有哪些生物学上的事实，没有一定生物学知识的人不会相信？

Rose

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原文地址：https://www.zhihu.com/question/274300927

同花顺

刚想起一个来，就是水獭亚科（Lutrinae）动物对于工具的执着。


坊间曾经有传闻，那就是水獭（和/或海獭）会使用工具，为此还在腋下专门进化出了用来收藏工具的小口袋。
我以前是对此将信将疑的。虽然海獭使用捡来的石板敲开贝壳的镜头以前看到过，但是对于“腋下口袋”的叙述今天还是第一次接触到直观的证据。
（视频如下。）
https://www.facebook.com/GeorgiaAquarium/videos/2483515251883946/这里是视频中口袋的镜头：




（接过来一个垒球，塞到左胳膊腋下。）


（可以看出口袋还是蛮大的。伸手还想再要一个。）


（饲养员做了一个“给我”的手势，马上不开心了，但还是乖乖把球球掏出来。）


（好低落。）


（还给你吧。）T T
对于水獭亚科下边另一支在淡水中居住的水獭们来说，它们是否使用石头作为工具还是存疑，因为淡水水獭不像海獭们一样吃那么多的贝类。但是无疑水獭喜欢圆滚滚的小石头，并且拿来作为玩具是很普遍的，相关视频和照片也很多。




（拿来玩和给自己做脸部按摩。）




（海獭：我们喜欢的则是大块石头拿来做工具啦。）


(在找不到可以放在肚皮上敲敲敲的石头的时候也会用到岸边的礁石。)

所以，海獭的口袋是真的，水獭的口袋也可能为真。海獭使用工具为真，水獭喜欢玩卵石为真，工具暂时存疑。
附上一些萌萌的图片吧。


（你拍一我拍一。）


（午饭吃个简餐吧，一只螃蟹）


（早餐要吃好，来半打海胆刺身。）


（月底没钱，晚餐随便来只蛤蜊好了。）


（饱了，剔剔牙。）



（和你讲，上回我捉到一只螃蟹，有辣。。。。。么大。）
哈哈哈哈，也许记错了。XD



我说的都是真的嗯嗯

继续前进

说起来你们可能不信，下面这个通过出芽生殖，能合成甾醇，有胞吞现象，有双层核膜和核孔复合物的小别致，是正儿八经、根正苗红的真细菌


慢，先别急着撕必修一和《微生物学》，故事要从36年前讲起
1984年，骨骼清奇的Gemmata obscuriglobus隐球出芽菌在土澳东北部的一个淡水水坝中被发现。革兰氏染色反应显示这是一种典型的革兰阴性菌，但科学家们眉头一皱，发现事情并不简单——它们的细胞壁。。。根本不含肽聚糖！

(经知友 @杨逸群 提醒，微量肽聚糖在2015年被重新发现于出芽菌细胞壁中)

结构决定功能，这么不明觉厉的结构，要是没什么特殊的功能都说不过去是不是
翟院士的《细胞生物学》告诉我们，胞吞途径只存在于真核细胞中，但鲁迅说得好，生物学唯一正确的定律就是所有定律都有例外


下面这些原谅色的小泡泡，就是激光共聚焦显微镜下的出芽菌们，荧光来源是大名鼎鼎(？)的绿色荧光蛋白GFP



爱是一道光

这是出芽菌与GFP蛋白共同温育后的结果，但这能说明什么呢？
细菌只能通过膜孔摄入短肽和氨基酸，而荧光蛋白的发光离不开正确折叠的构象，这就意味着荧光蛋白一定是经过某种不可描述(划掉)不涉及构象改变的途径进入胞内的。那么有没有可能是GFP先在胞外去折叠，进入胞内后又折叠回了正确构象呢？
科研工作者们给GFP偶联上了一个三级结构稳定的交联蛋白，最后发现GFP依然被完整地摄入到了胞内，而三级结构完整的蛋白因为体积庞大，是绝对无法通过膜孔进入其中的。到这里，答案已经呼之欲出了——出芽菌是通过胞吞途径摄入蛋白质大分子的



免疫胶体金颗粒标记的内吞过程及其模型

上图显示这是一个受体介导的胞吞途径，相应的证据是不同蛋白间存在竞争性吸收，而蛋白质与外源DNA的吸收则不存在竞争现象，因此这应该是一个单一受体介导的胞吞反应



荧光强度-时间图像

图上的三条曲线从上到下依次代表了单独使用GFP，同时加入GFP，叠氮化钠和ATP，以及只加入GFP和叠氮化钠的荧光强度，进一步揭示了出芽菌的胞吞是一个耗能的过程
到这里，我们大致能得出一个胞吞发生的模型了——蛋白质配体与质膜上的受体分子结合后，募集网格蛋白样膜复合物(MC)分子，该分子首先诱导质膜下陷形成囊泡，随后囊泡进入溶酶体样区室被降解，一切看起来都那么顺理成章
等等，原核细胞哪来的溶酶体？


该说不说，它们不仅有溶酶体类似物，连细胞核类似物都演化出来了




大家品品上面这张86年的电镜照片。a图清晰地显示了出芽菌的双层核膜结构和深色的核仁，b图箭头所指的是紧贴核内膜的核糖体。冷冻蚀刻技术更直观地显示了胞内巨大的核体



冷冻蚀刻电镜照片

当然了，出芽菌的内膜系统是断不会和真核生物如出一辙的。随着研究的深入，出芽菌的亚细胞区室也逐渐为人们所知



灰球是核糖体，黑线是染色质，五颜六色的都是出芽菌的内膜系统

但这样的结构引出了一个问题——转录发生在核区中，因此必然存在某种介导物质跨核膜转运的机制，这也是这种细菌最匪夷所思的地方——它们的核膜上竟然有结构几乎与真核细胞核孔复合物完全相同的结构



出芽菌核孔复合物类似结构模型

通过冷冻蚀刻、负染色等技术，我们得知出芽菌的“核孔复合物”和真核生物一样，也由环、幅、栓等组成辐射状八重对称结构，但结构相似并不意味着起源相同。事实上，蛋白质测序结果显示两者几乎没有序列同源性，这意味着真核生物与出芽菌的相似结构很可能是趋同演化的结果，而非由共同祖先或水平基因转移而来



冷冻蚀刻下的核孔结构

但另一项关于其与真核生物相似特征——甾醇合成的研究却揭示了二者部分基因的高度同源性。隐球出芽菌利用角鲨烯单加氧酶(SQMO)和氧化角鲨烯环化酶(OSC)合成羊毛甾醇及其异构体Parkeol，而甾醇是出芽菌和真核细胞分裂增殖不可或缺的物质



酸水解固醇的色谱图

于是科研工作者们利用这两种酶分别构建了两棵系统发生树，而两棵树均与基于16S rRNA建立的基因树呈现相同的拓扑结构——不同物种的酶都享有最近共同祖先，且两基因的辐射方式相同


根据最大简约法，合成甾醇的能力应该是早期真核生物与出芽菌通过水平基因转移共享的——毕竟调控脂膜流动性这么重要的功能，在细菌中几乎丢失殆尽也太说不过去了



甾醇合成不足时出芽菌群魔乱舞的膜表型

与甾醇合成密切相关的，是出芽菌另一种与其他细菌格格不入的特性——出芽生殖



处于不同出芽阶段的透射电子显微照片

出芽的流程可以简化成母细胞biu地挤出一个小芽，染色质在芽体生长过程中被biu地挤进去，等到芽体膨胀到和母细胞一样大的时候两个细胞再biu地一下弹开。po一张激光共聚焦显微镜下的细胞活动


蓝色是DAPI标记的核酸，绿色是DiOC6标记的细菌内膜系统，可以看到芽体约在F期形成，而染色质在G期进入芽内
说了这么多，最后还是要回到开头那句话——生物学唯一正确的定律就是所有定律都有例外。在这个光怪陆离的负熵世界，海蛞蝓吞噬着阳光，水母经历着返老还童的轮回；海星脱胎于死去的童年，蝴蝶的胚胎迈着碎步走向远方。如果生命本身的出现“就像是龙卷风卷起一堆金属垃圾，落回地面变成了一架波音747客机”，那么在它面前也就遑论什么不可能了
<hr/>参考文献
Ann Pearson, Meytal Budin, Jochen J Brocks (2003) Phylogenetic and biochemical evidence for sterol synthesis in the bacterium Gemmata obscuriglobus Proceedings of the National Academy of Sciences 100 (26), 15352-15357

Thierry GA Lonhienne, Evgeny Sagulenko, Richard I Webb, Kuo-Chang Lee, Josef Franke, Damien P Devos, Amanda Nouwens, Bernard J Carroll, John A Fuerst (2010) Endocytosis-like protein uptake in the bacterium Gemmata obscuriglobus Proceedings of the National Academy of Sciences 107 (29), 12883-12888

PD Franzmann, VBD Skerman (1984) Gemmata obscuriglobus, a new genus and species of the budding bacteria Antonie Van Leeuwenhoek 50 (3), 261-268

Arnon Lieber, Andrew Leis, Ariel Kushmaro, Abraham Minsky, Ohad Medalia (2009) Chromatin organization and radio resistance in the bacterium Gemmata obscuriglobus Journal of bacteriology 191 (5), 1439-1445

Kuo-Chang Lee, Rick I Webb, John A Fuerst (2009) The cell cycle of the planctomycete Gemmata obscuriglobus with respect to cell compartmentalization BMC cell biology 10 (1), 4

John A Fuerst, Richard I Webb (1991) Membrane-bounded nucleoid in the eubacterium Gemmatata obscuriglobus Proceedings of the National Academy of Sciences 88 (18), 8184-8188

Erko Stackebrandt, Uta Wehmeyer, Werner Liesack (1986) 16S ribosomal RNA- and cell wall analysis of Gemmata obscuriglobus, a new member of the order Planctomycetales FEMS microbiology letters 37 (3), 289-292

John A Fuerst, Evgeny Sagulenko (2010) Protein uptake by bacteria: An endocytosis-like process in the planctomycete Gemmata obscuriglobus Communicative & integrative biology 3 (6), 572-575

MR Lindsay, RI Webb, HM Hosmer, JA Fuerst (1995) Effects of fixative and buffer on morphology and ultrastructure of a freshwater planctomycete, Gemmata obscuriglobus Journal of microbiological methods 21 (1), 45-54

Evgeny Sagulenko, Garry P Morgan, Richard I Webb, Benjamin Yee, Kuo-Chang Lee, John A Fuerst (2014) Structural studies of planctomycete Gemmata obscuriglobus support cell compartmentalisation in a bacterium PLoS One 9 (3), e91344

Elena Rivas-Marin, Sean Stettner, Ekaterina Y Gottshall, Carlos Santana-Molina, Mitch Helling, Franco Basile, Naomi L Ward, Damien P Devos (2019) Essentiality of sterol synthesis genes in the planctomycete bacterium Gemmata obscuriglobus Nature communications 10 (1), 2916

Evgeny Sagulenko, Amanda Nouwens (2017) Nuclear Pore-Like Structures in a Compartmentalized Bacterium PLoS One 12 (2), e0169432

大力水手

<hr/>
全世界的狗都是没有生殖隔离的。
意味着：（图片来自网络，见水印）










之前写过一篇关于拟态的回答：
生物学中有哪些好玩的知识？
评论里很多人表示不相信这么精巧的形态是出于自然选择，从而相信一定是有某个类似于上帝的角色设计出来的。
借此再次带诸君领略下自然选择的神奇。
慢一点，我们从狗的驯养开始：
现在世界上有几百来种狗，相较于猫，狗的体型大小、外貌真可谓是千差万别了（图可以放大）



点击可放大

但是虽然外貌差别大，犬只之间，从手掌大小的迷你茶杯犬到体长一米多的高加索犬，都可以交配并产生具有生殖能力的后代（体型差距过大的不能自然交配）。非但狗之间可以交配，狼和任意一种狗，都可以杂交并产生可育后代。
实际上，所有宠物狗都属于家犬（Canis lupus familiaris）这个生物亚种，而家犬（Canis lupus familiaris）隶属于灰狼（Canis lupus），只是该种下有46个亚种中的一个罢了。
有些人大概会觉得难以置信，现在我们来看看在大概短短的1.5万年左右的时间里，到底发生了什么事情。
对现代犬的基因研究发现，犬的基因来自于野生的灰狼，对于具体的起源，有不同的说法，一说犬是在亚洲被驯养，然后辗转到其他地方：


另一种说法是犬在亚洲和欧洲独立被驯养之后才杂交：


根据对几千只犬的基因研究发现，比较令人信服的说法是现存所有的犬都是在亚洲首先被驯养然后辗转到欧洲等地。


不管具体情况如何，总的来说，狗狗们都是从外貌非常接近的几种灰狼演变成现在的多姿多彩。
事情是这样的：
1.4万年前，几只无惧篝火的胆大灰狼开始在人类聚集的营地周围游荡，吃人类剩下的骨头等餐余废物。人类也挺乐于有这些动物相伴，毕竟可以吓走别的一些野生动物。慢慢的，较多的愿意接触人类社会的灰狼开始在人类社群旁聚集，人类也开始有选择地留下那些性格比较温顺的灰狼帮助他们互相繁衍后代，经过不断的选育，灰狼变得越来越温顺和忠心，几乎不会攻击人类。
不过在近现代之前，狗的主要用途还是打猎和看家，所以外貌上并没有现在这般多的变化。

在2004年5月21日出版的《科学》杂志发表的一项研究中，科学家们对来自世界各地的85个品种的狗和8只来自不同地区的灰狼的基因组进行了比对。研究结果表明，来自东亚的沙皮、柴犬、秋田犬和松狮，来自非洲的非洲猎犬，来自西伯利亚的哈士奇和阿拉斯加雪橇犬，来自中亚的阿富汗猎犬和萨路基犬是现存犬种中历史最悠久的。而其他76种犬的历史平均不超过400年。

作者：瘦驼
链接：https://www.guokr.com/article/130823/
来源：果壳

现在的几百多种犬只绝大多数是在19世纪维多利亚时期或者之后培育出来的。为什么这时候发生了如此大的转变？原来当时的贵族们热衷于纯种狗，把纯种狗当做自己贵族纯正血统的象征，甚至把纯种狗当做一种品牌配件一样携带炫耀，所以商人们就趋之若鹜的培育新的纯种狗，现在很多看起来都有些畸形的奇怪品种在那之前也只是挺正常的普通狗罢了（灰狼大小）。
所以短短的一万年甚至几百年的世界，单单是出于人类爱好的选择性培育就使得古代灰狼的外貌性格发生了如此大的转变，在生命30几亿年的长河里，不管有什么千奇百怪的生物被选择出来也就不足为怪了吧。
<hr/>有好奇的朋友问到大型犬配小型犬会不会难产的问题，这里有病例为证：

体型愈小，愈易难产，如京吧、西施、八哥等短鼻呼吸困难的犬；小鹿犬、博美犬和吉娃娃犬等袖珍小型犬的难产病例数总数和一半以上。而大型犬和中型犬很少发生难产

难产的原因就有

3.3配种不当，有时公犬是体型较大的狮子犬而母犬是小型的西施犬，这样会出现仔犬体型大，产仔数量少，造成母犬难产

引用《犬难产原因的分析及救治》贺卫国   张寒光  杨科花   蒋 勇

卡卡

卷心菜



紫甘蓝



西兰花



花菜



抱子甘蓝



宝塔花



苤蓝



芥兰



羽衣甘蓝

从外貌平平的卷心菜到密恐福利的宝塔花再到妖艳风骚的羽衣甘蓝，尽管外貌天差地别，但其实他们都是一个物种，甘蓝（Brassica oleracea）。
你没有看错，从物种分类角度，上述这些植物都是一个种的不同亚种


其实甘蓝原本只是地中海边一种不起眼的野草，出于人类对其肉体不可告人的欲望才变成今天这幅样子。


下海前，不对，野生的甘蓝是这样的……
（评论区好多人说是油菜花，这明显不一样啊，不是所有黄花都是油菜花啊）
当地中海边邪恶的人类（希腊罗马人）想要吃甘蓝的叶子，他们就培育出了卷心菜、紫甘蓝和抱子甘蓝；当他们想要吃甘蓝的花，他们就培育出了花菜和西兰花 。
而在大陆另一边的另一些邪恶人类（中国人）从丝绸之路上得到了甘蓝，他们就把它培育成了整株吃的芥兰和专门吃茎的苤蓝。
最后甚至有人搞出了看上去像花其实都是叶子的羽衣甘蓝和符合斐波那契数列的的宝塔花……真是邪恶至极，令人发指！
但干锅包菜是真好吃

检验医师

蚊子在吸你血的时候，不是用一根针插你，而是六根。而且不是一插即中，还需要弯来弯去，来来回回地寻找你的血管。
<hr/>在不少人眼里，吸血的蚊子的针应该和注射器一样，这样才能扎入人体的皮肤内，打点东西进去，然后吸走血液。
实际上，蚊子的口器可不是简单的一根“针”，如果把它解剖一下，就会发现并不简单，一共有6根针，而且作用完全不一样。



解剖蚊子的口器过程

蚊子是节肢动物，自然也有节肢动物的特性。
节肢动物的每一个体节有一对附肢，而昆虫的头部则是若干压缩在一起的体节，原本每一节自带的附肢就变形成了触角和口器的各个部分。
和所有昆虫纲成员一样，蚊子的口器也由一系列高度特化的附肢组成：

• 上唇（labrum）
  
• 上颚（mandible）
  
• 下颚（maxilla）
  
• 下唇（labium）
  
• 舌（hypopharynx）
  

上唇就是夹着舌的那部分，平时是含着舌的，就是处于关闭的状态，该用到的时候才会亮剑。在吸血的时候就会打开上唇，插入的时候，上唇就起到支撑的作用，和油井支架一个道理。
上颚就是上图中蓝色的那根，看起来很锋利对吧，没错，就是用来刺入皮肤的。
而下颚就是红色那根，你可以看到尖端部分有锯状物，那是用来切割皮肉用的，插入的时候还可以在你的皮肉中起到固定作用。


舌就不多说了，吸血的。
<hr/>蚊子和实习生护士一样，并没有一插进去就能找到毛细血管的超能力。所以蚊子的上下颚插入之后，还需要在皮肉间自由地弯曲游走，寻找合适的毛细血管。

蚊子插入皮肉后的吸血过程
https://www.zhihu.com/video/1010204424928641024