投身海洋保护

澳大利亚和英国的研究人员发现了一种不涉及潜在有害激素治疗的阻止男性生育能力的方法英国。

长期以来，科学家们一直在寻找一种与女性口服避孕药相当的男性避孕药。但是，到目前为止，每一次尝试都失败了，主要原因是有严重副作用的风险，或者担心对生育的长期影响。

这个问题比制造女性避孕药更难解决，因为女性的卵巢在出生时就包含了她一生所需的所有卵子，而精子是在一生中不断产生的。

因此，干扰它们的生产可能会给未来的后代带来遗传或其他风险。相反，本周发表的一项研究提出了另一种方法:以精子从睾丸中排出的过程为目标。

写在PNAS美国莫纳什大学的科学家卡尔·怀特和他的同事们在实验小鼠中关闭了两个编码化学受体P2X1和α 1a肾上腺素受体的基因。

这些表达在输精管的平滑肌细胞上，输精管是连接睾丸和尿道的肌肉管，精子可以离开身体。由性行为引发的神经冲动波通过P2X1-和α 1a肾上腺素受体传递到这些肌肉。

这刺激肌肉产生蠕动反应，推动精子前进。但是这些基因失活的雄性老鼠，尽管多次成功交配，却无法生育后代。

然而，他们的精子保持健康和活力，研究小组能够用它来做相当于小鼠体外受精的事情，在体外使卵子受精，产生健康的幼崽。

莫纳什大学的研究小组表示，虽然没有人会提倡为了避孕而让人类基因失活，但应该有可能使用药物来模拟在老鼠身上看到的效果。

令人鼓舞的是，已经有药物可以阻断α - 1肾上腺素受体，尽管目前还没有药物可以阻断P2X1受体，研究人员认为这可能需要长达十年的时间。

目前方法的另一个问题是，这些化学受体并不只在睾丸中活跃，而是在整个身体中发挥作用，帮助控制血压和心率等。

因此，针对该系统的治疗可能会产生一系列意想不到的全身副作用。也就是说，实验动物几乎没有显示出任何后果，这表明男性避孕药可能在十年之内就会出现……

许多药物都是通过注射给药的，但注射器非常昂贵，即使在最好的时候，针头也不舒服。贝尔法斯特女王大学药学院的Ryan Donnelly提出了一种使用皮肤贴片递送注射药物的替代方法。他采访了克里斯·史密斯。

瑞安:在这些斑块的表面，我们有一排叫做微针的小针。它们的高度不到一毫米。当我们把它们压入皮肤时，它们不会引起任何疼痛或出血，但它们会在我们皮肤中的液体中膨胀。这使得我们可以将药物从附带的含有药物的贴片中释放出来，然后药物可以被吸收或在皮肤中产生局部效果。

克里斯:这些补丁有多大?

Ryan:我们可以把它们做成1平方厘米到一张邮票大小，最多25平方厘米，这取决于我们想要运送的药品和我们想要运送的数量。

克里斯:你能在补丁上放些什么东西?他们会服用任何药物或接种疫苗吗?

Ryan:总的来说，他们会的。一旦我们修改了它们的特性使之适合我们想要的药物。显然，目前有很多人对在发展中国家切实提高疫苗接种的安全性感兴趣。世界上每年约有200万卫生保健工作者因针刺受伤。通常情况下，针头没有得到妥善处理，这可能会给人们带来问题，仅仅是接触到它们，以及其他人可能携带的任何疾病。所以，我们现在有了一种自我禁用的东西，当它被压在皮肤上时，它会膨胀，变得柔软。这样当我们把它从人的皮肤里取出来的时候，它就不会再粘到别人身上了。

Chris:它是否也能反过来起作用呢?因为，你提到人们被针刺伤——针被使用的原因之一是用来抽血。你的贴片和给人注射药物一样能从人体内提取液体进行分析吗?

瑞恩:是的。我们所知道的是，我们皮肤液体中的药物浓度与我们血液中的浓度是不平衡的。因为我们的微针通过在液体中膨胀来工作，我们也提取了液体中的任何东西。所以，这可能是一种不需要从人身上采血就能进行监测的方法，这对早产儿尤其有用，例如，早产儿通常需要大量的药物，需要大量的监测，但他们的血液量有限，身体非常脆弱。

克里斯:那么，你最好告诉我们，如果可以的话，这些东西是用什么做的，同时又不影响你的专利?

瑞恩:当然。我们用高分子塑料材料制作了这些微针。实际上，它和牙膏中的粘合剂是一样的，可以让牙齿上的活性成分保持更长时间，假牙粘合剂也是如此。

克里斯:你到底是怎么做针的?告诉我们它们的结构。

瑞恩:是的。所以，我们要做的就是用激光制造一个小模具。所以，激光在一块硅上钻孔然后我们用这种假牙粘接剂材料制成凝胶。我们用真空或离心机把它浇铸到模具里，然后让水干掉。然后形成微针，微针在干燥状态下是硬的，但很快就会吸收液体形成果冻状物质，非常类似于软性隐形眼镜。

克里斯-如果我想给他们注射疫苗之类的，你会怎么做?

瑞安:我们要做的就是简单地使用一个传统的、灵活的贴片，比如透皮尼古丁贴片，我们把疫苗或药物放进去，然后简单地把它贴在微针的上表面。这样，当它们膨胀时，它们就为药物打开了一条通道，让药物向下进入皮肤，在那里，药物要么被皮肤的循环吸收，要么靶向皮肤中的免疫呈递细胞，因此，对疫苗接种有一个强有力的免疫反应。

克里斯-这有用吗?你们有测试证明可以让人免疫吗?

Ryan:我们已经在一系列不同的临床前研究中对它进行了评估，包括合适的动物模型，我们还在人体上做了安全性研究。所有这些研究都表明，这将是一项有很多好处的技术。关键的一点当然是能够从实验室规模发展到工业规模。我很高兴地告诉大家，生物技术和生物科学研究委员会最近给我们拨款75万英镑用于扩大微型针头的生产规模。

比利时的科学家们发现，诵读困难是大脑中解码语言的不同部分之间的连接问题显示。

阅读障碍并不是一种新的疾病。事实上，1896年，普林格尔·摩根(Pringle Morgan)在英国记录了第一例病例，他在《英国医学杂志这是一个“先天性文字盲症”。现在医生和科学家估计，高达十分之一的人可能会受到影响。

这种情况最明显的表现是阅读困难，但失读症患者在理解口头表达的信息方面也有问题。因此，神经科学家认为，当我们阅读某样东西时，我们首先会在脑海中将书面文字转换成相应的口语，然后再进行解码，就好像我们所读的东西是别人对我们说的一样。

目前尚不清楚，诵读困难症的问题在于大脑无法形成对声音的准确神经表征，还是在于对这些声音的解释。

为了找到答案，鲁汶大学的研究员巴特·博茨和他的同事们在科学当23名失读症患者和22名非失读症患者听4个不同的人说的一系列无意义的单词时，他们的大脑产生了神经特征，利用功能性磁共振成像(fMRI)扫描技术进行了比较。

一系列不同的大脑区域对刺激做出反应，表明它们参与解码声音，但在正常和阅读障碍参与者的大脑区域之间，这些神经特征的完整性没有差异。

“这告诉我们，没有证据表明诵读困难的人对所呈现的声音的神经表征较差，”研究合著者汉斯·欧普·德·贝克说。

如果大脑在不同的大脑区域准确地绘制出呈现的声音，那么阅读障碍的问题会不会是这些不同的大脑区域之间通过神经连接交换信息的能力在某种程度上受到了损害?

为了找到答案，研究小组重新分析了他们的数据，观察了不同大脑区域之间的连通性。这可以通过观察当刺激出现时，一个大脑区域的活动反映另一个大脑区域活动的紧密程度来实现。

这揭示了大脑线路织布机中被称为弓状束的部分存在显著缺陷，弓状束负责连接大脑中涉及语音和语言功能的一系列区域。

Op de Beeck说:“阅读障碍患者的左弓状神经束白质完整性明显降低。”“这一结果提供了神经解剖学证据，证实了功能连接的缺陷。”

有趣的是，研究小组发现，他们的连通性测量可以解释受试者阅读和拼写能力差异的三分之一以上，他们预测阅读障碍的准确率为73%。

研究小组说，大脑连接的减少“阻碍了有效地获取原本完好无损的语音表征，阻碍了一个人流利地操纵它们的能力。”

海伦-因此，世界各地的海洋面临着许多威胁，从污染和气候变化到过度捕捞和沿海开发。如果我们想要找到成功保护海洋栖息地和物种的方法，我们需要了解这些威胁是如何对海洋栖息地和物种产生特殊影响的。

克里斯-海伦，很明显珊瑚在其中起了很大的作用，但珊瑚到底是什么呢?我从来没有真正理解过这些。

海伦:珊瑚和珊瑚礁，是的。很多人看到一块珊瑚，可能会认为它是一块死岩石。但事实上，它是活生生的动物。这是一种微小的动物。你可能在不列颠群岛周围海滩的岩石池里看到过海葵的亲戚，但是非常非常小，它们分泌碳酸钙，本质上是白垩的骨架，它们建造珊瑚礁。所以，珊瑚礁是由这些动物群落建造的，它们非常重要，因为珊瑚礁是生物多样性的热点。但不幸的是，我们所拥有的最濒危的海洋生态系统之一是加勒比海的珊瑚礁，在那里，建造珊瑚礁的主要珊瑚物种中的一种或两种已经大量死亡。珊瑚死亡的主要原因之一是珊瑚疾病的传播。不久前，我去了巴哈马群岛的阿巴科岛，和北卡罗来纳大学的约翰·布鲁诺教授一起潜水，这是一项非常棒的工作。

克里斯:你曾经得到过所有最好的工作吗?我不知道你是怎么做到的。

海伦:你知道，这就是海洋生物学。你本可以做到的。总之，我去那里主要是为了了解更多关于加勒比海珊瑚礁如何以及为什么会遇到这么大的麻烦。

约翰:所以，自20世纪80年代以来，加勒比海的珊瑚礁发生了巨大的变化。我在南佛罗里达长大，在70年代和80年代初，你可以在珊瑚礁上浮潜，它就像一片金色的珊瑚麦田，这是珊瑚建立起来的令人难以置信的复杂群落。它是鱼类和各种无脊椎动物的栖息地。这是一个真正的生物多样性生态系统。这发生了巨大的变化，即使你不是科学家也能意识到这一点。所以珊瑚都消失了。现在还剩下一些，但它们的数量远不如二三十年前那么多。这有很多原因。海洋正在变暖，导致珊瑚死亡的“珊瑚白化”现象。沉积物污染，在某些情况下，可能是营养物污染。 But here in the Caribbean, the really big driver of coral loss is coral diseases. One disease in particular, White-band disease, wiped out what were then the dominant species, the staghorn coral and the elkhorn coral. Their populations have plummeted by 99%. So just envision kind of like a Carolina or Southeastern US pine forest where the whole forest is made up by a couple of dominant species and then within 12 months, boom, those species are just gone. It just completely transforms the landscape. There's certainly other things going on, but when you lose those key stone species, those what we call "foundation species" that built up the whole system, it's fairly easy in this case to point to one primary cause.

海伦:如果我们在寻找患病的珊瑚，我们在寻找什么?关键的迹象是什么?

约翰:一些珊瑚上的黄色斑点是珊瑚感染的迹象，珊瑚冠上的死亡部分，珊瑚要么是白色的，因为组织已经死亡，要么它们已经失去了共生关系
黄藻。一些珊瑚疾病是这些非常清晰的黑色条纹。通常，珊瑚上有感染的迹象，要么是白色的，要么是黑色的。所以，感染的迹象并不微妙。很明显，有些东西是不同的，加勒比地区只有六种常见疾病。所以，实际上很容易识别它们。

海伦:好的。我想我们是时候进去看看能找到什么了。

约翰:所以，毫无疑问，疾病是加勒比地区珊瑚损失的主要原因之一，这仍然是一个很大的谜团。我们不知道导致这种疾病的许多病原体是什么。所以，我们不知道这种细菌是什么，在很多情况下，感染源是什么。即使我们这样做了，我们也不一定知道为什么它变得如此普遍。因此，很难确定是否有新的病原体，或者宿主是否压力过大。所以，你知道，当我们感到压力时，我们更容易患感冒和各种疾病，或者如果环境发生变化，要么使宿主更容易受到感染，要么环境条件中的一种可能使病原体更强，我们称之为“毒性”。因此，它更有能力攻击宿主并给宿主造成问题。我的实验室过去主要关注营养污染，现在我们更关注温度，温度升高如何导致珊瑚疾病的爆发。我还和一位珊瑚免疫学家合作，试图了解珊瑚是如何对抗疾病的。珊瑚的免疫系统非常简单。 Essentially, how they fight off disease and so, some corals were able to fight it off and others aren't. Just like with people. Some people are just naturally resistant to colds and others are really susceptible to them. It's really still a big mystery why we're seeing these increases in diseases. We really have no idea how to manage them. So, we're kind of at the mercy of this ongoing phenomena right now.

海伦:我们刚刚结束潜水。我们正在干燥，我们所看到的是，对我来说，这只是一个景观，显示了它曾经的样子。你可以看到这些巨大的结构，很明显曾经是珊瑚。有些巨石现在已经死了，但上面可能长着几片珊瑚。巨大的尖顶和塔楼我想一定是这些鹿角珊瑚和麋鹿珊瑚。可能是麋鹿，特别是在那个地方。

约翰-是啊，太不可思议了。我是说，这里有各种各样的洞穴和隧道。有很多结构。我感觉我在飞越一座人类被灭绝的城市。难道不是那种感觉吗?

海伦:是的。

约翰-太不可思议了。

海伦:有一些鱼，但我想没有我们期望的那么多。根本没有珊瑚可言。

约翰-是啊，珊瑚很少，但骨架都在那里。所以，他们在过去的三、四千年里建造的结构仍然完好无损。它不会永远存在。所以，你可以确切地看到几十年前的样子。

海伦:我们看到了一个疾病的例子。我想那片蒙塔斯特里亚珊瑚上有一块白色的斑块。

约翰-对，没错。因此，它被称为“白色鼠疫”。有一种蒙塔斯特里亚珊瑚有六七个不同的裂片它们都感染了白色鼠疫它们在珊瑚冠上搔痒啃噬组织。

海伦:但总的来说，这是一片阴森的风景。珊瑚有可能回来吗?

约翰:当然。我的意思是，加勒比海没有珊瑚灭绝。我的意思是，我们正面临珊瑚灭绝的威胁，甚至可能在我的有生之年，但所有的物种都还在这里。所以，如果我们设法扭转局面，我真的认为我们可以回到原点。这可能需要一个世纪左右的时间。是的，我们可以看到几乎完全康复。

海伦:由于加勒比海珊瑚在野外的生存状况非常糟糕，我参观了位于佛罗里达州皮尔斯堡的史密森尼海洋生态系统展览馆，比尔·霍夫曼带我到水族馆的幕后，看看他是如何种植一些最濒危的珊瑚物种的。

比尔:这是鹿角珊瑚，非常独特的气味是它们用来保护自己的萜类化合物，这可能使它们对大多数东西都不好吃。

海伦:这是我第一次闻到珊瑚的味道。这是难以置信的。所以，它们有味道。神奇的!

比尔:这是一块麋鹿角珊瑚碎片。我们已经开始把它们提供给研究人员，否则很难把受到威胁的珊瑚带回实验室，通常是杀死它们，或者看看是什么杀死了它们。但我认为我们非常幸运，能够帮助研究，并向公众展示这些受威胁的物种。这是自然界中大多数麋鹿珊瑚和鹿角珊瑚繁殖的方式。事实上，众所周知，在珊瑚礁周围20米左右的区域内，它们很可能是克隆的。它们是这样产生的。一根树枝断了。事实上，这些树枝的底部甚至更薄，也许是为了让它们更容易折断。如果它们降落在正确的地方，它们就会躺在底部。你可以看到，这棵树在它原来躺着的地方快要死了，但你也可以看到树枝在生长。 If it wasn't being picked up on a regular basis, it would start to attach on the bottom side. You can see that we use epoxy. Sometimes we even use super glue to attach them to the rocks.

海伦:我们来到水族馆是想看看有什么对公众开放的，我刚从巴哈马群岛回来，在那里我在野生珊瑚礁上潜水，这是一个完全不同的场景。

比尔:我不能说巴哈马群岛，但在佛罗里达，我遗憾地告诉人们，你在这个水族馆里看到的珊瑚比你在整个潜水中看到的还要多，或者至少可以肯定的是，珊瑚的多样性比你在潜水中看到的要多。那真是一种悲哀的状态。我认为，如果人们对海洋生态系统的多样性和复杂性以及它们的重要性有更好的认识。

杰克-嗯，我们感兴趣的是保护区是如何影响整个珊瑚礁生态系统的。很明显，如果你出去吃鱼，你用矛射鱼，那么如果你停止用矛射鱼，这些种群就会平安无事。这是显而易见的，这是一个重要的保护影响。但我们感兴趣的是，当这些顶级掠食性鱼类突然被带走时，珊瑚礁的其余部分会发生什么。因此，为了做到这一点，我们来到了这个地方，斐济的Nagigi，他们在那里建立了一个保护区。在他们设置之前，我们正在观察发生了什么，所以我们有非常非常可靠的基线信息。然后我们将在接下来的3到5年，也许7年里追踪保护区的影响，看看保护区是如何成熟的，从微生物到鲨鱼，整个珊瑚礁生态系统的影响是什么。

克里斯:那个海洋保护区的自然结构是怎样的?

乔什:这是我一开始去斐济的原因之一，因为斐济人拥有自己的珊瑚礁。所以，就像你拥有后院的土地，如果有人想在那里搭帐篷，他们必须征得你的同意。如果有人想在斐济的珊瑚礁上做些什么，他们必须征得拥有该珊瑚礁的人的许可。因此，斐济人有一个叫做tambu的习俗，这是一段让珊瑚礁休息的时间，他们让它休息3到5年，在这段时间里，他们不会在珊瑚礁上捕鱼。我们感兴趣的是看看我们是否可以把传统的珊瑚礁管理形式想象成一种保护形式。所以，与其让它们不捕大鱼，或者在一天中的特定时间不捕鱼，不如让它们完全放生3到5年，这样整个珊瑚礁在这段时间内就会得到恢复。

克里斯:我们的目标是建立一个全面的大保护区吗?还是考虑到斐济的结构是由许多小岛组成的，我们会建立许多小的海洋区域，并希望其中一个可以交叉授粉到其他邻近地区?

乔什:出于几个原因，肯定是后者。首先，因为斐济人拥有自己的珊瑚礁，这意味着每个村庄只有一个特定的区域可以捕鱼。如果整个地区都被划为保护区，那么突然之间，这些村民将得不到食物，我们不想让任何一个村庄承受过多的保护负担。因此，我们将其视为一个小型保护区系统，尤其是在靠近村庄的地区，这一点非常重要。斐济有一些地方人迹罕至，我们可能会在这些地方勘探更大的储量。但是，如果没有当地人民的支持，保护区是不会有效的。如果建立储备意味着它们不能吃到晚餐，那么储备时间就会太长。

Chris -那么你的希望是，如果你有一个保护区，人们不能捕鱼，也不能破坏，那么这将有助于播种或支持正在被开发的邻近地区，以保持多样性和保持邻近地区的完整性?

乔什:当然。在保护区内的鱼会长得更大。大鱼产生的卵子和精子呈指数级增长。如果你给这些鱼提供机会让它们长得更大，它们就会生出很多很多的幼鱼。这些幼鱼将会散去，我们实验室研究的主要问题之一是通过观察种群遗传学，或者一个保护区的鱼和另一个保护区的鱼的亲缘关系来追踪这些不同受保护的鱼的亲缘关系有多密切。然后我们可以找出最好的方法来分隔这些储备，使其形成一个有凝聚力的单位，并像你所说的那样相互播种。

克里斯:我们知道这种结构或网络的解剖结构是什么吗?为了确保鱼类从一个地方转移到另一个地方，以保持生物多样性?

乔什-我们正在努力。这绝对是我们实验室的主要研究兴趣。根据我所做的一些初步研究，上游地区出口的幼虫肯定比下游地区多。所以，这很简单。如果你看一下这个地区的海洋学，你会发现在河流的上游地区建立保护区是有道理的，这样保护区里的幼崽就能扩散到全国其他地方。

克里斯-我们是否知道所有的鱼都能沿着这些-我想说的是这些小的孤立的或被包围的区域之间的走廊，这些区域是保留区，或者这是一个大问题，因为如果一些鱼能做到，而另一些鱼不能做到，那么我们仍然有一个问题?

杰克-是的，我们看到其中有很多变化。所以，在我们的一些初步结果中，即使是看起来很相似的鱼也显示出了非常不同的模式。这意味着我们必须使用科学家所说的预防原则，也就是说，我们要做最安全的事。如果有几条鱼的扩散范围很有限，或者真的无法到达很远的地方，那么我们需要确保我们建立保护区，可以整合这些信息，这样我们就不会忽视它们，我们就不会给它们提供一个机会，让这些种群得到保护。