【动物植物】澳科学家将新发现的彩虹色苍蝇物种命名为“鲁保罗”；保存完好的化石揭示了5亿年前节肢动物祖先的大脑

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澳科学家将新发现的彩虹色苍蝇物种命名为“鲁保罗”
保存完好的化石揭示了5亿年前节肢动物祖先的大脑
研究：印度狼的濒危程度比之前认为的要更深
科学家开发可溶解的干细胞植入物恢复了狗狗的髋关节功能
现代蛇由少数几个在导致恐龙灭绝的小行星撞击中幸存的物种进化而来

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澳科学家将新发现的彩虹色苍蝇物种命名为“鲁保罗”

认识一下Opaluma rupaul：一种新近以“变装皇后”鲁保罗（RuPaul）命名的苍蝇物种。它的五彩斑斓色泽让人想起鲁保罗在电视真人秀节目《鲁保罗变装皇后秀》（RuPaul's Drag Race）中所穿的绚丽的设计师套装和礼服。

Opaluma rupaul是澳大利亚新属Opaluma的成员。（“Opaluma”在拉丁语中是蛋白石和刺的意思。）这个名字反映了这种类型的苍蝇所特有的彩虹色色泽，以及在其腹部下方发现的独特的刺。

澳大利亚科学机构CSIRO及其合作伙伴今年已经命名了13种新的“士兵蝇”，包括Opaluma rupaul和两种濒危昆虫：Opaluma opulens和Antissella puprasina。这13只中的许多来自受2019-2020年澳大利亚丛林大火袭击的地区，这些大火在澳大利亚全国肆虐了数月，对城镇、农村社区、生计和野生动物造成了破坏。

Bryan Lessard是澳大利亚国家研究收藏中心的博士后研究员，他为这些苍蝇命名，他希望朗朗上口的名字能够吸引公民科学家的注意，并促使政策制定者将该物种纳入丛林火灾恢复工作中。

Lessard在一份声明中说：“‘士兵蝇’在生态系统中很有价值。幼虫从死去的植物和动物身上回收养分，而成虫则是一些澳大利亚植物的授粉者。”

这位科学家说，描述和命名澳大利亚的各种生物对于防止疾病被引入健康动物的种群也很重要。“今年，我们发现了一种外来的蚊子物种：Culex tritaeniorhynchus，它可以传播日本脑炎病毒，并且是第一次在澳大利亚被发现。它最初被误认为是一种未描述的本地物种，”Lessard说。

CSIRO发布的新命名物种名单还包括三种甲虫，它们分别被命名为Binburrum articuno、Binburrum zapdos和Binburrum moltres，这些名字源自三种难以找到的宝可梦：急冻鸟（Articuno）、闪电鸟（Zapdos）和火焰鸟（Moltres）。

保存完好的化石揭示了5亿年前节肢动物祖先的大脑

节肢动物是动物分类中最多样化和物种最丰富的类别，包括昆虫、甲壳动物、蜘蛛和蝎子，以及其他不太熟悉的品种，如千足虫和蜈蚣。现在生活在5亿多年前的生物留下保存完好的化石非常详细地揭示了一种结构，研究人员长期以来一直假设这种结构一定促成了被所有节肢动物继承的原型大脑。

生活在5亿多年前的生物留下保存完好的化石，这些化石属于一种被称为Leanchoilia的节肢动物，证实了昆虫和蜘蛛胚胎遗传学和发育生物学的早期研究所预测的大脑极端额域的存在，这种额域在现代成年节肢动物中是不分节的，是看不见的。

尽管看不见，这个额域在成年节肢动物的大脑中产生了几个关键的神经中心，包括最终提供参与决策和记忆的中心干细胞。这个额域被假设为与活体节肢动物的前脑、中脑和后脑不同，并被命名为prosocerebrum。

2021年8月19日发表在《当代生物学》杂志上的一篇论文描述了这些化石。这些化石提供了这种离散的前脑区存在的第一个证据，它在现代节肢动物的胚胎发育过程中显示出一种遗产。这种非同寻常的化石不同于以前所见的任何东西，它表明5亿年前，在表示前脑、中脑和后脑的三个节段神经节进化出现之前，这个最前部的大脑区域就已经存在了，而且结构上也很明显。

神经节这个词指的是在节肢动物的神经系统每个节段中出现形成神经中枢的网络系统。在活的节肢动物中，标志着三部分大脑的三个神经节凝结在一起，形成一个固体块，掩盖了它们作为分段结构的进化起源。

在凯里地层（中国西南贵州省的一个地质构造）的沉积物中发现的Leanchoilia化石可以追溯到大约5.08亿年前的寒武纪时期。凯里化石出现在具有高浓度铁的沉积岩中，铁的存在可能有助于保存软组织，随后被碳沉积物所取代。大脑和节段神经系统的重建，显示了从原叶延伸出来的一对前眼，从原叶延伸出来的侧眼，以及四个节段神经节。在更远的地方，在躯干内，每个节段都有一对神经节，它们由一条延伸到身体长度的神经线连接在一起。蓝色阴影区域表示保留的肠道组织。

这种化石为我们打开了一扇窗，让我们瞥见生活在5亿多年前的动物身体演变。我们现在第一次知道，凯里地层的节肢动物化石有可能保存了神经组织，向我们展示了早期节肢动物的原始大脑。

研究：印度狼的濒危程度比之前认为的要更深

根据美加州大学戴维斯分校和首次对印度狼进行基因组测序的科学家的一项研究，印度狼可能比之前认为的更加濒危。这项研究结果发表在《Molecular Ecology》上，其揭示了印度狼是世界上最濒危的灰狼种群之一，在进化上也是独一无二的。

研究表明，印度狼可能是现存最古老的狼系。

印度狼被限制在印度和巴基斯坦的低地，那里的草原栖息地主要受到人类入侵和土地转换的威胁。

“狼是巴基斯坦仅存的大型食肉动物之一，而印度的许多大型食肉动物也濒临灭绝，”加州大学戴维斯分校兽医学院哺乳动物生态保护小组的博士生Lauren Hennelly说道，“我希望知道它们是如此独特，只有在那里才能发现，这将激励当地人和科学家更多地了解如何保护这些狼和草原栖息地。”

“游戏改变者”

研究人员对4只印度狼和2只西藏狼的基因组进行了测序并包括了另外31个犬科动物基因组，以此来解析它们的进化和系统基因组史。他们发现，西藏狼和印度狼彼此不同，也不同于其他狼种群。

该研究建议，印度狼和西藏狼的数量被视为进化上重要的单位，这是一个临时的称号，有助于优先保护它们并与此同时能重新评估它们的分类。

“这篇论文可能是该物种在这些景观中生存的游戏规则改变者，”合著者Bilal Habib说道，“人们可能会意识到，与我们共享这片土地的物种，是今天活着的最遥远的狼。”Habib是印度野生动物研究所的保护生物学家。

印度狼和西亚狼的数量目前被认为是一个种群。该研究发现印度狼跟西亚狼不同，这表明它们的分布比之前认为的要小得多。

一个古老的家族

灰狼是世界上分布最广泛的陆地哺乳动物之一，在北半球的雪地、森林、沙漠和草原上都能找到。在冰河期，狼可能在被称为“避难所”的孤立地区生存下来，有可能分化成不同的进化谱系。

最近的基因组研究证实，西藏狼是一个古老而独特的进化谱系。然而在这项研究之前，人们对印度狼进化史的了解都是基于线粒体DNA的证据，而线粒体DNA只遗传自母狼。这一证据表明，印度狼比西藏狼更晚分化。

相比之下，这项研究使用的是整个基因组--几乎包含反映狼进化史的所有基因的核DNA。这表明印度狼可能比西藏狼更有分化性。

加州大学戴维斯分校哺乳动物和生态保护小组主任、论文资深作者Ben Sacks说道：“单凭线粒体测序不足以证明这一点。核DNA是一张大图片，它改变了图片。你可能会认为大部分灰狼的基因多样性都在北部地区，也就是今天大多数灰狼被发现的地方。但这些南方种群拥有大部分的进化多样性，也是最濒危的物种。”

西藏狼和印度狼的祖先都比北美和欧亚大陆的全北极狼更早。Sacks指出，这项研究表明，印度狼可能是现存最古老的氏族。

有魅力的竞争

在印度，人们对灰狼的关注常常被老虎、狮子和豹子等被认为更有魅力的动物所掩盖。Hennelly在五年级时梦想成为一名狼生物学家，直到她在喜马拉雅山脉对鸟类进行实地研究时她才知道该地区有狼。当作为富布赖特学者、有机会在印度研究狼的嚎叫和行为时，她抓住了这个机会并开始了工作和合作，从而使其团队成为第一个对印度狼的基因组进行测序的团队。

Hennelly说道：“我知道，如果我们对这些狼进行测序，结果表明它们是一个不同的谱系，那么回答这个问题真的可以在政策层面上帮助保护它们，这可能会影响到当地保护这些狼的努力。”

Sacks领导的另一项关于濒危红狼的研究发表在9月同一期《Molecular Ecology》的封面上。这项研究解决了一个长达30年的争议，它表明红狼并非如一些人所说的那样，是殖民时代灰狼和土狼的混血儿，而是20000多年前史前北美狼从土狼中分离出来的后代。这两项研究都对保护狼有着重大的意义。

科学家开发可溶解的干细胞植入物恢复了狗狗的髋关节功能

研究人员表示，一种新的可溶解、基于织物的干细胞植入物减少了疼痛，并恢复了患有中度骨关节炎的狗狗的髋关节功能，这可能是在狗和人类身上进行创伤较小的关节置换的第一步。这种植入物不是用人工材料重塑关节，而是使用一种新技术，通过使用干细胞，让身体再生自身的软骨组织。

该植入物部分是3D打印的，部分是用先进的纺织品制作的。在手术前，它被病人自己的干细胞浸渍，然后放在一个培养箱中，用特定的溶液浸泡，并允许在大约两个月的时间内生长为软骨。手术后，植入物立即像人工软骨一样发挥作用，从第一天起就恢复了功能。但随着时间的推移，它被设计为溶解，只留下身体自身生长的新软骨组织来取代它。

由北卡罗来纳州立大学、圣路易斯华盛顿大学和Cytex Therapeutics公司的研究人员领导的团队，在一组12只"骨骼成熟的猎犬"身上试验了这种技术，这些猎犬的臀部出现了"大规模骨软骨病变"，并被分成对照组和研究组。

手术后四个月，研究小组报告说，对照组的狗没有任何改善，“接受软骨植入物的组别在功能和疼痛方面都已恢复到基线水平”。研究人员还“看到证据表明，植入物已经成功地融入了髋关节，有效地重新替换了它们”。

北卡罗来纳州立大学外科和转化疼痛研究与管理教授、该研究的共同通讯作者Duncan Lascelles说：“我们看到的是，在植入物的作用下，这些狗的表现与全关节置换后的表现一样好，甚至更好。”

“我们对植入物能如此有效地恢复动物的活动水平感到兴奋，”Cytex公司联合创始人Bradley Estes说。“毕竟，这就是病人去看医生的原因--他们希望能够打网球，与孩子们一起玩耍，并且，总的来说，重新参与被关节炎夺走的无痛的积极生活方式。”

该团队认为这种治疗是一种早期干预，“可能是推迟狗的关节置换的一个重大进展，希望有一天也能为人类置换关节”，Lascelles说。随着患者年龄的增长，生命早期进行的关节置换通常需要多次修改，每一次置换的髋关节通常都比上一次失效得快。

这项研究只是初步数据；在该技术进入人类患者的一期临床试验之前，还需要进一步研究，包括 “更长的时间点和其他临床前工作”。

该研究发表在《科学进展》杂志上。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi5918

现代蛇由少数几个在导致恐龙灭绝的小行星撞击中幸存的物种进化而来

来自巴斯大学米尔纳进化中心的一项研究表明，现代蛇是由少数几个在导致恐龙消灭的小行星撞击中幸存下来的物种进化而来的。那次撞击在白垩纪末期导致了恐龙和大多数其他生物的灭绝。研究作者说，这一毁灭性的灭绝事件是一种“创造性的破坏”，使蛇能够多样化地进入以前由竞争对手填补的新生态位。

这项发表在《自然通讯》上的研究表明，今天包括近4000个活体物种的蛇类，在一次小行星撞击事件消灭了恐龙和地球上大多数其他物种的时候开始了多样化进化。

这项研究由巴斯大学的科学家领导，包括来自布里斯托尔、剑桥和德国的合作者。他们利用化石和分析现代蛇的遗传差异来重建蛇的进化。这些分析帮助确定了现代蛇类进化的时间。

他们的结果显示，所有活着的蛇都可以追溯到仅有的几个物种，这些物种在6600万年前的小行星撞击中幸存下来，也就是导致恐龙灭绝的那次大灭绝。

作者认为，蛇在地下避难和长期没有食物的情况下生存的能力帮助它们在撞击的破坏性影响中幸存下来。在那之后，它们的竞争对手的灭绝使蛇能够进入新的生态位、新的栖息地和新的大陆。随后，蛇类开始多样化，并开始利用新的栖息地和捕获新的猎物。现代蛇类的多样性--包括树蛇、海蛇、毒蛇和眼镜蛇，以及像蟒蛇这样巨大的蛇类。

化石还显示了此后蛇类脊椎骨形状的变化，这是由于白垩纪品系的灭绝和新群体的出现，包括长达十米的巨型海蛇。

“这很了不起，因为它们不仅在消灭了这么多其他动物的灭绝事件中幸存下来，而且在几百万年内，它们正在进行创新，以新的方式利用它们的栖息地，”研究主要作者Catherine Klein博士说。