭从加州范登堡太空基地发射。今年早些时候,SpaceX公司的另一枚火箭意外地引爆了德克萨斯州一个航天港的发射台,使一个自然保护区起火,并促使科学家决定调查火箭发射对野生动物的影响。来源:Patrick T. Fallon/AFP Via Getty

科学家们将首次评估火箭发射的巨大噪音是否会对生活在加州范登堡太空基地周围的濒危动物造成伤害——该基地是全球最繁忙的航天港之一。众所周知,来自城市、车辆或船只的长期噪声污染会使动物的应激水平升高。未来三年内,摄像机和音频监视器将捕捉动物是否会改变其行为,例如鸟类是否会因为过响的发射声贝而放弃巢穴或改变叫声。到2030年,范登堡基地的年发射次数将从5-15次增加到100次。

《自然》新闻:Does the roar of rocket launches harm wildlife? These scientists seek answers

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5. 颠覆式的肥胖疗法

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美国对减肥药 Wegovy 的需求极高,以至于其制造商开始限制可以开始服用该药的人数。来源:EPA-EFE/Shutterstock

模拟GLP-1激素的抗肥胖药物——索马鲁肽(semaglutide,以商品名Ozempic、Wegovy和Rybelsus销售)和替尔泊肽(tirzepatide, 商品名Mounjaro)——在减肥方面效果惊人。现在,医疗机构正在掌握它们的最佳用法。这包括对肥胖进行分类来找出最能从这些药物中获益的人群,以及研究它们的服用周期,并通过微调剂量避免肌肉流失等副作用。

《自然》新闻:Game-changing obesity drugs go mainstream: what scientists are learning

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6. 首次发现慢性疼痛信号

研究人员使用一种大脑植入装置首次记录下了慢性疼痛的体征。在六个月里,该植入装置每天多次记录四名受试者的脑活动,科研人员再将这些脑活动与受试者自我报告的症状进行匹配。一位受试者因腿部截肢而产生幻肢痛;其余三位受试者在中风后也有不明原因的疼痛。当受试者感到慢性疼痛时,研究人员能检测到额叶皮层的脑活动。当受试者因触摸很烫的物体而感到疼痛时,活跃的则是大脑的另一个区域。该研究的共同作者、医生科学家Prasad Shirvalkar表示,“慢性疼痛实际上是一种独立的疾病,而不只是普通疼痛的分支。”(The Wall Street Journal)

《自然》论文:First-in-human prediction of chronic pain state using intracranial neural biomarkers

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7. 自我克隆的农作物

分子生物学家Mary Gehring说,2019年,第一批自我克隆水稻植物让植物科学家“喜出望外”。包括常见的蒲公英在内的400多种植物能通过克隆自然繁殖,科学家现在开始将这种过程复制到主要作物中。自我克隆的杂交作物可以保留它们独特的基因特征,这是植物育种者长期以来的目标。杂交作物由近亲杂交的亲本杂交后获得,它们具有韧性强、产量高的显著(和难以解释)的特性。但是,生产杂交作物很费力,而且这个过程对每批种子都要重复一遍,否则,在正常有性繁殖过程中发生的基因重组会使后代失去亲本的有利性状。(Science)

8. 西班牙虎鲸为何袭船

欧洲伊比利亚海岸的三艘船在被虎鲸(Orcinus orca)袭击后沉没——虎鲸的这种行为似乎有扩大之势。生物学家最初在2020年注意到了这种现象。他们推测这是一种防御行为,起源于一只名为“白色格拉迪丝”(White Gladis)的雌性虎鲸经历了一次不明原因的创伤。伊比利亚虎鲸属于极度濒危,2011年开展的最近一次普查只记录到39只。(LiveScience | 参考文献:Marine Mammal Science论文)

本周图片

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来源:Lal Muansanga

这只令人惊叹的小家伙是一种对科学界来说全新的降落伞壁虎——Gekko mizoramensis。降落伞壁虎使用身体、四肢和尾巴上的皮瓣从一棵树滑翔到另一棵树。生物学家在印度东北部发现了这种壁虎,这说明对于该地区动植物的生活记录依然少得可怜。

《自然》新闻:This paragliding gecko is new to science

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我的工作

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来源:Yue Wu for Nature

张立斌使用海参(如仿刺参Apostichopus japonicus)来重新平衡海洋生态系统。作为中国科学院海洋牧场工程实验室常务副主任,张立斌研究如何可持续地养殖这些海参,同时帮助清理退化的栖息地。仿刺参通常是绿色的,但这个水槽里还有白色和紫色的。张立斌说:“紫色的很漂亮,它们含有类似于红酒中发现的有益化合物,比如具有强效抗氧化和抗炎作用的虾青素”。

《自然》我的工作:Ranching sea cucumbers to repair the oceans — and improve human health

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