两则新的研究揭示了一种广泛使用的杀虫剂会以多种方式伤害大黄蜂和蜜蜂。在最近几年中，蜜蜂种群有了迅速的衰减，其部分原因与一种叫做蜂群衰竭失调的现象有关。大黄蜂的种群也受到了伤害。研究人员提出了造成这些衰减的多种原因，其中包括杀虫剂，但人们不清楚杀虫剂究竟是如何造成其伤害的。《科学》杂志的这两项研究都对新烟碱类杀虫剂的作用进行了观察；该类杀虫剂是在上世纪90年代初被采用的，到现在已经成为全世界最广泛使用的农作物杀虫剂之一。

 

Penelope Whitehorn及其在英国的同事们让正在组建中的Bombus terrestris大黄蜂群接触一种低剂量的叫做吡虫啉的新烟碱类物质。研究人员接着将这些蜂群放置在一个封闭的实地现场，这些大黄蜂可在该实地现场中于自然条件下觅食6周。在该试验开始和结束的时候，研究人员对每个大黄蜂的蜂巢进行了称重——这些蜂巢中包括有大黄蜂、蜂蜡、蜂蜜、大黄蜂幼虫及花粉——以确定该蜂群成长了多少。与那些没有接触过吡虫啉的对照蜂群相比，那些接触过吡虫啉的蜂群重量增长较少，提示其摄入的食物较少。在该实验结束的时候，接触过吡虫啉的蜂群比对照组蜂群平均要小8%~12%。接触过吡虫啉的蜂群所产生的蜂后也要减少约85%。

 

在另一则报告中，Mickal Henry及其同事们给自由活动的蜜蜂身上装上了极小的射频识别或称“RFID”微芯片，它们被黏附于每只蜜蜂的胸部。这些装置可让研究人员在蜜蜂回到和离开其蜂巢时对其进行跟踪。研究人员接着给某些蜜蜂一个亚致死剂量的杀虫剂噻虫嗪。与对照组蜜蜂相比，这些接触了杀虫剂的蜜蜂在离开其蜂巢时死亡的可能性会增加大约2到3倍，这可能是因为杀虫剂干扰了蜜蜂的归巢导航系统。研究人员接着用来自跟踪实验的数据研发了一个模拟蜜蜂种群动态的数学模型。当将因归巢失败所引起的死亡结合到该模拟中时，该模型预计，接触了这一杀虫剂的蜂群数将会下降到某一难以恢复的地步。

 

大脑可能看上去像是一团乱七八糟的粉红色糊状物。如今，一项新的研究应用扩散磁共振成像技术来“清理”大脑并显示，脑内的通路实际上是一个由三维片层组成的高度有序的网格结构。这一网格结构代表了一个自然的坐标系统，一种像看地图那样来“阅读”大脑的方法。这些发现为人们提供了一种分析大脑的新的框架；例如，科学家们也许能够用这一坐标系统来精准地查明患病和健康大脑之间的差异。大脑是由2种组织组成的，即由具有特定功能的神经细胞组成的灰质以及由长长的相互连接的纤维或缆线组成的白质组成的。这些缆线的形状和轨迹——即它们在其行程中在何处及如何交叉和相遇——长期以来一直被认为是复杂且难以掌握的。如今，Van Wedeen及其同事们展示，这些缆线的形状是有组织的、具有几何形状的，且惊人的简单。基本来说，脑子的所有通路会形成一个单一三维编织网格的组件，就像是高度弯曲的一块布。神经科学家们所认为是孤立的通路实际上是由该相同的连续编织布结构组成的三维形状。研究人员在对不同动物——包括猴子进行扩散MRI的分析中发现了类似但较不复杂的网格基序；该团队推测，在进化的过程中可能修改了该网格结构。一则相关的《观点栏目》文章对这些结果（连同一则由Chen等人所作的不同的脑遗传学研究）的可能性进行了探讨以帮助科学家们揭示脑结构复杂性后面的统一原则。

 

早在2009年，人们发现雷帕霉素可延长雌性小鼠的寿命约15%及雄性小鼠的寿命10%。但是，该药也在啮齿类动物中引起了许多代谢问题，如葡萄糖耐受不良及胰岛素抵抗。现在，研究人员终于厘清了该药的有益的作用——即会延长某些生物的寿命——和该药负面的代谢效应。Dudley Lamming及其同事们用转基因小鼠做实验发现，雷帕霉素不但抑制了一种叫做mTORC1的蛋白激酶以产生其延长生命的效应，而且它还破坏了一个叫做mTORC2的相关的复合物。研究人员提示，这一对MTORC2的抑制产生了在先前研究中所观察到的糖尿病样的症状，而MTORC1则独立地与寿命的增加有关。一篇由Katherine Hughes和Brian Kennedy撰写的《观点栏目》文章更为详细地解释了这些发现并提出，只需适量的mTORC1抑制——或者也许是mTORC1与mTORC2活性之间的一种微妙的平衡——来开启雷帕霉素延长寿命的效应。

 

（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）

 

《中国科学报》 (2012-04-09 A2 国际)