Medicines恐怖的不速之客：人体十大寄生虫

作为地球上最成功的物种，人体吸引了许多不邀自来的“食客”。我们的身体里寄居了成百上千种病毒、细菌、真菌、原生动物和节肢动物。病毒是最早的寄生物种，然后是细菌，之后随着多细胞生物的进化，更复杂的寄生“食客”纷至沓来。地球1亿物种中有一半为寄生物种。     

恐怖的不速之客：人体十大寄生虫

作为地球上最成功的物种,人体吸引了许多不邀自来的“食客”。我们的身体里寄居了成百上千种病毒、细菌、真菌、原生动物和节肢动物。病毒是最早的寄生物种,然后是细菌,之后随着多细胞生物的进化,更复杂的寄生“食客”纷至沓来。地球1亿物种中有一半为寄生物种。以下十种令人恐怖的小小虫子,相信一定没人愿意让它们在自己的身体里“安家落户”。     

捕获日光的微生物

紫色细菌生活于死海,它们利用其外膜捕获太阳能,我们能够吗?死海并非全然是死的,其栖居生物中包括少数异常"坚强"的微生物,其中一种作为生物学现象早已闻名的细菌,可能对生物工艺学作出杰出的贡献,这种细菌就是嗜盐杆菌,它和某些关系并不密切的物种一样,具有在自然界其它地方再也找不到的利     

细菌三维基因组学研究

作为原核生物,细菌染色体结构的空间组织形式引起了日益广泛的研究兴趣.近年来发展起来的染色体构象捕获和超分辨率显微镜技术,为细菌三维基因组的研究提供了强大的工具.基于染色体构象捕获测序数据,研究人员开发了通用的数据处理流程和染色体三维结构重构软件.目前,已有5个重要的细菌模式物种进行了初步的三维基因组研究,获得了细菌染色体空间组织特征的一些知识,揭示了拟核相关蛋白在细菌三维基因组结构中的重要性,并发现了细菌染色体三维结构与基因转录和细胞周期等过程之间的关联,加深了人们对于细菌三维基因组的认知.本文对近年来细菌三维基因组方面的研究进展进行简要的综述,并指出该领域未来值得关注的一些研究方向.     

人类母乳微生物菌群的生态学分析

母乳是婴儿最健康、理想的营养来源,也是人类进化和文明最重要的特征之一.最新的宏基因组学研究表明母乳含有高达数百种细菌,而且包括一些常见的病原菌.母乳微生物菌群是人类与微生物协同进化相互适应的产物,而"微生物群落-宿主"生态系统的动态平衡则应是保持健康母乳的基础.然而,迄今为止,从生态学角度对母乳微生物菌群的研究近乎空白.本文应用宏观生态学中的"中性"理论和Taylor幂法则分析探讨了母乳菌群群落多样性的进化和维持机制、细菌种间相互作用的机制以及由此产生的细菌种群分布格局.两项理论模型分析交叉验证了母乳微生物群落分布的异质性和非随机性特征,预示了群落中物种间存在一定程度的生态位分化以及占主导作用的优势物种.     

卓奥友顶峰(8201 m)积雪中细菌菌群结构及多样性分析

通过对卓奥友顶峰(海拔8201 m)积雪中细菌的扫描电子显微镜观察和640条16S rRNA基因序列测序分析, 发现雪样中细菌含量丰富, 大部分细菌为球状或椭圆状(>95%). 细菌的分类包括柄杆菌属(Caulobacter)、青枯菌属(Ralstonia)、Cupriavidus属、Pelomonas属和假单胞菌属(Pseudomonas). 其中假单胞菌属(Pseudomonas)的细菌含量最为丰富, 占所有16S rRNA基因序列的91.25%, 为该样品中的优势物种. 通过系统进化树分析和数据比对, 卓奥友雪样中的细菌除了与其他冰川、海冰或者寒冷环境条件中的细菌具有高度同源外, 还与其他环境如海洋、湖水和土壤中分离出的细菌的16S rRNA基因序列间具有高度的同源性. 这说明, 一方面, 寒冷贫瘠的极端环境条件对细菌的生存具有明显的选择性作用, 只有耐寒或嗜冷的细菌才能在冰川的极端环境下生存下来; 另一方面, 雪样中的细菌与其他环境条件如海洋, 湖水和土壤中的细菌的起源是相同的.     

对抗感染 动物有高招

<正>人类在一刻不停地与疾病作战。我们朝细菌发射抗生素导弹,向病毒投掷疫苗形状的手雷,把抗菌肥皂和洗手液做成的炸弹扔到所有能扔到的东西上。人类和寄生物(这是个涵盖了病毒、细菌以及大得多的寄生生物的统称)之间的斗争有着古老的根源。和猎食者、干旱或者饥荒一样,这种斗争对演化施加着强大的力量。其他物种当然也面临着类似的威胁,一说起人     

利用单细胞扩增技术解析母婴间肠道微生物构成及功能

微生物在人体中扮演重要角色,而婴儿早期微生物对日后健康发育至关重要.微生物可通过产道和母乳这2种主要途径从母亲传递给婴儿.本研究利用单细胞扩增技术对3对母婴粪便样品(共48份细菌悬液)进行宏基因组测序分析,旨在探究母婴间肠道微生物构成并对相关功能基因作出分析.结果显示,每对母婴间微生物尽管含量不同,但种类都高度相似(99%).三婴儿中,一个顺产婴儿显示与其母亲有相似的高丰度物种,如Roseburia hominis,Roseburia intestinalis,Eubacterium rectale,Eubacterium eligens等;另2个剖腹产婴儿显示与皮肤、口腔相关的高丰度物种,如Propionibacterium acnes,Staphylococcus saprophyticus/S.haemolyticus,Delftia acidovorans等.剖腹产婴儿中拟杆菌少于顺产婴儿,如Bacteroides(B.)fragilis,B.helcogenes,B.salanitronis等.本研究共检测到1283种细菌,除常见的人体肠道微生物外,还检测到4个低丰度物种,分别是Lactobacillus(L.)amylovorus,L.kefiranofaciens,L.sanfranciscensis和Bifidobacterium asteroids.粪便样品功能宏基因组显示,婴儿粪便中富有与碳水化合物相关的磷酸转移酶系统(PTS)和β-葡萄糖苷酶基因.本研究初次使用单细胞扩增技术对母婴间肠道微生物组成及功能做出探索,获得了较高测序深度及物种多样性,发现了之前鲜有报道的低丰度物种,证实单细胞扩增技术可用于后续不同生态环境微生物领域的研究.     

规划物种环境的“生态工程师”

在以色列内盖夫沙漠上，一些微生物发展了其独特的生存策略，它们正在殖民整个沙漠。殖民者们是一些细菌和蓝细菌，它们分泌长长的糖链，将土粒和沙粒粘合成黑色的硬壳，这些硬壳帮助它们抵抗灼热的阳光，保持它们领地的湿润。然而它们的所作所为让其它的物种受到了更大种益O以     

什么是物种:进化连续性与分类间断性冲突的产物

物种是生物有机体分类的最基本单元.但由于人们对物种认识的差异,形成了众多的物种概念,因此很难对物种给出一个准确而又统一的定义.目前比较有代表性的物种概念包括分类学物种、达尔文物种、生物学物种以及系统发育物种,它们各自从物种的分类、进化、生殖隔离以及祖先与后裔关系的属性,对物种概念进行了解析和阐明.物种是生物进化和分类需求的产物,进化的连续性与分类的间断性,导致不同学者对物种的基本属性,即物种是自然单元还是人为单位的争议.作为生物进化的产物,物种具有既连续、又间断的动态属性.因此对于物种的认识、理解和定义,可以按照不同的研究目标和需求来进行把握,而无需强求一个标准和统一的概念.     

人类体温之谜新解

我们通常把自己的体温不当一回事儿,然而在生命世界中,37 ℃却是不寻常的,只有哺乳动物和鸟类能够产生这样高的体温,而绝大多数物种并不能够自己产生体温,例如蜥蜴、蛙、昆虫、植物、真菌、细菌等.为什么我们需要这么高的体温呢?传统的看法是,这是为了保持活力,即使周围环境变得很冷,自身的热量依然可以使你活动自如.     

外来生物带来巨大的经济损失

外来入侵物种通过压制或排挤本地物种，危及本地物种的生存，加快物种多样性和遗传多样性的丧失，破坏生态系统的结构和功能，进而造成巨大的生态环境和经济损失。     

代谢网络进化过程中拓扑结构与功能之间的关联

代谢网络进化过程中酶的拓扑连接与它们的功能之间具有怎样的关联呢? 这种关联在亲缘关系较近的物种间是否具有一定的相似性呢? 以叶绿体和其内共生祖先蓝藻(Synechococcus sp. WH8102, syw)的代谢网络为对象, 以大肠杆菌、拟南芥和红藻的代谢网络作为对照,研究酶的连接度与其功能之间的关联. 结果表明, 各个物种中不同代谢通路和性质分类(EC)的酶都具有不同的平均连接度, 但是同一代谢通路或性质分类的酶在叶绿体和蓝藻syw中显示非常相似的连接度. 另外, 叶绿体与蓝藻syw之间的保守模块, 如氨基酸代谢等, 具有明显更高的平均连接度. 而且, 叶绿体和蓝藻中的同工酶都比其他酶具有更高的连接度, 对应基础类代谢通路, 并存于二者之间的保守模块中. 因此, 尽管内共生过程中叶绿体代谢组发生了较大的重组, 但是网络拓扑结构与功能间的关联仍然与其祖先细菌蓝藻非常相似, 说明这种关联可能用于衡量进化过程中物种间亲缘关系远近的程度.     

生物多样性的丧失和保护

物种丧失 数百年来,物种、种群（包括作物、家畜和家禽品种）以及自然生境的丧失过程都在明显加速。 一般认为,生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。因为遗传多样性实际上包含在物种个体之中,故此处只谈物种和生态系统水平上的多样性。 生物物种的灭绝是自然过程,但灭绝的速度由于人类活动对地球的影响而大大加速。有些科学家估计,自１６００年以来,人类活动已经导致７５％的物种灭绝。众所皆知的渡渡乌、毛象、塔斯马尼亚狼和恐鸟都是由于人类捕猎而灭亡的。有些种因被过度商业利用而处于灭绝的边缘。如在肯尼亚…     

统一突变理论——关于分子生物学与现代达尔文主义相结合问题

我们知道,所有DNA的核苷酸的自然突变,皆由天然放射线、化学作用物质等的作用与细胞内复制酶系对DNA的作用平衡而产生.而对任何物种来说,必然有一个由这平衡作用所产生的全突变概率(V_T).也就是说,全突变概率可以是有利突变、中性突变或有害突变(概率). 根据病毒及细菌基因编码的研究,一个有功能基因似可分为三种类型.     

什么决定了物种的多样性?

物种多样性是生物多样性在物种水平上的表现.物种是构成生态系统多样性的基本单元,同时又是遗传多样性的主要载体.物种还是人类社会持续发展所依赖的、需要重点保护的资源.因此,回答"什么决定了物种的多样性"兼具重要的理论和实际意义.首先,从漫长的生命演化历史来看,物种多样性总量受物种形成和物种灭绝两个相互对立的力量所支配,这种"生"与"死"的较量决定了物种多样性的发展及其波动规律.其次,在局部和较小的时间尺度上,生物生存的地理区域以及气候条件是决定物种多样性的关键因素.尽管已有许多不同的假说被提出,但由于地域因素和气候因素无法分割,迄今仍很难通过某种特定模型对物种多样性做出准确的评估和预测.再次,生物类群的生物学特性也会影响自身的物种形成或灭绝的速率,从而造成不同类群在多样化速率上的不同以及面对外部环境变化在适应能力上的差异.最后,需要强调的是,人为因素是影响物种多样性水平及其变化的不可忽视的重要因子.这一方面来自人类社会发展和人口膨胀对物种多样性产生的不利影响;另一方面在于人类对自然界生命认识的欠缺,包括至今都没有一个明确、可操作的物种概念,物种发现、描述和分类等基础性工作仍任重而道远.     

地球上有多少物种?

地球陆地与海洋生境中有多少物种?半个世纪以来,生物学家对这一问题进行了研究,不同研究者用不同方法得到的物种估计数不同,估计地球物种总数在50万~1亿.直到今天,生物学家没有一个确切的地球物种数目.但是,有些生物类群的种数较为确定,如植物、淡水鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类.为什么地球物种数目测不准?究其原因,是因为物种定义的差异、系统分类方法的不同、分类学家的标准不同、不同类群研究深度的差异,所以绝大部分种仍是未知,加之物种的生境千差万别,所以,我们无法获得地球物种总数.即使有一天人们能够对地球上所有生境中的所有生物类群进行深入分类学研究,然而,当研究不同类群、甚至研究相同类群的分类学家无法统一划分物种标准时,学术界仍将不可能就地球物种总数达成共识.然而,这并不妨碍我们估计推测地球物种总数.     

转座子:一个可移动的防御武器

<正>在病原体和宿主之间的进化军备竞赛中,被称为转座子的遗传因素常常发挥着细胞防御的攻击性武器之功效。研究人员现在意识到,遗传物质一旦简化为整齐的有机体包,就不仅限于个体,甚至物种——当包内的遗传物质转化为稳定的感染性病毒微粒后,可以将部分或全部基因导入宿主基因组,即使病毒本身已经离开,但残留物依然存在。在较小范围内,裸露的遗传因子如转座子(transposon)、细菌质粒或跳跃基因,经常穿梭般地往返于基因组之间,似乎     

地球上有多少物种？

地球上有多少物种？朱孝愚编译尽管２５０多年来对物种进行过系统的研究，但地球上动植物变化万千，因为没有集中档案存在，甚至没有人知道究竟有多少物种已经命名并记录下来。人们面临环境保护关心各物种的分类和聚合，大声疾呼更好理解生态系统是怎样变化形成不同物种，...     

能否避免物种灭绝?

以物种大面积濒危为特征的生物多样性危机是目前人类面临的危机.在人类出现以前,物种消亡是不可避免的自然现象.地球上的物种处于不断的生灭过程之中.物种灭绝的原因可能是由于其未能适应环境的结果,还有可能是机遇的结果,甚至可能是由于某种荒唐的原因(wanton reason).人类已经成为生物进化的重要选择力,导致了许多物种的生存危机.除了生物学的、进化的原因.生境丧失、过度利用、污染是物种濒危的主要因素外,还有气候变化、入侵物种等因素.这些因素都与人类有关.史前已经出现了5次物种大灭绝.当代的物种消亡速率高于物种消亡速率历史背景值,有证据显示,我们面临着第6次物种大灭绝.人类活动是当代物种消亡的主要推手."解铃还须系铃人",人类既然能够导致物种消亡,人类能够、也必须采取措施,避免物种高速消亡.