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一周《自然》杂志精选 顶端肉食动物消失致灾难

http://www.kexue.com 2014-01-16 10:02:24 自然杂志  发表评论


大型肉食动物一旦灭绝,地球生态平衡将遭受严重威胁

  细菌控制管虫蜕变按钮

  是什么能够促使管虫从自由游动的幼虫转变成为一种固定状态的管虫幼虫?管虫是居住在浅水区的包裹着岩石的物种,它们还会造成对诸如船体及钻井用钻头等人造物体的污损。在此之前,研究人员只是知道许多管虫能够在它们开始其转变之前识别来自与表面结合的细菌的信号。但是,Nicholas Shikuma及其同事如今已经对海洋细菌,即藤黄紫假交替单胞菌如何激发华美盘管虫的蜕变有了一些了解。该细菌会挥舞一系列的噬菌体尾巴样的结构——它们通过一个基板相连并由一个六边形网所包围。研究人员将这些结构命名为蜕变相关性收缩结构或MACs;尽管它们的具体功能仍然是未知的,但很清楚的是,管虫的幼虫在没有它们的时候是无法发育的。他们的发现提示在动物与细菌之间有一种新型的相互作用,而它将为研究人员探索海洋生物被膜如何触发动物发育提供一个坚实的起点。

  海洋中丰富的细菌芽

  原绿球藻——这是海洋中最丰富的蓝细菌—— 一直在散布大量的含有蛋白质、DNA和RNA的菌“芽”。Steven Biller及其同事说,这些细菌性膜囊泡可能会对全世界的碳预算产生显著的影响。研究人员对在实验室中生长的原绿球藻的囊泡脱落进行了观察并检测了马萨诸塞州葡萄园海峡海域及中大西洋马尾藻海的海水中的囊泡的丰度。他们的数据显示,这种细菌每天所脱落的囊泡有近兆兆之多。这些满载营养的包袱能够支持显著的细菌增长,并因此能够对全球的碳循环造成影响。它们还能作为在海洋生物体间横向基因转移的一种方式,并甚至能作为细菌为了迷惑病毒而抛弃的“诱饵”。David Scanlan对这些不同的作用进行了讨论。

  顶端食肉动物的重要性

  “狮子、老虎和熊。噢,我的天!”是经典电影《绿野仙踪》中由Dorothy及她的惊恐的同伴所唱的副歌。事实上,多个世纪以来食肉动物一直在人(和牲畜)中引发着深度的恐惧。但是,在一篇回顾性论文中,William Ripple及其同事凸显了这些捕食者——像先前提到过的狮子、老虎和熊等——对全球生态系统具有稳定作用,而且他们说,现在正是保护这些食肉物种的时候。Ripple及其他作者分析了最近的研究,旨在回顾世界上31个最大的哺乳类食肉动物的状态、所受威胁及生态重要性。从各个方面看,他们发现了顶端食肉动物——狮子、豹子、狼、美洲狮、澳洲野狗及其他食肉动物——在保持生态系统平衡方面的例子。据文章的作者披露,通过一系列直接与间接的影响,大型食肉动物帮助增进了生物多样性、缓冲了气候变化并管控了疾病。例如灰狼——它们目前是美国落基山脉及大湖地区大规模猎杀活动的焦点——会发挥若干有益的、级联效应;例如控制食草性猎物的种群数量,其结果是使木本植物繁茂生长并存储更多的碳。

  文章的作者还发现了由大型食肉动物种群的改变所引起的作物受损、河流结构改变以及在鸟类、哺乳类、两栖类、爬行类及无脊椎动物种群中的各种变化。他们对最近的数据所作的审查显示,食肉动物的作用比研究人员过去所意识到的要复杂得多,而自然资源保护者需要发现能够促使人类与食肉动物和平共处的策略——这是一项有史以来就很难完成的工作。据文章的作者披露,到目前为止,猎人们一直无法取代或复制这些顶级捕食动物在野外的级联、稳定效应,而对食肉动物、被捕食动物及植物相互作用的研究是必要的。由Richard Roberts撰写的相关文章提出,驱使袋獾与塔斯马尼亚虎灭绝的并非澳洲野狗,而是人类及气候的改变。

  持续存活的关键

  在被称作巨噬细胞的免疫细胞吞噬之后,沙门氏菌会选择两种命运之一:复制或以一种低调的不复制的状态持续存在。这些持续化的细胞可能是细菌逃避抗菌素治疗并持续存留以引起持续性或反复发作性感染的一种方式。为了更多了解有关持续细胞是如何发育的,Sophie Helaine及其同事用一种荧光单细胞追踪技术对实验室中的以及受到感染的小鼠身上的沙门氏菌细胞进行了追踪。他们发现,该细胞的命运是在巨噬细胞内的被称作液泡的封闭隔室中决定的。研究人员说,这些隔室是酸性的而且营养贫乏,这些条件看来能够同时触发细菌的毒力因子及持续细胞的形成。在这些液泡中存在着各种形成的持续细胞类型,而这种多样性可能也为这些细菌提供了逃避免疫检测并活着以再次感染的一种方式。

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