為何生物能夠感知寒冷

為何生物能夠感知寒冷

感覺到寒冷并采取措施保護自己是包括人類在內(nèi)的一切生物的生存之道。那么，為什么人能感覺到寒冷呢？在此前的研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一類基因與感覺有關(guān)，并試圖在這類基因里尋找感知寒冷的基因，但收獲不大。后來，科學(xué)家換了一種思路，他們通過研究基因突變，來找到缺少哪個基因會令生物對寒冷環(huán)境沒有反應(yīng)，那這個基因就將是感知寒冷的關(guān)鍵。線蟲與人一樣，也會在感到寒冷時出現(xiàn)“避害行為”，然而，當(dāng) glr-3基因缺失后，線蟲就對寒冷環(huán)境沒有反應(yīng)了。進一步的分析發(fā)現(xiàn)，glr-3基因編碼了谷氨酸鹽蛋白受體。人類和其他生物體內(nèi)的這個受體，同樣也有可能負(fù)責(zé)“感知寒冷”。為了驗證這個想法，科學(xué)家分別在斑馬魚、小鼠以及人類等脊椎動物的基因組里找到了glr-3基因的遠房親戚，并把它們引入到由于發(fā)生基因突變而無法感知寒冷的線蟲里。結(jié)果這些線蟲又能感知寒冷了。其實，人們早就在小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)過這個受體，認(rèn)為它負(fù)責(zé)在大腦中傳遞化學(xué)信號，卻從來沒有把它與感知寒冷聯(lián)系起來。

冬瓜為何變得這么大

冬瓜、黃瓜、甜瓜、西瓜、葫蘆、南瓜、絲瓜等葫蘆科作物有著共同的祖先，是什么導(dǎo)致它們演變成不同形態(tài)、大小和風(fēng)味的？中國科學(xué)家在冬瓜基因組和變異組方面取得了重要進展，并闡明了瓜類作物基因組演變歷史。在目前已知的瓜類作物里，冬瓜的基因組最大，包含27000多個基因；而且，冬瓜還是所有瓜類作物中保留祖先基因狀態(tài)最多的。研究人員以此推斷出所有瓜類作物起源于一個擁有15條染色體的祖先基因組，經(jīng)過染色體多次斷裂和融合等過程形成了目前豐富多彩的瓜類家族。野生冬瓜果實只有雞蛋大小，現(xiàn)在大多數(shù)冬瓜品種果實巨大，在冬瓜進化過程中上千個基因發(fā)生變化，研究人員從中找到兩個控制冬瓜果實大小的候選基因。有趣的是，冬瓜其實是夏季成熟的，之所以被命名為冬瓜，是因為冬瓜表皮有一層白粉，像冬天的冰霜。

長期住南極 大腦變小了

長期住在與世隔絕、天寒地凍的南極洲，人的大腦會發(fā)生什么變化？研究人員以德國諾伊邁爾三世南極科學(xué)考察站9名隊員為研究對象，在科考前后經(jīng)由磁共振成像等技術(shù)檢測他們大腦內(nèi)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子水平，評估他們的認(rèn)知功能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與在德國境內(nèi)同性別同齡人相比，科考隊員在南極洲居住14個月后大腦平均縮小7%，與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的海馬體體積縮小較多。與自身科考前相比，腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子水平平均降低45%。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子能協(xié)助維持海馬區(qū)神經(jīng)元及其聯(lián)系正常運轉(zhuǎn)。研究人員認(rèn)為，大腦的這種改變可能與科考隊員長期處于與世隔絕且環(huán)境單調(diào)的南極有關(guān)，大腦因此做出“用進廢退”反應(yīng)。不過，這種影響是可逆的，也可以通過一些鍛煉方法和刺激手段加以干預(yù)。