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克柯赛克实验室通过建模研究鱼群中的社会学习

像很多孩子一样,鱼类也会接受教育。他们要学习祖先在数十亿年的进化过程中所积累的知识。在第一次迁徙旅行中,幼鱼将从长辈那里学习社交行为。他们会学习未来应该在哪里产卵以及在哪里过冬。

多伦多大学生态学和进化生物学系(U of T’s Department of Ecology & Evolutionary Biology)的克柯赛克实验室(Krkosek lab)发现,这种社会学习是保持每个种群生殖隔离的关键。尽管能够从其他鱼群中吸纳幼鱼,但鱼类只在种群内部交配。

为了研究幼鱼通过这种吸纳的方式进入到其他种群的难易程度,研究小组基于非洲白鱼的生活史建造了一种叫做收养迁徙生活史(the Adopted Migrant Life History (AMLH))的数学模型。该模型表明,鱼类的空间人口结构可能受到每个种群间不同社会学习过程的影响。

这些社会学习的差异在每个鱼群独特的迁徙路线和产卵场所上有所体现。

他们的发现挑战了人们的常识,我们一般认为幼鱼应该归属于他们所诞生的那个鱼群——换句话说,幼鱼应当归属于他们亲生父母所在的鱼群。根据该研究的主要作者卢克·罗杰斯(Luke Rogers)所说,如果这人们的常识是正确的,那么我们应该会看到一个独特的,能供我们识别出不同种群的遗传特质。但我们并没有在自然界中看到这些。

另一个错误的常识是来自不同产卵地的幼鱼会进入一个大型的成鱼集体。这将有助于形成一个更大,更多样化的鱼群,并带来一些重要的好处,比如鱼群群体被破坏或丧失了产卵地之后能够快速恢复。但我们同样也没有在自然界中看到这个现象。

为了确定成年鱼群对幼鱼的吸纳模式,研究人员与来自不列颠哥伦比亚省(British Columbia)沿海地区的海达和海尔楚克(Haida and Heiltsuk First Nations)原住民合作。原住民称,失去大酋长的鲱鱼将会不知道该去哪里产卵。

“这让我们认识到,幼鱼可以通过跟随领导者的方式被吸纳到他们最先遇到的成鱼群体中。罗杰斯说。这意味着有的幼鱼会被其本身所述的群体吸纳,而有的幼鱼则可以被完全不同的鱼群收养

当没有足够多的成鱼去吸纳幼鱼时鱼群群体将会受到破坏。在收养迁徙生活史模型中,种群规模小意味着每个成鱼需要产生更多的后代,才能使他们免于灭绝。

然而,鱼类种群中的社会学习行为也可能带来一些弊端。在收养迁徙生活史模型中,一旦原始鱼群被破坏,吸纳幼鱼成功的可能性将会非常低,甚至降为零,并且鱼群可能会延迟恢复或不会恢复。这是因为相对于任何邻近的鱼群,原始鱼群必须足够壮大,被吸纳的幼鱼才能存活下去。罗杰斯说。


翻译/Translate: 侯霖/Lin Hou

校对/Proof: 王姝锦/Shujin Wang

终校/Final Read: 孙雪霏/Xuefei Sun

别在家——或者任何地方尝试这些

“天堂七分钟已经不再是青少年们玩的尺度最大的游戏了。如今,他们更愿意和他们的朋友在社交媒体上参与一些视频挑战。这些挑战一点点升级:从干吃一大勺肉桂——别这么干——到自焚——请别这么作死——向陌生人泼开水——别这么对他们——甚至跳楼——绝对不要这么做。

这个名单上的一个新项目叫做汰渍球挑战,就是拍下吃汰渍浓缩洗衣球的过程。挑战者们咬住包装鲜艳的洗衣球——有时甚至还提前烹饪过——并在洗衣液流出来之前大嚼特嚼。

显然,这里面部分挑战具有危险性,然而也有一些挑战的危险性不那么的显而易见。为以正视听,我们采访了多伦多大学麻醉科(U of T’s Department of Anesthesia)和多伦多西部医院(Toronto Western Hospital)的研究员卡皮尔·古普塔(Dr. Kapil Gupta)博士,为这些挑战按危险程度进行排序。

肉桂挑战

作为一个经典视频挑战,这个游戏要求参与者在嘴里放入满满一大勺肉桂并在60秒之内咽下去——期间不能喝任何东西。试图吞咽这种香料可能会引起喉咙刺痛和窒息。古普塔表示,过量食用这种香料可能会使人体中毒。 

鬼椒挑战

这项食物挑战要求人们食用并吞咽一整个鬼椒。鬼椒含有高浓度的辣椒素,辣椒素正是辣椒中给人们带来快感的物质。虽然适量的辛辣食物令人过瘾,但辣椒素对包括人类在内的哺乳动物是有刺激性的。古普塔表示这是一种肠胃兴奋剂,过度摄取会导致胃溃疡,腹痛和腹泻。

凯莉·詹纳丰唇挑战

这个挑战在油管的美妆油管主中风靡。受到凯莉·詹纳(Kylie Jenner)这位真人秀明星以及彩妆达人的启发,这个挑战要求你把一个烈酒杯放在嘴上几分钟,作为一个吸盘。抽吸引起的负压使嘴唇上的血管扩张,并将组胺(histamines)等一些引发炎症的化学物质输送到你的嘴上——得到的就是丰满、像凯莉一样的嘴唇。古普塔警告人们这个挑战可能对口腔,嘴唇和牙龈造成创伤并导致感染。

加仑挑战

这是一个相对简单的挑战,要求在一分钟之内喝下一加仑的牛奶。如果你足够幸运,最惨的结局不过是恶心呕吐。但如果你没那么走运,这个挑战也可能导致肺部穿刺——这类似于溺水——可能会导致死亡。

盐冰挑战

这个令人痛不欲生的挑战要求你把盐倒在身上,再盖上冰块,然后看你能忍受多久。冰和盐混合在一起会形成一种称为低熔混合物(eutectic mixture)的物质,可以达到-18℃——比冰块本身的温度低很多。古普塔说这可能会对皮肤和神经造成永久性的伤害。可能出现类似冻疮的痛感,或是终身的手部无力和触觉失常。

汰渍球挑战

最后,就是当下流行的汰渍球挑战了。这个小小的浓缩洗衣球由于彩色的外表,被很多小孩子误当成糖果。这个挑战会严重危害健康。古普塔表示食用这些小球会对食道、胃、肠道造成伤害。它可能引起呕吐,腹泻及口腔溃疡;如果大量摄入,会导致内出血,最终带来死亡。

那么,为什么人们要故意吃掉危害如此之大的东西呢?造成这种现象的可能原因之一就是著名油管主们的影响。通过接受这些挑战,社交媒体明星间接地鼓励好奇的观众自己尝试。虽然部分视频可能会放上一个禁止模仿的警告,但一份2016年的研究表示警告性质的免责声明对于人们行为的影响微乎其微。

时过境迁,这种趋势已经成为了一种时尚。就像2007年穿图案T恤,以及2016年喝所有的抹茶饮品一样,人们参与这种挑战似乎是因为他们想要成为时尚的团体。但是,当安全和健康都受到威胁的时候,头也不回地跟着人群直奔悬崖真的好吗?


翻译/Translate: 侯霖/ Lin Hou

校对/Proof: 井欣/Shrike Jing

终校/Final Read: 王雪琪/Xueqi Wang

 

不那么“忍者”的乌龟

恐龙已灭绝千万年,而人们对他们的兴趣只增未减。恐龙的传奇并不仅仅存在于电影中,它们的几种后裔依然存活于世。现世的蜥蜴和鸟类继承了恐龙的鳞片皮肤和进化后的鸟喙。

然而,它们没能继承自恐龙祖先的是令人惊叹的武器化尾巴。这引起了多伦多大学(U of T)博士后和皇家安大略博物馆(Royal Ontario Museum)研究员维多利亚·阿博尔(Victoria Arbour)博士,以及北卡罗莱纳州立大学(North Carolina State University)助理研究教授林赛·赞诺(Lindsay Zanno)博士的关注。

她们最近发表了一项研究,关于为何特定脊椎动物——类似于爬行动物和禽类的四足脊椎动物——不再有骨刺,尤其是乌龟。虽然乌龟是恐龙近亲之一,它们缺少祖先曾有的后方防卫。据研究表明,由于受各种形态和生态方面的限制,以致乌龟无法将可以用作武器的尾骨在脊椎动物的进化中遗传下来。

这对研究者发现这一损失源于性别和自然选择,尤其与运动、哺乳、防御特质有关。武器化尾巴的骨骼构造包括尾巴至末端的坚硬程度,中心的宽度,和尾部骨刺存在与否的改变。阿博尔和赞诺将武器化尾部分为两类:尾巴棍棒和尾巴连枷。与这些结构不同,乌龟将尾巴末端藏在真皮护甲下。

类似于蜥蜴和穿山甲的脊椎动物以用尾巴对捕食者进行防御著称。对大部分脊椎动物而言,将尾巴用作武器是最后的手段,一般用于保持警惕或逃脱。飞龙科蜥蜴(Agama lizard species)是唯一用尾巴作为雄性间战斗武器的生物。由于直接战斗的高代价和高风险,对这一行动带来的特定压力比其他反捕食策略更弱。除此之外,把尾巴鞭打作为防御战略要求巨大的体型和坚硬的胸廓,而这在如今的脊椎动物中普遍缺失。

阿伯尔和赞诺引用了数个博物馆馆藏来收集研究需要的数据,并且强调了这类研究中使用化石的重要性。在她们分析的物种中,286中的164个已经灭绝,只存在于化石记录中。谈论到武器化的尾巴时,阿伯尔说道:将化石归入进化模式的研究范畴中非常重要,因为许多物种只剩下化石,而它们的解剖学结构并不存在于现代社会的动物中。

研究者希望继续用化石研究恐龙的后裔。例如,进一步研究的一个途径,是研究犰狳已经灭绝的分支雕齿兽(glyptodonts)和一种高度鳞甲化的恐龙甲龙(ankylosaurs)之间的进化关联。

阿伯尔写道:林赛·赞诺和我的下一步包括研究雕齿兽和甲龙到底多相近:尝试测量这两个物种趋同进化的跨度,同时观察雕齿兽进化了的尾巴棍棒和甲龙是否有相似的梯级形式。


翻译/Translate: 杨典潼/Diantong Yang

校对/Proof: 万春潇/Chunxiao Wan

终校/Final Read: 沈梦溪/Mengxi Shen