【動物植物】動保工作者可能無意中在動物種群之間傳播疾病和寄生蟲；研究發現Y染色體上的DNA重複會縮短雄性果蠅壽命

▼

動保工作者可能無意中在動物種群之間傳播疾病和寄生蟲

研究發現Y染色體上的DNA重複會縮短雄性果蠅壽命

研究：靈活的飲食可能有助於食葉狐猴抵抗森林砍伐

科學家透過核磁共振和CT掃描技術對新物種章魚進行非破壞性分類

科學家確定全新微生物群體分解腐爛植物而不產生溫室氣體甲烷

關注影片號，發現更多精彩

動保工作者可能無意中在動物種群之間傳播疾病和寄生蟲

將瀕危物種遷移到新的地點通常被用作物種保護戰略的一部分，並且可以幫助恢復退化的生態系統。但是科學家們說，這些遷移工作存在著意外傳播疾病和寄生蟲的高風險。今天發表在《保護通訊》雜誌上的新報告側重於淡水貽貝，研究人員對其進行了廣泛的研究，同時也適用於為保護目的而遷移的所有物種。

貽貝在清潔世界上許多河流和湖泊的水方面發揮著重要作用，但卻是地球上最受威脅的動物群體之一。人們對將貽貝轉移到新的地點以增加受威脅的種群，或者將它們作為 “生物過濾器”來改善水質的興趣越來越大。

一種吃性腺的寄生蟲，Rhipidocotyle campanula可以使貽貝完全不育，被認為是圈養繁殖計劃的一個巨大風險，因為這些貽貝來自許多孤立的種群。

“報告的高階作者、劍橋大學動物學系的大衛·奧爾德里奇博士說：”我們在為保護目的將動物轉移到新的地方時需要更加謹慎，因為成本可能超過了收益。

他補充說：“我們已經看到，混合不同種群的貽貝可以使食性腺蠕蟲廣泛傳播，事實上只需要一隻受感染的貽貝就可以在種群中傳播這種寄生蟲，在極端情況下，可以導致整個種群的崩潰。”

當貽貝被移動時，病原體可以很容易地在不同地點之間轉移。在極端情況下，病原體可能導致貽貝種群完全崩潰。在其他情況下，感染可能不會造成問題，除非它們出現在其他因素中，如缺乏食物或高溫，使種群處於壓力之下導致突然爆發。

該報告建議，只有在絕對必要的情況下才應該重新安置物種，並實施專門的定期檢疫，以阻止最可能攜帶的病原體的傳播。

報告指出了決定動物遷移時傳播病原體風險的四個關鍵因素：受感染動物在來源國和接受國種群中的比例、遷移後種群的密度、宿主免疫力以及病原體的生命週期。必須感染多個物種才能完成其生命週期的病原體，如寄生蟎，只有在特定地點存在所有物種的情況下才會持續存在。

“將動物轉移到一個新的地點通常被用來保護或補充瀕危種群。但是我們必須考慮這將傳播我們完全不瞭解的病原體的風險，這可能使這些種群處於更大的危險之中，”劍橋大學動物學系博士生、報告第一作者喬希·布萊恩說。

由於免疫系統的適應性，同一物種的不同種群對同一病原體的感染可能有不同的反應。例如，搬到黃石國家公園的一群瀕臨滅絕的狼不幸全軍覆沒，因為這些狼對當地犬類攜帶的寄生蟲沒有免疫力。

研究人員說，垂釣者在河流中放養魚類，以及為家庭花園採購外來植物，也可能使寄生蟲或疾病四處蔓延。

研究發現Y染色體上的DNA重複會縮短雄性果蠅壽命

男性的壽命可能會比女性短，因為隨著男性變老，Y染色體的重複部分會產生毒性效應。這些新發現發表在了今天（當地時間2021年4月22日）的《PLOS Genetics》。在人類和其他具有XY性染色體的物種中，女性的壽命通常比男性長。

這種差異的一個可能解釋是基因組內的重複序列。雖然男性和女性都攜帶這些重複序列，但科學家們懷疑，Y染色體上大量重複可能會產生一種“毒性效應”進而縮短了男性的壽命。為了驗證這一想法，Doris Bachtrog研究了雄性果蠅，雄性果蠅的重複DNA是雌性果蠅的兩倍，壽命也較短。他們發現，當DNA在年輕雄性果蠅的細胞內以緊密的形式存在時，重複片段就會被關閉。但隨著果蠅年齡的增長，DNA會形成一種更鬆散的形式，而這可以啟用重複片段從而導致毒副作用。

這項新研究表明，富含重複序列的Y染色體是男性的基因組傾向。這些發現也支援了DNA重複和衰老之間更普遍的聯絡，而目前人們對這一聯絡知之甚少。之前對果蠅的研究表明，當重複部分變得活躍時，它們會損害記憶、縮短壽命並導致DNA損傷。這種損傷可能有助於衰老的生理效應，但還需要更多的研究來揭示重複DNA毒性效應的機制。

研究：靈活的飲食可能有助於食葉狐猴抵抗森林砍伐

水果和蔬菜對人體有好處，對於狐猴，它們甚至可能還有助於減輕棲息地喪失的影響。一項新針對四種狐猴的基因組測序的研究發現，這些動物對樹葉的喜好一直延伸到它們的基因，而這些基因比瀕危物種的預期要更多樣化。

狐猴是食葉動物，也就是說它們的主要食物是樹葉。葉子很難消化並且充滿防止被吃掉的有毒化合物。另外，樹葉不像我們精心挑選的菠菜一點不好吃且也不是很有營養。

正因為如此，食葉動物通常擁有各種各樣的適應能力，如帶有特殊囊袋的更長的消化道，在那裡，細菌可以幫助分解食物。

相關研究已於4月23日發表在《Science Advances》上，研究人員對克氏冕狐猴（Propithecus coquereli）、維氏冕狐猴（P。 verreauxi）、金冠狐猴（P。 tattersalli）和冕狐猴（P。 diadema）的基因組進行了測序。除了兩隻維氏冕狐猴狐猴——一隻野生，一隻圈養，其餘則都是在野生環境下出生的但被安置在杜克狐猴中心生活。

雖然這四種動物生活在馬達加斯加不同的棲息地——從乾旱的落葉林到熱帶雨林，但它們卻有著相似的飲食習慣。

基因組顯示出的分子證據表明，它們能夠適應中和和消除葉子中的有毒化合物、最佳化營養吸收並檢測苦味。它們的基因組顯示出的分子進化模式跟其他遠親食草動物如來自中非的疣猴和家牛相似。

然而儘管狐猴是一種精密的食葉機器，但它們可以吃的不僅僅是樹葉，它們還會吃很多應季的水果，同時還會咀嚼花朵。

來自杜克大學的進化人類學助理研究教授Elaine Guevara是這項研究的主要作者，她指出：“狐猴可以利用能量更高、營養更密集的食物從而，並且在食物匱乏的時候們又可以回落、以樹葉為生。”

這種飲食上的靈活性可能使它們在面對森林破碎化和干擾等威脅時比那些只吃葉子或只吃水果的表親更有優勢。

事實上，該分析還顯示，狐猴的基因多樣性比一個棲息地不斷縮小的島嶼上的極度瀕危物種預期的要多。Guevara說道：“這些動物似乎有非常健康的基因多樣性，這是非常令人驚訝的。

Guevara和她的團隊測量了基因組雜合度——這是遺傳多樣性和種群大小的一個指標。瀕臨滅絕的物種往往只剩下很少的種群、雜合度非常低。狐猴卻不遵循這種模式，其雜合度遠高於其他靈長類動物或其他極度瀕危哺乳動物物種。雜合種群往往對氣候變化、棲息地喪失和新病原體等威脅更有抵抗力。

然而狐猴的世代時間很長，平均17年，所以遺傳多樣性的喪失可能需要幾十年的時間才能變得明顯。Guevara表示，這項研究中發現的基因多樣性可能實際上反映了50年前馬達加斯加森林砍伐率急劇增加之前的健康群體狀況，“狐猴仍是極度瀕危物種，它們的數量正在減少、棲息地的喪失正在急劇加速。”

不過大家仍有樂觀的餘地。因為不挑食，狐猴對森林砍伐和棲息地破碎的敏感程度可能要低於飲食更受限的靈長類動物，這使得它們能在不那麼原始的森林地區生存。Guevara指出：“我在狐猴中心看到過狐猴吃死松葉。它們的飲食真的很靈活。”

因此，如果狐猴的棲息地得到並保持保護和戰略管理，它們更大的遺傳多樣性可能意味著它們仍然有希望。

“如果我們採取行動，狐猴仍有很大的（生存）機會。我們的結果更讓我們有理由竭盡所能幫助它們，”Guevara說道。

科學家透過核磁共振和CT掃描技術對新物種章魚進行非破壞性分類

通常情況下，如果生物學家希望確認一個動物標本代表一個新的物種，他們必須進行解剖——基本上是將其銷燬。但是現在，這項任務已經透過核磁共振和CT掃描技術以非侵入性的方式完成了。

早在2016年，德國波恩大學的科學家們發現了他們認為可能是一個新物種的“小飛象”章魚，因為它的鰭看起來像大象的耳朵而得名。

尺寸約為30釐米長（12英寸）的生物被捕獲在北太平洋海底的一個鐵籃子裡，然後被絞到4000米（13123英尺）高處的一艘研究船上。不幸的是，由於水壓的相對突然變化，這隻章魚在到達船上時就死亡了。

因為他們只有一個有價值的標本，所以科學家們想保持它的完整 - 但他們也想看看它的內部，看看它是否真的是一個以前未知的物種。在最近發表的一篇論文中，首席科學家Alexander Ziegler博士描述了他們是如何做到這一點的。

在最初的MRI（磁共振成像）掃描中，該生物的內部器官和其他軟組織在一系列高解析度的3D影象中被成功揭示。然而，由於它的喙和齒舌是由一種被稱為甲殼素的堅硬物質製成的，因此它們顯示得不是很好。這個問題透過進行微型CT（計算機斷層掃描）得到了補救，這種掃描更適合於對硬質材料進行成像。此外，科學家還利用被捕獲時的組織樣本對這種動物的DNA進行了測序。

當所有的資料被分析後，人們確定這隻成年雄性標本確實代表了一種新的巨型章魚物種。這種生物被命名為Grimpoteuthis imperator，拉丁文的意思是 “帝王章魚”——它是在日本附近的一座水下山脈上捕獲的，山脈的山峰是以日本天皇的名字命名。

由於該標本仍然是完整的，它現在可以被其他生物學家檢查，否則他們可能不得不收集和殺死更多的章魚。更重要的是，該標本的 “清晰的數字複製 ”可以從線上MorphoBank資料庫中下載。

Ziegler說：“我們的非破壞性方法可以開創一個先例，特別是對於稀有和珍貴的動物。”

由博士生Christina Sagorny共同撰寫的關於這項研究的論文已經發表在《BMC Biology》雜誌上。

科學家確定全新微生物群體分解腐爛植物而不產生溫室氣體甲烷

一個來自美國和中國的科學家團隊已經確定了一個全新的微生物群體，它們安靜地生活在世界各地的溫泉、地熱系統和熱液沉積物中。這些微生物似乎在全球碳迴圈中發揮著重要作用，它們幫助分解腐爛的植物而不產生溫室氣體甲烷。

這個被生物學家稱為門的新群體被命名為Brockarchaeota，以托馬斯-布洛克的名字命名，他是研究生活在極端環境（如黃石國家公園的溫泉）中微生物的先驅者。不幸的是，布洛克於4月4日去世。他的研究導致了一種強大的生物技術工具，即PCR，它被用於基因測序和COVID-19測試。

到目前為止，Brockarchaeota還沒有在實驗室中成功地生長，也沒有在顯微鏡下成像。相反，它們是透過從中國的溫泉和加利福尼亞灣的熱液沉積物樣本中收集到的遺傳物質的碎片中艱難地重建它們的基因組而被識別的。貝克和該團隊使用高通量DNA測序和創新的計算方法來拼湊新描述生物體的基因組。科學家們還確定了它們如何消耗營養物質、生產能量和產生廢物的基因。

新論文的第一作者Valerie De Anda說：“當我們檢視公共基因資料庫時，我們看到它們在世界各地被收集，但被描述為‘未培養的微生物’，”她指的是其他研究人員從南非的溫泉和懷俄明州的黃石公園，以及印度尼西亞和盧安達的湖泊沉積物中收集的標本。有幾十年前的基因序列，但沒有一個是完整的。因此，我們重建了這個門類的第一個基因組，然後我們意識到，哇，它們在世界各地，而且完全被忽視了。“

Brockarchaeota是一個更大的、研究不足的微生物群體的一部分，被稱為古細菌。到目前為止，科學家們認為，參與分解甲基化化合物，即腐爛的植物、浮游植物和其他有機物。它們正在使用一種我們不知道在古細菌中存在的新型代謝，這非常重要，因為海洋沉積物是地球上最大的有機碳庫。這些古菌在迴圈利用碳的同時並不產生甲烷。這使它們在自然界具有獨特的生態地位。

一個門類是一個廣泛的相關生物群體。為了瞭解門的規模和多樣性，考慮到僅脊索動物門就包括魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類、哺乳動物和海鞘。節肢動物門約佔所有動物的80%，包括昆蟲、蛛形綱（如蜘蛛、蠍子和蜱蟲）和甲殼類動物（螃蟹、龍蝦、蝦和其他美味的海洋生物）。

2020年7月，貝克、德安達和其他人在《自然-微生物學》雜誌的一篇評論文章中提出，在古細菌中可能存在幾個新的門類，包括Brockarchaeota。這項最新的研究為Brockarchaeota增加了十多個新物種，描述了它們的新陳代謝，並證明它們確實是一個明顯的新門類。

除了分解有機物，這些新描述的微生物還有其他的代謝途徑，De Anda推測這些途徑有朝一日可能在從生物技術到農業到生物燃料的各種應用中發揮作用。