这种动物的女王会“下药”，让整个家族的其他雌性无法怀孕

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牧心2026年07月18日约 10 分钟

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本期导读

1. 裸鼹鼠女王散播避孕维稳激素；

2. 机械水鸟能够在水中自由出入；

3. 让汉尼拔消耗能量最少的山路；

吞食行星的恒星被锂元素暴露；
被删去所有水贴的酵母基因组。

维持生育霸权，裸鼹鼠女王给全体雌鼠下“避孕蛊”

在东非的地底下，住着一种长得像粉红小香肠、几乎全盲的生物——裸鼹鼠（Heterocephalus glaber）。它们身上有许多特点：长寿、抗癌，还有哺乳动物中罕见的真社会性——一个巢穴上百只个体，却只有一位女王能生孩子，其余无论雌雄全都安分当工鼠，甘心搬土、觅食、护巢，绝不造反。不过，只要女王一死，其余高等级的雌鼠就会立刻开撕，打架、撕咬，直至最后一只存活，成为下一代女王。

科学家一直搞不明白，裸鼹鼠女王是如何压制其他雌鼠的生育能力的呢？在最新一期《自然》杂志上发表的一篇论文给了答案：女王分泌的一种化学物质——肉豆蔻酸异丙酯（IPM），就是能让家族全体雌性不孕的“药物”。

IPM是一种低挥发性的长链酯类，只富集在女王身上，而且在排卵期达到峰值。为了验证IPM是否能抑制雌鼠怀孕，科学家做了几组实验。

首先，他们饲养了一些正常的雌雄配对裸鼹鼠，发现它们能正常怀孕；然后再向培养环境中滴上一滴IPM，所有裸鼹鼠都无法怀孕。

第二组则在正常的裸鼹鼠种群中移除女王，同时补充IPM，结果12周之内，大家都没发现女王已经不在了，鼠群平安无事；此后停止补充IPM，结果才过了4周，高级雌鼠就开始了宫斗，幸存的优势个体开始体重增加、怀孕、上位。

研究证实，IPM确实是裸鼹鼠女王控制其他雌鼠生育能力的关键分子。那么，这个分子到底是如何发挥作用的呢？

经过大脑成像扫描之后，科学家发现，其他雌性裸鼹鼠闻到IPM的味道后，大脑特定区域会被激活。激活后的大脑会分泌高水平的催乳素，营造出一种身体正在哺育后代的错觉，从而抑制卵泡发育，阻断受孕。也就是说，IPM在其他雌鼠身上触发了哺乳类特有的“哺乳期不孕”的保护机制。

不过，为什么自带IPM的女王不会被抑制怀孕？论文推测，可能是上位后脑子里的催乳素受体分布产生了变化，但这部分仍然需要更多研究。现在看来，女王身体里的化学物质，才是真正让裸鼹鼠们心甘情愿打一辈子工的重要原因。

裸鼹鼠女王控制生育的激素途径

（图片来源：改编自参考文献）

课代表总结：第一次在自然杂志看到了宫斗论文。

参考文献：

Khallaf, M.A., Hart, D.W., Luo, W. et al. A queen odour mediates reproductive suppression in a eusocial mammal. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10772-5

工程师研发“机械鸬鹚”，上天入水自由切换

来自麻省理工学院和洛桑联邦理工学院的团队，成功研制出全球首款仅靠扑翼就能完成“飞—潜—飞”全流程的跨介质机器人，并将其命名为FAAV。相关报道以封面文章的形式发表在《科学》杂志上。

这款重约250克的模块化机器人，外形酷似一只体态流线的飞鸟。它拥有全防水机身、一对柔韧的薄膜翅膀和可动尾翼。最令人称奇的是，它没有采用复杂的机械折叠结构，而是依靠机载电子系统无线调节翅膀的拍打频率和尾部姿态，在空气与水中自由切换。

在自然界，约有100种鸟类掌握这种“水空两用”的技能，其中我们最熟悉的飞鸟之一就是鸬鹚。它们面临的主要挑战，是介质密度的巨大差异：水的密度几乎是空气的1000倍，这就好比让一个人在空气中健步如飞，却要求他在瞬间跳进浓稠的糖浆里继续奔跑。

为了适应这种剧变，鸟类必须在水下大幅降低振翅频率并减小翼展。然而，由于实地观测困难，加上计算机难以精准模拟翅膀与流体间的复杂互动，科学家们一直不清楚这些动物究竟做出了哪些生理妥协。

FAAV机器人的出现，提供了一个绝佳的物理模型。研究团队通过对比机器人数据与真实鸟类的行为发现，鸟类并不需要极其复杂的翅膀折叠机制。相反，只要巧妙平衡翅膀的柔性、尺寸和拍打频率，就能在两种环境中都表现优异。实验表明，中等柔性的翅膀综合性能最佳，既能提供足够的升力支持飞行，又能在高阻力的水中产生有效的推力。

此外，较小的翅膀虽然能提高水下速度，但并不能提升游动效率。这暗示了鸟类缩小翼展，可能更多是为了增强在水下的机动性，以便灵活追捕猎物，而非为了节能。

更有趣的发现来自能量消耗的计算。研究显示，尽管起飞出水需要极大的功率，但对于长距离移动来说，机器人选择飞离水面远比在水中潜行更划算。

这为理解鸟类的迁徙和行为策略提供了新的视角：或许我们看到的每一次振翅高飞，都是它们在能量账单上做出的最优解。未来，这类机器人有望化身“机械水鸟”，活跃在湖泊监测、海洋生态调查以及海岸管理的第一线，去往人类难以触及的角落。

工程师讲解机械水鸟研发过程（图片来源：MIT）

课代表总结：机械鸬鹚会梦到电子鱼吗？

参考文献：

Raphael Zufferey et al. ,Leaping out of the water: Aerial-aquatic locomotion with flapping wings.Science393,207-211(2026).DOI:10.1126/science.aeb6744

汉尼拔和他的“大象动力学”

公元前218年，第二次布匿战争打得正酣。罗马握着地中海的制海权，迦太基名将汉尼拔做了一个疯狂的决定：不带舰队，不带重炮，带着四万六千人的大军、七千匹战马和三十七头战象，从西班牙出发，翻越冬季的阿尔卑斯山，直插罗马后院。

这是军事史上最著名的豪赌之一。十五天翻越雪山，抵达意大利时只剩一半人马，但足够多的战象活了下来，在特雷比亚河战役里让罗马人见识了什么叫象蹄踏阵。

汉尼拔赌没赌赢，我们今天暂且不谈，但历史学家吵翻天的还有另一件事：他的军队到底走的哪条路线？古籍里，波利比乌斯和李维的记载语焉不详，地质和文献考据各执一词。

从地图上来看，阿尔卑斯南麓有几个主要山口——克拉皮耶山口、蒙热内夫尔山口、旺图山口，还有更偏南的特拉弗塞特山口，都有一些证据支持。

今年七月登在《美国国家科学院院刊》上的新研究换了个思路。牛津大学和德国综合生物多样性研究中心的团队没有再去翻古籍找地名对应关系，而是把这支军队的能量账算明白。他们用地理信息系统搭出四条候选路线的能量景观，把人的步行耗能、马的驮运耗能，以及最关键的大象登山耗能全部建模，再叠加坡度和低温修正。

结果很明确：特拉弗塞特山口虽然海拔接近三千米、地势凶险，却是四条里最短、最省体力的那条。整支军队走这条路总耗能约5.42太焦（大约够把500人从地球送到月球）。而换成主流认为的克拉皮耶山口则要多花16%，旺图山口要多花19%。汉尼拔也许不懂什么是焦耳，但他应该懂大象、西班牙和南法，对哪条路更熬人，大概率心里有数。

最有意思的是大象和士兵的反差。模型按体脂消耗估算：士兵要消耗19%的体脂，战马掉11%，战象只掉4%。大象皮下脂肪储备本身就是个巨型油箱，而且大象走路像四轮驱动车，四条腿独立驱动、步态稳定，在陡坡碎石路上比人和马都更轻松。

这也反过来回答了另一个老问题：汉尼拔为什么要带大象？这项新研究暗示，汉尼拔可能隐约知道，象在这种极端地形里反而比人扛造。带象的目的，除了首战吓罗马人一跳，还指望用这种奇观拉拢敌视罗马的北意大利高卢部落入伙。

历史考据常有这种时刻：当文献无法真实还原历史，物理规律反倒成了最诚实的证人。汉尼拔当年站在山口风雪里抬头看路时，不会知道两千年后的科学家会用太焦给他这支队伍重新称一次重。但他带的那三十七头象踩过的雪，也许比我们以为的，更不冤。

在多条可能路线中，绿色的特拉弗塞特路线耗能最少（注意绿色和蓝色路线有一段重合）（图片来源：参考文献）

课代表总结：给汉尼拔50000件羽绒服和10000吨泡面，能不能击破罗马城？

参考文献：

E. Berti, & F. Vollrath, Energy costs of Hannibal’s alpine crossing, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (28) e2612764123, https://doi.org/10.1073/pnas.2612764123 (2026).

一颗恒星吞掉了自己的行星，被天文学家“抓了现行”

五十亿年后，当太阳膨胀成一颗红巨星时，地球大概率难逃被吞噬的命运。虽然从科学计算的角度来说，这一事件很有可能发生，但总有人抱着“我看不见所以就不存在”的侥幸心理。

然而最近，科学家在1300光年外捕捉到了一颗已经吃掉了自己行星的恒星，提前给我们预习了一遍行星被母恒星吃掉的场景。

这颗名为TOI-5882的恒星，是一颗与太阳极为相似的恒星。通过分析它的光谱数据，科学家发现了一个异常：这颗恒星体内的锂元素含量，高得完全不符合常理。

为什么锂元素如此关键？在恒星内部的高温高压环境下，锂是一种极易被破坏的元素，就像冰块投入火炉，很快就会消失。因此，成年恒星大气中的锂含量通常极低。然而，行星这种固态天体却富含锂。

论文作者表示，“吃啥补啥”，当恒星吞下一颗行星，行星体内大量的锂就会混入恒星的大气层，形成一道持久的化学痕迹。TOI-5882上超标的锂，正是它吃饱后留下的铁证。

为了排除偶然性，研究团队找来了62颗与TOI-5882年龄、质量、温度都极为相似的恒星作为对照组。结果显示，TOI-5882的锂含量不仅鹤立鸡群，甚至超过了对照组中97%的恒星。这种统计学上的显著性，彻底排除了它是“天生怪胎”的可能。根据锂的丰度推算，被吞噬的那颗行星质量大约在几倍地球质量到海王星质量之间。

这项研究不仅证实了恒星吞噬行星的事件确实会发生，还建立了一套精准的“宇宙法医鉴定”流程。对于人类而言，在这场跨越光年的观测中，我们不仅看到了别人的结局，也照见了地球的宿命。

我们的未来发生在它们的过去（图片来源：密歇根大学）

课代表总结：“你要是敢吞了我，我就会发怒，并且让你的锂含量增加！”

参考文献：

Brooke Kotten et al. Lithium Enrichment in a Subgiant Star with a Brown Dwarf Companion: A Planetary Engulfment Candidate. The Astrophysical Journal, 2026; 1004 (2): 193 DOI: 10.3847/1538-4357/ae71bb

科学家创造首个“无剪接体内含子”真核细胞

如果把细胞中的遗传信息比作一本书，那么真核生物这本书夹杂着大量看似“多余”的段落。当细胞读取信息时，必须准确删除这些段落，才能拼出真正有用的“阅读内容”。这些被删除的片段是内含子，而负责删除工作的分子机器是剪接体。

长期以来，科学家一直困惑——内含子和剪接体是不是真核细胞赖以生存的必需元件？如果删除细胞内所有内含子，细胞还能活么？

近日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心成功构建出首个不含任何剪接体内含子的真核细胞，为上述问题给出了明确答案。

研究团队以中心此前构建的单条染色体酿酒酵母为模型，巧妙设计了一套“分头施工、重组拼装”策略。

科研人员在不同交配型的单倍体细胞中分别删除不同内含子，再通过二倍体细胞中的染色体重组和减数分裂，将所有删除结果整合到同一个细胞中。利用这一策略，敲除全部300个内含子的时间从传统方法的至少十二年缩短至六年。

研究显示，当失去所有内含子后，核糖体生物合成受到影响，致使细胞生长速度变慢。在已经失去所有内含子的细胞中，进一步删除剪接体的多个核心组分，细胞仍然能正常存活。

这表明，一旦所有内含子被彻底移除，剪接体就不再是细胞存活的必需机器。换言之，细胞演化出剪接体，其主要功能是清除内含子。

这项研究以单细胞生物酵母为模型，回答了困扰生物学界的基础问题，证实内含子和剪接体并非真核细胞生命存活所必需。研究为探索内含子的起源与演化提供了全新的实验平台，也为合成真核细胞最小基因组提供了重要信息。相关研究成果发表在《细胞》上。