四月 2019

人生成功在毅力。你是有毅力的人吗?

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本文为《Grit:The power of passion and perseverance》一书的书摘上篇


美国西点军校有非常严格的招生标准。考生必须有非常高的SAT分数与高中成绩,分数要求并不比哈佛耶鲁等常青藤大学低。但如果你只是想上耶鲁,你不需要从11年级时就开始申请学校,也不需要从国会议会、参议会甚至美国副总统那里要得推荐信,更不需要通过一个严格考核的体能测试,包括跑步、仰卧起坐、引体向上、俯卧撑等。每年大约有14000个美国学生申请西点军校,而录取只有1200个。基本上所有被录取的学生都是接受过训练的运动员,大部分还是高中的体育队长。

图片来源:美国西点军校官网

图片来源:美国西点军校官网

然而,在经过层层选拔之后进入西点军校的优秀学生中,有20%在毕业之前就退学了。而更为奇异的是,有很大一部分学生在学校的第一个训练营就离开退学了。这个著名的训练营简称BEAST,是一个高强度的七周体能训练营。学生们每天早上5点起床,不停进行列队、运动、武器等各种训练,直到夜里十点才休息。训练营没有假期,没有周末,除了吃饭之外没有休息时间,也基本无法与校外的家庭朋友们联系。这个培训是为了给学生们从各方面施加压力,找出学生的弱点,从而使学生们设法克服困难,变得更为坚韧。然而,有许多学生花费了两年时间精力,千辛万苦进入西点军校,却在学校开学前两个月的BEAST训练营里退缩离开了。

美国军方一直很头疼这个退学率。如果在学生申请时就能预测出学生是否会退学,这样学校录取学生就会更有效率,节省许多经费,也能让更适合西点军校的学生完成梦想。美国军队的心理学家花了50多年尝试解决这个问题。他们研究了学生们申请时的学习成绩、运动成绩,甚至在面试时让考生看图片讲故事,试图发现考生是否有宏大目标和勇气等,但没有任何一个方法可以持续有效预测学生的退学率。西点军校最后采用一个叫“考生全面分数”(Whole Candidate Score)的方法来给所有申请者评分,将学生的SAT考试成绩、高中排名、高中成绩、领导才能、专家评价、体能训练等加权平均,以得出一个数字用以决定学生是否可以录取。但这个“全面分数”依然无法预测学生是否会在7周训练营之后退学。

西点军校的教授Mike Matthews是美国军队的心理学家。他回忆自己刚刚参军时所参加的训练营:在短短几周内,年轻孩子不断被要求做一些他们根本做不到的事情,所有人都非常疲劳、孤单、痛苦,都想过要离开。有一些人离开了,有一些人并没有。而那些离开的学生的个人能力经常都很高。这证明能力和是否退学并没有太大关系。Matthews认为,学生是否退学,取决于他们有没有一种“永不放弃”的态度。

当时还在宾夕法尼亚大学读心理系博士的Angela Duckworth是一个亚裔女孩。她访问了美国商业、艺术、运动、媒体、学术、医药、法律等领域的顶尖成功人士,想回答一个问题:“什么样的人能够成功站到这个领域的顶尖位置?他们是什么样的人?他们有什么异于常人的特征?”各行各业的成功人士都给予了他们领域一些特有的技能点答案。但在Duckworth的总结下,她发现所有成功人士的共同特点是:才华,运气,坚毅。

图片来源:Angela Duckworth与本书封面

图片来源:Angela Duckworth与本书封面

什么是坚毅?在这些成功人士看来,他们永不够好,永不满足,他们的雄心壮志永无止境。但同时,他们又满足于自己的不满足,每个人都在追求自己的兴趣,而追求本身已足以让他们满足。即使他们做的事情非常无聊郁闷痛苦,他们也不会想要放弃。他们的激情持续长久,工作非常努力,心理极其坚韧。但他们也非常清楚自己要的是什么。他们不仅有决心,还有方向。这种激情与毅力的结合,就是坚毅(grit)。

2004年,Duckworth和西点军校合作,让1218个新生做了一个坚毅心理学测试。测试结果发现,新生们的坚毅分数和西点军校的“全面分数”完全不相关,也就是说,学生们的SAT成绩、高中成绩、运动技能、高中是否读名校、推荐信是谁写的……这些和他们的坚毅值完全没有关系。而坚毅值却可以非常准确地预测学生是否会坚持留在西点军校里。在一年之后,这些学生中有62个学生在BEAST训练营之后退学了,他们无一都是在坚毅心理测试中取得低分的学生,而他们的“全面分数”和其他留下来的学生并没有太大差别。


Duckworth建立了一个才华与成功的模型。她认为,个人要将才华转化为成就,需要非常多的努力。才华乘以努力,可以得到技巧;而技巧乘以努力,才能得到成就。光有才华天赋而没有努力,连技巧都无法收获。而即使有了技巧,你还要继续努力将技巧用于自己的事业中,日积月累才能获得成就。而这种往一个方向努力的坚持,就是坚毅。

Duckworth在她的个人网站上公布了这套坚毅值测试https://angeladuckworth.com/grit-scale/。这10道题里测试你“是否容易被意新想法分散精力?”、“碰到困难时是否会退缩?“、“是否努力工作”、“是否可以坚持几个月做一个项目?”、“个人兴趣是否每年都在改变?”等。坚毅包括两个方面,兴趣及坚持。你需要有一个持久的兴趣,然后坚定不移地长期努力,这才有可能获得成就。

然而我们都知道,生活如此复杂,需要完成的事情非常多,这又如何能在纷繁的生活中,分清什么才是值得努力的方向呢?Duckworth又建立了一个新的模型。她认为人生目标就是金字塔,塔尖就是个人的长期目标,是你的兴趣与方向所在。为了达到这个长期目标,你需要完成许多中期目标,这便是金字塔的第二层。而为了完成每一个中期目标,你又必须完成一系列的短期目标,这便是金字塔的第三层。

图片来源:http://humaninterest.co.za/using-concept-grit-drive-goal-achievement/

图片来源:http://humaninterest.co.za/using-concept-grit-drive-goal-achievement/

比如说,你的长期目标是成为一位优秀的记者。为了达到这个目标,你的短期目标可能是给学校报纸写稿,然后在一个小报社里做一份暑期实习,进而再到一个地区报纸找到一份工作,之后进入更大的媒体,逐渐独当一面,逐渐获得奖励,直到建立自己的名气,在一份有影响力的媒体主持重要工作。

目标的级别越低,任务就越具体详细:“我需要今天早上8点出门”、“我需要打电话给我的同事讨论这个问题”、“我需要把我没写完的邮件赶快发出去”等。我们希望完成这些短期目标,是因为它可以帮助我们达到长期目标。目标的级别越高,任务就越抽象概括,也越重要。当你在完成短期目标时,问自己“为什么我要每天早起”时,你的长期目标就是你的答案。长期目标是你生活的指南针,将方向和意义赋予所有其他目标。

短期目标有可能是行不通的,你可能被拒绝、受到挫折、走进死胡同、遭受失败,有可能使你失望伤心,但一个坚毅的人不会沉沦很长时间。坚毅的人有长远目标作为指导,知道短期目标的失败并不意味着他无法实现长远目标,也不会因此否定掉其人生意义。他会继续寻找下一个短期目标,以达到同样的中期目标及长期目标。有时,放弃短期目标甚至是必要的。如果你发现另一个短期目标比现有的任务更接近长期目标,或者可以更有效率、更有意思、更快乐地达到长期目标,你就应该修正你的短期目标。在一条漫长的道路上,走一点弯路是必然的。

图片来源:Pixabay

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然而,目标的级别越高,它就越应该长久停留在这张表格里。作为一位研究人员,Duckworth不会被拒论文拒基金而长期沮丧,也不会因为某个实验失败而放弃,虽然被拒绝是痛苦的,但她并不会沉沦许久,只需要爬起来继续前进。但她并不轻易放弃中期目标,而且无法想象自己放弃长期最终目标。因为最终目标是生命的意义与生活的哲学,它定义了人生的存在逻辑。在找到自己的长期目标之后,生活的每一天都指向那个方向。

你也可能有两个或两个以上的长期目标。许多人都想在职业上有所成就,又成为非常好的父母,这自然会出现时间精力等难以分配的现象。Duckworth说,只要人类存在,就会有目标冲突。让让人生的分分秒秒都由唯一一个长期目标指引着,这并不现实。但长期目标越少越好,而且职业的长期目标最好只有一个。

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冰与火的纷争——真实地球的破晓终局

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历时9年的史诗美剧《权力的游戏》终于迎来最终季。无论是百年家族的尔虞我诈、还是异鬼魔龙的进退纷争,一切即将步入最后的尾声。对(包括我在内的)权游观众来说,一个揭晓全部故事答案的大结局,固然是日夜翘首以盼的盛宴;但当一切尘埃落定,想必都会有几分留恋和不舍吧。

当再也没有新的故事可供期待,我们会逐渐淡忘激情,淡忘幻想,忘掉冻结世界的凛冬,忘掉撕裂大地的狱火;把那些关于人性和权力的隐喻收拾好,拿回现实中作为清醒心智的箴言,然后将一切重新交给俗世琐务,继续哼唱平凡人生的不温不火之歌。

毕竟,在成年人的现实世界里,荧幕上的幻想与光魔,是不会有任何容身之地的。

我们生存的环境,构筑了我们的常识。工业文明带来安全与繁荣的奇迹,但也把我们的常识锁死在了这份奇迹里。以至于我们不曾琢磨,为了从现实中获得一丝暂时的消遣而精心设计的幻想世界,会不会恰好触到了常识之外的另一片真实。

其实,那万年不息的凛冬、那怒火燎原的烈焰,它们在银幕外的这片土地上的确存在过,存在于真实的地球演化历史中。只需一点点想象力,这首真实的冰与火之歌便会为你吟唱。不妨把这首歌的序曲安排在一座古代帝国的废墟,那里有无数殆于末日的残骸,和一座耸入天际的火山。

埋葬文明的地火

公元79年,罗马帝国正处于极盛时代。横跨三大洲的广袤疆域,讴歌着元老院与罗马人民的荣光。盛世的心脏坐落在意大利亚平宁半岛的中央。在这片围绕帝国中枢的“环首都经济带”内,有一座叫做庞贝的繁荣都市。宏伟的维苏威火山是她的注脚,那不勒斯湾则延展着她的视线。只是,帝国不曾想到,纵然有足以抵挡蛮族侵袭的广袤疆域与百胜军团,在火神乌尔坎诺[1]的眼里,文明,终究不过是一条过于脆嫩的枝叶。

是年秋冬之交,维苏威火山突然喷发,顷刻间埋葬了庞贝,把这座身处罗马帝国腹地的一线都市,彻底从地图上抹去。

身处后世的我们当然知道,失去一座繁荣都市的阵痛,并没有让罗马史就此终止;可宏伟如这世纪帝国者,在地球亿万年的演化中,也不过是一个眨眼即逝的片段。当石柱风化、书卷腐朽,世纪帝国留给大地的,不过是数米厚的土层。与二三十公里厚的大陆地壳相比,它不过是薄纱一张。而轻易埋葬庞贝古城的维苏威大喷发,在星球历史上真正的怒火燎原时代,甚至连闪烁的星火都算不上。

英国画家John Martin绘于1821的《庞贝末日》,维苏威火山喷发的烟尘遮天蔽日,如同地狱般的炽光将一切染上猩红。图片来源:维基百科

英国画家John Martin绘于1821的《庞贝末日》,维苏威火山喷发的烟尘遮天蔽日,如同地狱般的炽光将一切染上猩红。图片来源:维基百科

撕裂地壳的大灾厄

地球历史上规模最大的喷发产物,叫做“大火成岩省”(large igneous province)。它们一旦喷发,往往持续十万年到百万年之久。在此期间,它们可以把地球表面近百万平方公里的土地,变成漫布熔岩的火海。

人类一厢情愿,把地壳深处的世界比喻成“地狱”。处于岩石圈底部的更深圈层,科学上称为软流圈。从生命的视角来看,软流圈里那数千摄氏度的高温、那可以把石墨轻松压成钻石的高压,确实与地狱环境无异。而从地球的视角来看,这里却是一个创生的世界。每一天,无数的岩浆从这里诞生。它们流淌在岩石的缝隙中,缓缓蠕动着,就像神话中的巨人,托举着头顶的一座座大陆,进行着千百万年的挪移。相聚的大陆相互撞击,铸造山脊;相离的大陆腾出缝隙,撕裂洋底。就这样,软流圈持续不断地开山造海,让地球生生不息。

可大火成岩省藐视这一切,它并不是这软流圈的产物,而是发源于比软流圈更深、更热的地方——那是地幔与地核的交界,距地表足有几千公里深。偶然的时间段内,巨型的热流会从这里发源,一路上升,刺穿上覆的一切,然后像“蘑菇云”一样在软流圈绽放。这条纵贯行星半径的热流射线,人们叫它地幔柱。

当地幔柱击穿地壳,令“蘑菇云”中的巨量岩浆流淌到地表,就形成了所谓的大火成岩省。

打开今日的地图,你会发现大西洋的边界就像是被什么活生生撕开一样。如果把离得更远的印度、澳大利亚等大陆也算上,把它们想象成七巧板,可以发现它们几乎能够完美拼合成一个统一的形状。于是人们设想:在史前时代,今日地球的各个大陆可能是一个统一的整体,而后才被撕裂成今天的模样。人们把这个史前的超级大陆叫做“泛大陆”(Pangea),意为“完全无缺的大地”。

可谁会拥有撕裂泛大陆的力量呢?

人们在今日各大洲的边缘地带,发现了一个明显的特征:沿着洲际两侧,往往具有巨厚的熔岩地层,绵延数十万公里。没错,这正是大火成岩省。它们的形成时代,和泛大陆被撕开的时代(距今1亿多年前)几乎完全一致。这很容易让人们联想,塑造了大火成岩省的地幔柱,便是撕裂泛大陆的罪魁祸首。

由此看来,这撕裂大陆的燎原火海,似乎是一股来自深渊的不祥灾厄。然而,就像《权力的游戏》里反派也可以被洗白一样,事实并非如此直白。在地球历史上最大的冰期里,当生物圈在严寒中几近绝望之时,将世界从冰封的边缘拯救回来的,也正是这股看似不祥的灾厄。

即便今日地球上那些最壮观的喷发,比如图中的夏威夷熔岩溢流,在遮天蔽日的大火成岩省面前,也不过是星火微光。图片来源:hawaiilavaupdate

即便今日地球上那些最壮观的喷发,比如图中的夏威夷熔岩溢流,在遮天蔽日的大火成岩省面前,也不过是星火微光。图片来源:hawaiilavaupdate

凛冬世界的烈火援军

无论叫“南华”还是叫“马琳诺”,来自不同文明的不同发音,都诉说着一片相同的寒意[2]。这些名词描述的是同一个时代——地球历史上最诡异的纪元:成冰纪。

距今大约1万年前的史前大冰期,我们大概有一些印象。但这个所谓的“末次盛冰期”,与距今6-7亿年前的成冰纪相比,简直就像是一阵清凉的微风。在成冰纪,整个地球从两级到赤道海岸,统统被冻成了白雪皑皑的世界。就算在《权利的游戏》中,好像也没有哪次凛冬将至,能把整个维斯特洛大陆全部冻上。

成冰纪出现在7亿年前,比后世生物大爆发的寒武纪还早了两亿年。彼时的生物圈是微生物的帝国,但就算对微生物来说,这样的大冰期也是致命的。站在后人的视角,我们知道地球最终并没有就此一冻到底(否则我们就不存在了)。事实上,“雪球地球”持续了大约1亿年就融化了。为地球加热的方式很多,但这些方式在解释地球如何走出成冰纪的过程中,都遇到了一些麻烦。比如,太阳活动的突然增强倒是可以加热地表,但这不符合恒星演化模型;小行星撞击同样可以,但又没有地质证据。后来,通过还原当时大陆的位置,人们发现了一件很巧合的事情——

与距今1亿多年前的泛大陆一样,在距今6-7亿年前的成冰纪,地球上的各大板块也聚合在了一起,构成了一个完整而统一的大陆。这座更加古老的完整大陆叫做“罗迪尼亚”(Rodinia, 俄语“故国”之意)。

地质学家在罗迪尼亚末期时代的遗迹中,同样找到了多座大火成岩省存在的痕迹。于是,故事得以复盘:当持续一统了亿年之久的“末日帝国”罗迪尼亚大陆“摇摇欲坠”之时[3],大火成岩省就像一座座“起义的烽烟”,点燃在它古老的版图之上,从不同的部位撕扯末日帝国,最终把罗迪尼亚肢解到支离破碎。

多座大火成岩省的联合喷发,不仅是一股撕裂大陆的力量,更向地表输出了不可估算的热量。在庞大热量的作用下,雪球地球融化了。地球跨过成冰纪,走入了新的时代——震旦纪[4]。

在灭世凛冬之中幸存下来的生物圈开始“觉醒”,一场期待已久的繁荣开始了。从震旦纪持续到寒武纪的这场大繁荣,被后世的人类冠以“生物大爆发”的盛名。它是生物演化史上的里程碑:由微生物主宰的隐生世界从此不复存在;宏观生物开始登上地球舞台,熙熙攘攘,让地球热闹至今。

距离6-7亿年前成冰纪的雪球地球想象图。图片来源:BBC

距离6-7亿年前成冰纪的雪球地球想象图。图片来源:BBC

破晓时代的残酷终局

虽然大火成岩省提供了足以融化雪球地球的热量,并间接孕育了生物大爆发,但对于后来的地球生物圈来说,它从来都不是什么善主。从生物大爆发至今,时间走过了大约5.4亿年,在此期间,大火成岩省依然会在某些时间节点突然出现,往往令生物圈猝不及防。在喷发时,它们释放出巨量二氧化碳,令地表急剧升温,成为压抑而窒息的温室;而巨量的硫酸气溶胶和喷至平流层的火山灰,又阻隔着阳光,令植物的光合作用拦腰下跌。这些酸性气体不仅肆虐大气,还要进军海洋,令海洋酸化,海洋生态系统就活生生被泡在了“酸溶液”中。

在这样的环境中,生物圈自是苦不堪言,于是,一次次触目惊心的大灭绝,就铭刻在了相应的历史时期。距今2.5亿年前,当显生宙最大的大火成岩省——“西伯利亚暗色岩系”喷发之时,地球上超过95%的物种就此成为千古绝唱。我们今日所有的地球生物,都是那5%幸存者的后代。

眼下的我们,暂时并未处在凛冬肆虐的冰期,地球表面也暂时没有新的大火成岩省肆虐一方。这真是何等的幸运!但它们的再次来临,只是一个时间问题。这不是杞人忧天,更不是轶事传闻。地球物理勘测表明:今日地球内部,有两个地幔柱早已开始酝酿[5]。如果我们人类持续繁衍下去,总有一天,会面对这将至的终局。

烈火和寒冰的故事还会继续在我们的星球表面上演,人类身在局中,注定无法摆脱这场名为演化的游戏。长夜漫漫,处处险恶,我们的目的只有一个,就是生存下去。如果万物终将一死,最起码,我们可以努力去当活得最长久的那个。

而唯一能够为我们的未来守夜的力量,或许,便是科学。

这是一种足以看透世界、创造奇迹的力量。(编辑:Steed)

附注

  1. 乌尔坎诺,Vulcanus,罗马的地火之神,代指火山。火山的学名volcano即根据该神命名。
  2. 成冰纪“雪球事件”,在不同地区有多种不同的具体叫法。我国曾称“南华大冰期”,在国际上又称“司图特-马琳诺大冰期”(Sturtian-Marinoan Glaciation)。
  3. 一种相对主流的观点认为:超大陆持续聚合会令大陆中心的岩石圈地幔发生拆沉(delamination),从而解构岩石圈的稳定性,导致超大陆持续聚合之后,其结构往往脆弱化。
  4. 震旦纪是我国地层年代划分标准。在国际地层表中,震旦纪等同于埃迪卡拉纪。
  5. 详见果壳文章《来自地幔的毁灭之柱》,作者溯鹰。

说“自杀的人不负责任”,是不负责任的

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上海17岁少年跳桥自杀,许多人为之震动。有些人同情逝者,有人同情家人,都是人之常情。但还有人出来指责逝者,“怯懦”、“极其不负责任”,不想想亲人受到多大打击……

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事实上,这种“指责自杀的人不负责任”的论调,相当不负责任。不仅污名化了自杀者,而且会造成更多(而非更少)的自杀。

指责“自杀不负责”,能阻止自杀吗?

现在的研究共识是,自杀的原因非常复杂,背后作用的因素有很多——个人的生理和心理、周围家庭、小环境、大社会、族群文化……

光在个人的层面上,风险因素就包括本人的基因易感性(家庭有近亲自杀过)、精神疾病(比如原本就患有抑郁症、躁郁症、精神分裂等)、身体疾病(哮喘、癫痫、慢性疼痛等自杀风险特别高)、较为冲动、曾被欺凌、童年经历逆境和创伤比如曾被虐待等等……

在所有的个人层面的自杀风险因素里,没有一条叫做“不负责任”。一个极其不负责任、不在意他人感受的人,会是自杀的高危群体吗?他身边的人自杀风险怕是更高吧。

孩子的心理问题需要被关注和重视 | Pixabay

孩子的心理问题需要被关注和重视 | Pixabay

想到了家人,但是并没有用

再说“想想家人”。

什么样的人在自杀前会完全不想家人?大概是严重的精神疾病造成神智错乱,要求这样的人“想想家人”,显然是没用的——客观情况限制,他们做不到。

除此以外,每个自杀者在自杀前,一定想到过家人。问题是,他们想起的家人,可能是冰冷,不爱他们,已经讨厌他们,不需要他们,懒得听他们说话,视他们为麻烦为负担,甚至认为他们死了更好……这样的家人。

研究显示,青少年“感知到的家庭支持度”越低,自杀风险就越高。青少年的自杀倾向,与和父母间的依恋不良也有关。自杀身亡的青少年与父母交流更少,交流质量也更差。还有研究显示,不需要身体虐待或者性虐待,光是“忽视”就足以预测青少年的高水平自杀率。

“想想家人”为什么没有用?

因为在自杀者的想象里,家人不会因为自己的离去而悲伤多久,反而可能暗暗松了口气。没有自己这个负累,再过一段时间,家人就可以拥有更好的人生。甚至在一些案例里,“家人”不是把能把自己拉出泥沼的绳索,而是压倒骆驼的最后一根稻草。“家人”,可能就是那个叫自己去死的人。

指责自杀者,会造成更多的悲剧

自杀,与其说是“个人性格问题”,不如说是“公共卫生问题”。正因如此,世卫组织才特地出了预防自杀的专刊,提到了三个层面上的预防措施:

①面向全人群的通用干预,要宣传心理健康知识,让更多人有机会接受心理医疗服务,让人们更难接触到自杀工具,最后,让媒体报道自杀时更负责任,比如“不要清楚描述方法,不要提供自杀地点的详细信息,不要使用未经剪辑的视频录像”……不要引发“自杀传染”。

②面向“脆弱的易感人群”的选择性干预,比如多宣传热线电话等求助渠道,比如培训专业人员识别高危人群。

③面向“更特定脆弱人群”的针对性干预,比如对于已经尝试自杀的个体,在医疗结束后要继续进行随访,提供社区支持等等。

在所有推荐的预防自杀策略里,没有一条叫“指责批判自杀者”。

“指责批判自杀者”这种行为在学术上叫什么呢?叫“社会支持低”——而社会支持低,正是导致自杀的一大原因。

不止如此,很多自杀者有精神疾病——自杀身亡者60%的患有抑郁症,患有躁郁症的青少年里20%有自杀企图,患有厌食症和贪食症等饮食失调症的女孩的自杀行为风险明显增加……指责这些人“不负责任、不够坚强”,就好像指责因病瘫痪的人“自私不顾家”一样,不但不可能起到“激励”的作用,而且把自杀和“道德低下”联系了起来,会引发羞耻感,妨碍有自杀念头的人求助就医,结果可能造就更多的悲剧。

自杀是悲剧,许多自杀是疾病所致。它不该被美化,但也不该被污名化。

青少年自杀,到底是为什么?

《不同族群的年轻人里的自杀行为》(Suicide Among Diverse Youth)这本书里,讲了一个叫J的男孩的故事。

J是个15岁的华裔男孩,他的父母是越南华人,家里既说中文也说越南语。父母后来移民到美国加州,生了J和比J小两岁的妹妹,兄妹俩感情不错。J在学校所有科目的成绩都很好,没有精神病史,没有酗酒吸毒,生长发育过程里也没啥明显问题。唯一的问题是,父母觉得J最近太沉迷一款叫《部落冲突》的网游了,于是开始禁止他用手机和打游戏。

有一天,从学校回来的路上,J和父亲因为J的手机使用问题吵了起来。回到家里,J又因为想用妹妹的平板电脑而和妹妹发生争执。吵架后,J在愤怒中冲出了家门,在附近走了一圈,最后去了火车站,打算在下一班火车来时跳轨自杀。

图 | Pixabay

图 | Pixabay

青少年自杀的第一个特点,就是并不罕见。很多人觉得,青少年人生刚开始,青春健康前途无量,遇到的挫折也是些小事,怎么会去寻死呢?

事实上,全球15~29岁的年轻人,死因排第二位的就是自杀。我国情况也类似,根据《中国卫生和计划生育统计年鉴》的数据,自杀在10岁之前还比较少,但在此后就风险迅速上升。10~25岁之间的青少年非疾病死因里,自杀可以排到前三,另外两个分别是交通事故和溺死。

有自杀念头的青少年,差不多7个人里就有一个。他们沉默无声,但就在你我身边。

2007年有一篇文章调查了2416个从五年级到高二的上海中小学生,发现认真考虑过自杀的人占15.23%,有自杀计划的人占5.84%,有过自杀行为的1.74%。2012年有一篇文章调查了杭州市的7335个初中生到大学生,其中有14.3%的人认真地考虑过自杀,6.9%的人已经定过自杀计划,2.1%的人有过自杀行为,1%的人反复尝试过自杀。接受调查的都是还活着的人,但也可以据此估算死亡——自杀未遂和自杀身亡的比例,一般是在10:1左右。

高中生汉娜因为校园霸凌等问题自杀 | 电视剧《十三个原因》

高中生汉娜因为校园霸凌等问题自杀 | 电视剧《十三个原因》

接着讲J的故事。

J没死。

火车来了,但速度很慢,J担心死不成还留下终身残疾。犹豫再三,火车开走了,J在车站又呆了几分钟,然后回家了。在家里,J和妹妹聊起了自己去火车站打算自杀的事,并要求妹妹绝不把这事告诉父母。妹妹非常不安,第二天,她在学校和自己的朋友谈了这件事,继而惊动了学校。学校紧急联系了J的父母,正式建议他们带J去看医生。

通过和J以及J父母对话,医生发现了两件事——

①父母觉得自己和J的关系很正常。而J则把“和父母交谈”列为会令他恐惧的事情之一,因为长久以来,父母不断批评J懒惰、很少帮忙家事。

②父母觉得J的问题在于沉迷游戏,不在现实里交朋友。他们认为,没收手机后,J就会转向与人交往了。而J则表示,自己并不是“沉迷游戏”,只是觉得无聊或者感觉难受时才玩,另外,他害怕和父母交谈,因此呆在自己房间里打游戏是一种躲避父母的办法。他跟妹妹或者堂表亲在一起玩时就不需要玩游戏,因为和他们在一起时,他可以舒适地做自己,而不必担心被评头论足。至于交朋友,J说自己本来就内向,而且特别害怕被评判、被羞辱、被社交拒绝,他恐惧和人互动,恐惧在班级里发言,因为那一刻他会成为全班人盯着看。他初中时曾有过很好的朋友,但后来朋友搬家了失去了联络。从此,J的朋友就剩下了13岁的妹妹,以及在网游里交到的网友。然而,父母开始注意到J花在游戏里时间越来越多,于是J和父母之间不断爆发冲突。当父母没收了J的手机,J和游戏网友完全失去了联络,也失去了减压的方式和空间。在又一次争吵后,有了J的火车站尝试自杀之行。

青少年自杀的第二个特点,导火索常常是看似微不足道的小事。于是有人据此得出结论——“现在的青少年实在是心理脆弱,一点打击都承受不了”。实际上,青少年自杀,往往是“最近的直接诱因”再加上“久远的危险因素”——后者虽然发生在过去,却还在影响青少年的心理。最近的直接诱因,可能是一个耳光,一句斥骂,一场争吵,一个处分,一个拒绝,一次失恋,一个低分……总之,都是小事。而久远的危险因素,也许是五岁时受到的虐待,近六年来的孤独与无助,两年前开始的校园欺凌……问题在于,假如当事人逝去,就很难再弄清“久远因素”为何了。

作家刘亮程说,落在一个人一生中的雪,我们不能全部看见。我们只看见最后的那一记打击,更多的伤痕被沉默地埋在了他们心中。

孩子有自杀念头,但很多父母并不知道

有项研究调查了自杀未遂后被送到急诊室的青少年患者,发现85%没告诉任何人自己有自杀念头;90%的自杀尝试,是父母不知道的;近70%从考虑自杀到开始行动,间隔不到30分钟。这意味着许多青少年死去后,父母都是惊痛茫然的——怎会如此?我们亲子关系很好啊?我事先一点都没察觉……

J在尝试自杀之前,已经情绪低落了六个月。他觉得孤单,抑郁,绝望。慢慢地,他开始相信没有人在乎他。

J的父母当然是爱他的,但论文里这样评价这对父母——

“他们能力有限,只会禁止J打游戏,而无法提供活动来帮J与同龄人建立有意义的联系”。父母禁止J打游戏是希望J去交友,但客观上的效果,是让J又失去了仅剩的一点同龄人社交联系。那栋小房子的支柱本就不多,父母提起斧子就又砍了一根——哪怕是“为你好”,结果也是增加了小房子倒塌的几率。

J的父母具体如何跟他对话不得而知,但有一点是确定的,他们和J交流的方式,不是让J感到自己被理解被支持,而是让J感觉被批评被否定。慢慢地,J开始恐惧与父母交流。

父母越严厉,孩子越容易内疚

有研究发现,华裔父母常在孩子身上使用“负罪感策略”(guilt-inducing strategy),具体操作如:

“我们这么努力工作来给你提供一切,你为什么还不开心/成绩不好?”

“我们这么辛苦,你就这样回报我们?”

“你什么时候才能每天高高兴兴/成绩变好,这样我们才能开心起来。”

负罪感策略很好用,比起欧美青年,华裔青年更努力地想考出好成绩取悦家长(但对考试的焦虑程度也更高)。

负罪感策略也有代价。当父母不断告诉青少年要为父母的情绪负责(我不开心都是因为你),青少年就会越来越内疚。当青少年感觉自己怎么做都达不到父母的期望,他们就会痛苦绝望。而且他们不愿求助或者就医,因为担心这样会给父母增加额外负担,也担心会给自己招来额外的责骂。

慢慢地,华裔青少年习惯了“报喜不报忧”,甚至就算去看心理医生,这种习惯都会延续下来。有些欧美的心理医生发现,亚裔青少年表达的“自己在好转”更可能是谎言,他们只是习惯性地在说心理医生想听到的话,就像他们习惯性地说家长想听到的话一样。

在华裔家庭里,父母越是采取严厉管教,青少年就越容易抑郁。在亲子冲突严重的家庭里,青少年的自杀风险提高了30倍。还有研究显示,感觉到“自己令家庭蒙羞”,会导致更多的自杀念头。

如何挽留年轻的生命?

J为什么能活下来?有偶然,也有必然。偶然是因为火车恰好开得很慢,必然是因为,他有一个感情好、彼此信赖的妹妹。最后拉J一把的人,其实是妹妹。如果没有妹妹这个倾诉出口,J的这次火车站之行将无人知晓。而他的下一次尝试,也许就导向死亡。

而心理医生的重点放在了两个方向上。

一是让J和父母一起进行家庭治疗,父母需要调整自己的交流方式,才能让J不那么恐惧和他们交谈。另外,父母也要意识到,在现在这个时代,网友也是一种有意义的友谊。

二是针对J的社交焦虑症去进行认知行为治疗。J意识到,网游确实帮他逃避痛苦,但也使他没法接受社交挑战因而难以成长。经过治疗,J找到了这样一个新朋友,既对同一款网游感兴趣,又能每周和J一起在户外打篮球。J后来报告说,他的焦虑在改善。

安慰失落的哥哥 | 电影《阳光小美女》

安慰失落的哥哥 | 电影《阳光小美女》

青少年自杀是一个复杂的问题。预防青少年自杀,也并没有一个简单的答案。最需要关注的,可能是那些有过自杀念头或自杀经历的青少年。他们不是在“要挟吓唬人”。有个实验曾追踪了1018名自杀未遂者,在14年的随访研究中,6.7%死于自杀。有自杀倾向的青少年在医院里可以得到照顾,但出院后又掉入缺乏支持的境地。有办法长期帮助这样的青少年吗?

社区可以如何支持青少年?

2019年《美国医学会精神病学》上的一篇研究建议,组建一个“青少年提名的支持小组”( Youth-Nominated Support Team,YST)。

除了教育青少年,这个策略也教育了青少年周围的成年人。研究者鼓励十几岁的青少年提名父母之外的、自己认识的、关心他们的成年人——可以是老师、其他亲戚、或者善良的邻居。研究者会去劝说这些成年人,告诉他们,只要做一个有爱心的支持的人即可,不用为孩子做出的任何选择负责。然后,这些成年人会接受专门培训,学习如何与有自杀倾向的青少年交谈,青少年的具体心理问题是什么,有哪些值得注意的自杀警训,如何确保他们坚持治疗,如何主动去接触、去交谈、去帮助……在随后的3个月里,研究人员还会每周打电话给这些成年人,询问进展并给予指导。

最终的目的,是在青少年周围搭起一个长期存在的支持网络,也让青少年感觉到自己与他人有联系、被关心、被肯定、被理解。

11~14年后,采用普通干预的225个青少年里,有13人死亡。而在有支持小组的223个青少年里,只有2人死亡。

学校应该提供哪些帮助?

除了社区支持,学校也可以起到重要的干预作用。一方面,学校可以反校园霸凌,开展生命教育课程,举办预防自杀讲座,宣传心理卫生知识,减少青少年的自杀念头。另一方面,学校可以建立危机预警机制,重点关注那些学业困难、家庭困难或被霸凌的青少年,确保他们想求助时可以得到专业协助。

“问题儿童”依夏,遇到了帮助他的老师 | 电影《地球上的星星》

“问题儿童”依夏,遇到了帮助他的老师 | 电影《地球上的星星》

家庭该怎样帮助孩子?

家庭是青少年成长的地方,是他们最初也是最后的避风港。家长应该提升教育子女的能力,与子女交流的能力,理解和支持子女的能力。

倾听青少年的声音,即使你觉得他们的烦恼“不值一提”。对成年人来说无关痛痒的小事,对青少年来说可能是天崩地裂的灾难。青少年对社会压力非常敏感。青少年的大脑前额叶皮质尚未发育成熟,容易冲动,过度敏感,在遇到事情时会应对错误,而让自己陷入更加糟糕的局面。

家庭不和、学业压力、交友受挫、经济困难……这些负面事件每个青少年都会遇到,但有了家庭的支持,他们就不至于完全失去勇气和信心。

同时,家长千万不要觉得“得了心理或精神疾病很羞耻”,疾病并不可耻,要及时带孩子寻求医疗帮助。

我们永远无法确切知道谁会伤害自己,也不可能保护到每一个人。但所有的努力、培训、学习和干预,只要能留住一条宝贵的生命,就是值得的。

从社会,到学校,再到家庭,有许多可以做的事。我们可以增强方方面面的“保护性因素”,而不是把改变的责任全压在自杀者这个最弱的一环上。

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来吸大猫!等下,我好像脸盲了!

本文来自微信公众号“我是科学家”,未经许可不得进行商业转载

提起虎(Panthera tigris),我们脑海中都会浮现出一个经典的大猫形象——巨大的身形,壮硕的头颅,肌肉虬结的四肢,橙黄毛皮上独特的黑色条纹。无论在历史典籍中还是影像资料里,野生的虎似乎都有着相似的形象。那么,我们常说的东北虎、华南虎、孟加拉虎等等,究竟有啥区别呢?这些称谓不同的老虎之间,又有着怎样的身世沉浮?

图片:Pixabay

图片:Pixabay

答案就在它们的基因组中。北京大学基因组多样性与演化研究组的团队在《现代生物学》上发表了一篇新的研究论文。他们利用全基因组测序技术,对32只虎的遗传信息进行了分析,揭示了虎这个物种在各个地区的演化历史和亚种分类依据。

分布广泛的大猫

作为巨型的猫科动物,虎的分布范围其实非常广泛:西到南亚次大陆的印度和孟加拉国,南至巽他群岛中的苏门答腊岛,向东向北远达中俄交界的远东地区,都是这些百兽之王的疆域。虽然野生虎由于栖息地与人口密集地区的重合而备受生存威胁,但它们至今仍在这些地区保有着碎片化的栖息地。历史上,虎的身影还曾出现在东南亚的爪哇、巴厘岛,甚至中亚的里海沿岸,这意味着这个物种适应了热带雨林、季风雨林、亚热带/温带森林、针叶林甚至是中亚干旱地区的绿洲等各种生境。

东北虎适应了亚寒带冰天雪地的气候。图片:Dave Pape  / Wikimedia Commons

东北虎适应了亚寒带冰天雪地的气候。图片:Dave Pape / Wikimedia Commons

人们很早就对不同地区的虎进行了区分。到1968年,现存的6个虎亚种当中的5个已经得到了命名,包括指名亚种(就是亚种名和种名相同的)孟加拉虎(Panthera tigris tigris),分布在中南半岛的印支虎(P. t. corbetti),以及苏门答腊虎(P. t. sumatrae),华南虎(P. t. amoyensis)和东北虎(P. t. altaica)。在2004年,根据基因组中的部分多样性位点信息,研究者发现位于马来半岛地区的虎个体与其它印支虎有所分化,并以此命名了新的虎亚种马来虎(P. t. jacksoni)。

马来虎亚种。图片:B_cool / Wikimedia Commons

马来虎亚种。图片:B_cool / Wikimedia Commons

亚种划分的困难

在生物学研究中,“亚种”的概念并非明确易行。从分类学上来说,亚种是比物种更低一级的分类阶元,著名遗传学家Stephen O’Brien与进化生物学家Ernst Mayr于1991年共同提出了关于生物亚种定义的原则,将其定义为“一定地理区域内分布的与同种的其他亚单元在分类学上有差异的种群的组合” 。

与物种概念不同,不同亚种的动物个体并不存在生殖上的隔离,相邻亚种种群存在自然状态下的交汇也不足为奇,然而亚种之间的区别通常包括一定的地理隔阂和由此导致的遗传信息、形态学特征和自然历史的分化。有意义的亚种定义,需要能够体现出真正的“分隔”——比方说,分属不同亚种的两只老虎,应该要比同一个亚种内部的两只老虎有着更多的遗传差别。

在没有分子生物学手段的时代,研究者们只能通过遗传信息的宏观体现——生物体的各种形态学特征,来进行亚种的定义和分类。对于虎这个物种来说,历史上定义的这些亚种之间并没有显著的形态学差异。因此,在2015年,有研究提出应该把亚洲大陆上的所有虎亚种合并,而原本存在于巽他群岛上的虎也应该统一 。这样一来,虎这个物种的现存亚种数量就会从六个变成两个——“大陆虎”和“巽他虎”。

摄于1899年的里海虎影像资料。按照两个亚种的分类规则,这应该是一只“大陆虎”。图片:Wikimedia Commons

摄于1899年的里海虎影像资料。按照两个亚种的分类规则,这应该是一只“大陆虎”。图片:Wikimedia Commons

然而,形态学上的相似并不能证明这些虎演化历史上的雷同,因为遗传差异并不总会反映在外表形态上。在最新的研究中,罗述金团队及其合作者采用了已知地理来源的32只野生虎作为研究样本,对这些个体进行了全基因组的测序,希望直接从遗传信息的尺度检验历史上定义的六个亚种间是否存在显著的分化。

基因组中的分家故事

用分子数据推测演化历史,靠的是比对多个基因组中的相对差异。基因组本质上是上亿个核苷酸小分子相连组成的大分子序列,其中ATCG四种核苷酸的不同排列组合就蕴含着遗传信息。在漫长的演化过程中,各种随机的遗传变异不停地发生,表现为基因组中的一些核苷酸发生了增减替换。因此,如果两只老虎的基因组序列差别较小,这意味着它们的分化较小,亲缘关系更近,反之则表明二者的共同祖先更加久远,或者说二者所代表的虎的群体“分家”历史比较长了。

基于这个最基本的原理,研究者根据一系列算法分析指出,32只来自不同地区的虎可以分成六组,分别对应之前提到的六个亚种。比如说,在不同个体中,单个核苷酸位点上出现两种不同的核苷酸是一种遗传差异(单核苷酸差异,SNV)。在虎的线粒体基因组中,仅有196个SNV位点,而其中有173个的差异和亚种划分相对应——不同的亚种有着不同的核苷酸,而相同亚种的个体核苷酸相同。这说明六个亚种之间的地理隔离的确造成了遗传上的显著“分隔”,也就是说亚种间的区分是有意义的。

图片:Max Pixel

图片:Max Pixel

利用基因组序列信息,研究者们还对虎的种群历史进行了统计学推断,揭示了这个物种与地质变化息息相关的演化历史——从两三百万年前,虎就作为一个独立物种与豹属其它的大猫分道扬镳,开始了独自分化。然而,统计推断表明现有的这32个基因组可以追溯到11万年前的共同祖先。换句话说,从虎成为独立物种开始到11万年前,这段演化历史中产生的绝大多数遗传变异都没有保留下来。这是为什么呢?

种群遗传学中有个所谓的“瓶颈效应”,说的是当动物群体数量大幅减少时,原本存在于群体中的遗传差异也随之丢失。那么,这些虎在当时经历了什么呢?原来,11万年前,地球刚刚经历了长时间冰期肆虐的严寒天气,适应森林生境的老虎们很可能正是遭遇这个“瓶颈”,导致种群数量减少,遗传多样性也随之降低。

瓶颈效应示意图,经过瓶颈筛选后,红色的个体彻底消失了。图片:Wikimedia Commons;汉化:卢平

瓶颈效应示意图,经过瓶颈筛选后,红色的个体彻底消失了。图片:Wikimedia Commons;汉化:卢平

寒冷气候还有另一个效果:在温暖时期遍布亚洲的森林,很可能逐步退缩到了一些互不相连的地区碎片中,也就是所谓的“避难所”。“逐森林而居”的虎也自然因此被分割成了不同的群体分别演化,这也许就是11万年前各个亚种分化的起始。统计推断出的演化历史,也展现了虎在末次冰期的气候动荡中,逐步占领各个地区的筚路蓝缕。

在东南亚的生物演化史上,苏门答腊岛上的多峇超级火山是个狠角色。大约75000年前的喷发导致了全球性的气候变冷,也很可能导致巽他群岛上原有的老虎团灭。现存的苏门答腊虎和曾经的爪哇虎、巴厘虎,正是在距今67000年前后由印支地区(中南半岛和马来半岛)迁入岛屿重新“殖民”的个体。

摄于1938年的爪哇虎影像资料。图片:Andries Hoogerwerf / Wikimedia Commons

摄于1938年的爪哇虎影像资料。图片:Andries Hoogerwerf / Wikimedia Commons

此后,印支地区的虎又在距今53000年前后进入南亚,分化出了孟加拉虎。大约34000年前,沿西南地区进入中国的老虎一面向北扩散形成后来的东北虎,一面在西部遇到了此前蜗居在我国西南山地的一小支遗老遗少,形成了华南虎亚种。而随后的末次冰期最高峰,使得克拉地峡的森林退化,对印支地区的个体形成阻隔,分化出了印支虎和马来虎。大概12000年前,雄踞北方的东北虎向西探索,形成了遗传上与其差异不大的里海虎亚种。

虎的历史分布及现有分布区域,箭头表示论文中推测的各亚种演化历史。供图:北京大学生命科学学院 刘悦晨;汉化:卢平

虎的历史分布及现有分布区域,箭头表示论文中推测的各亚种演化历史。供图:北京大学生命科学学院 刘悦晨;汉化:卢平

亚种演化的意义

虽然难分彼此,但对比苏门答腊虎和亚洲大陆上的各个亚种可以发现,前者平均体型略小而毛色略深。除了种群历史,研究组也检测了基因组中经历过自然选择的区域, 与体重相关的ADH7、与色素合成相关的UQCRQ以及与胰岛素代谢相关的EXOC5等基因在二者之间有着显著增多的遗传差别,这表明这些基因在演化过程中受到了选择作用而保持了特定的功能。考虑到岛屿雨林生境中光照更少、缺乏大型有蹄类猎物,小身板和更隐蔽的深色毛皮也许是苏门答腊虎对当地环境的一种适应。

看起来似乎更“黑”的苏门答腊虎。图片:Captain Herbert / Wikimedia Commons

看起来似乎更“黑”的苏门答腊虎。图片:Captain Herbert / Wikimedia Commons

那么,了解老虎们分家的故事有什么意义呢?说起来,野生动物保护的最主要目标就是保护“遗传多样性”,而当我们知道远东地区的虎和南亚地区的虎其实“不一样”,才能制定与之相应的保护策略,对来自不同地区的虎分别管理。一个例子是,亚种的区分可以让我们避免原本有所不同的群体在动物园的繁殖计划中过度混合 ,丧失各自的遗传特色。

更重要的是,正如我们在苏门答腊虎的案例中看到的那样,不同地理分布的亚种都在不断地适应其特定的生态环境,随着时间的推移,积累的适应性特征逐渐增多,与其它亚种的分化也就逐渐增大。

正如达尔文在1886年的《物种起源》中所说,每一个亚种都具有最终演变成为物种的可能。尽管我们无法预知哪一个特定亚种将具有这样的可能性。但是我们有充分的理由对亚种进行保护,因为这就是在保护自然的演化过程本身和演化的成果。挖掘这些基因组背后的身世之谜,也正可以告诫我们,不能对任何虎亚种的衰退掉以轻心——因为,它们各有各的故事,各有各的精彩。

图片:Pixabay

图片:Pixabay

科学美图:这位科学家把面目可憎的病毒变成绚丽水彩画

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这可能是世上最科学、最精准的水彩画之一。

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(David Goodsell绘制的埃博拉病毒结构图局部。截图来源:Wellcome Collection)

这些画作来自David Goodsell,他是一位科学画师,同时也是结构生物学家。他的作画内容和自己的研究工作密切相关:画中的主角都是各种生物大分子,或者这些分子在病毒、细菌和其他生物体细胞内组合在一起的样子。有时候,出现在画中的结构就是他自己在研究的。

原本单调乏味甚至面目可憎的病毒,在他的笔下也变成了赏心悦目的艺术:

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(从左到右分别为David Goodsell笔下的HIV病毒、埃博拉病毒以及寨卡病毒)

这些美丽的画作广受好评,它们数次登上著名期刊的封面,还出版成了书籍、制成了教育材料。

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(作者David Goodsell与一些刊登了他画作的封面。图片来源:JON COHEN)

甚至还被学术会议直接做成了LOGO:

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(截图来自2019“逆转录病毒和机会性感染会议”的网站,LOGO使用了Goodsell绘制的HIV病毒)

这些水彩画是如何创作的呢?

首先,Goodsell最看重的还是对科学事实的还原。因此,他下笔前先要参考电子显微镜、X射线晶体学、核磁共振谱学等一系列研究结果,充分了解生物分子的空间结构和它们之间的关系,这也是创作中最花时间的一步。如果遇到了人们还了解较少的分子,他至少会根据已知的分子量来画一个“比例合适的圆圈”。

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(截图来源:Wellcome Collection)

接下来,他会开始在纸上画线稿。

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(截图来源:Wellcome Collection)

然后是水彩上色时间。这些分子本身不是彩色的,不过鲜艳的色彩能很好地对它们加以区分。生物分子们的结构本身已经非常复杂了,为了避免增加混乱,Goodsell会让绘画风格尽可能保持简单:平涂的色彩,清晰的钩线,简洁中带着一点卡通风格。

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(截图来源:Wellcome Collection)

下面我们再来欣赏几幅他的画作。

肌肉

这张图展示了肌肉肌节的一部分,蓝色的是肌动蛋白组成的微丝,红色的“豆芽”则是肌球蛋白丝。

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丝状支原体

一个完整的丝状支原体(Mycoplasma mycoides)细胞结构。

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血清中的HIV病毒

图中间樱花粉配色的球体是一个HIV病毒,此处还体现了免疫系统对它的反应:有一些Y形的抗体结合到了病毒表面。

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细胞质

这张图展示了细胞质的局部,其中画到了一些组成细胞骨架的结构,包括微管、中间丝以及肌动蛋白组成的微丝。画面中深蓝色的大个分子们是核糖体,画面下方的中间位置还画了一个蛋白酶体。

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红细胞

一个红细胞的局部图,内部充满了血红蛋白(这倒确实是红色的)。

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这里展示的不是高清大图,如果你喜欢这些画作,可以在作者的网站上下载高清大图(原图很清晰了,纸的纹理都能看到),并可以看到更多对画作细节的说明。

作者的网站:https://ccsb.scripps.edu/goodsell/

也可以看一下Science对他的报道:https://www.sciencemag.org/news/2019/04/meet-scientist-painter-who-turns-deadly-viruses-beautiful-works-art

另外,他还会每个月为蛋白质数据库(Protein Data Bank)画一种分子,也可以关注一下~

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其实我之前看到过好几次他的作品,但确实是最近才注意到这些原来都是手绘的!感觉好厉害……

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荠菜:有人模仿我的脸

本文来自微信公众号“物种日历”,未经许可不得进行商业转载

仲春时节,正是踏青的好时候。挖野菜是当下广受欢迎的户外运动(?)之一,挎着小篮子,拿着小铲子,一二三挖一下,一把荠菜进了筐。不过,大家真得注意一下,有时扔进篮子里的很可能不是荠菜,而是泥胡菜

你猜,这是什么?图片:Hsiengan Huang

你猜,这是什么?图片:Hsiengan Huang

冒充荠菜的菊花

泥胡菜,名字听起来有点土里土气,但人家可是“高大上”得让分类学家恨到牙痒痒的菊科家族成员。除了新疆和西藏,泥胡菜的分布区几乎覆盖了中国其他省区,田间地头、林地水边都有它们倔强的身影。在朝鲜、日本、中南半岛、南亚及澳大利亚也有大量泥胡菜分布。虽然名中有“菜”,而且叶子通常要比荠菜丰满许多,但是泥胡菜的茎叶并不如荠菜那么鲜嫩,还时常带一些土腥味,因此很少出现在餐桌上。通常来说,泥胡菜的叶子会在地面上铺成一个规整的圆形,而不像荠菜那样仿佛是被狗啃出来的形状。

泥胡菜。图片:kplant.biodiv.tw

泥胡菜。图片:kplant.biodiv.tw

荠菜。图片:红色皇后

荠菜。图片:红色皇后

除了泥胡菜,还有一帮冒充荠菜的,比如抱茎苦荬菜和二月蓝;当然,最高仿的“荠菜”,还得说是独行菜。在幼苗期,独行菜和荠菜差别很小,仔细观察才能发现两者的区别:独行菜的叶片稍纤细,其裂片排列得很整齐,上宽下窄,顶端的裂片又变细,像一个多叉的兵器;而荠菜叶的裂片就不是很规则,或像鱼刺一样分裂,或只是浅浅地裂开,更重要的是,叶片顶端的裂片是圆圆的,这与独行菜的“兵器叉”叶子区别很大。

独行菜。图片:周繇 / 中国植物图像库

独行菜。图片:周繇 / 中国植物图像库

招客、繁殖,分工有致

如果说在开花之前,泥胡菜与荠菜很难区分开,那么在开花之后,两者就很容易分辨了。

荠菜有着典型的十字花科花朵,四片花瓣十字排列,四强雄蕊四长两短,再加上铃铛模样的三角形果子,很容易就被辨别出来。然而此时的荠菜也就不堪食用了,各种纤维已经富足,并且还有比较重的苦涩味。这个时候的荠菜更多以另外一种形态来服务餐桌,那就是用来做煮鸡蛋的调料,为鸡蛋增添别样的春天风味。

荠菜的果与花。图片:Harry Rose / flickr;opencage.info

荠菜的果与花。图片:Harry Rose / flickr;opencage.info

清明一过,几乎所有荠菜都在开花结果了。少数泥胡菜仍然可以维持着肥嫩的状态,然而过不了多久,它们也会绽放自己的花朵。与趴在地上的叶子形成鲜明对比的是,泥胡菜的花朵要招摇很多,伸展的花葶有许多分支,每个分支的顶端,都有一个紫红色的“毛笔头”——那就是泥胡菜的花朵了。这些紫红色的“毛笔头”并不是一朵一朵的花,而是一堆一堆的花。没错,与其他菊科植物一样,泥胡菜也有典型的身份特征——头状花序。这个特殊的结构上集合了很多小花,以便发挥人多力量大的优势来一起吸引传粉昆虫。

泥胡菜的头状花序。图片:bastus917 / flickr

泥胡菜的头状花序。图片:bastus917 / flickr

根据形状不同,菊科植物的小花分成了舌状花和管状花。一朵标准的“菊花”(头状花序)是由周围花瓣一样的舌状花与中心花蕊一样的管状花共同组成的。顾名思义,舌状花就是花瓣长得像舌头的花朵,它们通常只有一片舌状花瓣,雌蕊和雄蕊没有很好发育;而管状花就不一样了,它们没有靓丽的大型花瓣,只有包裹雌蕊和雄蕊的管子一样的花瓣。

这两种花的分工极为明确,周围的舌状花负责吸引昆虫,而中央的管状花专司繁殖,这就像一个饭店既有招揽客人的服务员,也有专职烹饪的大厨,能够最大程度地有效利用资源,投入到生产种子这件大事儿上去——以菊花为代表的菊科能成被子植物第一大科,也就不难理解了。

菊科植物的头状花序。图片:biologydiscussion;汉化:物种日历

菊科植物的头状花序。图片:biologydiscussion;汉化:物种日历

有些菊科植物的花序同时拥有管状花和舌状花,比如可以泡水喝的杭白菊,边缘的舌状花洁白如雪,中央的管状花灿如阳光;当然也有选择单一花朵的例子,比如蒲公英的花序中就全是舌状花,而泥胡菜的花序上则全是管状花。这也是分辨菊科植物大类的一个重要特征。

蒲公英的头状花序中均为舌状花。图片:Greg Hume / wikimedia

蒲公英的头状花序中均为舌状花。图片:Greg Hume / wikimedia

泥胡菜头状花序特写。图片:Dalgial / wikimedia

泥胡菜头状花序特写。图片:Dalgial / wikimedia

蚜虫集合地

我对泥胡菜最深刻的印象是,这些植物的茎秆上经常爬满蚜虫,阻止了我们想亲密接触它们的欲望。有时,这些蚜虫就像给泥胡菜穿上一件外套,根本就看不见绿色的茎秆。莴苣蚜是这里的常客。如果我们去观察蚜虫,就会发现它们也是多姿多彩的,它们有的是黄褐色,有的是黑色。不同蚜虫的颜色是由表皮色和底色共同组成的:表皮色由表皮蜡质分泌物黑化而成,而在被表皮色遮盖之前,蚜虫的可爱(?)颜色就是由蚜色素和类胡萝卜素共同组成的了。

植物茎秆上密密麻麻的蚜虫。图片:pixabay

植物茎秆上密密麻麻的蚜虫。图片:pixabay

泥胡菜是一个非常好的观察蚜虫行为的地方——只是,密恐需谨慎。

泥胡菜是谁的菜?

所以,难吃且密恐不友好的泥胡菜,究竟是谁的菜呢?

近年来有很多针对泥胡菜营养价值的分析,以期把它作为野菜搬上餐桌。但是这些努力的成果很有限,毕竟泥胡菜的口味不是很好。不过话说回来,泥胡菜的花蕾和幼苗确实是一些动物的美味佳肴,比如猪、兔和各种家禽。在很多地方,泥胡菜是标准的猪草,全株切碎煮熟喂猪,可以提高营养的吸收和利用效率。不过泥胡菜的生长期比较短,一旦开花结果之后,就不再适于做饲料,所以它是一种春季短期饲用牧草。

长高高的泥胡菜。图片:Dalgial / wikimedia

长高高的泥胡菜。图片:Dalgial / wikimedia

至于在未来,泥胡菜会不会像莴苣和菊苣那样被驯化成人类的蔬菜,就不得而知了。不过有一点我可以肯定,对今天的我们而言,挖食野菜已经不再重要,甚至有可能会增加一些不必要的风险。就这个层面来说,我们还是不要执着于所谓的“天然”概念,菜市场里的菜才是营养健康量又足的选择。

古生物界的克苏鲁,它看起来还挺萌……?

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古生物界的克苏鲁!在本周发表的一篇论文中,古生物学家发表了对一种远古棘皮动物化石的3D重建(距今4.3亿年)。论文作者表示,他们鉴定这是一个新的物种,并根据它触手系的造型将它命名成了“克苏鲁”:Sollasina cthulhu

论文中的3D重建的化石模型如下:

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另外有一个画出来的复原图,看起来确实还挺克苏鲁的……

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(图片来源:Elissa Martin, Yale Peabody Museum of Natural History)

我们比较熟悉的棘皮动物包括海参、海胆和海星,其他现生的棘皮动物还包括海蛇尾、海百合之类的,大家画风都相当神奇。而这个克苏鲁物种则属于一类已经灭绝的棘皮动物:海蛇函(ophiocistioids)。对化石的三维重建展现了它体内水管系统(棘皮动物体内的一套“液压系统”)的结构,也能帮助研究者更多了解这类动物的演化历史。

不过我真正想说的是……你们知道图中的这个“克苏鲁”现在怎么样了么?对它进行3D重建需要首先逐层拍摄断层照片,而拍摄这些图像的方法是:首先把化石切成7块,然后以每层30μm的厚度逐层磨掉,把磨出来的断面拍照。也就是说,它在研究中就已经变成粉末了……

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另外虽然外形魔性,但这个古生物其实尺寸很可爱,差不多只有3厘米宽。下面这个带比例尺的论文图a-c的比例尺都是5mm,所以其实是个萌萌的迷你触手怪吧(并不

原论文:https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2018.2792

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激动!全宇宙的第一个化学反应产物,终于被科学家找到了!

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如果有人问道:宇宙中发生的第一个化学反应的产物是什么?

相信就算是学过多年化学的人,大多都会瞬间一脸懵:这个问题有点难啊?化学老师好像没教过啊?

答不上来没关系。其实,这不赖化学老师,长期以来,连科学家们都不知道这个产物究竟藏在宇宙中的什么地方。

但毕竟挂着“第一”的名号,这个产物尤为重要,因此,天文学家们花了几十年的时间,在茫茫宇宙中孜孜不倦地寻找着它的身影,直到最近,他们终于如愿以偿!

2019年4月17日,一个研究小组在《自然》(Nature)上发表论文宣布,他们在行星状星云NGC 7027中探测到氦合氢离子(HeH+)[1]。这是人们第一次在现代宇宙中探测到这种离子,而它,就是名副其实的宇宙中第一个化学反应的产物。

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<p class=+的示意图,其中红球代表氦,蓝球代表氢。来源:参考资料[2]” width=”600″ height=”600″ class=”size-large wp-image-105035″ /> 行星状星云NGC 7027和HeH+的示意图,其中红球代表氦,蓝球代表氢。来源:参考资料[2]

HeH+是如何诞生的?

在解释科学家到底干了什么之前,我们稍微花点时间,回到宇宙的早期,来看看宇宙中第一个化学反应究竟是怎么回事儿。

大概是宇宙大爆炸后38万年的时候,经历高温致密状态后的宇宙,伴随着膨胀开始降温,此时温度已经降低到4000开尔文(K)以下。这时,在大爆炸核合成时期产生的轻元素(那个时候只有氢、氦和极少的锂)的离子开始重新结合。氦离子(He2+和He+)首先与自由电子结合,形成宇宙中最早的中性原子。氢元素的重新结合也在随后发生。

虽然化学课本告诉我们,氦是惰性气体,在今天地球上常温常压的条件下很难发生化学反应。但是,在宇宙早期阶段高温致密的环境里,情况却完全不同,中性氦原子会与质子结合形成氦合氢离子——这就发生了宇宙中的第一个化学反应,产物中包含了宇宙中最早的化学键。

化学反应的过程,其中hν是光子的能量。图片来源:参考资料[1]

化学反应的过程,其中hν是光子的能量。图片来源:参考资料[1]

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<p class=+的结构示意图,左侧为质子,右侧为氦原子,中间是化学键。图片来源:Wikimedia Commons” width=”600″ height=”470″ class=”size-large wp-image-105031″ /> HeH+的结构示意图,左侧为质子,右侧为氦原子,中间是化学键。图片来源:Wikimedia Commons

化学的黎明就这样来了。

氦合氢离子随后会与氢原子发生相互作用,形成氢分子。氢分子是形成最初的恒星的基础。恒星又像“元素工厂”一样,制造了组成今日宇宙的所有元素。这些元素的奇妙组合接着造就了生命,我们才有机会在这里讨论这个问题。

见证生命的萌芽。图片来源:Pixabay

见证生命的萌芽。图片来源:Pixabay

HeH+或许就在那儿,然而我们看不到

尽管在早期宇宙的演化过程中,氦合氢离子发挥着非常重要的作用,天文学家却始终没有在星际空间中探测到它的存在,因此也无法证明化学诞生过程中这至关重要的第一步。造成这一状况的原因是他们使用的太空望远镜没办法把氦合氢离子的信号从其他分子发出的混杂信号中识别出来。

正如这篇论文的通讯作者、德国马克斯·普朗克射电天文研究所的罗尔夫·居斯腾(Rolf Güsten)所说:“数十年来,在星际空间中找不到这种离子存在的证据将天文学置于左右为难的境地中。”[2]

早在1925年,化学家已经在实验室中合成了这种离子。但是直到20世纪70年代后期,天文学家才开始讨论在天体环境中存在这种离子的可能性,并把行星状星云作为寻找这种离子的候选区域。

行星状星云是由类似于太阳的恒星在演化末期不断向外抛射的物质构成。这种星云不断膨胀,最后抛出的气体和尘埃弥散于星际空间中,仅留下中央的高温恒星。天文学家认为,行星状星云的物理条件与早期宇宙相似,很有可能会产生这种离子,并且密度足以被探测到。

行星状星云NGC 7027。图片来源:Wikimedia Commons

行星状星云NGC 7027。图片来源:Wikimedia Commons

其实,天文学家在一开始就瞄准了这次发现HeH+的行星状星云NGC 7027。这个星云距离地球3000光年,位于天鹅座附近。但是当时的观测并没有获得确定的结果,随后的研究虽然暗示HeH+的存在,也依然没有实现直接探测。

给出答案的,是“飞机上的天文台”

从2016年开始,天文学家尝试借助于同温层红外线天文台(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy,SOFIA)进行探测。这是一个由美国国家航空航天局(NASA)和德国航空航天中心(German Aerospace Center,DLR)联合发起的空基天文台,实际是把观测设备搭载在一家波音747SP宽体客机上。

你没看错,这就是飞行中的同温层红外线天文台。图片来源:Wikimedia Commons

你没看错,这就是飞行中的同温层红外线天文台。图片来源:Wikimedia Commons

SOFIA于2010年投入使用。飞机在距离地面14000米以上的高度飞行,可以避免地球大气层的很多干扰。而且相比于太空望远镜,SOFIA的一个明显的优势是在每次飞行后,天文学家都可以及时对探测计划进行调整并安装最新的设备。SOFIA科学中心主任哈罗德·约克(Harold York)这么评价SOFIA的作用:“氦合氢离子就隐藏在那儿,但是我们需要正确的设备在正确的位置进行观测才能发现它,而SOFIA可以完美地做到这一点。”[2]

这次帮助天文学家发现氦合氢离子的设备,就是在最近的一次设备升级中加装的德国太赫兹频率接收器(German Receiver at Terahertz Frequencies,GREAT)。这台仪器有点像我们听广播使用的收音机,天文学家将它调频到希望寻找的这种离子的发射频率上,就像我们把收音机调台到想听的那个频道上一样。

SOFIA在夜晚进行观测的时候,飞机上的科学家可以实时从设备上读取数据。2016年5月,SOFIA在3次飞行中进行了观测。居斯腾领导的研究小组对观测获得的数据进行了分析,氦合氢离子的信号就这样被最终发现。

首次发现氦合氢离子令居斯腾和很多天文学家感到激动,一场长久的搜寻终于有了一个完美的结局。

在大爆炸理论的基础上,我们形成了对早期宇宙化学的理解,同时推断出它如何经过上百亿年的时间演化成今天宇宙中的复杂的化学。第一个化学反应的出现无疑是其中一个关键的部分。氦合氢离子的发现打消了我们曾有的顾虑,使得我们可以继续信任已有的理论,并且指引我们去发现宇宙更深层次的秘密。

我们都是散落的星骸。现在我们确切地知道,这个故事该从何说起。

体型最小的猫,竟然是个恐怖大胃王!

本文来自微信公众号“物种日历”,未经许可不得进行商业转载

在遥远的非洲南端,属于南非、纳米比亚和博茨瓦纳的荒凉土地上,沙漠性的气候旱涝无常,酷热和严寒交替。这里是副热带高压控制下的干旱和半干旱地区,没有森林,根据降水量的多少分布着稀树草原、灌丛、草地、半沙漠和沙漠等景观。就在这样恶劣的环境当中,生活着世界上最小的猫科动物之一:黑足猫(Black-footed cat,Felis nigripes)。

温柔可爱的模样。图片:Anne-Marie Kalus / flickr

温柔可爱的模样。图片:Anne-Marie Kalus / flickr

名副其实的萌系黑足猫

黑足猫的外表乍一看和家猫没有太大区别,它们从演化上来说也确实是家猫的近亲,属于真正的猫属Felis。家猫是在约一万年前由中东新月沃地的野猫Felis silvestris驯化而来的,与野猫亲缘关系最近的物种是我国特有的荒漠猫,其次是分布在西亚、北非的沙漠猫,再就是我们今天的主角黑足猫了。

人家确实是家猫的远房亲戚。图片:Alexsander Sliwa / Arkive

人家确实是家猫的远房亲戚。图片:Alexsander Sliwa / Arkive

猫属的物种演化关系,图片:卢平依据Johnson et al. / Science(2006); Driscoll et al. / Science(2007)制图

猫属的物种演化关系,图片:卢平依据Johnson et al. / Science(2006); Driscoll et al. / Science(2007)制图

黑足猫这个名字诚意满满,它的脚掌下面确实是黑色的。除此而外,黑足猫的躯干是漂亮的黄底黑斑,四肢和尾巴都有黑色的环纹。相比于家猫及其祖先来说,本人觉得黑足猫还要更萌一些——因为更小。

看我黑色的脚~黑色的部分是猫的脚掌;猫是趾行性动物,走起路来脚掌是不落地的。图片:Chris Harvey / www.ardea.com

看我黑色的脚~黑色的部分是猫的脚掌;猫是趾行性动物,走起路来脚掌是不落地的。图片:Chris Harvey / www.ardea.com

雄性黑足猫的体长不到50厘米,有着一条不到20厘米的尾巴,雌性体型更小,体长不超过40厘米。它们跟分布在印度和斯里兰卡的锈斑豹猫体长相差无几,几乎是世界上最小的猫。为什么说几乎呢?因为黑足猫输在了体重上。相比而言,黑足猫脑袋更大,脖子更粗,尾巴更短,看起来更加圆滚滚。

哎?谁在说我土肥圆。图片:Maxime Thué / flickr

哎?谁在说我土肥圆。图片:Maxime Thué / flickr

想象一下,黑足猫就是靠着如此袖珍的体型,在野猫、薮猫、狞猫、豹和狮子横行的非洲南部混社会,你会明白这个小不点绝对不只是外表呆萌那么简单。黑足猫的典型生境是散布着灌丛和树木的稀树草原,或者是有灌丛的沙地,这里的灌木丛为潜行捕猎提供了良好的隐蔽。

野外生境中的黑足猫。图片:Hayden Oake / www.ardea.com

野外生境中的黑足猫。图片:Hayden Oake / www.ardea.com

小巧的你却是个大胃王

黑足小霸王猫是严格的夜行性动物,白天会躲在其他动物废弃的洞穴或者白蚁丘里休息,晚上出来大杀四方:对于它的猎物来说,这是个十足的恐怖大胃王。

暗中观察.jpg。图片:Chris Harvey / www.ardea.com

暗中观察.jpg。图片:Chris Harvey / www.ardea.com

由于体型原因,黑足猫主要捕食小型的啮齿类和鸟类,但也会猎杀黑头鸨和草兔这样跟自己体型相当的猎物,广泛的食谱还包括昆虫和腐肉。一只雄性黑足猫的领地可以达到20平方千米,每个晚上要吃掉10~14只猎物,相当于自身体重的六分之一。

超凶,不要惹它。图片:Anne-Marie Kalus / flickr

超凶,不要惹它。图片:Anne-Marie Kalus / flickr

黑足猫主要靠隐蔽潜行加上最后的冲刺来捕猎,也会在猎物洞口守株待兔。它们的大眼睛和大脑袋可不只是用来卖萌的,膨大的耳室占据了头骨四分之一的长度。感觉灵敏的黑足猫身手也很敏捷,能凭着极好的弹跳能力扑下起飞的鸟类。

叼着鹧鸪的小霸王。图片:Hayden Oake / www.ardea.com

叼着鹧鸪的小霸王。图片:Hayden Oake / www.ardea.com

在干旱环境中,它们能从猎物体内获得自己所需的全部水分,体内的肌酸酐和尿素等代谢产物浓度很高,这种高代谢率“能吃能干”的习性在非洲猫科当中是相当独特的。

独来独往的非洲小霸王

黑足猫几乎总是独来独往。在交配季节,一只雌性的发情期只有一两天,雄性必须能够准确地定位雌性,然后尾随姑娘直到对方发情,自己被接受。

黑足猫完美的侧颜。图片:Pierre de Chabannes / wikipedia

黑足猫完美的侧颜。图片:Pierre de Chabannes / wikipedia

黑足猫雌性一胎生育一到四只幼崽。在凶险的环境之中,猫妈妈会带着孩子频繁转移居所,而幼崽则快速发育,出生四周后就可以吃固体食物,六周时就可以吃活食,九周断奶,五个月后开始独立生活。

黑足猫也有温柔的一面。图片:Josh More / flickr

黑足猫也有温柔的一面。图片:Josh More / flickr

黑足猫会像大猫一样把吃不完的猎物拖回洞里慢慢享用。它们对于周围环境非常警惕,稍有响动就会迅速隐蔽,遇到躲不过的威胁时会猛烈反击,被分布地区的非洲人民称为“蚁丘之虎”。当地布须曼人的传说里,黑足猫甚至可以靠咬穿颈动脉来杀死长颈鹿(长颈鹿表示我也很无奈啊,只是为了衬托小霸王的勇猛而进行了夸张而已)。事实上,蛇、胡狼、狞猫、猫头鹰和狗都是黑足猫的天敌。

上看下看、左顾右盼。图片:Patrick Stough / flickr

上看下看、左顾右盼。图片:Patrick Stough / flickr

什么?你问我路遇黑足猫这样的小恶魔,应该怎么办?答案是可以爬树逃生——因为黑足猫其实是迷你“老虎”,体型粗壮、尾巴短,适应了地面生境,并不适合爬树。

易危小萌猫,数量在减少

黑足猫是非洲猫科动物中分布范围最小的物种,被红色名单IUCN列为易危级别。目前有大约13000只个体稀疏地分布在栖息地区内。

黑足猫的分布范围及南非干旱台地高原地区(Karoo)的典型灌丛沙地景观。左图:IUCN;右图:Winfried Bruenken / wikimedia commons

黑足猫的分布范围及南非干旱台地高原地区(Karoo)的典型灌丛沙地景观。左图:IUCN;右图:Winfried Bruenken / wikimedia commons

由于非洲野猫对家禽的威胁,当地农民用上了兽夹和毒饵来控制野猫数量;过度放牧导致的草场退化也致使黑足猫的猎物减少,栖息地质量下降……这些因素很可能正导致黑足猫种群数量的逐渐减少,对黑足猫的进一步调查研究和保护计划正在进行中。

为猫生陷入了沉思。图片:Quinn Dombrowski / flickr

为猫生陷入了沉思。图片:Quinn Dombrowski / flickr

虽然长成了又小又萌的形态,但黑足猫的食性和脾气意味着,它们绝不适合被驯养作宠物。这种黑脚的小萌物,已经演化成了蛮荒土地上独立冷酷的暗夜杀手。

上了趟太空,8.7%的基因发生永久突变?别逗了,那还是人吗?

本文来自微信公众号“果壳”,未经许可不得进行商业转载

一对双胞胎兄弟,一个留在地球,一个在国际空间站生活了足足340天。在这个过程中,科学家们对兄弟俩的多项生理指标进行了测试,希望了解长时间太空飞行究竟会对人产生怎样的影响。

上周五,NASA这项闻名已久的“太空双生子”实验终于在《科学》期刊上发表了结果[1]。随之而来的还有新一轮的标题党:“新发现!NASA宇航员太空待340天,DNA发生永久突变”。

图 | 新浪微博:@每日经济新闻

图 | 新浪微博:@每日经济新闻

在这些吸引眼球的报道中,最惊人的一句话是说宇航员斯科特·凯利在经历了近一年的太空生活并回到地球6个月之后,他“基因中8.7%的变化至今仍未恢复”。

图 | 新闻截图

图 | 新闻截图

按照这句话的说法,要么是斯科特的基因有8.7%都发生了未恢复的变化(如果是那样他恐怕要被开除人籍了,要知道人类和黑猩猩都拥有98.8%相同的遗传编码),要么是基因发生了不少变化,其中8.7%没有恢复。但无论是哪一种,这都是原论文所不支持的结论。

8.7%并不是基因变化

原论文中并不能直接找到8.7%这个数据。而且,论文中只报告了RNA测序以及DNA甲基化测序的结果,通过这些结果也应该无法知道整个基因组中有多少比例的基因发生了突变。虽然论文中提及了对外周血细胞DNA损伤、染色体异常、DNA甲基化和端粒长度的分析,但这些结果都与“基因变化了8.7%”无关。

事实上,“基因变化了8.7%”这个说法很可能是来自对论文中“基因表达”部分的误解。在这项研究中,研究者分析了宇航员外周血细胞基因表达的变化。他们发现确实有不少基因的表达在太空中变得不一样了,这些变化有91.3%都在斯科特返回地球的6个月之内恢复了原状——剩下那部分还没恢复的正好是8.7%。

也就是说,部分报道又犯了和一年前一样的错误:把基因表达的变化与基因本身的变化混为一谈。

基因表达改变是什么?

2018时,就曾出现过媒体误读NASA新闻稿,把斯科特·凯利的“基因表达变化”说成“基因变化”的问题。下面是当时解读文章中的一段说明:

人类有约20000个基因,分布在23对染色体之中。你身体内的每个细胞都有这些基因的全套。尽管如此,我们的细胞是不一样的——比如,神经细胞跟胃壁细胞一点都不相似。它们的功能也大不相同:一个是在神经系统里传递电信号和化学信号的,另一个则释放胃酸帮助人类消化食物。

这些功能差异不是因为DNA的不同,而是由于它们表达的不同。复杂的化学路径以及反馈环路会让一些特定基因打开或关闭。每个基因会编码蛋白质(人体内的一个构建块),根据基因的开闭状态,建造出不同的结构,产生不同的反应。

基因表达如果发生了微妙变化,也不会让你的神经元变成血细胞,但是它可以改变细胞的工作状态。基因表达的变化可以导致细胞癌变,或者引出一连串事件导致心脏病患病率增大。

确定基因表达的变化有几种不同的方法。一种是查看RNA的水平,这个信号分子帮助基因执行并创建它编码的蛋白质。另一种方法是查看甲基化水平。甲基化是指DNA分子被一种化学物质标记。正如《自然》解释的一样,这种化学物质可以让基因的一部分无法开启。

表达变化说明什么?

研究结果确实显示了宇航员细胞基因表达的一系列改变,这些基因表达影响着免疫、代谢之类的生理过程。

这究竟说明什么?其实现在研究者也还不是很清楚。在《大西洋月刊》的相关报道中,参与研究的遗传学家克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)表示:“我们现在还不知道这些变化是好是坏。这可能只是身体的一种反应,但这些基因被扰乱了,所以我们想看看是为什么,并跟踪它们看看会持续多长时间。”

考虑到这种实验是第一次开展,而且实验组和对照组样本量都是1,没有定论其实一点都不奇怪…… | NASA

考虑到这种实验是第一次开展,而且实验组和对照组样本量都是1,没有定论其实一点都不奇怪…… | NASA

事实上,这篇论文整体都是这种画风:其中描述了丰富的细节信息,但却还不足以得出什么确凿的结论。“双生子实验”更像是一个探索的开始,长时间的太空飞行对人的影响还需要后续研究才能确定。

作者:窗敲雨

参考文献

[1] https://science.sciencemag.org/content/364/6436/eaau8650

[2] https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/04/what-happens-human-body-space/586966/