聪明麋鹿智取猎人,新化合物让你不用晒也

众所周知,适当晒太阳对健康有益,但过度日晒与部分皮肤肿瘤的发生存在一定关联。过度日晒不仅导致皮肤光老化、色斑等,还可能造成光敏性皮炎、日光性角化、脂溢性角化等与日晒相关的疾病,甚至增加肿瘤风险,因此日常特别是夏天要注意防晒。

距今约6500万年前,在恐龙消失之后,一种体型相对较小的毛茸茸的四蹄类物种开始在数量和种类上呈现大爆发。但由于新西兰在此1500万年之前脱离了另一个陆地板块,使当地除了一种蝙蝠之外,并没有其他的哺乳动物,那里的生物多样性发生了完全不同的变化。哺乳动物捕食者的缺位为不会飞的鸟类和昆虫在这片土地上进化繁衍打开了通路。同时,造山运动和海平面的变化可能创造了新的栖息地和机遇。沙螽就是其中的“大赢家”之一。

例如,和两岁的麋鹿相比,4岁的麋鹿更加谨慎。不过,这并非仅仅因为所有天生大胆的麋鹿在年纪还小时便被杀死。随着时间的流逝,较年轻的麋鹿开始表现得更像其谨慎的“长辈”:在狩猎季四处移动得少了,并且更多地利用茂密的森林或者陡峭的岩石地形,尤其是在接近马路时。

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波士顿麻省总医院皮肤科医生David
Fisher认为自己能帮人们找到通过类似方式刺激黑色素生成路径从而变黑的方法。他和达纳-法伯癌症研究所化学家Nathanael
Gray将靶点定位于盐诱导激酶,它就像黑色素工厂的主开关。

这个问题的一部分原因是除了一些色彩鲜艳的蝴蝶之外,大多数昆虫没有像可爱的哺乳动物和鸟类那样的吸引力。沙螽不仅会散发出不好闻的气味,其体型之大也令人感到毛素悚然,这往往给它们的形象带来了问题。“很多新西兰人都不喜欢沙螽。”惠灵顿维多利亚大学已退休昆虫学家George
Gibbs说。一些小孩一开始会对这些昆虫感到着迷,Watts说,“但等到他们长到13岁左右时,会发生一些转变,让他们认为沙螽很可怕。”

准备逃走图片来源:Robert McGouey/Alamy Stock Photo

忘了释放你的数据?一个名为“完全开放”的工具能查出本应公开但被锁定的在线研究数据集实例。一项日前发表于美国《科学公共图书馆:生物学》杂志的研究显示,上述工具已标记出遗传学研究领域的上百个此类实例。

一种新化合物可以让人们不用日光浴也能有健康肤色。不过,该化合物尚未进行临床实验,只在小鼠和手术剥离的人体皮肤碎片上进行了实验。但医生希望有一天能借助它使得人们远离有害的紫外线,从而战胜皮肤癌。

1990年,该牧场成为正式的保护区,多年来山羊和金雀花帮助巨型沙螽茁壮成长。然而,由于金雀花丛比较易燃,保护人士正设法在别的地方重新引入沙螽,包括其最初活动范围附近以及新西兰主岛和近海处的新选址。到21世纪头十年中期,有3个马霍埃努伊巨型沙螽群幸存下来:包括金雀花丛中发现的沙螽群、位于啮齿类动物可以游到的小岛上的沙螽群以及位于Warrenheip保护区内的群体。

随着雌性麋鹿变老,它们也变得更加聪明:学会了如何避免被猎人射杀,并且似乎会让它们的行为适应猎人携带的武器类型。相关成果日前发表于《科学公共图书馆:综合》。

研究人员在论文中表示,他们计划同SRA员工合作,以确保其隐藏的数据集也能被释放。

新化合物有望让人们不晒也变健康色。图片来源:kaliostro/iStockphoto

在将这些举行沙螽转移到没有哺乳动物的岛屿上的过程中,新西兰的保护学家也拯救了其他的物种,其中包括水星岛的长牙沙螽,这是一种体型类似老鼠、捕食更小昆虫和其他无脊椎动物的昆虫。1993年,昆虫学家在水星岛岛链面积13公顷的中岛(这是距离北岛不远的一个没有老鼠的区域)上发现了最后几只长牙沙螽。随后,三只雌长牙沙螽和一只雄长牙沙螽被捕捉喂养,其繁育的后代被放到了没有老鼠的岛屿上,那些岛屿上的老鼠已通过毒饵等方式被消灭殆尽。尽管那些沙螽现在已经离开了中岛,Samways说,将其重新引入到其他岛屿“挽救了这个物种灭绝”。

聪明麋鹿智取猎人

Grechkin认为,最终期刊应当分担一些责任,以确保数据集可被公开获取到。未来,“完全开放”工具还可能基于期刊的数据共享实践,开始对它们进行排名。

尽管研究人员未在“红头”老鼠身上进行紫外线实验,但人们已知黑色素能提供某些紫外线防护。如果该化合物能安全用于人体,它将为非法使用合成激素美拉诺坦的“美黑者”提供另一种选择。美拉诺坦是一种用于美黑皮肤的药物,因对其副作用尚未完全研究清楚,在大多数国家未获得注册认证许可,并且有研究称它与皮肤癌有关联。

昆虫保护工作在全世界仍然较少。若干动物园正在饲养美国埋葬甲虫,并重新将它们引入美国中西部。根据美国《濒危物种法案》,在美国东北地区,一场拯救生锈补丁大黄蜂(学名Bombus
affinis)的保护运动今年将结束。国际自然保护联盟编纂的受威胁物种“红色名录”中包含128种昆虫,然而,它们中大多数几乎没有得到关注。实际上,在全世界100万种已命名的昆虫中,仅有0.7%的保护需求得到了评估,它们中又仅有约一半的生活情况为人所了解。

较老的麋鹿甚至能区分猎人使用的是弓箭还是枪支,并且相应地调整它们的行为。在使用弓箭的季节,它们更多地利用复杂地形——让和使用步枪的猎人相比需要更靠近猎物的弓箭猎人变得非常棘手。在用枪支狩猎的季节,麋鹿会呆在远离道路的地方,因为在那里猎人有可能会看到它们。

她同时介绍说,利用GEO的大多数研究人员的确在论文发表后便释放了他们的数据。GEO员工通常还会利用来自“公共医学中心”和谷歌学术的警告以追踪发表的论文,但由于这是一个手动过程,因此会出现漏检情况。

新化合物让你不用晒也“美黑”

这正是Wallace和Watts担心沙螽爬出Warrenheip保护区篱笆的缘故,也是他们珍视保护区内剩下的沙螽的缘故。Warrenhei保护区是保护昆虫并促进其数量回归的一项不寻常的工作,这些工作已经将若干种沙螽从灭亡边缘挽救回来。在现有83种沙螽中,新西兰政府将其中16种指定为受保护物种。政府和私人群体已经认识到这些挑战,并在没有哺乳动物捕食者的小岛上为这些昆虫提供了类似Warrenheip保护区的安全栖息地,如通过建设特殊的篱笆、消灭哺乳动物捕食者以及监督保护区内的沙螽等。

研究证实,人类狩猎会影响麋鹿行为。由于人类杀死的更多是比较胆大的动物,因此它们选择了更加谨慎的行为。不过,加拿大阿尔伯塔大学生态学家Henrik
Thurfjell想知道,这些动物是否还可能随着年龄渐长学会如何保持安全。

“我们非常高兴将‘完全开放’添加到我们所使用的工具中。”Barrett表示。

下一步,Fisher和Gray利用不同的化学修饰制作了该化合物的若干新版本,以便能渗入人体皮肤,并在手术剥离的皮肤碎片废物上进行了实验。其中一种化合物能产生褐色的斑块,表明其能够到达皮肤中的黑色素细胞,并刺激产生黑色素。研究人员近日将相关成果发表于《细胞—通讯》。

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Thurfjell和同事将GPS跟踪项圈放到49只生活在加拿大西部的雌性麋鹿身上,然后在6年的时间里监控了它们的行为。研究发现,不同年龄段的麋鹿表现出的行为也不相同。

该团队向两个存储库报告了它们的发现。GEO负责搜索的小组负责人Tanya
Barrett介绍说,等到员工开始核实时,他们发现,有27个被标记出来的数据集已经公开——意味着对于一些出版物来说,数据公开存在短暂滞后。与此同时,他们释放了429个处于“逾期”状态的数据集。剩余的例子或者引用了不正确的代码,或者提及的是因隐私问题或不完整的数据提交而无法被公开的数据集。

不过,Fisher强调,这种新化合物将不能取代防晒霜,但能同时使用。而且,由于该化合物能简单制造黑色素,因此应该适用于任何皮肤类型,但对处于皮肤癌发展高风险的白皮肤的人最有帮助。目前,Fisher正在寻找合作者,以便在临床上检验该化合物。

然而,波利尼西亚鼠在距今约800年前到达新西兰,并开始在该岛上繁殖。其他的灾祸,如挪威老鼠和会爬树的船老鼠随后跟着欧洲探索者一起到达新西兰岛。Watts说,这些入侵物种迅速给当地不会飞行的鸟类和不善于防御的无脊椎动物带来灾难,使它们成为“极容易被命中的靶子”。例如,有时一些体重超过30克的巨型沙螽很难跳走以逃离威胁。南非斯泰伦博什大学昆虫学家Michael
Samways说,沙螽“随着时间发展遭遇了极大的损失”。

不过,Thurfjell认为,麋鹿并非在跟随季节的变化,而是对猎人行为作出的反应。比如,在用枪支狩猎的季节,道路上可能有更多移动缓慢的车辆。

当相关研究正在接受同行评议时,科学家通常把“隐藏”数据放到网络存储库中,随后再将数据集公开。例如,有两个流行的存储库——“基因表达大棚车”和“序列片段归档”为研究人员提供使遗传学数据处于隐藏状态的选择。两者均由美国国家生物技术信息中心管理,并且要求当论文发表时,数据集应当被公开。不过,华盛顿大学计算机科学家Maxim
Grechkin介绍说,在实践中,科学家通常忘记这么做。

他们从化学品供应商那里购买了一种能抑制SIK的分子,并将该液态化合物涂抹在被刮掉背毛的“红头”老鼠身上。Fishers表示,在进行日常处理7天后,老鼠皮肤开始变深。而且,这一过程是可逆的。在正常状态下,这些啮齿类动物的肤色在2周左右基本恢复。

在新西兰坎布里奇一个凉爽、湿润的早晨,自然保护专家David
Wallace和无脊椎动物生态学家Corinne
Watts站在一个面积16公顷的Warrenheip保护区外围(这个保护区由Wallace拥有),讨论如何将一种昆虫用栅栏围起来。

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图片来源:yahoo.com

这一进展的“灵感”源于一种有锈色皮毛的“红头”老鼠。这些啮齿类动物拥有一个名为MC1R的基因。该基因也能使人类出现红头发和白皮肤。适当作用的MC1R基因能编码一个位于皮肤细胞表面的名为黑色素细胞的接收器,后者能将信号转化为黑色素:这些色素能帮助皮肤细胞抵御紫外线。而“红头”老鼠体内的该接收器无法响应制造更多黑色素的信号,这也解释了红发人为何容易被晒伤,而非被晒黑。

新西兰发起巨型沙螽回归战

Thurfjell介绍说,事实上,这些麋鹿是如此擅长躲避人类,以至于当它们到了9岁时,几乎对狩猎免疫。“它们在八九岁时拥有的躲避子弹的能力让人印象深刻。”

更大的问题在于,很多研究人员仍未将他们的数据公开。“我知道的大多数研究人员甚至不想费心把数据存储在某个地方,更不用说将其存储然后分享出来了。”荷兰蒂尔堡大学统计学家Chris
Hartgerink表示。

Fisher提到,与利用喷雾或其他免照射方法不同的是,在显微镜下,利用该化合物产生的褐色皮肤看起来十分自然。前者主要依靠染料为死掉的皮肤细胞着色,并且无法提供紫外线防护。

孩童对新西兰巨型沙螽着迷。图片来源:SABINE BERNERT

一旦“完全开放”识别出有效代码,便会搜寻相关存储库,以确定该数据集是否被公开。它会将本应公开但实际没有的任何数据集标记为“逾期”状态。

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在保护人士在发起挽救沙螽战役的同时,一些科学家正在设法更多地了解这些不寻常的生物。回到Warrenheip保护区,各种沙螽正在其家园中茁壮成长、繁衍。拨开绿色植物,Watts迅速发现了一只树沙螽,它的附近正盘亘着一只对其虎视眈眈的食虫鸟——扇尾鸽。Watts很快地检查了这只沙螽,然后将其掩藏在绿叶下,以躲开捕食者。

目前,“完全开放”工具约每个月搜寻一遍GEO和SRA,并且在其网站上自动更新数据缺失的论文。

“假设没有安全性问题,使用该化合物无疑比暴露在紫外线中更好。”未参与该研究的美国新泽西州罗格斯癌症研究所行为科学家Jerod
Stapleton说。Stapleton致力于研究在室内进行“日光浴”。“我们在讨论的是,每年数百万年轻人可能不再需要使用日光浴床。这将是皮肤癌防御战的改变者。”他说。

随后,Watts在几厘米外的地方发现了马霍埃努伊巨型沙螽。它在一棵树桃金娘树的两个枝杈间舒适地休息。Watts碰到它后,这只沙螽伸展着两条后腿、挥舞着它的刺,做起了防御性的姿势。Watts注意到它的腹部因为充满了卵而鼓鼓的,便撤离了。这只沙螽在冬季将会产下约200个卵,每批10个。那些卵将在春季孵化,Watts希望这可以让幸存下来的小群体扩大。现在,挽救新西兰本土昆虫的战役仍在继续。

文本挖掘工具找出 “隐藏数据”

但即便新化合物能上架销售,专家警告应保持警惕。“我担心这些分子会给人们带来不真实的安全感。”加州Moy-Fincher-Chipps面部整形和皮肤学中心皮肤外科医生Jennifer
Herrmann说。Herrmann致力于研究棕褐色皮肤照晒加速剂“如果你只是稍微变黑,你可能不会给自己大量保护。”她说,低防晒系数的防晒霜也比晒黑的皮肤紫外线防护效果好。

但在此之前,马霍埃努伊巨型沙螽和其他沙螽一直因为入侵性哺乳动物捕猎者而丢失领地。沙螽不会飞,也没有尖刺,它们的体味使其很容易成为大鼠甚至小鼠的猎物。“它们的体味如此强烈,任何啮齿类动物都会猖獗。”与Watts一样来自新西兰汉密尔顿一家公共—私人共同资助的研究所——土地保护研究所的研究人员Danny
Thornburrow说。正因为如此,若干种沙螽像新西兰不会飞行的鸟类一样几近灭绝。

与此同时,Hartgerink认为,“完全开放”工具可被调整用于监控拥有明确识别码的临床试验数据集。不过,将其应用到诸如社会科学等领域会更加困难,因为它们并未广泛使用登记代码,从而使数据集很难被追踪到。

Fisher还表示,这种化合物没有明显的安全问题,但在用于人体前还需要进行更多严格的测试。

新西兰有大量入侵性捕食者要被阻挡在这个保护区之外。一个2.3米高的细铁丝网篱笆阻止了可能伤害保护区内脆弱的本土动植物的老鼠、猫、鼬鼠等动物。该保护区提供了对新西兰过往历史的一瞥。郁郁葱葱的贝壳杉、树蕨和五指灌木丛掩护着新西兰象征性的国鸟几维鸟(学名鹬鸵,又称无翼鸟)。这与周围的草原生态形成鲜明对比。但该保护区的一种生物却常常会逃跑:当地一种濒危昆虫马霍埃努伊巨型沙螽。

Grechkin团队利用“完全开放”工具搜寻了生物医学研究领域的开放获取数据库——“公共医学中心”中的约150万篇论文。该工具确认有473个数据集未在GEO中出现,84个数据集未在SRA中出现。

随着时间的发展,11个巨型沙螽物种的数量越来越庞大,并开始占据其他地方啮齿类动物的生态位。其中的类群,如居住在树干和树枝上的树沙螽,由长着大脑袋的雄沙螽保护雌沙螽群。长牙沙螽在白天停留在地面上,但会在夜间出现以捕捉更小的无脊椎动物,它们进化出了长前牙“武器”以捍卫领地,抵御雄性敌人。还有一些其他的沙螽会在白天退到洞穴内,它们进化出了类似蚱蜢一样的腿,可以帮助其在外搜寻食物时跳离危险。沙螽作为一种肉食、植食及食用岩屑的昆虫,在新西兰食物链中发挥着关键作用,甚至有助于传播本土植物种子。

为此,Grechkin和合作者开发了聚焦GEO和SRA的“完全开放”工具,旨在寻找未开放的数据。该工具会扫描论文,以寻找涉及独特数据集识别码(利用GEO或SRA代码格式)的内容。Grechkin表示,它还能被调整用于查询其他存储库。

具有讽刺意味的是,一种入侵性植物帮助挽救了马霍埃努伊巨型沙螽。1962年,保护人士在北岛牧场发现一些沙螽隐藏在金雀花丛中,这是一种开黄色花的有刺灌木,它们在19世纪初被作为栅篱植物引入新西兰后便疯狂蔓延。保护学家很快意识到被另一种非当地物种——山羊啃食的金雀花因为密集且多刺,很难让哺乳动物捕食者进入其中,从而使其成为预料之外的沙螽避难所。

“以我的经验来说,将数据放入GEO或SRA的研究人员是打算在某个时间点将其公开的。”曾在《分子生态学》杂志担任过总编辑并就数据共享重要性撰写过文章的Timothy
Vines表示。

在其他国家,昆虫保护可能会成为可悲的马后炮。但新西兰沙螽,尤其是马霍埃努伊巨型沙螽却很难被忽视。从体型和生活方式看,这种巨型沙螽可谓是“披着蟋蟀外衣的老鼠”。可以肯定,它们缺少类似几维鸟等其他本土物种的受欢迎度,不止一次,Warrenheip街区的邻居曾要求施以援手把那些逃到他们家中的昆虫清理出去。沙螽在新西兰土著居民毛利人的语言中意思是“丑物之神”,它们抑或在新西兰原本的生态系统中发挥着关键作用。例如,拳头大小的红褐色马霍埃努伊巨型沙螽的行为和老鼠非常相似——夜间会在树叶上觅食,白天会躲避捕食者。其粪便的形状和大小也与老鼠类似。

“完全开放”存在的一个关键限制是目前它只能扫描可公开获取的论文,因为该团队尚未获得扫描订阅内容的法律权限。Grechkin表示,他们正在同订阅出版商联系,以寻求它们的许可。

今天,在其原始保留地,本土植被已经在超过金雀花,沙螽数量也因此锐减。“我们对此感到担忧。”Watts说,“其原来的种群数量可能会灭绝。”她说,这让面积狭小的Warrenheip保护区的巨型沙螽成为“一个重要的群落”,它们最终可能会在其他没有哺乳动物的保护区内繁衍出新的群落。

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