弹道蛆虫、合成眨眼以及你为什么不是粘液:本周最佳科学 GIF

尽情欣赏并循环播放

经《实验生物学杂志》许可转载/改编,Farley, G. M., Wise, M. J., Harrison, J. S., Sutton, G. P., Kuo, C. 和 Patek, S. N., 2019,《实验生物学杂志》,第 222 卷,doi:10.1242/jeb.201129

您可能认为 GIF 是分享模因和反应的完美载体。我们认为这种格式可以更进一步,它具有真正的力量,可以用简短、易于理解的循环来捕捉科学并解释研究。

因此,每个星期五,我们都会汇总本周最适合制作 GIF 的科学内容。尽情欣赏并循环播放。 

天哪,跳跃的蛆虫!


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想象一下,您可以轻松跳过一架波音 747 客机。现在想象一下,在没有腿或胳膊的情况下做到这一点。这基本上就是瘿蚊幼虫所达到的规模,只不过它们不是跳过飞机,而是在植物之间跳跃。这些小生物在金边菊植物上产生称为瘿的异常生长囊,并在内部生活和以它们为食。但是,如果机会对它们不利,瘿破裂了,那么似乎进化已经选择了一次信仰的飞跃,而不是爬行到安全的地方。 

但是,一个没有腿的桶状幼虫是如何获得跳跃能力的?三毫米长的蛆虫在中间弯曲,将其上半身闩锁到后端,并扩张其下半部分以增加该闩锁的张力。最后,幼虫弯曲的香肠状身体突然伸直,以研究人员所谓的“弹道轨迹”弹射出去。 

此外,显然科学家花了整整三年时间才完善了捕获空降蛆虫的成像技术。

没有这些,你就会变成粘液

你的细胞支撑着你;它们构成你的骨骼和肌肉。它们在为你对抗重力,防止你变成某种粘液。但是,我们单个的细胞是如何避免同样的糊状命运的?它们从微管获得结构,微管是排列细胞壁的空心支架。然而,从未完全了解的是,微管究竟是如何形成的。现在,普林斯顿大学的研究人员表示,他们已经弄清了这一点。 

在 5 月发表的一篇论文中,科学家们展示了不同的蛋白质如何在细胞中协调,以促进每个微管的生长。研究人员还开发了一种成像技术,可以在背景分子的视觉杂乱中分离并实际看到微管生长的一薄片。您可能很少考虑您的细胞,但在看到此 GIF 后,您将永远不会以同样的方式看待它们。

死亡的珊瑚升起 

随着海洋温度升高,珊瑚礁遭受重创。本周,澳大利亚研究人员发现,持续的热浪(例如 2016 年摧毁了大堡礁的那次)不仅会使珊瑚白化,有时还会杀死它们,危及整个珊瑚礁生态系统。

当研究人员在实验室中将珊瑚暴露在类似 2016 年热浪的条件下时,珊瑚死亡并迅速腐烂。微生物层迅速在它们的骨骼上生长并分解它们,使残骸变得多孔并充满气泡。这就是为什么死珊瑚在上面的 GIF 中漂浮到水箱顶部的原因。这个图像表明,气温上升不仅对珊瑚构成威胁,而且对珊瑚礁本身的结构也构成威胁。对生态系统的影响——以及5 亿人口的生计依赖于珊瑚礁——令人震惊。

进化:被当场抓获

此 GIF 显示了为什么花卉 Lapeirousia anceps 和长舌蝇是完美搭配:苍蝇的异常长的舌头正是从植物窄颈花朵中采集花蜜的合适工具。但是,这种南非花正在发生变化。它现在以两种形式存在:一种管子较长(左侧),另一种管子较短(右侧)。长舌蝇会为两者授粉,这应该会混合两种形式的基因。那么,这些花是如何以及为什么会发生分歧的?

南非研究人员通过一种令人惊讶的工具解决了这个生物难题:称为量子点的纳米颗粒。它们会发出荧光,或者根据其大小发出不同的颜色。通过使用不同颜色的点标记两种花类型的花粉,科学家们了解到每种类型都将花粉沉积在苍蝇的不同部位:一种在舌头中间,另一种在头部。这种安排防止了两种花的花粉混合,从而在基因上隔离了它们。随着时间的推移,这些花可能会变得更加独特,最终在进化树中创造出下一个枝条。

通往灵魂的人造窗口

尽管干眼症影响着许多人,但几乎没有治疗方法。人眼的复杂性使其成为难以研究的器官,因此宾夕法尼亚大学的研究人员开发了一种新的“芯片上的眼睛”模型来研究干眼症等疾病。

上面的 GIF 中显示的眼睛模型使用来自人角膜(染成黄色)和结膜(染成红色)的细胞,这是眼睛最外层的两层。这些细胞被假泪管(深蓝色)润湿。该模型甚至可以“眨眼”:一块薄薄的明胶(浅蓝色)以与人眼大致相同的速度掠过眼细胞。人工器官具有局限性,因为它缺少血管、神经和免疫系统,但它可以作为研究干眼症等疾病治疗方法的有希望的方式。

一切尽在掌握

人类在地球上的每个生态系统中都留下了他们的印记。在水下山脉(称为海山)的情况下,该印记是字面上的。从 1960 年代开始,夏威夷群岛以北的海山被大量捕捞并被拖网渔网划伤。但是在 1977 年,美国在夏威夷周围建立的专属经济区保护了其中的一些地点,使其恢复了 40 多年。 

新的研究显示了如上图所示的场景。珊瑚再次生长,甚至在丢失的拖网渔网上。大型海洋动物也回来了。这一发展令人鼓舞,尤其是在这些海山上生活的许多深海珊瑚每年仅生长几微米到几毫米的情况下。

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Jeff DelViscio is currently chief multimedia editor/executive producer at 大众科学. He is former director of multimedia at STAT, where he oversaw all visual, audio and interactive journalism. Before that, he spent more than eight years at the New York Times, where he worked on five different desks across the paper. He holds dual master's degrees from Columbia University in journalism and in earth and environmental sciences. He has worked aboard oceanographic research vessels and tracked money and politics in science from Washington, D.C. He was a Knight Science Journalism Fellow at the Massachusetts Institute of Technology in 2018. His work has won numerous awards, including two News and Documentary Emmy Awards.

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Kelso Harper is an award-winning senior multimedia editor at 大众科学. As a producer, editor and host, they work on short documentaries, social videos and 大众科学's podcast Science Quickly. They have a bachelor's in chemistry from Johns Hopkins University and a master's in science writing from MIT. Previously, they worked with WIRED, Science, Popular Mechanics, and MIT News. Follow them on LinkedIn and Instagram.

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