濾食的演化

 

鯨魚是目前生活在地球上的最大的生物。有2則新的研究使人們注意到這些龐然大物是如何在數千萬年之前與地球上多種最小的海洋生物聯系在一起的。他們還詳細介紹了大型魚類是如何在1億多年前，即在鯨魚出現在這個星球上之前，在生態系統之中找到適合自己的生境的。Matt Friedman及其同事對數個新發現的巨大濾食性魚類的例子進行了描述，這些魚在現代須鯨及多種鯊魚和魟魚在食物鏈中占據其位置之前就在海洋中生活了。通過對以往發現進行重新解讀及對新的化石進行分析，這組研究人員發現，巨型的浮游生物攝食者（它們張口吞入海水，并在水從其鰓裂中溢出的時候將食物進行過濾）生活在距今1.7億年至6500萬年前。在那個時候，它們開創了獨特（且高度有效）的濾食策略，而這種策略在如今仍然可以在最大型的海洋脊椎動物身上看到。

 

在另外一篇報告中，Felix Marx和Mark Uhen指出，隨著鯨魚填補了由這些巨型濾食動物留下的空白生境，它們的多樣化是由隨著海洋溫度的變化而同時進化的硅藻屬生物（這是一種普通的浮游植物，也是濾食性鯨魚的主食）所控制的。研究人員應用氧的穩定同位素記錄來證實這一理論，即在3000萬至4000萬年前，鯨魚、寬吻海豚及鼠海豚的進化就已經受到了生物學和氣候變化事件的控制。在一篇文章中，Lionel Cavin對這兩篇報告進行了更詳盡的討論，并解釋了這些對濾食性鯨魚進化的新的了解是如何改變了目前人們對這些巨型海洋脊椎動物的自然歷史及其進化的觀點的。

 

宅居者與飛機旅行達人的

 

舉動都是可預測的

 

研究人員報告說，來自5萬個人的移動電話數據顯示，我們的旅行模式是非常容易預測的，無論我們是屬于在家附近活動的宅男宅女或是經常長途旅行的人。這些發現可對我們研究的所有事物，從人類的擴散到電子病毒的蔓延到城市的規劃，都會發生影響。許多用來分析人類活動性及其行為的模型都假設我們的活動從根本上來說是隨機性的。例如：用于研究病毒動態以及人類排隊及擁擠行為的Lévy-walk模型就假設，我們總是隨機性地選擇下一步我們將會走哪一步。它也被稱作醉酒水手問題。相同的，電信工程師們使用的用來確定一臺電話能夠處理多少次轉換的Erlang模型也假設我們的打電話模式完全是隨機性的——就好像通過拋一枚錢幣就能夠決定我們是否會打電話一樣。

 

Chaoming Song及其同事如今對一個長達3個月的數據記錄進行了研究。這些數據采自匿名移動電話用戶，收集這些數據的目的是為了收費。該記錄包含有用戶每次接到一通電話或短信時信號發送塔的地點。正如所料，大多數電話用戶將時間花在幾個選擇的地點，只有少數用戶經常性地在數百公里范圍之內用電話通訊。這一分布情況通常提示，那些較少旅行的人的行為較易預測，而少數旅行較多的人則較難預測其行為。然而，當研究人員較仔細地對這些數據進行審查時發現，這兩組人的活動都是可預測的（即實際上有93%可預測），而且與這些人的年齡、語言組、人口密度及其他的差別沒有關系。文章作者說，基于這些結果的數據挖掘運算法則可對人們的移動模式進行實際的預測。這些發現還表明：“盡管我們有著根深蒂固的希望變化和自發性的意愿，但實際上，我們的日常活動的特征仍然是根深蒂固的規則性。”

 

生命的催化劑

 

新的研究證明了硅酸鹽離子是如何曾經在一個原始的地球上使得復雜糖分子的增長變得容易的。研究人員說，這一發現擴大了生命起源的可能的環境范圍。Joseph Lambert及其同事開展了一系列在室溫中用簡單的糖分子進行的化學反應。他們發現，硅酸鹽離子是穩定那些基本反應物從而形成更復雜的糖的關鍵。在硅酸鈉存在的情況下，簡單的2碳和3碳糖分子會自動形成較大的4碳和6碳化合物。這一觀察為一種經典的甲醛聚糖反應（即從甲醛可制造出復雜的糖分子）可為這個星球上的生命提供所需的必要“建材”提供了證據。從理論上說，簡單的甲醛分子可形成像核糖這樣的復雜糖分子，而這些糖分子最終會形成RNA。然而，這些反應究竟是如何在數十億年前的地球上完成的一直存在著許多爭議。由于硅酸鹽離子在地球早期的表層水中相對比較豐富，這一發現提示，甲醛聚糖類的反應是合成復雜糖分子的一種可行的途徑，可能也是地球上生命開始的途徑。

 

一種選擇性的細菌刺客

 

有一個部類的抗菌化合物會將假單孢菌的一種必需蛋白質作為標靶并將其摧毀。假單孢菌是一種條件致病菌及一種抗藥的細菌，它會給人類健康帶來嚴重問題。研究人員說，這些抗菌素可能在未來有著重要的治療應用。Nityakalyani Srinivas及其同事對抗菌肽protegrin進行了多次篩選以尋找抗假單孢菌的活性。他們發現了一種化合物可特異性地抗該種細菌，但卻不會作用于其他的格蘭氏陰性及陽性細菌。研究人員能夠合成一族可模仿這種protegrin肽自然作用的抗菌素，并觀察其在小鼠體內抗假單孢菌感染的功效。研究人員說，他們的抗菌素能夠通過摧毀一種叫做LptD的蛋白質（這是其外細胞膜形成所至關重要的蛋白）而殺滅該致病菌。它們可能在未來抵抗不同類型的格蘭氏陰性菌感染上非常有用，而格蘭氏陰性菌與抗多種藥物的菌株有關。

 

（本欄目文章由美國科學促進會獨家提供）

 

《科學時報》 (2010-3-2 A3 國際)