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深海如何诞生传奇耐饿王

大洋深处的深海区域又黑又冷，食物极度匮乏。但有一种叫深海水虱的巨型甲壳类动物，偏偏能在这种环境里长到很大——这就暴露了一个尖锐的矛盾：体型越大，能量需求应该越多，可深海偏偏是地球上食物最紧缺的地方之一。它靠什么活下来？

近日，中国科学院海洋研究所等科研团队通过多组学分析和功能实验，终于揭开了这个超强耐饿能力背后的秘密。而这个秘密的钥匙，可能不止属于深海——它指向的代谢调控机制，或许会为人类理解肥胖、衰老和能量代谢疾病打开新的思路。

研究发现，深海水虱演化出了一套“开源节流”的双重生存策略。先看“开源”：它的胃被改造成了一个惊人的储能仓库，体积能占到身体的三分之二。里面驻扎的不是消化菌，而是一批专门帮它囤积脂肪的共生细菌。吃东西不着急，但存起油脂来毫不含糊，饿了就从库存里慢慢提取能量。

再看“节流”：它的基础代谢被压到了极低水平，比近海亲戚慢得多。逮住机会暴吃一顿，随后就进入深度省电模式。一顿饭扛好几年，不是夸张。

这套机制的关键落在一个名叫ND1的基因上。这个基因原本属于一种共生细菌，通过“水平基因转移”插入了深海水虱的基因组。ND1不仅拷贝了好几份，表达量还特别高，并且配备了一套精准的“调控开关”——组蛋白乙酰化修饰——专门控制它什么时候启动、什么时候休眠。

科学家做了一个关键的验证实验：把ND1基因转入斑马鱼体内。结果在模拟深海的低温环境下，这些斑马鱼的耐饿能力直接提升了37%。但在常温下，携带ND1的个体反而消耗更多能量。这意味着ND1像一个对环境温度敏感的代谢旋钮——冷了帮你节能，热了反而添负担。一句话：它不是无条件让人耐饿，而是有条件的代谢调节器。

这一研究为理解极端环境中生命如何平衡生长与生存提供了重要范本，未来有望在延长健康寿命、干预肥胖等代谢性疾病领域提供新思路。相关成果已发表在《细胞》杂志上。

中国科学院海洋研究所

科学家为庄稼装上“抗冷保险”？

冷害，是农业生产的“隐形杀手”。联合国粮农组织数据显示，短短几天的低温，就能让水稻、小麦、番茄等作物花粉败育、无法结实，全球主粮平均减产20%至60%。

中国科学院遗传与发育生物学研究所历时八年，在国际上首次发现作物生育期冷害感知小肽信号，找到植物抵御花期低温的“杀手锏”，为庄稼装上“抗冷保险”。

为什么作物开花时特别怕冷？团队研究发现，花粉发育高度依赖花药里一层叫“绒毡层”的细胞，只有它按时“退场”（程序性死亡）才能给花粉供足养分，建好外壁。低温一来，绒毡层“赖着不走”，营养断供、花粉畸形，最终导致作物“花而不实”。

如何让绒毡层在低温下也能准时离开？团队在真实农田环境里找到一个关键基因——RGF小肽基因。它平时几乎“静音”，不消耗作物能量，不影响正常产量。一旦遭遇低温，它便会立刻发出信号，被其受体捕获后，打开钙通道，触发钙信号，精准指挥绒毡层按时降解，保住花粉正常发育，实现“冷来应战，常温高产”。

在我国，突如其来的“倒春寒”、“寒露风”，常常让正在开花授粉的庄稼大幅减产，甚至颗粒无收。东北水稻遇夏季低温后空籽率飙升，南方晚稻遭寒露风影响减产显著，北方果树花期遇冷损失惨重。

于是，科研人员开展了大田与大棚试验。结果出乎我们意料：在低温大棚里，改良番茄坐果率从28.7%提升至51%；改良水稻在低温下结实率提升10%至25%，最高能挽回近两成冷害损失，且正常年份产量不受影响。这一机制有望推广到玉米、小麦等主粮作物，实现跨作物“通用抗冷”。

中国科学院遗传与发育生物学研究所

躺着不动也会偷偷流汗？

我们的皮肤表面几乎布满了汗腺，多达200万~400万个。以手掌和脚掌为例，每平方厘米的皮肤（大约像成人小指甲盖的大小），就有250个到550个的汗腺。

当我们在运动、高温环境或情绪激动时，皮肤的汗腺就会分泌汗水，然后通过蒸发、散热调节体温，避免身体过热。

这时候的汗，大家能明显感觉出来但其实，我们无时无刻不在出汗。这种主观上没有感觉出来的出汗，就是“不显性出汗”。

数据显示，以正常成年男性为例，体表面积大概是1.75平方米，研究发现，在环境温度分别为22℃、27℃和30℃的时候，休息状态下，每天不显性出汗的总量分别是381毫升、526毫升和695毫升。

也就是说，人啥都没做，每天皮肤都会悄悄地排掉差不多一瓶饮料的汗水。

网络

橡胶草增产研究获新进展！

天然橡胶是重要的工业原料，它的生产区域主要受地理气候条件限制。橡胶草是极具潜力的产胶替代植物，其根部合成的橡胶与橡胶树橡胶理化性质相近。然而野生橡胶草橡胶含量偏低，严重制约了其产业化应用进程。

近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所等揭示了蔗糖在橡胶合成与菊糖储存之间的竞争性分配机制。研究证实了抑制菊糖关键限速酶基因1-SST可显著打破这一平衡，将橡胶含量提升至近30%，为实现橡胶草高产育种提供了直接的代谢工程策略。

研究通过对120余份橡胶草及近缘普通蒲公英种质进行系统分析，选取了橡胶含量存在显著差异的6份核心种质来进行胶乳代谢组检测，结果发现大多数寡糖，包括菊糖合成中间体，都与橡胶含量呈显著负相关。

研究表明，在抑制1-SST后，温室种植3个月的橡胶草根部菊糖含量从野生型的40%降至3%以下，而橡胶含量则升高至12.9%-26.5%，最高达到野生型的4倍以上。

研究还发现，抑制1-SST会导致多种糖在根部显著积累，仅有蔗糖被转运到乳管细胞中，橡胶合成关键基因CPT、CPTL1和REF的表达被激活，从而促进天然橡胶快速积累。

研究揭示了橡胶草根部碳源分配调控天然橡胶产量的代谢网络，确立了1-SST作为调控橡胶产量的关键代谢开关，为发展适合我国温带地区种植的新型天然橡胶作物提供了理论依据和技术方向。

Metabolic reprogramming of sucrose flux boosts natural rubber in Taraxacum kok-saghyz. Journal of genetics and genomics.

起猛了在沙漠里看见动物游泳了

砂鱼蜥拥有铲状的吻部和流线型的体态，能将身体钻入沙中，像鱼一样穿梭自如。对于体长仅十几厘米的砂鱼蜥而言，广阔的沙漠就如同浩瀚的汪洋。

视频CCTV纪录

内容综合自中国科普博览微博、中国科学院海洋研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所、CCTV纪录

本文首发于中国科普博览（kepubolan）

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