动物行为实验方法学研究的回顾与展望动物行为学是研究动物各种行为的功能(function) 、机制 ( mechanism) 、发展 ( development) 和进化( evolution) 的一门学科[1]。动物行为学最初的研究对象是正常动物,后来扩展为实验动物,从而对生命科学尤其是神经科学的发展发挥了重要的支撑作用。动物行为实验方法学 ( experimentalmethodology based on animal behavior research) 是动物行为学的重要内容,是融合动物学、医学、药学、生物学、电子工程、计算机和信息等多学科的基础理论、技术和方法,以正常和( 或) 实验动物为对象,在自然界或实验室内,以观察和实验方式对动物的行为信息进行采集、分析和处理,将其实验结果类比和推演到人,研究其行为信息的生理和病理意义的新兴学科。动物行为实验由于是动物整体生理和心理状态综合、全面和实时效应的反应,被认为是人类疾病表现和发病机制研究,新药发现、安全和风险监测分析的基本实验手段,在医学、药学、生命科学和军事医学等研究领域具有不可替代的地位和作用,越来越受到国际科学界的广泛重视。但目前为止,国内外未见动物行为实验方法领域的综述文章。本文对动物行为实验方法进行系统简介,为基于动物行为实验的科学研究提供参考。动物行为实验方法学的发展历史动物行为实验方法的起源要追溯到公元前 384 ~ 公元前 322 年,现代医学奠基者 Aristotle 在其著作中,论述了用人工观察的方法描述并记录了 540应用人工观察方法,研究不同物种动物的行为发生发展 机 制。德 国 的 Johunn Pernaller 和 法 国 的 Chorles George Lereg 分别对鸟和大型动物的物学家 H. S. Jennings 出版了第一本与动物行为实验方法学相关的专著《原生动物的行为》。1927 年, Pavlov 利用狗完成的经典的条件反射实验,首次对动物学习记忆行为的产生现象进行了系统研究,发表的《大脑两半球机能讲义》专著使得实验动物行为学研究在国际上引起广泛重视和关注,各种动物Ting Bogen 和 Lorenz 在自然和半自然条件下,对动物的行为进行了长期的研究,形成了动物行为分析和行为生态研究相结合的实验动物行为学 。20世纪 30 年代,B. F. Skinner 利用自行研制的斯金纳箱研究鸽子的操作性条件反射行为,为后来的操作式条件反射学习记忆行为研究奠定了基础 。当然,这些人工手段为主的研究方式的缺陷是显而易见的,如限制了同时进行实验的动物数量,使得实验周期延长,不但耗费大量的人力、物力,而且对于一些要求较短实验周期的动物模型无法进行研究;其次,人工观察会对动物行为本身产生影响,影响实验环境; 最后,实验者通过观察动物行为及其变化进行记录,在描述实验结果时不同的实验人员可能有不同的记录,不能确保实验结果的精确性、客观性和完整性,并且人肉眼观察到的信息是有限的。世纪以来随着红外传感器、阻断磁场、多普勒转换等新兴检测技术的出现,动物行为学实验方法有了质的跨越,实现了从人工到机械化自动监测的转变。一些新的行为学实验方法不断用于动物行为学研究,可以采集动物外表活动表现 ( 自发活动、吃、喝、站立、惊恐、颤动、癫痫、静止、睡眠) ,并进行长时监测,同时使得行为学的客观和定量评价成为可能。我国科学家自上世纪 80 年代开始,研制开发了以红外感应、压力传感等传统技术为主的动物自发活动、学习记忆、疼痛等行为实验方法。张均田等应用红外感应原理的跳台和避暗实验方法,进行了十二种化学药品对小鼠学习记忆损害的比较研究。不过,这些实验方法仍需要专家经和大量的劳动,容易导致疲劳和注意力分散,数据标准有内在的可变性和主观性; 而且主要采集的是动物单一的行为活动,不能提供对复杂行为学、或伴随发生的生理或生物力学变化的评价。需要重复测试同一批动物,或应用大量的动物才能获得多信息。二十世纪随着计算机的出现,计算机、成像、电子工程和信息等多种新兴学科的迅速发展和各种新技术向动物行为实验领域的交叉渗透融合,一些能同时捕获多种行为信息的设备不断问世,动物行为学实验方法不断得到改进和完善。如荷兰EnthoVision、法国 ViewPoint、西班牙 Smart 等动物行为分析系统,可以获得动物在特定区域的运动路程、运动轨迹、站立次数、时间、速度、进入该区域的频次等 。自动智能化的动物行为分析系统的研究对象可以涵盖大小鼠等啮齿类动物、斑马鱼 、大型哺乳动物等 。动物在群体中的行为更接近动物行为的本质。近年来,动物个体在群体行为的研究方法有所突破,实现了动捕食行为进行了研究。Darwin 1859 年《物种起源》、1871年《人类的由来》的问世,开始了将动物行为实验结。1906 年,动物的精准识别,长时检测,并可同时检测动物的多种行为。德国 TSE 公司建立的一体化智能行为学分析系统 ( 智能笼, IntelliCage) ,应用异频雷达收发机技术,可以精确识别在一个家笼环境中,在各种生活状态下的单只动物,从而获得多只动物在群体、家笼环境下的行为学数据,包括空间学习任务,焦虑测试,日夜节律,食物辨别和操作式强化等主要行为学模块。 Pels czi 等将 16 只小鼠同时放在一个智能笼里,究东莨菪碱对群体环境下、不同时间窗的C57BL /6J 小鼠逆反学习能力的影响,减少了实验人员和陌生RFID( radio-frequency identification) 技术识别、跟踪动物,建立了群体条件下,长时间研究动物社会行为的检测系统。采用非侵入式的颜色识别法,Ballesta 等建立了多摄像头 3D 实时追踪系统,研究非人灵长类动物的社会行为 。中国科学家以计算机视觉技术为重点,相继研发出了生理信号计算机自动测试与分析系统、学习记忆、抑郁和自发活动行为检测分析系统 。这些自动化、智能化的动物行为分析系统可以同时检测和分析许多行为学和生理现象,如焦虑、抑郁、学习、记忆、运动等活动模式,可以对动物行为进行长时监测,从而获得动物行为昼夜节律等更为丰富的信息,能在同一时间内评价许多行为过程,使得动物行为学实验具有高通量特性,而且减轻动物实验中运用动物带来的伦理问题。借助生物信息学工具对这些庞大的行为信息数据进行复杂的统计分析和数据挖掘,使得行为信息的捕获、收集、翻译和解析变为可视化的数据,并存储为计算机可识别的数据格式; 提供实时捕捉分析功能,亦可对存储的视频记录进行离线分析; 对检测的事件可以通过点击来自动回 / 播放相应事件对应的视频,便于校验; 可记录分析动物实验过程中的多种实验参数等等,满足了许多有行为学实验需求却没有特定计算机技术研究人员的需求,不仅使传统行为学研究过程自动化和客观化,而且使行为分析更精确、简便和可靠。动物行为实验方法分类动物行为实验方法早期研究主要是为学习记忆行为设计的,后来发展为情绪表达、运动行为、社交行为、疼痛及成瘾性等行为实验方法。目前主要的行为学实验包括学习记忆行为实验、抑郁行为实验、焦虑行为实验、恐惧行为实验、自发活动行为实验、节律行为实验、攻击行为实验、防御行为实验、繁殖行为实验、社会行为实验等,社会行为实验指沟通行为实验、利已行为实验、等级行为实验等。研究最多的主要是学习记忆、情绪和运动行为等。1 学习记忆行为实验方法学习是神经系统接受外界环境变化获得新行为和经验的过程,记忆是指对学习获得的经验或行为的保持,包括获得、巩固、再现及再巩固四个环节。学习和记忆二者是互相联系的神经活动过程,学习过程中必然包含记忆,而记忆总是需要以学习为先决条件。研究者设计了多种学习记忆行为实验方法用于评价学习记忆。学习 记 忆 行 为 实 验 方 法 的 开 掘 者 包 括Thorndike、Pavlov 和 B. F. Skinner 等。1937 年 Skinner 首次建立了基于操作的学习记忆行为实验方法 - 斯金纳箱。1930 年,Tolman 和 Honzik 应用个单元的 T 型迷宫,研究大鼠的潜伏学习( latent learning) 。后来,多单元迷宫演变为目前应用的 T 迷宫。1939 年,Dennis 首次定义了大鼠在 T 迷宫中的自发交替( spontaneous alternation) 行为,认为大鼠能够 对 探 索 过 的 臂 产 生 内 起 抑 制 ( internalinhibition) ,而进入没有探索过的臂,从而增加发现食物的机会。1979 年,Barnes 建立了巴恩斯迷宫( Barnes maze) ,动物不需要限食,基于其天生的探索特性,应用噪音、强光和暴露的开放环境作为应激手段,促使动物寻找目标洞。1981 年,Morris建立了水迷宫方法,基于动物厌恶水环境的特性,强迫实验动物游泳,学习寻找隐藏在水中的平台。水迷宫是学习记忆行为学评价的另一个标志性事件,主要用于海马依赖的空间参考记忆和工作记忆的研究。1988 年,Ennaceur 等基于动物天生对新奇物体的探索特性,建立了新物体识别 ( novel object recognition test) 评价方法,与其他评价方法比较,该方法不需要学习训练,无需禁食禁水,不用施加惩罚或奖赏刺激,对动物的应激影响较小,与人类的再认记忆检测相似类的再认记忆检测相似。大小鼠的触屏认知系统也相继问世,用于认知功能的评价,尤其在神经精神疾病药物筛选中发挥重要作用 。非人灵长类动物具有与人类相似的大脑结构,具备高级脑功能,可以被训练完成特定类型的测试任务,对评价认知能力、情绪反应等具有啮齿类动物无法替代的作用。触屏测试认知系统是目前广为接受的灵长类动物认知行为的评价方法。该方法源于人的神经行为测试的计算机化形式。剑桥神 经 心 理 测 试 自 动 化 组 合 [NeurobehavioralCambridge Neuropsychological Test Automated Battery CANTAB) ]是触屏认知测试系统的经典设备。动物通过触摸屏,完成高通量的系列模块化测试,如强化认知、内外空间的设置变化与视觉辨别、对显示符号的短暂识别和不识别、空间记忆、选择序列反应时测试和成对结合学习等 。
·细胞生物学·化疗后癌细胞会吞噬同伴类似于阿霉素的化疗药物,可以通过损伤肿瘤细胞的DNA来治疗癌症。但是在第一轮药物攻势下存活的癌细胞很容易引起复发癌,最主要的原因就是TP53基因基因会让癌细胞进入静息状态。发表在的新研究,同样在乳腺癌细胞中观察到了该现象。研究人员还意外发现,这些静息癌细胞会吞噬周围癌细胞,并会释放溶酶体,来分解细胞并摄取能量,用以维系它们的生存。研究者称这是癌细胞的“食肉”状态,这或许也是癌细胞在药物攻势下仍有力量卷土重来的重要原因。·免疫学·埃博拉疫苗的潜在靶点被发现埃博拉疫情暴发后,一直都没有出现特别好的预防措施,因为科学界还没有找到中和病毒毒性的办法。不过最新发表在的研究,或许能够改变这一现状。研究者发现VP53突变的埃博拉病毒在注射到3只猕猴体内后,病毒不仅不会引起疾病,并且还会增强免疫系统反应,提升记忆T细胞和B细胞的水平。在注射突变病毒28天后,研究人员再次向它们注射了致命剂量的野生埃博拉病毒,结果2只猕猴存活了下来。研究指出,以VP53为靶标的突变病毒有望用于生产对应的埃博拉疫苗。·动物行为学·可利用气味驱赶老鼠的新方法全世界每年因老鼠造成的经济损失可达300万美元以上,但一直没有好的办法来解决鼠患。不过现在,科学家们有望利用气味这一新武器来引诱或驱赶它们。在一项发表于的新研究中,科学家将微芯片植入城市大鼠体内,在特定区域释放雄性和雌性大鼠气味并对其进行追踪。结果发现,在大鼠熟悉的安全环境,大鼠可被雌性气味引诱。而在野外暴露环境中,雄性气味会对大鼠起到震慑作用,大鼠闻到后会迅速离开。科学家提出可利用这一特性来防治老鼠,减轻鼠患。·健康·空气中的黑碳颗粒可以出现在胎盘中空气中的黑碳颗粒主要来自化石燃料的燃烧,此前的研究已经证明,这类颗粒对妊娠有害,例如,它们与早产或低出生体重相关。在一项发表于的最新研究中,研究人员利用高分辨率成像技术,从5例早产和23例足月生产的胎盘靠胎儿一侧检测到了黑碳颗粒。其中,暴露在高水平黑碳颗粒环境中的女性,胎盘中的黑碳颗粒也更多。研究人员也表示,还需要开展进一步的研究来明确这些颗粒是否能够抵达胎儿。·科技政策·Wi-Fi 6认证计划正式推出在Wi-Fi 6公布近一年后,昨天,Wi-Fi联盟宣布启动Wi-Fi 6认证计划。参与认证的设备制造商可以在产品包装上印上Wi-Fi 6认证标志。Wi-Fi 6即为第6代Wi-Fi,基于IEEE 802.11ax标准。与Wi-Fi 5相比,Wi-Fi 6的容量更大,并能改善了密集连接的Wi-Fi环境。这一计划旨在确保采用802.11ax Wi-Fi通信技术的设备达到既定标准。·神经生物学·空间学习不需要身体运动最新发表在上的研究发现,大脑在学习和记忆空间时并不需要身体运动。在研究中,3组自愿者头戴虚拟现实(VR)装置探索虚拟城市,其中一组志愿者可以在跑步机上自由行走,而另外两组只能通过操纵杆和身体倾斜来导航。随后的空间记忆测试中,所有自愿者的回答准确性几乎没有差别,且核磁共振显示他们的大脑激活区域和相互作用模式相同。这表明,大脑并不需要依赖身体运动记忆空间,因此在未来可以利用VR来培训搜救、医疗人员等穿行危险环境。·分子生物学·大肠杆菌素致癌机制被破解人类肠道中的大肠杆菌可以帮助消化食物和调节免疫系统,但它们产生的大肠杆菌素是一种基因毒性化合物,能破坏DNA双螺旋结构,增加患大肠癌的风险。在一项发表于《自然·化学》的最新研究中,研究团队找到了大肠杆菌素致癌的机制。他们运用全新的生物合成方式发现,“大肠杆菌素-645”是引致DNA双螺旋结构受损的元凶,并发现它损害DNA双螺旋结构的机制。研究指出,重组大肠杆菌素的分子骨架,可以为效力强大的DNA分解试剂,例如癌症化疗药物等提供设计和合成基础。(新华社)如果您喜欢此类文章,我们请关注或使用评论功能声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。
摘 要:蜜蜂不仅仅因为它酿造出有益于人类的蜂蜜、蜂王浆、蜂花粉、蜂胶等多种健康产品,更为重要的是蜜蜂的行为与精神感人至深。对蜜蜂的利他与利己行为进行了初步探讨,并认为蜜蜂的利他与利己行为说明了基因决定论。达尔文生物进化论的核心是自然选择学说—— 物竞天择、弱肉强食,这个学说告诉我们,物种在生存竞争的过程中,经过自然选择的作用,逐渐产生新的物种,实现生物的进化。自然界中处处可见生存竞争的例子,比如蜂群自然培育蜂王时,先出房的蜂王会咬掉未出房的王台,使自己成为蜂群的“ 王”;蜜蜂之间的盗蜂;在自然蜂群中,还存在着特种有王蜂群—— 无政府主义有王群,即工蜂在有王产卵的情况下大量产卵等,这些都是典型的利己行为。然而,生存竞争只是一个方面,在自然界中同样存在着互惠利他行为。所谓利他行为就是动物以降低自身的适合度为代价,来提高其他个体或群体适合度的行为。利他的现象在社会性昆虫中尤为突出。在膜翅目社会性昆虫蜜蜂群体中,存在着为数众多的不育者(工蜂),它们担任筑巢修巢、采粉采蜜、哺幼护王等工作;食物不足时它们忍受饥饿喂养幼虫并将蜜囊里仅有的蜂粮与其他蜜蜂共享;遇到掠夺者它们以倒钩刺等自我献身方式保证王后和兄弟姐妹们的安全。另外,在西方蜜蜂无王群中还存在工蜂监督,为群体效力。然而,这些似乎不能用达尔文的自然选择学说来解释。那么,利他与利己行为是如何选择的呢?对于这个问题,有着不同的解释。1 自然选择学说( 利己学说)蜜蜂的行为如何适应生活环境?行为适应功能又是怎样形成的呢?无政府主义蜂群为什么如此少,但还是存在于自然界呢?很可能就是因为自然选择导致的结果。达尔文在《 物种起源》一书中提出的自然选择理论,在一定程度上解释了蜜蜂行为的进化和功能。物种的不同个体,在形态、生理和行为等方面存在着差异。而差异(或称变异)又是可以遗传的。有机体有增殖其个体的巨大潜力,但由于环境资源的限制,这种潜力并未完全发挥。种群中个体对资源的竞争,使得一些变异个体比其他个体留下更多的后代。后代继承了亲代的变异特征,动物进化上的变异,通过自然选择得以实现。自然选择的结果,使有机体更加适应其环境。这也就使得无政府主义蜂群在自然界中生存,只是由于繁殖原因而导致最终灭亡。所有有机体都有为蛋白质合成编码的基因,这些蛋白质调节神经系统、肌肉和有机体结构的发育,并最终决定其行为,种群中许多基因以等位基因形式出现,所编码的同一种蛋白质也会略有差异,从而导致发育过程中的差异,无政府主义蜂群也就是因为这样而出现了大量的变异个体。也就是说,染色体上等位基因之间,在竞争基因位点中,谁能使自己的拷贝更多地存活下来,谁将最终代替对方,代替者的行为似乎是利己行为,被代替者的行为似乎是利他行为。因此,生物进化中的自然选择可以说体现在一对等位基因的生存差异性上。最成功的基因是那些最有效地使生物个体生存和繁衍后代的基因 ,所被代替的基因不得不做出“ 利他行为”。这也说明,只有基因才是自然选择的对象,而个体、种群等都不是自然选择的对象,无政府主义蜂群就是蜜蜂特殊自私基因表达而成的特殊群体,也使利己行为得以表现。2 群体选择学说社会性生活的蜜蜂一直被认为是和谐社会的样板,蜂王负责产卵,雄蜂负责与处女蜂王交配,群内工蜂还建立了更明细的分工,不同日龄的工蜂做不同的事情,按照日龄程序化做事。蜂群里的工蜂不仅没有发生冲突,还相互合作。研究人员还发现工蜂会一直监督雄蜂巢房的卵,合理培育雄蜂,以便提高蜂群的整体效应。正如自然选择可以在个体层次上起作用一样,群体选择也可以在群体层次上起作用。具有某种适应性的群体很可能会逃脱绝灭的命运。守卫蜂在遇到掠夺者时,它们以倒钩刺的自我献身方式来保证王后和兄弟姐妹们的安全,这也是为了群体的整体效应。种群和社群都是进化单位,作用于社群之间的群体选择可以使那些对个体不利( 降低适合度)但对社群或物种整体( 增加适合度)有利的特征在进化中保存下来。换言之,选择是在蜂群内各种亚种群间进行,通过群体选择保存了那些使群体适合度增加的特征,提高种群对环境的适应能力,使群体能无限地繁衍下去。在一个未培育出新王的无王群中,工蜂繁殖就很正常,也就破坏了工蜂监督,许多工蜂就会有活跃的卵巢并产卵,并进行大量繁殖,最终使群体为雄蜂,而导致灭亡,但在有些无王群中还是存在工蜂监督,有人曾经报道了西方蜜蜂无王群中的工蜂监督,工蜂会监督工蜂卵,工蜂监督在群体水平上并没有破坏。蜂群在遭受食物短缺时,工蜂个体也不会对食物进行贪婪,而是同其他蜜蜂共享,使群体得以生存。蜂群在进行越冬时,蜜蜂围成一团来调节温度,这不仅使自己个体顺利越冬,还可以培育卵和幼虫。在群体选择学说中,如果某一特征对种群有利,对个体不利,那么种群选择就会使这一特征的频率增加,而个体选择会使这一选择的频率下降,如雄蜂的培育,从个体上来讲,工蜂更愿意培育自己的后代,但过多的雄蜂会使群体崩溃,从而出现工蜂监督机制。也就是说,种群选择与个体选择的方向是相反的。在这种情况下,如果个体选择总是强于群体选择,必然导致种群渐渐绝灭,但如果种群选择与个体选择的作用方向一致,如采蜜或采花粉,即满足自己的生活需要,也要满足群体的生活需要。既对种群有利,也对个体有利。所以,关键的问题是自我调节适应是不是对种群和个体有利。蜜蜂是成批地生育,蜂王是工蜂和 99% 雄蜂的母亲,成千上万工蜂也就具有相似的基因( 家庭基因)。一个个体牺牲了, “ 家庭基因” 仍存在于大量其他个体上,不会消失,对其基因的存在有利。蜜蜂的利他行为通过遗传得以延续具有天然的合理性,家庭基因也就是群内蜜蜂的共同基因。共同经营蜂群,使其从长远利益得以实现,从而进行群体选择。再者,工蜂的后代全是雄蜂,难于使群体得到发展,工蜂监督的存在也就在这种情况下产生,也是利他行为得以表现,也使群体效应提高了。3 近亲利他与亲缘选择学说谭垦等人在研究中华蜜蜂与西方蜜蜂交哺行为中发现:东方蜜蜂群拒绝哺育西方蜜蜂的卵和幼虫。西方蜜蜂群可以哺育少量东方蜜蜂的卵, 也只有7.90% 的卵可以孵化为小幼虫,但这些小幼虫连同其他卵因不再被哺育而死亡。在东方蜜蜂蜂群里介绍的西方蜜蜂的王台幼虫,或者在西方蜜蜂蜂群里介绍的东方蜜蜂的王台幼虫,12 h 内均全部被清理出房。利他行为似乎发生在具有亲缘关系即直系家庭成员中,利他者只为自己亲属提供帮助或作出牺牲,因为受惠者与施惠者具有一部分相同的基因,牺牲自己是为了在世代中增加牺牲者的基因遗传份额。这种近亲利他行为有利于自然选择保存这些相同基因并使其得以进化,从种群上来说,西方蜜蜂更乐于帮助西方蜜蜂,他们具有区别其他蜂群的基因,中华蜜蜂也一样具有中华蜜蜂特有的基因,以便区别其他蜂种的蜜蜂。生物进化取决于基因遗传频率的最大化,能够提供亲缘利他的物种在生存竞争中具有明显的进化优势。在蜜蜂种内也存在亲属优惠,当移入蜂王未受精卵和工蜂未受精卵的时候,工蜂会清理工蜂产的未受精卵而不清理蜂王产的卵,对蜂王卵进行偏袒。从理论上来讲,两种卵源的卵均为未受精卵,卵的接受率应该相似,但事实并非如此。用亲缘关系指数可能能进行解释,亲缘关系指数表示两个亲属之间具有共同基因的概率。在自然蜂群中,蜂王具有一雌多雄交配特性,也就是说蜂王通常与 3 只以上雄蜂进行交配。其工蜂与其外甥(其它工蜂之子)的亲缘关系指数 r=0.125+0.25/N,其中 N 为蜂王交配的雄蜂只数。当蜂王与 3 只以上雄蜂交配时,工蜂与蜂王的儿子(工 蜂 的 兄 弟—— — 雄 蜂 )亲 缘 关 系 指 数 (r=0.25)比工蜂与其外甥(其它工蜂之子)的亲缘关系指数(r=0.125+0.25/N)要更近。这样工蜂就更愿意用蜂王产的未受精卵来培育雄蜂。亲缘关系指数越远具有相同基因的概率就越小。近亲之间利他行为之所以存在,是因为近亲具有相同基因的比例大,亲代对子女无私关怀和奉献,是因为亲代将自己的一半基因遗传给了子代。工蜂自杀性的利他行为,是因为巢中的兄弟姐妹拥有一半与自己相同基因,为了相同基因的利益,它必须做出牺牲。蜂群的近亲利他与亲缘关系学说,很可能就是蜂群里存在一种“ 相似等位基因”,通过表现型表达出来,使得其携带者能很容易地识别出其他携带者,并且对它们实行利他行为。那么,这些亲缘关系相近的个体就能很方便地相互识别。4 互惠利他与纯粹利他学说在蜜蜂饲养过程中,通常会对蜂群进行合并。通过特定的合并方法,同品种或不同品种的蜜蜂可以同群饲养,最近又在推广双王群或多王群,这种“ 一山容纳多虎”的现象似乎难于理解。其实蜂群在实行互惠利他与纯粹利他行为。互惠利他主义是指两个无亲缘关系的个体之间通过相互合作交换适合度的行为。一个个体之所以冒着降低自己适合度的风险帮助另一个与己无血缘关系的个体,是因为它可以在日后与受惠者再次相遇时有可能得到回报,实现蜂群的双赢,但对蜜蜂个体来讲,蜜蜂在进行纯粹利他行为。在进行多王群饲养时,蜂群里工蜂正常工作,培育蜂王们的后代,即原始蜂王的后代会培育并入蜂王的后代,并入蜂王后代也会培育原始蜂王的后代。当把刚失王的无王群并入有王群时,原无王群的工蜂会参与有王群里的工作,进行纯粹利他行为,可能是因为蜂种的相同基因所致吧。为了说明非亲近个体间的利他行为,阿克塞尔罗德与汉密尔顿运用博奕论方法,发展了合作进化理论。随着博奕论在动物行为学中的应用,人们先后建立了标准囚徒困境模型、修正的囚徒困境模型、厨师困境模型,来描述互惠利他主义及其进化机制。5 探讨与总结在蜜蜂群体里,上述 4 种学说都有自己的适用范围,而且现在都还在进一步发展过程中,并且相辅相成。相比而言,亲缘选择论能更好地解释生物的利他现象。在基因的层次上,利他行为必然被自然选择所淘汰,而自私行为必定被保存,这也能被自然选择学说所解释。蜂群内互惠利他与纯 粹利他行为最终也是为了群体效应,群体效应可能又是因为“ 英雄基因”的缘故。自然选择中,基因为争取生存,直接同它们的等位基因进行你死我活的竞争。因为等位基因是争夺在后代染色体上占有一定位置的竞争对手。只有那些靠牺牲其等位基因而增加自己生存机会的基因,才能被自然选择所保存。因此,基因不仅是自然选择的基本单位,也是自私行为的基本单位,也是利他行为的基本单位,也是利己的基本单位。蜜蜂的利己与利他行为似乎说明了基因决定论
西双版纳浩瀚雨林这里是中国的暖都这里是避寒过冬的天堂这里是旅居的秘境这里是人人向往的西双版纳这个寒假,让我们一起跟着艾科思创新实验室来西双版纳做科研吧!少年科研项目|让我听懂你的语言「昆虫行为」讲一个属于我们自己的科研故事!什么才是更高级的玩法?看这里招生对象:9-15岁青少年课程时间:2021年2月17日-2月23日课程地点:中国科学院西双版纳热带植物园研究基地01 课题优势*课题型教学模式采用国外顶尖大学的课题式教学模式,训练学生“发现问题~提出假设~设计实验~解决问题”的科研思路。*中科院教授指导全程教授指导,确保课题质量和教学时长。获得中科院教授实名推荐信,为孩子的综合软实力背书。最短的时间获得丰富的科研经历,提升研究式学习能力,挖掘科学创新类竞赛潜能。*闭环式教学科研预备课—课题学习—科研报告02 课题实验基地西双版纳植物园下设2个中国科学院重点实验室(中国科学院热带森林生态学重点实验室、中国科学院热带植物资源可持续利用重点实验室)、综合保护中心、公共技术服务中心、27个研究组等研究部门;建有标本与种质保存中心、3个野外台站。西双版纳植物园五十余年的科学研究积淀,已完成科研项目900余项,取得国家级、省部级成果奖励100余项,发表学术论文3000余篇,申请专利90余项,授权专利50余项,主编出版专著近40部。Xishuangbanna Tropical Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences中科院西双版纳热带植物园研究基地03 课题介绍西双版纳是我国生态圈中重要的一环,起着非常关键的作用。西双版纳的热带雨林为各种各样的动物提供栖息场所和丰富的食物。巴金先生将榕树比作鸟的天堂,其实榕树也是昆虫的乐园。在群居生活的昆虫中,其群居的协调性和内部分化显著者,称为社会性昆虫。本次项目中学生将以版纳地区常见的社会性昆虫——黄猄蚁为研究对象,探究黄猄蚁的巢间识别机制,并以此为课题来开展实验研究。在专业导师的带领下,同学们可以学习到科学的观察方法,严谨的科学思维,并在研究过程中提高团结协作的意识,提升发现问题、解决问题的能力。通过三大模块的学习(天文物理知识体系学习、天文学史介绍、天文观测实践),使学生能够知道星体的物理性质以及星体与星体之间的相互作用,同时探讨恒星结构、恒星演化、太阳系的起源和许多跟宇宙学相关的问题,为今后学习物理打下良好的基础。同时本次课题还将介绍天文史的相关知识,引导学生思考为什么中国古代天文学没有发展成现代科学,以及中国古代天文学和西方天文学之间的异同之处。学生还将赴专业的天文台尝试天文观测,并对天文观测的前期准备和后期数据处理进行学习,完整实践预测-观测-数据处理全流程,最终获取属于自己的观测成果。04 课题周期「科研预备课」4周,其中包含2周自主学习、2周线上直播课。目的是让学生提前掌握课题相关的背景知识;同时对接下来的学术训练有一个全面的认识,充分理解研究目标和研究内容,带着思考进入课题,并在课题结束后,能够顺利产出科研报告。「学术集训课」1周,通过前面预备课的实地理论学习、进行科研实战,深入开展科学研究。05 课题具体行程2周课前材料预习阅读科研预备课材料,提前了解相关知识,激发孩子兴趣(报名后发送学习材料)2次线上科研预备课每周一次课程,导师引入知识、讲解答疑,引导孩子理解相关知识,确保孩子顺利进入实地科研(报名后发送学习材料)7天线下学术集训09:00-12:00 理论讲解13:30-17:30分组实践19:00-21:00科学手帐具体时间根据课程情况随时调整 Day 1 晚上下午18:00-18:30入营入营仪式Day 2 上午感受研究所园区:初识热带植物、学习植物知识,发现自然界的科学问题走进热带雨林,认识雨林奇观下午“如何区分科学和伪科学”专题讨论“社会昆虫化学识别”理论知识学习重要设备仪器讲解和说明Day 3 上午化学生态学、行为生态学,背景讲解文献阅读、汇报设计野外“迁移-识别”实验下午“迁移-识别”实验:观测和检验蚂蚁的个体识别能力,并收集野外实验数据(照片、录像)Day 4 上午对前一日的实验进行总结、汇报作出假设,设计野外“纸片识别”实验下午“纸片识别”实验:初步判断蚂蚁的个体识别机制,并提出进一步假设Day 5 上午对行为生态学的研究思路、研究手段学习设计室内行为实验学行为分析软件的使用设计室内行为实验下午室内行为实验:1.仪器测量培养皿中蚂蚁的行为轨迹、速度并进行数据分析2.提取蚂蚁的气味,并进行化学成分分析Day 6 上午1.化学气味结果分析,呈现2.将气味转化为声音播放,形成感性认识小组汇总实验数据的分析结果,并进行组内讨论,形成实验下午制作结题报告Day 7 上午结业典礼以小组为单元,进行结题汇报及ppt展示出营06 我们的收获科研报告-项目结束后,学生将完成一份规范的科研报告。作品发表-其中优秀作品可获省级或国家级期刊发表(发表产生的版面费自理)教授推荐信-教授实名推荐信,为学生的综合软实力背书。学术经历-用最短的时间获得中科院院所科研经历,成为升学简历中最亮眼的素材。知识收获&能力提升-掌握科学研究的基本思路、昆虫行为学的基本理论知识、动物行为学实验的一般方法和原理;严谨的科学思维、团结协作的意识、研究式学习的能力。常见问题 1.推荐信/科研报告的作用是什么?项目成果可以丰富自身的课外研究经历和简历等升学素材,从容应对招生面试,优秀的科研报告还可进军多种科创、科普类竞赛。2.零基础可参加吗?艾科思创新实验室配备了科研预备课,零基础的孩子完全能够在现有的课程设计下,经过科研预备课的学习,快速进入到课题学习中。3.住宿环境怎么样?地点:海仑假日酒店(勐腊勐仑植物园店)
近日,一只名叫 Ebisu 的宠物猫登上了学术期刊 Animal Cognition,研究人员发现这只猫咪能够模仿其主人的动作和行为,这也是人类首次观察到猫具有模仿人类的能力。这种模仿的能力之前仅在极少数生物中观察到,这一发现表明模仿可能是在哺乳动物进化的早期就出现的。人们普遍认为猫孤僻、不合群,甚至具有“反社会”倾向,这项研究表明,猫正在观察人类,也在向人类学习。该研究以:Did we find a copycat? Do as I Do in a domestic cat (Felis catus)为题,发表在了 Animal Cognition杂志,论文作者来自匈牙利罗兰大学。该研究的通讯作者Claudia Fugazza教授致力于研究狗的认知已有近十年时间,她的研究是通过一种“按我说的做”的训练进行。首先,训练狗或其他动物重复一些它们已经知道的动作,比如翻身等等,具体做法是,先对它们说按我说的做(Do as I do),然后演示该动作,然后对它们说做(Do it),如果成功了就给予奖励。随着时间流逝,这些动物就会明白做的意思就是重复我。该方法可用于测试动物是否真正的会模仿,只有它们能够重复一个以前从未做过的动作,才算真的会模仿。研究团队用这种之前训练狗的方式,来训练一只猫,这只名叫 Ebisu 的宠物猫来自日本,它特别爱吃,因此易于训练。这只猫经常在研究团队训练狗的时候溜进来,因为它知道那里有好吃的。首先,研究团队发现这只猫能够重复和模仿一些它已经熟悉的动作,例如打开抽屉、咬橡皮筋等等。接下来,研究人员展示了两个猫之前没见过的动作,一个是伸出右手并触摸纸箱,一个是弯下腰并用脸蹭纸箱。研究人员进行了16次实验,这只猫有13次成功模仿了这些动作,在人分别用手和脸触碰纸箱时,猫能够准确的将人手对应到自己的爪子,把人脸对应导自己的脸,并准确完成了完整的动作。到目前为止,人们只证实了海豚、鹦鹉、类人猿和虎鲸能够模仿人类行为,这项研究证实猫也具有这项能力,这表明对模仿能力可能在动物界广泛存在,并在动物进化的早期就得以发展。虽然这项研究只是在这一只猫上进行的,但研究人员认为大多数猫应该都具有模仿人类的能力,因为这只猫看起来可不像个天才。对于这项研究,也有人不以为然,德国图宾根大学的动物行为学专家Claudio Tennie认为,我们无法从这项研究中分辨猫是天生具有模仿人类的能力,还是在训练中掌握了这项技巧,比如我们可能训练熊骑摩托车,但这并表示熊会骑摩托车。而美国尤尼蒂学院的动物行为学专家Kristyn Vitale 则表示这项研究令人兴奋,她表示几年前曾发现自己的猫模仿自己学会了按铃,因此她也希望有其他任来重复这项研究,以便我们知道到底多少猫具有模仿人类的能力。她还表示,人们普遍认为猫是孤僻、不合群,甚至具有“反社会”倾向的,但这项研究表明,猫正在观察人类,也在向人类学习。不幸的是,这只名叫 Ebisu 宠物猫在今年6月份因患肾脏疾病去世了,幸运的是,它的样子永远地留在了这篇论文里。参考链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10071-020-01428-6https://www.sciencemag.org/news/2020/09/kitty-see-kitty-do-cat-imitates-human-first-scientific-demonstration-behavior来源:生物世界
新千万个为什么:「迷因论」本身是失败的迷因吗?这个迷因你看过了吗?现在网络上被广为流传复制的各种哏,都被通称为「网络迷因」。而其实,「迷因」一词,出自于演化生物学的讨论,最后导出了「迷因论」这样的概念,曾被一些学者用以探讨文化演化。在这篇文章,我将说明为什么迷因论不管在科普、研究、还是作为一种世界观,都不是很好的学说。简介迷因论的内容与起点迷因论主要认为,文化是由一个个可以在人脑间传播和复制的小单位构成,称为「迷因」;迷因就如同基因一样会演化,只要把迷因假想成自私、只追求自我复制、不顾基因或个人的利害,就可以分析什么样的迷因最能有效率地自我复制,从而理解文化的演化。迷因论者更认为迷因接管了人类的大脑,让人做出许多不利于自己的生存或基因传播的行为,道金斯等人用这样的论述来主张宗教是一种对人有害的「迷因病毒」。自1976年,演化生物学者道金斯在《自私的基因》提出此概念至今,已过了四十五年。在科普、科幻等学术之外的圈子,迷因论有一定的流行,包括TED演讲、道金斯等人的科普书、科幻集体创作「SCP基金会」、及许多网络讨论中都可以看见。道金斯1976年出版名著《自私的基因》,引起广泛关注。图/wikipedia。还有许多人基于这个概念,把在网络上流传复制的各种哏称为「网络迷因」,而数字政委唐凤也利用这个概念,发展出一套政令倡导的手法,被一些人称为「迷因治国」。然而许多人不知道的是,迷因论其实并不是一门成熟的科学,自从2004年《迷因学刊》(Journal of Memetics)因为收不到好的稿件而停刊后,学术圈更有不少人认为它是「已被放弃的科学」。迷因论不是好的科普内容「迷因论」用于科普不适当之处在于,科普的重点在于介绍科学研究的方法、思考方式、以及当下的学界共识,为了让没有相关背景知识的读者也能读懂,最大的挑战往往是在易懂性和严谨性之间取舍。然而,许多新闻媒体为了吸引读者,对于科学研究往往只报道研究的结论并且予以夸大,却只字不提研究方法和局限。这样的情况在演化论(以及心理学)的研究更是如此,造成许多研究成果,在许多人的印象中常常只是一些难以证伪、「都你在说」的故事(just-so story)。在这样的影响下,有些人以为只要自己编出一套听起来合理的故事,那就是一套可以跟科学研究平起平坐的有效观点,甚至觉得自己的故事就是真理。这样的观点也就使有些人以为他们自行套用的「迷因论」故事符合科学方法。许多新闻媒体为了吸引读者,对于科学研究往往只报道研究的结论并且予以夸大,却只字不提研究方法和局限。造成许多研究成果,在许多人的印象中常常只是一些难以证伪、「都你在说」的故事(just-sostory)。图/pexels。但即使看起来成果就是在讲故事,迷因论背后依据的演化生物学是一门科学,科学假说就需要能以事实证据来验证其解释效力。在检查「为什么会演化成这样」的各种假说时,有些解释是正确的(真的曾发生过,造成我们看到的现象)、有的是合理但不正确的(可以造成此现象,但其实不曾发生过)、还有一些是不合理的(就算真的曾发生,也不会造成此现象)。而科学家的目标就是用实证研究以及模型分析,来验证究竟哪些假说正确、哪些合理。图/pixabay例如狗的性格差异,动物行为学的开山祖师劳伦兹在1949 年曾主张认为这是因为有些狗是灰狼的后代,对主人忠诚,不信任陌生人,有些狗则是豺狼(Canis aureus)的后代,只要你有食物就会凑上来。然而劳伦兹后来更仔细研究了豺狼和狗的差异之后,发现两者的差异很大,于是放弃原先的假说。现代研究分析狗和其他犬科动物的基因序列后,也证实那些曾被劳伦兹认为有豺狼性格的狗全都是灰狼的后代,他们的性格差异只是不同品系在各自环境中演化的结果。也就是说,劳伦兹原先主张的「狗有不止一个演化来源」虽然可以「合理」解释狗的性格差异,但通过证据我们发现这不是「正确」的解释。如果要科学地用演化论分析人类行为,也必须建立同样具体的假说,并同样严谨的科学方法来检验各假说是否合理、是否正确。例如与迷因论同样是探讨文化演化,1980 年代美国加州有四位学者用严谨的分析建立「双重遗传理论」(Dual Inheritance Theory),其研究和迷因论最大的不同,是他们用社会科学、传播学、心理学、文化人类学等领域的实证数据来建立文化演化的基本原理,思考许多基础问题。例如行为间的差异是连续的还是离散的、哪些因素会改变不同行为在人群中的频率、人们怎么学习、怎么创新、如何验证不同的假说、现有的数据可以推论什么……另一个例子则是同一时期在法国巴黎,利瓦伊史陀的门生丹·斯珀伯(Dan Sperber)将认知心理学带入社会学,发展出「文化吸引理论」(Cultural Attraction Theory)。相较于双重遗传理论着重于行为的传播率,文化吸引理论更专注于大脑中的想法怎么转变成行为,观察到行为的人们又是如何在脑中重组出类似的想法,并认为是每次重组过程中的小变化逐渐累积造成文化改变。文化吸引理论的研究因此更专注于在实证数据,找寻心理学以及社会结构中,哪些因素会让人们调整或强化既有的想法、或是得到新的想法。迷因论从来没有发展到这样的严谨度,道金斯、丹奈特、布拉克莫等人用模凌两可的言语描述,从基因演化的模拟来想象各种难以证伪的「都你在说」故事。例如布拉克莫主张我们会有各种艺术,是因为这些东西能显示出良好的模仿能力,而良好的模仿者又因为更能接收迷因,会在择偶时得到择偶相关的迷因的青睐,艺术就这样因为能吸引异性而演化出来。这样的故事虽然乍看之下或许「合理」,但他们很少能用实证资料确认这些故事是否「正确」。如果要科学地用演化论分析人类行为,也必须建立同样具体的假说,并同样严谨的科学方法来检验各假说是否合理、是否正确。图/Giphy。相较之下,双重遗传理论实际量测了文学和流行歌创作中各主题出现的频率,看它们如何随时间改变,并借此推论人们在创作以及阅听文学和流行歌时,是否会跟风,还是特立独行,亦或是根本不受其他人的创作影响。文化吸引理论也分析了欧洲中世记的纹章设计,是否会偏好特定的组合,还是说每种元素的出现率都是独立事件,借此分析人们在学习艺术创作时,是一次学一整套包裹,还是不断在脑中将各种概念重组。诸如此类的具体研究,稳扎稳打地给文化演化建立了许多基础知识和理论。而迷因论的研究者除了使用「迷因」这个词来表示某个抽象概念之外,基本上没有任何领域共识。科普素材应该要源自于可靠的科学学理认知,迷因论在此付之阙如。因此,不论是要介绍科学研究的方法、思考方式、或是学界对某个主题的主流意见,迷因论的研究中都无法找出合适的科普教材。迷因论不是好用的研究范式迷因究竟是什么?考古学家看到许多陶器上印了类似的花纹,语言学家看到许多不同语言中有类似的词汇,人类学家看到儿童模仿大人用菜刀处理食物,政治科学家看到网络上的假消息被全文转贴……在这些现象中,「迷因」是什么?是印出的花纹和贴出的文章?是可以让别人观察和模仿的发音和行为?是脑中关于这些行为的抽象记忆和想法?还是某组让人做出这些行为的神经元或电信号?基因复制的过程中,是由 DNA 直接作为模版复制出更多的 DNA(而且双股螺旋还会半保留),天择则是作用在基因制造出的性状上。然而文化传播的过程中,迷因和性状难有明确的区分,人脑中是否真的有完全一样的东西被复制,是未解的心理学问题。图/envatoelements迷因论曾为迷因的定义问题争论许久。有些人把迷因定义成脑中的信念,认为这才是让人移动的原因,有些人则把迷因定义成可以观察到的行为,认为只有用这种定义才能进行实证研究。迷因论者后来决定搁置这个争论,反正重点是有某个会自我复制的单位存在,这些单位中比较会自我复制的会胜过那些比较不会自我复制的,于是造成演化。然而,就算搁置此争论,用「自我复制越多越好」去分析迷因如何追求最大「迷因适应度」,仍是过度简化的分析方式。虽然在理想化的情境,我们可以想象有个叫「适应度」的概念,决定了某个基因或迷因能不能在演化上成功,但某个基因或迷因会不会在演化上成功,其实取决于很多因素,除了自我复制的多寡,还有复制的速度、环境稳定度、其他基因或迷因的影响、有限资源的取舍、竞争或合作的对象有多大机率带有跟自己相同的基因等等。分析这些因素才能了解基因或迷因如何演化;迷因论把这所有因素的总和称为适应度,说适应度高的就会成功,那只是套套逻辑(tautology),在实际的科学研究中难有应用。更糟的是,因为文化演化和基因演化会交互影响,若只问「怎样最能自私地自我复制」,往往必需在基因或迷因中二选一,演化心理学把文化当作基因的延伸性状,而迷因论则认定迷因压过了基因、让人做出对基因不利的事。但这两种立场都缺乏证据。相较之下,双重遗传理论在这个问题上不选边站,而是强调基因和文化的演化会彼此影响,至于在各个实际案例中究竟会产生什么结果,那要收集数据来分析之后才知道。迷因论则认定迷因压过了基因、让人做出对基因不利的事。总归来说,迷因没有公认的定义,大多数研究者也没有像双重遗传理论或文化吸引理论那样根据实证资料来定义合适的分析单位,因此难以严谨分析各种心理机制和社会环境怎么改变迷因在人群中的频率或其内容,更无法发展出像人群遗传学那样具体的理论来描述迷因演化,只能当作比喻、一种解读事物如何工作的世界观。迷因论不是好用的世界观迷因论作为世界观,主要的核心宣称是:我们所有的行为都能简单地用「迷因试图自我复制」来解释,人类的意识不重要,基因的传播也不重要。由此出发,迷因论进一步认为迷因「接管」了大脑,让我们做出许多对自己或自己的基因有害的行为,并且宗教就是一个例子。就如基因演化不足以全面解释人类从何而来,迷因论作为一种世界观也很受局限。人类社会是一套很复杂的系统,里面有基因、行为、信念、大脑、生育、学习、竞争、合作、个人、社会制度等事物互相影响,产生我们看到的结果。试图用其中任何一部份来解释一切都不完整。人类会思考,我们的行为有目的,所以我们会说是人类用白饭来补充能量、制造更多人类,而不是白饭用人类来栽培和烹饪出更多白饭,或电饭锅用白饭吸引人类制造更多电饭锅。只有在不在乎人们的行为动机,例如想要强调我们是被口腹欲望牵着走时,后两种描述才有意义。迷因不会思考,「自私的迷因」只是修辞手法,这种目的论的修辞有时可以给人豁然开朗的感觉,但其实这没有解释任何事情。称大脑是「迷因用来复制出更多迷因的工具」或「迷因的奴隶」没有任何意义,就像称「感冒是飞沫用来制造更多飞沫的工具」或「白饭是电饭锅的奴隶」一样没有任何意义。迷因论者又认为迷因「接管」了大脑,迷因演化胜过了基因演化。但所谓「迷因胜过基因」这到底是什么意思?看数量的话,世上最成功的迷因,数量大不了等于地球的近80亿人口;然而一个人身上就有5兆份基因。看演化速度的话,有研究显示生物性状和文化性状的演化速度不相上下。追根究底,迷因论只是把「人的行为是先天决定还是后天决定」的争论重新包装成更难用科学分析的抽象描述。迷因论的世界观也被常用来推销新无神论,道金斯和丹奈特把宗教比喻为「迷因病毒」(布拉克莫早期也这样认为,但后来放弃了这种想法),他们说宗教在人脑间复制和传染,就如病毒在人体间复制和传染,暗示宗教和病毒一样,都是对人、对社会不好的东西。然而,就算宗教是个自私的迷因,并不足以证明宗教有害;就算进一步说明了宗教和病毒一样会干扰基因的复制,也还是不能证明宗教有害。为什么呢?因为从迷因论的角度,世俗进步派的「安全性行为」和宗教保守派的「禁欲」是一模一样的东西,两者都会在人脑间复制和传播,两者都降低基因的复制。甚至,安全性行为是比禁欲更自私、更像病毒的迷因,因为它在实务上更能有效压制基因的复制。然而两派人都不觉得自己的观点是一种病毒,反倒认为对方的想法是病毒。如果安全性行为和禁欲都可以称作迷因病毒,那这个词就完全没有提供什么新的见解。除非你真的认为安全性行为和禁欲一样不好、生命的意义就是要生一堆小孩把基因传下去。由此可见,所谓「迷因病毒」只是新无神论者的一种话术,无法用来评断宗教是好是坏。迷因论者不曾用分析资料了解宗教实际上是怎么演化的、对人们有什么影响,而是先入为主认定了宗教有害。图/Giphy。事实上,双重遗传理论的研究者在许多心理学实验中,都发现宗教让人更遵守约定、对陌生人更友善、能提高社会的凝聚力;并且在分析历史资料后,也发现世界各地的社会都是先相信有赏善罚恶的神明存在,然后才从大家都彼此认识、不超过两百人的小型部落,转变成上千人的村落,以至于上百万人的都市,并进一步发展出用法律、学校、商店等复杂的体制来进一步取代宗教规范。相较之下,迷因论者不曾用这样的研究来了解宗教实际上是怎么演化的、对人们有什么影响,而是先入为主认定了宗教有害,然后花数十年的时间争论宗教是一个迷因、还是一组迷因、还是迷因的性状。总结不可否认,迷因论曾经吸引许多研究者的注意,也确实对于生命的意义提供了新的思考方向。然而迷因论并未发展成一门成熟的科学,少有严谨的学术研究,因此不适合作为科普教育的材料。而若把迷因论当成某种可以解释一切的世界观,也是非常局限的。或许,把它当作类似哏图、谐音笑话、长辈图、洗脑短片那样不用太认真看待的网络迷因,就是最好的处理方式了,毕竟网络迷因中偶尔也会有些不错的深度哏。参考数据Bergstrm, A., Frantz, L., Schmidt, R., Ersmark, E., Lebrasseur, O., Girdland-Flink, L., … & Skoglund, P. (2020). Science, 370(6516), 557-564.Boyd, R., & Richerson, P. J. (1988). Culture and the evolutionary process. University of Chicago Press.Cavalli-Sforza, L. L., & Feldman, M. W. (1981). Cultural transmission and evolution: A quantitative approach. Princeton University Press.Chvaja, R. (2020). Information Perspectives on Science 28(4), 542–570. Heintz, C. (2018). The International Encyclopedia of Anthropology, 1-10.Lambert, B., Kontonatsios, G., Mauch, M., Kokkoris, T., Jockers, M., Ananiadou, S., & Leroi, A. M. (2020). . Nature human behaviour, 4(4), 352-360.Lorenz, K. (1949). So Kam der Mensch auf den Hund. Verlag Dr G. Borotha-Schoeler.Mesoudi, A., Whiten, A., & Laland, K. N. (2006). . Behavioral and brain sciences, 29(4), 329.Morin, O., M., & Miton, H. (2018). Evolution and Human Behavior: 1–34.Richerson, P.J. & Christiansen, M. H. (2013). Cultural Evolution: Society, Technology, Language and Religion. Cambridge, MA: MIT Press, 335–49.Sender, R., Fuchs, S., & Milo, R. (2016). PLoS Biology 14(8): e1002533.科技改变生活,知识改变命运!关注“新千万个为什么”,获得手机、相机、数码、3C等科技最新信息!
人工神经网络是一类由多层神经元互联组件构成的机器学习算法,被认为是目前最先进的人工智能(AI)技术。该技术由人工神经网络驱动,机器学习算法的组成部件则被称为“神经元”。近日,英国人工智能公司DeepMind和美国哈佛大学的研究人员利用AI技术制造出了一只虚拟的3D小鼠模型,该模型可在模拟环境中通过人工神经网络的控制,完成跳跃、觅食、逃跑、击球等多项复杂任务。同时,研究人员运用神经科学技术来分析小鼠的大脑活动,解释神经网络如何控制小鼠的行为。这项研究源于大脑神经网络结构的启发,但人工神经网络中的神经元不同于实际人脑的工作方式。研究者认为,将二者放在一起研究不仅可以帮助我们理解神经科学,还有助于打造出更加智能的AI。在生物科学领域,神经活动与动物行为之间的关系一直是研究热点,而AI技术是研究神经活动与动物行为之间关系的重要途径。研究人员尝试利用神经科学技术解释人工神经网络如何控制生物的某些行为,这或许能够提供人工智能研究的新思路。为了更好地研究人工神经网络控制生物行为的原理,研究人员在MuJoCo(一个物理模拟器,可用于机器人控制优化等研究)环境中设计出一只3D虚拟结构的AI小鼠模型,并对AI小鼠进行相关的神经活动和行为特征的研究。这只AI小鼠的尾巴、脊柱和脖颈包含多段关节,可以驱动多关节的肌腱控制。研究人员借助训练好的神经网络指导小鼠完成跳过空隙、觅食、逃离丘陵、精确击球四个动作。AI小鼠模型制作完成后,研究人员结合小鼠的行为分析它的神经网络活动,研究小鼠如何完成多项任务。其中,研究人员的行为学记录主要包括运动学、关节、算力、感觉输入等单元活动。首先,研究人员试图找到AI虚拟小鼠不同行为与其大脑神经区域之间的对应关系。他们按照动物行为学分析方法,提取AI小鼠的两组行为特征:小鼠运动时的关节角度,可以描述AI老鼠姿态和运动学特征;小鼠运动时最常出现的15个关节角度及相应姿势,产生特定的行为特征。随后,研究人员用t-分布邻域嵌入算法(t-SNE),将AI小鼠的行为特征嵌入2D虚拟行为“地图”。除了行为参数,研究人员还测量和分析了AI小鼠中长短期记忆细胞的神经活动。通过对比分析AI小鼠的行为特征和神经活动数据,来解释神经网络如何控制小鼠的行为。通常来讲,动物行为分析的复杂程度决定了神经网络实验的设定形式,而本次实验中的AI虚拟小鼠可以实现更加复杂的行为,例如觅食、击球等。有评论认为,该研究为人工神经网络研究带来更多可能性,有助于提升AI技术水平。同时,对于了解大脑如何灵活处理任务,设计出具有类似能力的AI产品具有重要意义。目前,研究者计划进一步测试AI虚拟小鼠的神经活动模式,并与真实小鼠身上发现的神经模式进行比较,研究两种神经模式的异同,这将有助于增进人类对生物神经系统的理解。(本文由“科学媒介中心”公众号提供)
文 | 刘云生芬兰著名社会学家、人类学家韦斯特马克在《人类婚姻史》一书中提出一个观点:婚姻产生于本能,只能用生物学事实才能阐明。而所谓本能,无非就两种:一是性满足;二是生育、保护后代。为证明自己的观点,韦斯特马克系统考察了无脊椎动物、鸟类、爬行类、低级哺乳类动物种群,得出一个反进化论的结论:人类的家庭起源于婚姻,而不是婚姻起源于家庭。韦斯特马克的依据有三个:一是鸟类雌雄同栖,有着共同的家庭生活;二是共育幼雏,分工细密;三是忠贞不二,一旦配对,永不分离,直到死亡。最终,这种婚姻形态催生了家庭结构。为证明自己的命题,韦斯特马克引用了动物行为学家布雷姆的一句名言:“纯真的婚姻,只存在于鸟类之中。”布雷姆的研究结果正好印证了韦斯特马克的观点:除了鹑鸡科和其他少数几种鸟类外,大多数鸟类都能共享幸福,共担苦难,还能从一而终,共同打造模范“家庭”。鸟类和人类婚姻具有高度的相似性,这不容否认,也无需否认。中国传统婚恋文化中雎鸠、鸳鸯、大雁都是人类婚恋生活的象征和隐喻。元好问有感于大雁对配偶的忠贞不渝、愤然殉情,写下了“问世间,情是何物,直教生死相许”的凄婉词句;刘三妹在王小二兜里塞个鸳鸯锦囊,不用经过大脑,王小二就会秒懂,刘三妹想和他比翼齐飞,终生厮守。但韦斯特马克和布雷姆的观点明显存在问题。第一,忽略了婚姻的社会属性。婚姻的本质是什么?在法学领域考察,婚姻就是一种契约,既是浓情蜜意的王小二刘三妹之间的身心相许,也代入了父母之命的身份关联,还引入了媒妁之言的社会中介。比如传统文化中,王小二、刘三妹是否对上眼固然重要,但关键还得看双方父母是否满意,还必须请媒婆三番五次走动沟通。结婚后,王小二、刘三妹还得提着一对猪蹄感谢媒婆。鸟类结合没有身份牵绊和社会强制,不需要父母的同意、接纳,更不需要媒婆牵红线,还省了小费和猪蹄。第二,以相似性替代必然性。韦斯特马克的观点仅仅是在人类、鸟类两性结合的相似度上进行了现象比较和归纳,但这种相似性并非解释婚姻的唯一标准。换言之,这种现象和标准不能作为规律解释人类婚姻产生的心理基础和社会基础。如果说鸟类和人类婚姻在男女彼此放电、相互认可、真诚许诺方面具有相似性的话,那么有些人类对待婚姻的特殊行为,相似性规律就无从解释。比如正常情况下,传统婚姻都有订婚的程序和仪式,不仅要签署婚书,还要互送珍贵礼物,还要媒婆签押文书,还要宴请亲朋好友作见证。第三,认知和表达误区。从认识论和方法论角度考量,韦斯特马克是以人类的理想化目标和标准解释鸟类行为,看似客观公正,实际上是一种人为比附、添加,是用语言修辞代替价值识别。鸟类雌雄之间的互恋行为肯定存在,东南亚丛林中的雄性鸟类还会用无花果献殷勤求婚,大部分雄性鸟类也会小心翼翼、兢兢业业,和雌鸟共同养育后代,属于典型的“好男人”。但这些现象不能拿忠贞、诚信、纯真等人类标准进行解读,更不能以鸟类行为的解读比证人类行为,认为鸟类婚姻比人类更为“纯真”。质言之,人类的婚姻并非产生于本能,而是一种显性的社会仪式和文化符号,是渗透了多元社会关系和利益内核的两性身份契约。以婚约为例,其最重要的三大功能都具有超越本能的社会性。首先,身份确证。人类缔结婚约是为了克服信息不对称所带来的不确定性,首要程序就是确证相互身份。比如议婚问名,进而确定是否有意愿交往。其次,信息公开。议婚程序之后就是订婚,除了签押婚书、交付聘礼外,还有很多仪式向社会公开。有吃面的,代表患难与共;有喝茶的,一般聘礼不能谈多少钱,只能说“茶金”多少;有挂锁的,由长辈为订婚的双方戴上金锁银锁,一辈子不离不弃。吃面、喝茶、挂锁这些都是公开的仪式,得邀请亲朋好友、媒婆、邻居、头面人物参加。这种仪式化场景不单单传导喜庆的氛围,更是一种信息公开,能够有效防范道德投机。最后,行为约束。婚约仪式完成,对双方的行为都具有约束力,不能单方面随意解除婚约,否则就会面临极其不利的法律后果和道德差评。(作者系广州大学法学院教授、不动产研究院研究员)
今天是世界自闭症日,我们特别整理了一份书单,希望更多的人可以了解孤独症,理解这些“来自星星的孩子”,并给予他们足够的关爱和帮助,让“星星”们不再继续孤独。全文4666字,阅读约需9.5分钟 作者 何安安 编辑 张进 校对 赵琳今天是世界自闭症日,也是一个希望社会各界给予“来自星星的孩子”更多理解、关注和支持的日子。2007年12月联合国大会通过决议,从2008年起,将每年的4月2日定为“世界自闭症关注日”,以提高人们对自闭症和相关研究与诊断以及自闭症患者的关注。自闭症(autism),也称孤独症或孤独性障碍(autistic disorder)等,是广泛性发育障碍(pervasive developmental disorder,PDD)的代表性疾病。往往具有社会交往及语言沟通障碍、兴趣狭窄和刻板性、重复性行为等症状。《DSM-IV-TR》将孤独症分为5种:孤独性障碍、Retts综合征、童年瓦解性障碍、阿斯伯格综合征和未特定的孤独症。其中,孤独性障碍与阿斯伯格综合征较为常见。资料显示,我国孤独症的发病率约在1%以上,也就是几乎每一百个新生里就有一个孤独症患儿。孤独症已成为严重影响儿童健康的全球公共卫生问题,世界卫生组织将其列为儿童精神疾病第一位。限于认知等诸多原因,我们对于孤独症患者还有许多误解。他们往往被“正常人”定义为“有障碍”的孩子,失去了正常上学、交流的机会。但事实上,这些“来自星星的孩子”原本可以通过及时有效的系统治疗,正常就学、甚至回归正常的社会生活。在这里,我们特别整理了一份书单,希望更多的人可以了解孤独症,理解这些“来自星星的孩子”,并给予他们足够的关爱和帮助,让“星星”们不再继续孤独。05:20━━━━━对于父母和孩子:不一样也没关系▲《穿越孤独拥抱你》,张雁著,华夏出版社2020年1月版十几年前,《蜗牛不放弃:中国孤独症群落生活故事》一经问世即成为孤独症领域家长、教师、社工、志愿者的必备读物。七个孩子和家庭的故事打动了数万读者。十几年过去了,孤独症逐渐进入公众视野,长大的孩子也带来了他们的新故事。孩子如何改变大人?孩子如何改变孩子?鱼儿如何改变水流?生命如何影响生命?正如该书的序言中所说:“对于‘价值’,社会上流行的判断标准是这样的:孩子聪明伶俐、出人头地,有价值;愚笨落后、默默无闻,没价值。男人有名利地位,有价值;无功无名,不能让女人扬眉吐气,没价值。女人美丽能干、相夫教子,有价值;带不好孩子,伺候不好丈夫,没价值……身为孤独症孩子父母的我们是这个价值体系里的失败者,因为不管我们怎么努力,也没法把孤独症孩子变成‘不是孤独症’的孩子,没法把我们自己从‘失败的父母’变成别人眼中‘成功的父母’。如果按这个歧视链演绎下去,最受歧视和伤害的就是孩子和我们自己。”但这并不是生活本来的样子。《穿越孤独拥抱你》想要讲述的依然是有关“价值”的故事,在本书当中,孩子们用真实的成长证明了自我的价值。而作为孤独症孩子父母的每一个人,只有超越自己的孤独,“才能拥抱你的孩子,和他一起创造幸福的生活。”因为每一个生命都自有其内在的、向上的成长动力。▲《不一样也没关系:孤独症儿童眼中的NT朋友》,[美]克莱·莫顿(Clay Morton)、[美]盖尔·莫顿(Gail Morton)、 [美]亚历克斯·梅莉(Alex Merry)著,王漪虹译,华夏出版社2017年1月版该书将孤独症孩子作为第一人称,描述他眼中的神经正常的(NT)朋友的特征。角度新颖独特,既让孤独症孩子了解了NT孩子的特征,也从反面让读者了解了孤独症孩子的不同之处。阅读这本书,可以帮助他们理解人们间的差异,而正是这差异丰富了我们的生活。2012年,美国疾病控制和预防中心(CDC)数据显示美国孤独症谱系障碍的发病率已高达1/68,而这一比例在男孩中高达1/42。两个有孤独症的人可能表现出截然不同的特征。《不一样也没关系》这本书所描述的部分特征可能完全符合某一特定孤独症儿童,而其他特征可能完全不符。这些不同并不会使孩子的谱系程度“更轻”或“更重”;然而这些不同使得每个孤独症儿童如其他孩子一样,都是上天给予的独一无二的礼物。▲《天生不同:走进孤独症的世界(增订版)》,[美]坦普尔·葛兰汀(Temple Grandin)著,魏学明译,中国人民大学出版社2020年5月版该书作者坦普尔·葛兰汀既是动物行为学教授又是世界知名孤独症人士,她以自身的经历讲述了其他人士对孤独症的难以理解,“我的母亲和其他高情商的人很难理解孤独症患者的思维方式是不同的。对她来说,这就像和来自另一个星球的人打交道。我与科学家和工程师的关系更好,他们不太受情感驱动。”在书中,她以其独特的视角和精妙的科学性笔触,分别从孤独症的起因、诊断标准、早期干预、治疗方法,以及孤独症患者的思维模式、感官问题、情感问题、人际交往等方面进行了阐述,为我们开启了孤独症主观体验的一扇窗户,能够近距离地了解孤独症患者的世界。对于患有孤独症儿童的父母来说,这本书极具借鉴作用。▲《高功能孤独症儿童养育指南(第2版)》,[美]萨莉·奥佐诺夫、[美]杰拉尔丁·道森、[美]詹姆斯·C.麦克帕特兰著,加州小胖妈译,北京科学技术出版社2021年3月版孤独症看起来是什么样的?孤独症的诊断过程是怎么进行的?谁有资格诊断孤独症?我应该把诊断结果告诉孩子吗?诸如此类的问题,都可以在这本书中找到答案。该书作者萨莉·奥佐诺夫、杰拉尔丁·道森、詹姆斯·C.麦克帕特兰都是孤独症领域的世界著名专家,他们将向读者介绍如何应对高功能孤独症孩子的独特缺陷,以及利用好他们的特殊才能、发挥他们的优势。作者在书中引用了大量源自现实生活的生动故事,结合专业知识的介绍,阐述了高功能孤独症人士如何与同伴相处、进行社交活动、学习行为规范以及顺利完成学业等内容。通过阅读这本书,可以了解孤独症谱系障碍的诊断方法、干预措施以及特殊教育支持有哪些。此外,在这个最新修订的版本中,增加了最新的研究成果和资源,包括DSM-5诊断标准的变化。▲《阿斯伯格综合征完全指南》,[英]托尼·阿特伍德(Tony Attwood)著,燕原、冯斌译,华夏出版社2020年1月版托尼·阿特伍德博士多年来一直致力于从事临床诊断与咨询的工作,经他诊断和治疗的各年龄段的阿斯伯格综合征人士多达几千人。他还在世界各地为阿斯伯格综合征人士和家长以及专业人士举办各种讲座和学习班,帮助许多阿斯伯格综合征人士和他们的家庭。在《阿斯伯格综合征完全指南》中,作者以浅显易懂的语言介绍了阿斯伯格综合征的病因、特征,阿斯伯格综合征人士的特殊兴趣和认知、情感、运动、语言等方面的特点,以及他们与众不同的能力和在社交方面存在的困难。作者根据自己的临床经验,提出了针对这一群体的治疗方案和干预措施,以帮助他们创设一个适合于学习、生活的环境,更好地融入社会。━━━━━对于老师和他人:“你会爱上这个孩子的!”▲《“你会爱上这个孩子的!”(第2版)》,[美]葆拉·克拉思(Paula Kluth)著,屠彬、张哲 译,华夏出版社2021年3月版班上有个孤独症学生对于教师意味着什么?如何管理课堂秩序?如何调整课程内容?如何构建适宜的环境?如何帮助学生之间发展友谊?如何与其他老师合作?如何与家庭之间建立联系?……《“你会爱上这个孩子的!”(第二版)》不仅给出了这些问题的答案,还提供了关于孤独症的另类定义,可以颠覆大众对这个群体的认知;作者还基于多年的一线教学经验,为读者提供了帮助孤独症学生与他人建立友谊、提高孤独症学生沟通能力的策略,以及针对融合教育及课堂教学、课堂管理的建议,这些建议简便易行,容易实践。大量真实的图片有助于读者了解融合课堂的场景,拿来即用的表格和工具展示方便了学习者参考使用。在新版中,作者增加了更实用的针对教育教学的技巧和策略,以及针对家校共建的内容,每章后附带的问题和思考有助于读者反思、与同业者沟通和讨论,从而得到更符合实际情况的教学方案。▲《给他鲸鱼就好:巧用孤独症学生的兴趣和特长》,[美]葆拉·克拉思、帕特里克·施瓦兹著,梁志高、梁爽译,王漪虹审校,华夏出版社2017年9月版当孤独症学生的狭窄兴趣严重影响日常学习生活时,老师通常会非常困惑,不知道如何着手。《给他鲸鱼就好》这本简洁实用的指导手册,为教育工作者提供了一种有效的新方法,重新思考学生的特殊兴趣问题,并将其作为教学切入点。这既可以缓解学生的不安情绪,使其保持情绪的稳定,也可以激发学生的学习动机,还可以提升学生的学习水平。贯穿于《给他鲸鱼就好》全书的小故事来源于作者的亲身经历、孤独症人士自身的视角和基于实证研究的建议,非常精彩且令人印象深刻。葆拉·克拉思博士和帕特里克·施瓦兹博士是世界顶尖的孤独症教育专家,作者根据孤独症谱系障碍儿童狭窄兴趣的特点,以二十余年的教学经验,总结出20种充分利用其狭窄兴趣的教学方法。本书与同一作者的绘本《多多的鲸鱼》里的故事一脉相承,为读者展现了教师在教学中充满创造性的做法,令人大开眼界。对很多不知如何应对孤独症学生的老师来说,这样的做法易于模仿和实践,不仅有利于教师理解孤独症以及学生的社会交往和学业发展,也有利于融合环境的构建,最重要的是可以实实在在地帮助孤独症儿童。▲《地板时光:如何帮助孤独症及相关障碍儿童沟通与思考》,(美)格林斯潘、(美)维尔德著,马凌冬译,宋玲、冬雪审校,华夏出版社2019年1月版国际知名的儿童发展专家、美国乔治·华盛顿大学医学院精神病学及儿科临床教授斯坦利·格林斯潘博士(Stanley I.Greenspan,M.D.)通过多年的临床研究及实践,以“通过儿童与生俱来的兴趣来教授基本能力”的理念为基础,提出了基于发展、个体差异和人际关系(developmental,indivial-difference,relationship-based)的模式,简称 DIR 模式,也经常被称为“地板时光”。《地板时光》详细介绍了何为 DIR/ 地板时光方法、如何进入孩子的世界并把他们带入一个充满关联、交流和思考的共享世界,这将在很大程度上改善此类儿童的发展前景。该书对担心孩子的家长和专业人员,以及正在为孤独症及相关障碍儿童寻找干预方案的治疗小组都很有价值。▲《做·看·听·说:孤独症儿童社会性和沟通能力干预指南》,[美]凯思琳·安·奎尔著,何正平译,华夏出版社2015年1月版该书以调研为基础,集综合评估及干预指导为一身,提出了诸多提高社会性和沟通能力的新观点,涵盖了对孤独症的看法以及干预方案的设计与实施,使内容更为丰满充实。孤独症儿童社交和沟通能力评估工具由一系列的问卷和勾选表组成,能够帮助教师和家长给孩子建立一份涉及百余种能力、特定目标能力的详细档案。评估工具中的每一项技能都有一张对应的表单,包括了提高社交互动、模仿、独自游戏、团队能力及社会性沟通的干预活动。通过使用目标活动表单,干预者能够为孤独症学生制订个性化的社会性和交流能力课程表。根据每个学生的个别需要,这些活动可灵活使用,既可以在家进行,也可以在学校进行。世界各国的科学家、教育者、家长在过去的几十年里不断为改善和提高孤独症谱系障碍儿童的社会交往及沟通能力做各种尝试。该书作者凯思琳·安·奎尔一直在科研和教学的一线,致力于将科研成果转化到教学一线。奎尔带领的一个团队,经过多年的研究与实践,将孤独症儿童的核心问题归纳到“做·看·听·说”四个方面,并根据他们的特点,设计了系统完善的课程,以帮助一线教师和家长,在教学机构和家庭中合理设计干预方案,提高孤独症谱系障碍儿童的社会交往和沟通能力。值班编辑 花木南
今天的消息又给我们增添了一分信心,湖北以外新增确诊病例16连降,且连续三日不足百例。也许,很多人觉得今天的标题很“谣言爆文”款,不错!我正是想用以下的事实说明为什么那些谣言和阴谋论毫无逻辑与科学依据可言。经济全球化所带来的是国与国之间的相互依赖、相互影响的利益关系。中国一直以来积极应对经济全球化,已经承接国际产业转移,参与国际分工,成为世界工厂。由于个别人贪食野味,导致举国上下乃至世界范围都陷入了前所未有的停滞或不确定状态。药品库存告急人们越来越担心,药品的供应可能很快就会在全球范围内面临中断。《中国处方药(China Rx)》一书的作者Rosemarie Gibson最近在华盛顿特区的美中经济与安全审查委员会发言时表示,据估计,所有活性药物成分(药物原料)80%都是在中国和印度生产的。其中包括用于治疗从细菌感染、癌症到心脏病和糖尿病等各种疾病的化合物。由于中国的许多药厂仍在关闭,许多药品的库存可能很快就会告急。美国明尼苏达大学传染病研究和政策中心主任Michael Osterholm说:“现在这是一个非常严重的问题。在危及生命的情况下,患者需要立即使用的有153种药物。甚至在新冠状病毒爆发之前,对一小部分供应商的过度依赖就导致了每天数十种药物的短缺。这些供应链非常薄弱。”但是世卫组织负责获取药品和保健品的助理总干事Maringela Simo说,她和她的同事们还没有看到COVID-19影响基本药物供应的迹象。SIMo的团队每天都与国际制药协会保持联系,这些协会正在跟踪其成员公司的运输中断情况。Simo说:“到目前为止,我们掌握的信息是,关于原料药没有直接的风险。”她补充说,部分原因是许多公司在春节假期前2到4个月囤积了产品,当时许多工厂都关闭了。尽管湖北有一些制药公司,但更多的公司位于上海和中国其他受影响较小的地区。但Simo指出,如果病毒得不到控制,仍然可能发生药品供应中断。她说:“这将完全取决于疫情如何演变。”这种对即将发生事情的不确定感可能是中国乃至全球最普遍的担忧。科研领域的影响再来科研领域的现状:全国各地的大学仍未开学,实验室无法使用、研究项目被封存、野外工作被中断、学术交流更是被严重限制。不仅是国内的,国外其他地方的科学家也注意到了这种影响,与中国的合作暂停,未来5个月的学术会议被取消或推迟。对于个别研究人员来说,这种损失可能更加严重。中国科学院动物行为学实验室的负责人John Speakman说:“基本上都停止了,损失巨大。我们的压力真的很大。”但他表示理解与支持中国政府为控制疫情所采取一切措施。北京大学遗传学家魏文胜说:“我们不知道疫情何时会结束,何时才能让所有实验室成员回来继续我们的项目。”中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的神经科学家蒲慕明说:“由于不允许学生和研究人员返回实验室,目前的实验研究已基本停止。”与此同时,许多大学和研究机构已经增加了在线课程,以保证学生按时上课。蒲教授说他每天教两个小时的神经生物学课程。令人惊讶的是,每天都有成千上万的人在线学习。美国加州大学伯克利分校可再生能源研究员Daniel Kammen表示,这阻碍了他的实验室在中国各地帮助建立绿色交通项目的努力。他说:“冠状病毒的爆发延缓了我们的油田开发计划,包括在中国城市推广电动出租车。”这场危机已经也让一些实验室超负荷运转。清华大学艾滋病毒研究员张林琦目前正致力于新型冠状病毒的研究。他说:“我的实验室很快就调整了研究方向。”上个月,他的实验室成员放弃了春节的庆祝活动。他们紧急合成并描述了冠状病毒表面的刺突,这是一种帮助它进入人体细胞的蛋白质。张林琦说,这些发现为研究团队目前正在与合作伙伴探讨的几种疫苗战略指明了方向。江汉大学动物行为学教授萨拉·普拉托Sara Platto说:“我现在工作的时间比以往任何时候都多。”Platto与北京的研究团队正在进行基因分析,以确定导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2与另一种从穿山甲中分离出来的冠状病毒之间的关系。她说她参加了13个在线小组,目的是保持研究的进展。但她写的论文被推迟了,因为在流行病发生之前就把笔记留在了办公室,现在无法回到校园了。说到穿山甲,北京时间2月19日,发表在预印本网站bioRxiv(未经同行评议)上的一篇重磅研究中,香港大学新发传染性疾病国家重点实验室主任管轶教授领导的团队在广西和广东反走私行动中查获的多个穿山甲样本中,都发现了和这次致命的SARS-CoV-2非常相似的新型冠状病毒!这是继华南农业大学宣布发现穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主后的又一力证(华农:穿山甲为新型冠状病毒潜在中间宿主)。该研究证明了冠状病毒在野生动物中广泛存在,远不止是蝙蝠或果子狸。这对彻底揭开SARS-CoV-2病毒来源之谜,意义重大。该研究显示,管轶团队收集了2017年8月至2018年1月期间广西海关在反走私行动中查获的18个冷冻穿山甲的(肺,肠,血液)等43个组织样品。通过基因组序列发现,这些病毒具有和SARS-CoV-2相似的基因组。研究人员根据这些新的基因组序列,以确定原始样本是否呈现阳性,对在2018年5月至7月期间收集的另一批穿山甲样本进行检测,在12只动物的19个样本(9个肠组织、10个肺组织)中发现,3个肺组织样本冠状病毒呈阳性。论文指出,除了这些来自广西的动物之外,SARS-CoV-2爆发后,广州海关技术中心重新检测了在2019年3月反走私行动中获得的5只穿山甲样本(2个皮肤样本,1个位置组织,1个鳞片),通过鳞片样本的高通量测序同样检测出冠状病毒片段。值得注意的是,2019年在广东进行的另一项关于患病穿山甲的研究也从肺样本中发现了与SARS-CoV-2相似的病毒重叠群。通过不同的组装方法和人工筛选,获得了约占全长病毒基因组86.3%的部分基因组序列(标记为GD/P1L)。这些在穿山甲中发现的冠状病毒的基因组,与SARS-CoV-2基因组相似率在85.5%-92.4%,并在系统进化树中代表了SARS-CoV-2的两个亚型,其中GD/P1L和GD/P2S与SARS-CoV-2密切相关。图片来源:bioRxiv迄今为止,穿山甲是除蝙蝠以外唯一被SARS-CoV-2相关冠状病毒感染的哺乳动物。在这项研究中,研究团队在穿山甲中发现了两个相关的冠状病毒谱系,它们都与SARS-CoV-2相关。这表明穿山甲可能是这些病毒的长期宿主。但令人惊讶的是,穿山甲是独居动物,种群规模相对较小,且处于濒危状态。然而不能排除的是,穿山甲从蝙蝠或其他动物宿主中独立获得了SARS-CoV-2相关病毒。值得注意的是,这两种穿山甲冠状病毒都是从走私而来的马来亚穿山甲中获得的,很可能来自东南亚,而这种动物在本土地区所保持的病毒多样性却明显缺乏相关了解。研究团队认为,毫无疑问,穿山甲种群中冠状病毒的传播程度需要进一步调查,但在广西和广东省的SARS-CoV-2相关冠状病毒的反复感染表明,穿山甲可能是SARS-CoV-2出现的重要潜在宿主。研究团队称,包括那些与SARS-CoV-2相关病毒在内的冠状病毒,在亚洲的许多野生哺乳动物中广泛存在。虽然穿山甲冠状病毒的流行病学、致病性以及种间传染和传播性仍有待研究,但此次研究提供的数据强烈表明,处理这些动物需要相当谨慎,应严格禁止在市场上出售。对中国和东南亚自然环境中穿山甲的进一步监测显然也是必要的,以了解它们在SARS-CoV-2出现中的作用以及未来人畜共患病传播的风险。这篇论文后,“SARS-CoV-2是人为制造”的谣言可以休矣!人类应该反省的是自己!《Nature》杂志曾经发过论文:中国是野生动物来源病原体爆发最多的国家之一。每种病毒都有自己的生态圈,冠状病毒也一样。它只想寄生在动物中,并不想害人。好不容易找到穿山甲、蝙蝠这种宿主,大家共同进化很多年,生活得很好,一直相安无事。无知的人类,非要去打破这种平衡!在最后,我们再回顾一下SARS的消失过程。希望悲剧不要再次上演。2003年时,管轶教授的团队是比美国团队更早(提前12-24小时)发现果子狸测试呈阳性的过程,一直到SARS结束后的很长时间,他的团队都在监控广东市场上果子狸的情况,同年的9月,他发现了果子狸又出现在广东的野生市场。只要市场上出现果子狸,他都会带标本回香港的实验室,甚至他妻子每周去广东也会帮他带回样本。也正是因为他的检测到位,后续发现了好几例阳性结果,并且呈上升趋势,后经实验室的比较发现,广州新发病人的病毒,与2003年10月之后取样的动物病毒标本完全吻合。广东政府收到预警后,组织了清剿果子狸的行动。清剿结束后,再无新发病例了。清剿起了作用,同时证明了野生动物市场确实是SARS病毒的温床。这才有了人们说的为什么SARS后,病毒完全消失。参考文献:1. ‘The disruption is enormous.’ Coronavirus epidemic snarls science worldwidedoi:10.1126/science.abb35562. Identification of 2019-nCoV related coronaviruses in Malayan pangolins in southern ChinaDOI: 10.1101/2020.02.13.945485