自然小喇叭欄目的第73期，在過(guò)去的半個(gè)月里，我們搜羅了以下值得一看的自然新聞和研究：

1）依靠叫聲，就能區(qū)分每一只不同的豹子？

2）經(jīng)過(guò)基因改造，發(fā)芽土豆也能吃？

3）螞蟻組了團(tuán)，比人類(lèi)還聰明

4）鸚鵡模仿同伴動(dòng)作

5）狗狗可以聞出癌癥

豹子叫聲各不同

豹子都長(zhǎng)得差不多，要怎么分出不同的豹子呢？

一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，每只豹子的吼叫聲都不一樣。在坦桑尼亞的尼雷爾國(guó)家公園，研究者在450平方公里的范圍內(nèi)裝了50臺(tái)相機(jī)，又在相機(jī)邊上安裝了麥克風(fēng)，這樣就可以把拍到的豹子和它們的聲音匹配起來(lái)。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，每只豹子都有獨(dú)特的叫聲，通過(guò)聲音來(lái)識(shí)別個(gè)體，準(zhǔn)確率可以達(dá)到93.1%。

研究者用相機(jī)和麥克風(fēng)記錄花豹 | Jonathan Growcott

在這之前，研究者要區(qū)分不同的豹子，主要靠的是它們胡須周?chē)陌唿c(diǎn)。拍到一只豹子的正臉特寫(xiě)以后，研究者會(huì)記錄它們胡須上面、鼻子兩側(cè)的斑點(diǎn)數(shù)量和分布方式。大多數(shù)豹子每一側(cè)的斑點(diǎn)都不超過(guò)5個(gè)，人們可以通過(guò)不同斑點(diǎn)的比例來(lái)認(rèn)出這是哪只豹子；就算斑點(diǎn)數(shù)一樣，我們還可以通過(guò)斑點(diǎn)的位置、前額圖案、鼻子顏色、疤痕及其他地方的斑點(diǎn)等組合來(lái)區(qū)分它們。

紅色圓圈是應(yīng)該忽略的鼻線(xiàn)斑點(diǎn)，紅色箭頭表示參考線(xiàn)，白色圓圈表示胡須上方的斑點(diǎn)，研究者通過(guò)這個(gè)來(lái)識(shí)別豹子 | Leopard Trails

有了這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)豹子的追蹤和研究就會(huì)方便得多。豹子的吼叫聲至少能傳1公里遠(yuǎn)，一個(gè)麥克風(fēng)就能監(jiān)測(cè)很大一片區(qū)域，比之前只依靠相機(jī)所監(jiān)測(cè)的范圍大得多。

因?yàn)闂⒌氐膯适?，豹的?shù)量正在減少，它們已經(jīng)被IUCN列為易危物種。有了更靠譜的識(shí)別和監(jiān)測(cè)技術(shù)，研究者就可以收集到更精確的數(shù)據(jù)，對(duì)豹子有更深的了解，也就能更好地保護(hù)它們。

發(fā)芽土豆也能吃了？

大家都聽(tīng)過(guò)這樣的話(huà)：土豆發(fā)芽了就得扔，否則吃了會(huì)中毒。

發(fā)芽的土豆要當(dāng)心 | ZooFari / Wikimedia Commons

這與茄屬甾體糖苷生物堿（SGA）有關(guān)——SGA是一種有毒的化學(xué)物質(zhì)，土豆為了保護(hù)自己免受昆蟲(chóng)的侵害，會(huì)自然產(chǎn)生SGA。哪怕在收獲之后，土豆的塊莖（即我們平時(shí)食用的部分）也會(huì)因?yàn)殛?yáng)光的照射而產(chǎn)生SGA；并且這種物質(zhì)會(huì)在土豆皮綠色的部分和發(fā)芽的區(qū)域大量聚集，這是食用發(fā)芽土豆可能中毒的原因。

如果不讓土豆產(chǎn)生SGA，是不是就可以避免中毒的風(fēng)險(xiǎn)了呢？但科學(xué)家在研究西紅柿?xí)r發(fā)現(xiàn)（番茄也是茄屬植物，同樣會(huì)產(chǎn)生SGA），如果抑制一種關(guān)鍵基因，致使植物不再產(chǎn)生SGA，這樣的植物卻會(huì)更容易受到害蟲(chóng)的威脅。

番茄也是茄屬植物，同樣會(huì)產(chǎn)生SGA｜Pixabay

于是，研究者想到了一個(gè)好辦法：他們對(duì)植物進(jìn)行了基因改造，將有毒的SGA限制在了土豆植株中我們不吃的部分（比如葉子），而土豆的塊莖不再產(chǎn)生SGA?；蚋脑旌蟮耐炼箤⒏影踩?，我們不用擔(dān)心吃了發(fā)芽土豆而中毒，這也可以延長(zhǎng)土豆等農(nóng)作物的保質(zhì)期，減少食物浪費(fèi)；同時(shí)，土豆植株的葉子中仍然保留了SGA，這樣就能保證它們對(duì)昆蟲(chóng)的防御能力。

螞蟻團(tuán)結(jié)力量大

當(dāng)螞蟻團(tuán)結(jié)起來(lái)，它們可以勝過(guò)人類(lèi)。

人類(lèi)和螞蟻都是高度社會(huì)化的動(dòng)物，遇到自己搬不起來(lái)的東西時(shí)，會(huì)和同伴一起合作。最近，研究者發(fā)起了一場(chǎng)人蟻大賽——搬著一個(gè)巨大的物體走迷宮，到底誰(shuí)能勝利？

一群長(zhǎng)角立毛蟻（Paratrechina longicornis）正在參加搬著重物走迷宮的比賽 | Weizmann Institute of Science

人類(lèi)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是常見(jiàn)的長(zhǎng)角立毛蟻。研究者為參賽雙方分別設(shè)計(jì)了符合各自尺寸的迷宮，參與者需要把一個(gè)比自己體型更大的T型物體移動(dòng)到迷宮的另一端；并且設(shè)置了個(gè)人賽和團(tuán)體賽，團(tuán)體賽又分小團(tuán)體（約7只螞蟻，人類(lèi)則是6～9人）和大團(tuán)體（80只螞蟻，26人）。為了公平，人類(lèi)在團(tuán)體賽時(shí)都戴上了口罩和太陽(yáng)鏡，不能用語(yǔ)言或手勢(shì)溝通，而且只能模擬螞蟻的方式來(lái)抓握物體。

研究者進(jìn)行了重復(fù)多次試驗(yàn)。在個(gè)人賽中，人類(lèi)總能輕松打敗螞蟻。人類(lèi)的認(rèn)知能力讓他們能夠做出清晰的戰(zhàn)略規(guī)劃，制定最優(yōu)的解題策略。

在比賽中，人類(lèi)的團(tuán)體合作表現(xiàn)還不如螞蟻 | Weizmann Institute of Science

但到了團(tuán)體賽，一切就都不一樣了——螞蟻在團(tuán)體賽中的表現(xiàn)更好，超過(guò)了人類(lèi)，而且在大團(tuán)體中更加明顯。在群體行動(dòng)時(shí)，螞蟻就像一個(gè)超級(jí)有機(jī)體，把個(gè)體的智慧結(jié)合起來(lái)，向著共同的利益緊密合作，有計(jì)劃地行動(dòng)。反觀人類(lèi)的團(tuán)體賽，當(dāng)交流方式被限制在螞蟻的水平時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員會(huì)更加急功近利，反而影響了團(tuán)隊(duì)的進(jìn)度，甚至比個(gè)人賽的表現(xiàn)更差。

鸚鵡模仿能力

鸚鵡不僅能模仿聲音，還能模仿動(dòng)作。

之前的研究發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)會(huì)下意識(shí)地模仿別人的手勢(shì)（即不及物動(dòng)作），但人類(lèi)以外的動(dòng)物下意識(shí)模仿的只有抓取之類(lèi)的及物動(dòng)作，比如狗狗抓球。最近，研究者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)例外——藍(lán)喉金剛鸚鵡也會(huì)自動(dòng)模仿同伴的不及物動(dòng)作。

藍(lán)喉金剛鸚鵡就是我們 | David J. Stang / Wikimedia Commons

在最近的一項(xiàng)研究中，研究者訓(xùn)練了藍(lán)喉金剛鸚鵡，讓它們?cè)谔囟ㄐ盘?hào)下做出抬腿和展翅的動(dòng)作；然后把它們分為兩組，一組在模仿另一只鸚鵡的動(dòng)作時(shí)會(huì)獲得獎(jiǎng)勵(lì)，另一組則需要做出不同于示范者的動(dòng)作時(shí)才會(huì)得到獎(jiǎng)勵(lì)。結(jié)果，后一組的鸚鵡仍然會(huì)不自覺(jué)地模仿示范者的動(dòng)作，因此它們的錯(cuò)誤率更高，反應(yīng)時(shí)間也更長(zhǎng)。

這項(xiàng)研究首次展示了非人類(lèi)動(dòng)物對(duì)不及物動(dòng)作的自動(dòng)模仿，但為什么人類(lèi)和鸚鵡會(huì)進(jìn)化出這樣的能力呢？研究者推測(cè)，這是因?yàn)槲覀兌紝儆诟叨壬鐣?huì)化的動(dòng)物，自動(dòng)模仿別人的動(dòng)作和手勢(shì)可以幫助我們?nèi)谌胄氯后w，促進(jìn)社會(huì)關(guān)系和文化傳播。

在不同動(dòng)作組中，這只鸚鵡成功地在同伴抬腿時(shí)做出了展翅動(dòng)作 | Adrian Azcárate

人類(lèi)的模仿行為與大腦中的鏡像神經(jīng)元有關(guān)，它們不僅在個(gè)體自己做動(dòng)作時(shí)會(huì)被激活，當(dāng)我們觀察到其他個(gè)體做出相同行為時(shí)也會(huì)被激活。研究者推測(cè)，鸚鵡的不自覺(jué)模仿，可能也是它們大腦中類(lèi)似的神經(jīng)元起了作用。

狗狗聞出癌癥信號(hào)

癌癥也可以聞出來(lái)？狗狗表示：當(dāng)然可以！

之前，訓(xùn)練有素的狗已經(jīng)可以靠嗅覺(jué)檢測(cè)出人類(lèi)的膀胱癌和前列腺癌。最近，研究者發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)特殊訓(xùn)練的狗狗，可以快速地檢測(cè)出犬膀胱癌的氣味信號(hào)，正確識(shí)別陽(yáng)性樣本的概率高達(dá)90%。

黑色拉布拉多犬馬洛，是一條經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的醫(yī)學(xué)偵察犬，正在聞其他狗狗的尿液樣本，判斷里面有沒(méi)有癌癥信號(hào) | University of Bristol

用傳統(tǒng)方法來(lái)檢測(cè)犬膀胱癌，需要采集活檢樣本進(jìn)行組織病理學(xué)分析，這樣的檢測(cè)是侵入性的，而且比較昂貴，對(duì)狗患者和主人來(lái)說(shuō)都不太友好，而且往往發(fā)展到晚期才被確診出來(lái)。醫(yī)學(xué)界需要一個(gè)更早期、更快速和更便宜的非侵入式診斷方法，以盡早發(fā)現(xiàn)和干預(yù)犬類(lèi)的癌癥。有了狗狗小分隊(duì)，只需要讓它們聞一聞狗患者的尿液，就能做出靠譜的初步診斷，這對(duì)犬膀胱癌的檢測(cè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的進(jìn)步。

讓我們說(shuō)：謝謝小狗！| University of Bristol

這項(xiàng)研究也說(shuō)明，癌細(xì)胞有一種獨(dú)特的氣味，這代表著它們可能有特定的揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。下一步，科學(xué)家將會(huì)著手研究電子鼻，作為癌癥診斷的好幫手。

參考文獻(xiàn)

[1] https://zslpublications.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/rse2.429

[2] https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq5721

[3] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2414274121

[4] https://jfe-ojs-tamu.tdl.org/jfe/article/view/18

[5] https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(24)02741-X

[6] https://veterinaryoncology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s44356-024-00012-1

作者：貓吞

編輯：麥麥