《蝙蝠不显眼的回声定位能力》

  • 来源专题:外来生物入侵
  • 编译者: 王成卓
  • 发布时间:2018-06-29
  • 回声定位使蝙蝠能占领不同的夜间壁龛。蝙蝠几乎总是使用回声定位法,即使有其他感官刺激也可以指导导航。在这里,我们使用校准过的红外摄像机和超声波麦克风阵列,证明了古老的蝙蝠(灰毛鲶)使用了以前未知的回声定位行为,挑战了我们目前对回声定位的理解。我们描述了一种新的呼叫类型(“微”呼叫),它的声音能量比在开放栖息地的其他蝙蝠呼叫要低三个数量级。我们还记录了蝙蝠飞得离麦克风很近(不到3米)却没有发出可探测的回声定位呼叫。声学模型表明,蝙蝠不会发出超过70 - 75分贝0.1米的呼叫,这对于一只在7米以上的速度飞行的蝙蝠来说,会有很少或没有已知的用途。这表明白化蝙蝠有时在没有回声定位的情况下飞行。我们推测蝙蝠减少回声定位输出是为了避免在交配季节被同类偷听。这些发现可能在一定程度上解释了为什么每年有成千上万的白化蝙蝠死于风力涡轮机。他们还挑战了长期以来的假设,即蝙蝠模型生物体的感官特性依赖于夜间导航的声纳。

相关报告
  • 《Cell:首次构建出蝙蝠诱导性多能干细胞,有助于更好了解蝙蝠和病毒之间的密切关系》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-02-28
    • 在一项新的研究中,来自美国西奈山伊坎医学院的研究人员首次产生了蝙蝠诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC),对蝙蝠和病毒之间的密切关系有了宝贵的认识。这一结果为研究SARS-CoV-2等病毒如何通过对新宿主的分子适应来生存、传播和逃避免疫系统打开了大门。他们的发现也可能揭示了蝙蝠的独特特性,这些特性是它们对衰老和癌症的卓越防御的基础。相关研究结果于2023年2月21日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Bat pluripotent stem cells reveal unusual entanglement between host and viruses”。 论文共同通讯作者、西奈山伊坎医学院细胞、发育与再生生物学教授Thomas Zwaka博士说,“我们的研究表明,蝙蝠进化出了耐受大量病毒序列的机制,它们与病毒的关系可能比以前想象的更加紧密。鉴于许多蝙蝠物种已被证明能够耐受对人类具有高死亡率的病毒,包括SARS-CoV、SARS-CoV-2、MERS-CoV和马尔堡病毒,并且在它们的感染中存活下来,这就有了新的意义。原因可能是蝙蝠的先天免疫反应受到了调节,这使得它们成为无症状和耐受性的病毒宿主。” iPSC是通过遗传和化学方法将皮肤细胞或血细胞重新编程为新生的干细胞而产生的,这些干细胞有可能成为身体中的任何细胞。 在此之前,还没有可靠的细胞模型来研究蝙蝠的生物学或它们对病毒感染的反应,从而阻碍了对它们的基因组适应性的更深入了解。在这项新的研究中,这些作者正在帮助填补这一空白,他们从野生的马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)中构建出iPSC,其中马铁菊头蝠是冠状病毒最常见的无症状的宿主,包括与SARS-CoV-2密切相关的冠状病毒。 论文共同通讯作者、西奈山伊坎医学院全球健康与新发病原体研究所主任Adolfo García-Sastre博士指出,“将蝙蝠的iPSC与其他哺乳动物进行比较,使我们能够发现一种以前从未观察到的独特的干细胞生物学特性。最不寻常的发现是在蝙蝠iPSC中存在充满病毒---包括冠状病毒在内的主要病毒家族---的大囊泡,而不影响细胞增殖和生长的能力。这可能为蝙蝠的病毒耐受性以及蝙蝠和病毒之间的共生关系提供了一种新的模式。” 这些作者认为,他们构建的蝙蝠iPSC模型将为科学界提供一种特殊的工具。论文第一作者、西奈山伊坎医学院细胞、发育与再生生物学副教授Marion Déjosez博士指出,“iPSC具有独特的能力,可以在体外培养时无限地分裂,并转化免疫细胞和组织(如肺部或肠道上皮),使它们适合进行基因编辑和分子研究。” 这项研究还可能帮助回答这样一些重要的问题,如蝙蝠如何耐受病毒感染,以及它们是否在遗传上模拟了病毒为逃避免疫系统而采用的策略,从而为病毒的产生提供了肥沃的土壤。该研究有助于回答的另一个问题,即病毒是否可以作为宿主生物学的完全称职的代理人和编辑,从而使它们成为丰富的进化指令来源。 Zwaka博士解释说,“对蝙蝠iPSC的未来研究将直接影响我们对蝙蝠生物学理解的每一个方面,包括蝙蝠惊人的飞行适应性和通过回声定位(echolocation)定位远处或看不见的物体的能力,以及它们极长的寿命和不寻常的免疫力。” 然而,最大的科学收获预计是在蝙蝠病毒领域。García-Sastre博士说,“我们的研究建立了一个平台,有助于进一步了解蝙蝠在哺乳动物中作为病毒库的独特作用。这些知识可能为该领域提供关于疾病和治疗的广泛的新见解,同时让我们为未来的大流行病做好准备。” 参考资料: Marion Déjosez et a. Bat pluripotent stem cells reveal unusual entanglement between host and viruses. Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.01.011.
  • 《研究人员利用回声信号绘制海底地图》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2020-07-06
    • 海洋深处巨大的海底山脉和峡谷隐藏着地球和人类历史演化的诸多线索。 地球物理调查和测绘团队(GSM)利用水下机器人搭载的专业声呐阵列和复杂的科学设备,窥视海洋深处,揭开海底的神秘面纱。声纳设备向海底深处发出“脉冲”声,然后检测从海底反射回来声音信号,就像蝙蝠在黑暗中利用声波及其回声进行定位并实现导航一样。 GSM团队在寒冷多风的南大洋到闷热的热带和大堡礁的整个航行过程中都仔细地监测声纳数据。在航行过程中,声纳装置保持一直工作,测绘区域覆盖了大片海洋,并收集了大量的回波数据。科考船上的研究团队负责数据的反演并用于多种科学研究,其中最重要的用途是创建详细的海底3D地图。 全世界海洋中分布有超过14200座海底山。众所周知,海山是在地幔柱上形成的。它们是地球内层(地幔)的高温部分。因此,这些地区有时能够穿过熔岩聚集的地球外表面(地壳)。当地球的外表面或地壳构造板块移动到这些区域时,就会形成一连串的海底山脉。GSM团队使用了3D地图研究海山的形成过程、海床的构成以及海床之下的结构等。 利用回波信号进行海底测绘的数据集就像一幅幅的拼图,帮助科学家们拼凑出陆地和海洋构造。通过了解这些构造及其形成过程,可以更好地预测地球的未来。 (冯若燕 编译)