路边的芒果不要摘

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记得有一年,我们大学野外实习路过云南元江,那里的干热河谷地区是中国芒果的主产区之一。适宜的气候赋予了元江芒果特有的香气和甘甜,我们宿舍以10元/箱的价格购得四大箱芒果。在接下来的一周里,宿舍里都飘荡着芒果的香气,当然也飘荡着四处飞舞的果蝇。

不过,并不是所有的人都可以享用这种美味,比如我云南的姨外婆,每次都会帮大家削好芒果,自己却丁点儿也不沾。因为她一吃嘴巴就会肿。我后来才知道,芒果也属于一个让人又爱又恨的科——漆树科。

套在漆树科头上最大的帽子就是“重度过敏源”,因为很多数漆树科植物含有以漆酚为代表的酚类物质,触碰某些漆树科的植物的汁液就可能引发过敏。但是漆树科又是一个贡献好果子的家族,像腰果、芒果、开心果都是这个科的成员。

相对于芒果的果子,芒果花真的不起眼,以至于芒果开花的时候很少有人会注意到那些栗黄色或者淡黄色的小花朵,反倒是串起这些花朵的红色花序轴更为醒目。但不管怎么说,这些圆锥形的花朵集合(花序)很容易就淹没在芒果树密集的绿叶之中,很多时候都是悄悄地来,又悄悄地走了。直到有一天,下垂的枝条上挂上了小芒果,我们才会发现芒果花已经开过了。

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待到芒果成熟,芒果树下都是浓浓的芒果香气,一种热带水果特有的香气。如果细细闻芒果的气味儿就会感觉到一种混合着松脂香气的香甜味儿。这种气味儿也是爱者极爱,恶者极恶。

芒果的特殊风味儿来自于其中的糖、酸和风味儿物质的协同配合,实际上,所有的水果都是如此,若是甜度欠缺,那样的果子就是酸倒大牙;若是只有甜度,完全没有酸味儿,果子又会显得寡淡,就像是喝白糖水;至于说香气,那就是画龙点睛之笔,让柠檬成为柠檬,芒果成为芒果。

对于老饕而言,芒果也是个让人又爱又恨的果子,爱的是甘甜多汁,香气扑鼻;但蛮烦的是芒果的果肉与果核结合紧密。虽然那个果核很大,但是里面只有一粒种子。顺便说一下,种子类型有两种,单胚类型和多胚类型,前者只会长出一棵幼苗,而后者则会萌发出多棵幼苗。

要想尽可能多地享用果肉可是要动点脑筋。若是直接剥皮生啃固然过瘾,但是亮黄色汁水会顺着手臂一直流到手肘。另外,如果遇到纤维丰富的种类,还会塞牙。一个比较优雅的吃法就沿着果核把果肉连皮剔下,然后用刀在果肉上打粗粗的十字花刀,把果皮一翻,芒果粒就树立而起,这个时候就可以尽情享用果肉了。

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在所有的芒果里面,我比较偏好腰芒,虽然个头比较小,但是果核很薄几乎只是一个薄片。无论是直接啃还是切花刀都很容易。至于,想要吃香气浓的品种,原始的品种鹰嘴芒是个不错的选择,香甜多汁,缺点就是纤维太多容易塞牙。要想吃肉厚个头大的,象牙芒是个不错的选择,缺点就是不够香。

吃不完的芒果千万不要放在冰箱里,因为芒果是典型的热带果实,放在4℃低温条件下会出现冷害症状。果皮很快会出现黑斑,果肉也会有水渍样的变化,风味儿很快丧失。倒是放在室温之下,能保持更久。不过芒果容易风干脱水,还是趁早吃到肚子里比较实在。

以及,最好不要采摘城市道路旁的芒果和其他水果。因为在维护过程中,园林部门会使用控制害虫的农药,这些农药可不是为蔬果设计的,什么残留毒性都不在考虑范围内,杀死害虫几乎就是所有的目标。喷了这样的药剂,这果子能不能吃就值得考虑了。

感知错觉:一个盒子更重,还是三个盒子更重?

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在新科学家上读到一个似乎很有趣的感知错觉,有兴趣的话,大家也可以自己在家试一试。

这种错觉是有关人对物体重量感知的,有一个预印本论文公布在了这里→https://psyarxiv.com/e5gy3/

论文作者们做了这样一个实验:

首先,找到三个相同的不透明小盒子,其中一个装上重物,其他两个则比较轻。具体说来,实验中三个盒子的质量分别是:A:250g,B:30g,C:30g。

接下来,找来一些受试者估计盒子的重量。受试者要分别拿取两次盒子:一次把ABC三盒子同时拿起来,另一次只拿最重的盒子A。然后,实验者会询问他们,哪一种情况感觉起来更重。

接下来,神奇的事情就发生了。按理说,无论B和C盒子多么轻,三个盒子加起来总会比A盒子自身要重,但大多数参与实验的人却表示,还是单独拿A时主观的感觉更重。

为了排除干扰,实验者调换了拿取的顺序,换了提问的方式,还设置了几种不同的拿取姿势,比如用线拎起来,或者由实验者放置到受试者的手掌上。结果,在几种不同的条件下,都是认为单独A盒子感觉更重的受试者比较多。

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(论文截图)

我自己还没有尝试,不是很清楚具体是什么感觉,不过论文作者表示这种效应对他们自己也很明显,大家也可以自己尝试一下。而且这个操作据说是改编自一种魔术把戏,说明之前其实也应该有人察觉到过这种错觉。

而至于这种错觉出现的原因,目前论文作者也还不确定,不过它可能有点类似之前已经发现的“尺寸重量错觉”。尺寸重量错觉是指,当人们分别拿起两个尺寸不同、重量一样的物体时,会倾向于感觉小的物体更重。

大家一般对视错觉比较熟悉,而其他的感官其实也同样存在各种错觉现象,这些错觉现象也能提供一些人类的感觉系统如何工作的线索吧。

信源:https://www.newscientist.com/article/2203422-weird-physical-illusion-makes-you-think-objects-are-impossibly-light/

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让大自然告诉你什么是“五彩斑斓的黑”

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“五彩斑斓的黑”是一个让设计师朋友十分头痛的梗。当然黑色本身确实没法五彩斑斓,不过在自然界,极致的黑和极致的彩色确实可以相伴出现,而且最近这样的例子又多了一个。

本周有一篇论文分析了雄性孔雀跳蛛鲜艳图案中黑色的部分(比如下图中这个物种)。结果发现,藏在绚丽色彩里的是十分深邃的黑,两个跳蛛物种图案黑色部分的光线反射率都只有不到0.5%,和作为对照组的普通黑色蜘蛛(4.61%)相比低了一大截。

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(孔雀跳蛛Maratus speciosus的雄性。图片来源:JÜRGEN C. OTTO)

扫描电子显微镜图片显示,能达到如此低的光线反射率是因为两种孔雀跳蛛在黑色区域有特殊的微结构,而作为对照组的黑蜘蛛则相当光滑。

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(两种孔雀跳蛛与对照组黑蜘蛛黑色区域的结构对比。KAY XIA; D. MCCOY ET AL/PROCEEDINGS OF THE ROYAL SOCIETY B 2019)

研究者表示,孔雀跳蛛的雄性通过鲜艳的图案和魔性的舞蹈吸引雌性,而十分深邃的黑色可以和彩色部分形成鲜明对比,让它们看起来更醒目。

而在此之前,另外一项研究发现极乐鸟的情况也是类似。虽然以鲜艳的色彩著称,但一些雄性极乐鸟(比如下图中深受大家喜爱的华美极乐鸟)身上也有极致的黑色,黑到从正面完全看不出细节……

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极乐鸟这种光线反射率极低的黑色区域也是和特殊的羽毛微结构有关,并且研究者认为它的作用也是让彩色更加鲜艳醒目,好被雌性看上。在极黑的背景上,彩色的部分甚至明亮到仿佛在发光……

所以当客户想要五彩斑斓的黑的时候,或许只要给ta看一个孔雀跳蛛或者极乐鸟就可以了。

跳蛛的信源:https://www.sciencenews.org/article/peacock-spiders-superblack-spots-reflect-just-05-percent-light

四叶草代表好运?56片岂不是要上天

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人类真的很奇怪,总会把自己的很多臆想强加在其他生物身上,比如黑猫代表厄运,玫瑰代表爱情,水仙代表自恋。

在不同的文化中,同样的物种还被赋予了不同的身份,以致于很多我们熟悉的符号,并不是我们想象的那样。比如扑克牌里的黑桃,那可不是黑色的桃子,而是代表和平的油橄榄。扑克牌中的“梅花”其实也并不是梅花——确实不是梅花的五个花瓣——而是通常被称为“三叶草”的车轴草。

白车轴草。图片:Takahisa Hirano / Nature Production

白车轴草。图片:Takahisa Hirano / Nature Production

从扑克牌上的梅花说起

对比一下扑克牌的梅花和现实中的三叶草,你就会发现,这才是相对应的符号和实物,并且梅花图案的含义是“幸运”,这也是三叶草在西方文化中的含义——在《英雄无敌》等游戏中,获得三叶草配件之后,幸运值就会攀升。只不过,这个图案有点像我们更熟悉的梅花的简化版,一来二去,就变成所谓的“梅花”了。

根据《中国植物志》的记载,车轴草属约有250种植物,分布在欧亚大陆、非洲、南美洲和北美洲的温带,以地中海区域为中心。中国并不是它们的分布中心,所以此前我们并不熟悉这种植物,也难怪会有那样的误会了。今天,车轴草已经成为城市草坪的主力成员,风扇一样的叶子,叶片中部明显的白色条纹,都是车轴草身份的标记。我们见到的主要是白车轴草和红车轴草,虽然它们的花朵形态有所不同,但是叶子的形状基本类似,不开花还真的很难区分开。

白车轴草的叶。图片:姚天海 / 中国植物图像库

白车轴草的叶。图片:姚天海 / 中国植物图像库

车轴草开花时,草地上就会冒出一簇一簇的花朵。这些花朵与我们比较熟悉的紫云英有几分神似,毕竟它们都是豆科家族的成员,有相似的花朵也就不足为奇了。

说清楚,到底是几叶草

在植物的世界里,叶子的形态千变万化,单叶和复叶也是折磨过无数考生的考题。所谓的单叶,比如银杏叶与荷叶,这种叶子一片就是一片;而所谓的复叶,实际上是一片叶子分裂演化而来的,比如国槐的叶子。

银杏叶与国槐的奇数羽状复叶。图片:James Field & Amada44 / wikimedia

银杏叶与国槐的奇数羽状复叶。图片:James Field & Amada44 / wikimedia

三叶草的叶子属于掌状复叶,像风车一样排列的并不是三片叶子,而是一片叶子裂成了三瓣,其中每瓣被称为小叶。七叶树也拥有掌状复叶,看上去是七片叶子组合在一起,但实际上只是一片被称为复叶的叶子而已。

欧洲七叶树。图片:Alvesgaspar / wikimedia

欧洲七叶树。图片:Alvesgaspar / wikimedia

不知从什么时候开始流传了一个传说,要是能找到四片“叶子”的三叶草,就能找到属于自己的幸运。于是,我们经常能看到草坪上那些寻觅幸运的身影。我不知道“四叶草”究竟能不能给大家带来幸运,但可以肯定的是,所谓的四叶草不过是在叶片发育过程中遇到低温、病毒感染等特殊情况,导致小叶原基增生,从而产生了多于三片的小叶。

四叶的三叶草。图片:KEBman / wikimedia

四叶的三叶草。图片:KEBman / wikimedia

实际上在自然界中,还存在许多长有多片小叶的情况,并且这个记录一直都在变更。2008年6月,有人发现了一株有21片小叶的三叶草。这个记录并没有保持多久,2009年5月,有人在日本发现了聚集了56片小叶的三叶草,这被载入了吉尼斯世界记录。

全能饲料牧草,还能上餐桌

正如游戏《旅行青蛙》中展现的那样,车轴草有着超强的再生能力,每次收割之后都会迅速恢复。车轴草有着强大的营养生长的能力,可以通过匍匐生长的茎扩张自己的地盘,短时间内就能产生可观的数量,再加上其叶片中含有各种营养,因此特别适合作为食草动物的饲料。

车轴草本身还携带有重要的生产肥料的工厂——根瘤。与其他大多数豆科植物一样,车轴草能够与根瘤菌亲密合作,车轴草为根瘤菌提供住所,根瘤菌则通过合成含氮营养来供应车轴草生长所需。正是有了这个亲密的盟友,车轴草可以在或肥沃或贫瘠的土壤中生存,并且对改良土壤也有很大帮助。而车轴草中的大豆异黄酮也被研究人员盯上了。这是一种植物性雌激素类物质,对调节人体的激素系统有潜在的利用开发价值,但是相关产品仍然在开发过程中,其安全性和有效性仍待进一步研究证实。千万不要为了所谓的疗效去吃三叶草。

好运哪里找

在生活中,我们还能碰到不同样子的“三叶草”,对很多人来说,酢浆草或许才是标准的三叶草形象。这种草因为含有酸味的汁液,因而得名酢[cù]浆草。我们很熟悉它们或大或小、或绿或紫的“三叶草”型叶片。与白车轴草一样,酢浆草也有四小叶的情况。酢浆草还有一个好玩的特征,就是成熟的果实会在被触碰的时候突然爆裂,把里面的种子一股脑地弹射出来。

酢浆草的三叶和小黄花。图片:周繇 / 中国植物图像库

酢浆草的三叶和小黄花。图片:周繇 / 中国植物图像库

另一种比较常见的“四叶草”是田字萍,它因叶片特别像“田”字而得名。田字萍通常漂浮在水上,可作为水景园林植物成片种植。

水中萍。图片:刘军 / 中国植物图像库

水中萍。图片:刘军 / 中国植物图像库

据说,很多朋友已经将代表“幸运”的目标从四叶草换成了五瓣丁香。其实我们可曾想过,真正的幸运就在我们手中,每一个决定,每一点努力,都会带来幸运。

什么?大熊猫吃的不是竹子,是“肉”?

本文为花栗鼠张苹的习作,首发于果壳网的微信公众号,未经许可不得进行商业转载

所有人都知道,大熊猫吃竹子。但我们至今没有完全搞清楚的是,大熊猫为什么吃竹子?

在动物分类系统里,大熊猫可是属于哺乳纲食肉目。同在食肉目下的猫狗狮狐、豺狼虎豹,个个无肉不欢。再说和熊猫同属于熊总科的近亲们。棕熊、黑熊、北极熊都吃肉,天天捞鱼,逮兔子,抓海豹。马来熊和懒熊,也吃点昆虫补充动物蛋白。

可是大熊猫呢?在自然择食状态下(非人工饲养),大熊猫几乎是将竹子视为唯一的食物来源,竹子占大熊猫全年食物量的99%,剩下的1%包括蜂蜜、鸡蛋、鱼、山药、灌木叶、桔子和香蕉等。

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别的熊在吃肉,为啥大熊猫一门心思盯着竹子吃?它们在演化上,是不是出了什么偏差?

大熊猫真正吃的,是竹子里的 “肉”

没有偏差! 2019年5月《当代生物学》刚发表一项新研究,中科院和悉尼大学的科学家们发现,大熊猫吃的虽然绿油油,但是从营养结构来看,简直就是在吃肉!

研究者计算得出,大熊猫所获得的能量48~61%来自蛋白质,23~39%来自碳水化合物,13~16%来自脂肪。就蛋白质的能量占比而言,大熊猫很像狮子这种“超级肉食动物”(hypercarnivores),而和牛羊之类相差甚远。那些植食动物获得的能量通常只有20%左右来自蛋白质,绝大多数都来自碳水化合物。

从营养供能角度看,大熊猫和其他植食动物差得挺远 | 参考文献[1]

从营养供能角度看,大熊猫和其他植食动物差得挺远 | 参考文献[1]

研究者还发现,大熊猫会根据季节不断迁徙,去追寻蛋白质相对较高的竹种或部位。山下温度高,山上温度低,竹子生长的节奏因此不同。每年,大熊猫从山下的竹叶吃起,接着吃山下的竹笋,然后大熊猫就长途跋涉去山上,先吃山上的竹笋,再吃山上的竹叶,等吃得差不多了又重新回到山下吃竹叶……

分析发现,大熊猫挑选的“当季食材”,总是当时蛋白质含量最高,纤维含量最低的。这样的觅食行为,一般是超级肉食动物才会展现。由此可见,大熊猫深知,就算吃不到肉,也不能缺少蛋白质。

也许,我们不应简单地把动物视为“植食”或“肉食”。大熊猫吃的虽然是竹子,从供能角度来看却更像“肉”。无论食物本身是荤还是素,它们为生命体提供的营养素结构才是关键。

适应竹食:“拇指”、圆脸和超强牙齿

知道竹子其实是种“肉”,就能理解熊猫的一大特点——“外吃素,内吃肉”。从熊猫的解剖结构来看,许多外在结构适应竹食,但消化系统还是很适应吃肉。

适应竹食的部分,首先就是熊猫的“拇指”。大熊猫的手指十分灵巧,它们能够顺着竹竿捋下竹叶,攒够一把,送口嚼食。这种令人惊讶的灵敏动作,全靠演化而成的“伪拇指”。

动物学家发现,大熊猫除了正常位置上的5个指骨外,还有一个拇指——即“伪拇指”。这种“伪拇指”不是手指,与人类偶尔多出来的第6指完全不同。熊猫的伪拇指是由籽骨构成。在人类和大多数其他哺乳动物中,籽骨是构成手腕的众多小骨头其中之一,而大熊猫的籽骨被特别放大,并有肌肉与掌骨连接,用以增强伪拇指的力度和灵活性,可以向内旋转。这根“伪拇指”和原来的第一根手指一起形成类似钳子的活动路线,使得它们能够像人类一样轻松抓起竹茎和嫩枝来进食。

熊猫的头部,也适应竹食。熊猫之所以长得那么萌,就是源于为了吃竹子而演化出的颅骨和下颌结构。任何需要吃大量硬茎植物的动物,都需要坚硬的牙齿、强壮的下巴和足够的肌肉力量——这三者加在一起,结果就是脸大且圆。熊猫正是如此,它的咬肌巨大,颅骨演化得宽且深,为咀嚼肌的附着提供了足够大的空间,于是,它们有了区分于其他熊类的、讨人喜欢的圆脸。

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熊猫的前磨牙经过了明显改良,失去了尖利的外观;并且后前磨牙和臼齿宽而平,表面密布棘突。这样一来使得大熊猫牙齿的形态更像是反刍动物(如黄牛和山羊),能够粉碎和研磨竹子。

2019年,中科院金属研究所的刘增谦团队发现,大熊猫的牙釉质由纳米级的矿物羟基磷灰石构成,具有特殊的恢复功能,即使在咀嚼竹子时发生变形,随后也能在纳米到微米尺寸上部分恢复其几何形状和结构,以抵消早期的损伤。该团队正致力于复制熊猫的牙釉质,用作新的仿生义齿材料。

还留着吃肉的消化道

同样是来自牙齿的证据显示,八百万年前,大熊猫的祖先——始熊猫,其实是彻头彻尾的无肉不欢型。

黄万波等人的文章《熊猫类牙齿的釉质结构分折》中,论述了始熊猫食肉的牙齿证据。牙齿结构的外面一层为釉质(又称珐琅质),里面一层为白垩层(又称牙本质)。釉质层由若干条釉柱组成,性质坚硬、耐磨。通过观察釉质层的形态,可以推测出动物的食性。

始熊猫的釉柱粗、数量少,釉柱绞绕程度弱、柱间质厚。这样的结构较脆弱,无法研磨坚硬的食物,这表明始熊猫吃的东西较杂,且质地相对较软。而现生熊猫牙齿的釉柱细、数量多,釉柱绞绕程度强、柱间质薄,能适应于咀嚼质地坚硬的食物。可见在800万年前,大熊猫刚刚从熊类的家族树上分家时,竹子还未登上它们的主菜单。

尽管经过数百万年的演化,熊猫的内在,还保留着一些肉食的痕迹。

大熊猫的消化道结构与肉食动物相似,具有一个简单的袋状胃和相对较短的肠道。肉食动物的肠道短,通常是它们身长的4到8倍。相比之下,植食动物的肠道要长得多。这是因为植食动物为了消化吸收植物食材中较坚硬的纤维成分,如纤维素与半纤维素等,需要食物残渣在肠道内停留较长时间,以便肠道菌群有足够的时间分解这些硬质纤维。例如,羊的肠道就是它身体长度的25倍。而大熊猫肠道长度平均是体长的5.85倍,更接近肉食动物的肠道长度。

另外,2010年公布的大熊猫基因组已证实,大熊猫并没有编码类似纤维素与半纤维素消化酶的基因,也就是说它们缺乏消化富含纤维的植物食材的基本能力。而类似消化酶在植食动物中普遍存在。中科院和悉尼大学的熊猫营养供能研究,也测定了大熊猫粪便中的蛋白质含量,发现它们的肠道对蛋白质的生物利用率相当高——人家本来就是为了吃肉而生,何必拥有纤维消化酶呢?

哪怕在几百万年的演化过程中,大熊猫重新设计了自己的颅骨、牙齿、手部的解剖结构,但是较短的食肉动物肠道以及缺乏分解纤维的消化酶仍然没有改变。因为它们不太在意竹子中的纤维成分,吸引它们的是竹子中的蛋白质。而对付蛋白质,目前的肠道结构已绰绰有余。

当然,竹食还是改变了一些大熊猫的消化道特征。尽管消化道很短,但大熊猫的食道相比其他哺乳动物更加坚硬。这为它吞咽竹子时提供了保护,使其免受竹茎上坚硬的木质碎片的伤害。大熊猫的胃壁非常厚,并且胃壁肌肉极度发达,这就是为了挤压和搅动粗糙的竹子碎片而演化出的适应。消化道还有许多粘液细胞,能够分泌大量粘液,防止切割或撕裂肠壁,就好像汽车零件上使用的润滑油。新鲜的熊猫粪便上,往往覆盖着一层粘液。

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另外,虽然大熊猫没有分解纤维的消化酶,但是分析它们新鲜粪便中的肠道菌群的基因序列发现,野生大熊猫肠道里有高比例的梭菌属。梭菌属是已知在植食动物体内发挥消化纤维素功能的细菌类别。这些结果揭示, 大熊猫可能通过肠道微生物群的演化,实现对竹子纤维素的轻微消化。当然,最后大熊猫的供能,还是以竹子中的蛋白质为主。

基因变化:食不知肉味?

吃货都知道,吃食除了营养,滋味和享受也非常重要。熊猫从吃肉转吃竹子,不会觉得“没滋没味”吗?熊猫的基因里也许提供了一些线索。在大熊猫基因组公布之后,人们发现了两大特点:鲜味受体基因Tas1r1突变,和食欲奖励机制异常。

我们之所以觉得炖排骨比炒青菜好吃,就是因为鲜味。鲜味来自于食物中解离出的氨基酸。肉类含有大量蛋白质,在烹饪过程中分解出较多的氨基酸,因此我们通常认为肉类食品更鲜美。而Tas1r1基因,就是负责调节动物对鲜味的感知。当我们品尝食物时,食物中的某些成分像一把钥匙,插入Tas1r1受体的锁眼内,从而打开一扇鲜味之门。

然而,大熊猫的Tas1r1却变成了“假基因”(Pseudogenization),致使这个基因无法产生具有完整功能的蛋白质,因而它们无法品尝出肉类的鲜味。据估计,Tas1r1的突变时间可能是距今420万年前,发生在大熊猫开始吃竹子之后——化石证据显示,大熊猫在至少700万年前已经开始吃竹子。因此,大熊猫可能是先开始吃竹子再变味觉基因,“反正都开始吃素了,口味啥的也不在乎了”。

除了“食不知肉味”,大熊猫的整个食欲奖励通路都出现了异常。

美味使人开心。一块烤肉,一杯奶茶,一桶炸鸡,一听啤酒,都能激活大脑中多巴胺介导的生化奖励机制。而大熊猫的多巴胺代谢偏偏有缺陷。一支由中日研究团队在大熊猫的基因中找到了六个与多巴胺代谢有关的基因,其中一个简称为COMT(catechol-o-methyltransferase)的基因,在大猫熊体内表现量偏低。而COMT基因编码的酶,其主要功能是分解多巴胺, COMT基因缺损与表达量偏低,可能会造成多巴胺代谢异常。结果是,大熊猫吃东西的感觉,可能就不那么愉快了。

研究者还猜测,或许竹子中的某些成分有助于大熊猫中枢神经系统内多巴胺的代谢,建立正常的食欲奖励机制。简而言之,吃竹子没准能让大熊猫觉得幸福快乐,就好像我们吃巧克力一样。

我们依然难以理解一只熊猫

长久以来的一大争论就是,熊猫吃竹子这个选择,到底是对是错?

竹子的优势,在于四季常有,无人竞争。即使是在一年中最阴冷的几个月里,也能看到皑皑白雪之中挺立的竹林。对于那些寻找供给充足的常规食物的动物来说,竹子是最佳选择。虽然它们太硬,而且也不怎么美味,除了少量树栖啮齿动物,很少有哺乳动物能够大量吞食竹子。但竹子的“难吃”反而对大熊猫有利。对于任何寻找生存契机的动物来说,其他物种缺乏兴趣是一种积极的优势,因为没有竞争。

竹子的问题也非常明显,能量密度太低了。与蛋白质富集的肉类和碳水饱满的水果相比,竹子的能量和营养密度相对较低。因此,大熊猫平均每天花费14小时进食约为体重6%重量的竹子(约12.5kg)才能存活。而且大熊猫能利用的也只是竹子里的一小部分,在春笋生长的时期,秦岭的大熊猫每天能食用40~45公斤的新鲜竹笋,但其中仅有不到20%被转化为它们生存所必须的能量和营养。

为了“入能敷出”,大熊猫维持着非常低的能量代谢:野生大熊猫每天有超过一半的时间在休息(剩余时间则大多花费在进食上)。 它们平均每小时的移动距离约20 米, 这样可以节省大量的能量。它们的耗能器官(如肝脏和肾脏等)逐步缩小。它们体内用于调节能量代谢的甲状腺激素水平也相当低。大熊猫的毛皮很厚, 能够保持体内热量不易散失, 因此其体表温度很低。

而且,把所有的鸡蛋都放进一个“竹篮”里,这种策略怎么想都觉得风险很大。

为什么大熊猫宁可处于营养缺陷的刀刃上,也不选择其他食物?要知道,大熊猫像其他熊类一样是爬树高手,它们生活的森林中充满了胡桃、榛子之类的各种坚果和甜美多汁的水果。另外,有证据表明,大熊猫栖息地有充足的肉类食材,例如山羊和竹鼠。而其他肉食动物如狼和狗也在同一地区活动,再次说明森林里肉源货量充足。

当然,逼急了的大熊猫确实会吃肉。上个世纪7~80年代,四川省内的冷箭竹林大面积开花枯死,一只雌性大熊猫扫荡了附近农场的35只山羊和绵羊!当时,还有研究人员在其他熊猫粪便中发现了金丝猴的毛发,以及麝鹿的蹄、骨头和毛发。2011年和2017年,网上都出现过野生大熊猫抱着山羊或牛羚尸体啃食的新闻照片。

2011年,平武县林业局红外线相机拍摄到大熊猫吃牛羚尸体照片 | 王朗自然保护区

2011年,平武县林业局红外线相机拍摄到大熊猫吃牛羚尸体照片 | 王朗自然保护区

看来,肉食兽的本能,依然存在于熊猫的体内。有竹吃竹,无竹吃肉,也不失为一种有弹性的生存策略。

无论如何,大熊猫活到了现在。

作为更新世著名的“大熊猫—剑齿象古生物群”的重要成员,和它同期分布的、包括剑齿象在内的大型哺乳动物,早已在第四纪集体灭绝,虽然大熊猫也受到了影响,在数量上急速减少,然而它却神奇地存活至今。

我们仍不知道,大熊猫究竟为什么放弃食肉的本性。或许,它们如同神农尝遍“百草”之后,终于发现竹子蕴含不为人所知的营养奥秘;或许,仅仅是在觅食路上一次偶然的相遇,那尝试新事物的好奇心,最终使它们倾心于那一片幽幽竹林。

参考文献

  1. Nie, Y., Wei, F., Zhou, W., Hu, Y., Senior, A. M., Wu, Q., … & Raubenheimer, D. (2019). Giant Pandas Are Macronutritional Carnivores. Current Biology. https://doi.org/10.1016/ j.cub.2019.03.067.
  2. Machovsky-Capuska, G.E., Senior, A.M., Simpson, S.J., and Raubenheimer, D. (2016). The multidimensional nutritional niche. Trends Ecol. Evol. 31, 355–365.
  3. Zhu, Lifeng & Wu, Qi & Dai, Jiayin & Zhang, Shanning & Wei, Fuwen. (2011). Evidence of cellulose metabolism by the giant panda gut microbiome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108. 17714-9. 10.1073/pnas.1017956108.
  4. Li R, Fan W, Tian G, Zhu H, He L, et al. (2010) The sequence and de novo assembly of the giant panda genome. Nature 463: 311–317.
  5. Liu, Z., Zhang, Y., Zhang, M., Tan, G., Zhu, Y., Zhang, Z., & Ritchie, R. O. (2019). Adaptive structural reorientation: Developing extraordinary mechanical properties by constrained flexibility in natural materials. Acta biomaterialia, 86, 96-108.
  6. Zhao H, Yang JR, Xu H, Zhang J (2010) Pseudogenization of the umami taste receptor gene Tas1r1 in the giant panda coincided with its dietary switch to bamboo. Mol Biol Evol 27: 2669–2673.
  7. Jin, Ke & Xue, Chenyi & Wu, Xiaoli & Qian, Jingyi & Zhu, Yong & Yang, Zhen & Yonezawa, Takahiro & Crabbe, Michael & Cao, Ying & Hasegawa, Masami & Zhong, Yang & Zheng, Yufang. (2011). Why Does the Giant Panda Eat Bamboo? A Comparative Analysis of Appetite-Reward-Related Genes among Mammals. PloS one. 6. e22602. 10.1371/journal.pone.0022602.
  8. Nie, Y., Speakman, J. R., Wu, Q., Zhang, C., Hu, Y., Xia, M., … & Zhang, J. (2015). Exceptionally low daily energy expenditure in the bamboo-eating giant panda. Science, 349(6244), 171-174.
  9. Wang, D. (2015). Low daily energy expenditure enables giant pandas to survive on bamboo. Sci China Life Sci, 58, 925-926.
  10. Laidler, K., & Laidler, L. (1992). Pandas: Giants of the bamboo forest. BBC Books.

复活猪脑,重新定义死亡?别急,还差得远呢

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幽幽的屠宰场旁,数十颗血淋淋的死猪头被一群科学家装车带走运到实验室,随后它们的颅骨被切开,大脑被科学家们小心翼翼地取出来,放进一个复杂的装置中。一通眼花缭乱的操作后,在场所有人都对着屏幕上显示出的信号露出了意味深长的笑容……

这可不是某段B级恐怖片的内容,而是前不久真真切切发生的事情。这帮科学家来自美国耶鲁大学医学院,他们搞这一出其实也就是想看看——这堆猪脑子是不是还可以再救一下(咦?我眼前为何浮现起了小学数学老师的音容笑貌?)

没有好装备,不当圣骑士

其实吧,生命科学界一直相当好奇一个问题——动物到底死成啥样才算“死”?当年拉瓦锡脑袋都被断头台剁了,还不忘用自己做一次相关实验(这个应该是谣传)。而这一回,科学家的关注点在于,如果一个动物已经死掉几个小时了,它的脑功能还能恢复吗?这项研究最近发表在了顶级学术期刊《自然》上。

没有好装备,不当圣骑士。这群科学家敢这么玩,当然是因为他们有自己的独门神器,就是开头提到的那台复杂仪器。

BrainEx灌注系统。是不是觉得这套仪器很复杂呀? | 图片来源:参考资料[1]

BrainEx灌注系统。是不是觉得这套仪器很复杂呀? | 图片来源:参考资料[1]

科学家还发明了一种非常高端的含氧营养液,相当于人造血液,“富含各种氮磷钾,一袋能抵两袋撒”。从屠宰场带回来的32个猪脑一经放入仪器,其血管就立即被接入一个特殊的灌流系统中,不断循环这种营养液。

经过几个小时的养分输送,科学家们发现,这些猪脑的“气色”慢慢好了起来,营养液流过了大部分脑血管 ,大脑开始消耗氧气放出二氧化碳,能产生一些免疫反应,某些区域甚至出现了一些神经突触的活动。事后的生理分析也表明,一部分神经细胞的凋亡或坏死也得到了逆转。 灌注6小时后的猪脑,比刚死一小时但没接受灌注的猪脑状况更好。

灌注 | 图片来源:参考资料[1]

灌注 | 图片来源:参考资料[1]

复活猪脑?还差得远

咦?猪脑子复活了?是不是说以后脑死亡的尸体不要扔,放到仪器里,灌入营养液,努力一把还能救回来?

并不。

猪死不能复生,就算有了这么高端的技术也不可能逆转无限。

脑子之所以是脑子,在于其中无数神经元彼此连接,交互无数复杂的电信号。就目前的研究结果而言,这通神仙操作也只能恢复其中微乎其微的一丁点电信号,让一部分神经细胞稍微显得不那么死透透而已。何况整个过程里,没有监测到任何有组织的全脑脑电活动,也没有任何“意识”存在的迹象。

反正距离“奶回来”这种程度还挺远 | 图片来源:火影忍者

反正距离“奶回来”这种程度还挺远 | 图片来源:火影忍者

如果把人脑比作一台电脑,那么死亡的过程,就像是这台电脑因为不可抗的力量而迅速崩坏。现在,我们发明了一个技术,可以让一个已经崩坏到开不了机的电脑的一部分电子元件恢复一部分功能,比如说让几个指示灯重新放出一点点光,让音响放出了一些声音。但如果为你修电脑的工程师拿着这点成绩跟你说电脑已经修好了,你恐怕不会认同,更不会付钱吧。

所以,虽然论文作者本人也暗示这可能意味着以后要重新审视脑死亡的标准,许多媒体也纷纷打出了“复活猪脑”云云的震惊体标题,但是凭良心说,这种级别的“恢复”到底还是和“复活”差了几条街的。更何况,即便是这种程度的“复活”也就能维持几个小时,随后猪脑还是会陷入崩溃。大脑缺氧时间一长,神经元就会发生扩散式去极化(spreading depolarization),这是一种不可逆的电化学能量散失。结果是大脑里仿佛发生了一场“大脑海啸”(brain tsunami),海啸所过之处,大脑崩毁。这是目前的技术还无法逆转的。 正因如此,“脑死亡”才意味着“意识”和“人格”的彻底消失。

猪死不能复生 | 图片来源:Michael Staudt/VISUM/eyevine

猪死不能复生 | 图片来源:Michael Staudt/VISUM/eyevine

不过,类似这样的研究到底还是推动我们对“死亡”的理解向前迈进了几步,自古以来,我们都朴素地相信死亡不可逆转。也许这就是一条生命的金科玉律,也许任凭未来科技如何发展,我们也无法起死回生。不过所谓科学,不就是多问了几个为什么吗?

如果真的可以洞悉死亡,那么人类也算是有史以来第一种,死得明明白白的生物了吧。

参考文献

Zvonimir Vrselja, Stefano G. Daniele, John Silbereis, Francesca Talpo, Yury M. Morozov, André M. M. Sousa, Brian S. Tanaka, Mario Skarica, Mihovil Pletikos, Navjot Kaur, Zhen W. Zhuang, Zhao Liu, Rafeed Alkawadri, Albert J. Sinusas, Stephen R. Latham, Stephen G. Waxman, Nenad Sestan. Restoration of brain circulation and cellular functions hours post-mortem. Nature, 2019; 568 (7752): 336 DOI: 10.1038/s41586-019-1099-1

那个春天的虫子,不相信眼泪,相信真实

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这阵子,正当烂尾的《权力的游戏》被海内外观众集体吐槽之际,HBO的另一部迷你剧集来给他们挽尊了——和英国天空电视台合拍的《切尔诺贝利》,已经放出的三集可谓口碑好到无敌,豆瓣评分从9.5升到了9.7,imdb评分也高达9.7。

小庄-切尔诺贝利-1

小庄-切尔诺贝利-2

这部取材于1986年4月23日前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏灾难之后所发生事件的片子,被誉为“比恐怖片还恐怖”。我一个看任何惊悚片都不眨眼的人,都根本没勇气看下去,没过几分钟就要把暂停键按一下,为了保住呼吸。因为我知道,它再现的一幕幕惨状不是源于文学幻想,而是一些曾经在这个世界上活过的人所真实经历过的:

1700吨用于吸收中子的石墨爆炸燃烧,释放出了相当于广岛原子弹所释放剂量400多倍的放射性物质,在比正常值高出上亿倍的核辐射下,工作人员身上瞬间便开始渗血、溃烂;前来抢救的消防队员因为拾取了被炸出来的石墨碎片,转眼间整只手就起泡腐烂,他们回去以后也会很快躺到病榻上,在皮肤和头发不停脱落中死去;救援队中的直升机驾驶员飞到了反应炉上方的辐射中心,因失去意识而撞在吊塔上当场死亡;附近普里皮亚市的居民们呼吸着漫天尘埃,这些人当中很多在今后会罹患恶性肿瘤,生出的新生儿也各种畸变。

参加这场救援的人数最终达到了50万名,包括10万名军人和40万名平民,其中2万名曝露最严重的没多久就死去了,还有20万人变成残障人士。他们被迫承受的灭顶之灾因为爆炸,更因为当局的隐瞒。不仅如此,这些人的后代也将继续遭受核辐射的诅咒——在白俄罗斯、乌克兰等地有数十万的儿童癌症和畸形与此有关。

切尔诺贝利的这场人为悲剧引发了许多艺术家和文学家的创作,法国著名漫画家艾玛纽埃尔·勒巴热少年时代在电视上目睹了这场悲剧,成名后他前往那边无人居住之地,驻场两周画出《切尔诺贝利之花》(Un printemps à Tchernobyl),2015年诺贝尔文学奖得主阿列克谢耶维奇身为白俄罗斯人,更是历时三年采访受害者,写下了《切尔诺贝利的回忆:核灾难口述史》。

它还引发了许多与此相关的影视纪录片作品,像是《抢救切尔诺贝利》、《切尔诺贝利之春》,等等。此外,像是《辐射》这样的游戏设定也很大程度上从中吸取了灵感。

人类用这些方式去缅怀死难者,也质疑当时甚至之后的一些非理性做法。

英国抽象数字画家Michael Pettet的系列画作“切尔诺贝利日记”

英国抽象数字画家Michael Pettet的系列画作“切尔诺贝利日记”

 

摄影师Lucy Shires拍摄下切尔诺贝利地区被废弃已久的房屋

摄影师Lucy Shires拍摄下切尔诺贝利地区被废弃已久的房屋

变异的昆虫既美丽又恐怖

在所有与切尔诺贝利有关的艺术作品中,来自瑞士插画师 Cornelia Hesse-Honegger的可以说最特别的,她用了一个既科学又极具悲剧美感的方式,来记录它所带来的破坏和影响。

Cornelia很年轻的时候就在苏黎世大学工作,1967年,该校动物研究所的遗传学家Hans Burla教授给她布置了一项任务——用手绘线条画记录下实验室里那些变异的果蝇,它们是通过研究人员有意而为地在食物中添加毒物得来的实验样本。

Cornelia Hesse-Honegger

Cornelia Hesse-Honegger

出于她自己的兴趣,Cornelia 还给这些变异的果蝇上了色,把它们叫做卡西莫多。这项工作促发她去训练自己辨识、检测昆虫形态紊乱的能力,1969年她就开始了自己的系统研究。

1985年,她还画了一只在实验室里因为X射线照射而变异的家蝇,就是下图这只。

受到X射线辐射的家蝇,腿的一部分从触角长出来,翅膀和眼睛的颜色也发生了变异,水彩画,苏黎世,1985-1986

受到X射线辐射的家蝇,腿的一部分从触角长出来,翅膀和眼睛的颜色也发生了变异,水彩画,苏黎世,1985-1986

1987年夏天,也就是发生切尔诺贝利灾难的一年后,Cornelia去了瑞典和瑞士南部城市提契诺旅行,这些地区受到了核泄漏物的严重污染。她一路研究了那些生活在此的半翅目昆虫,发现这些虫子生长受核辐射干扰的景象极其让人震惊,且代代相传,而不是一些人所认为的爆炸过去一段时间了就无足轻重。

在提契诺,她收集了三对果蝇,带回自己家中的厨房里用实验室的方法来饲养,一共培育了三代(每一代需要三周时间),然后拍下它们的变异状况,1988年,她把这些数据和图发表在了拥有众多读者的瑞士《每日导报》(Tages-Anzeiger)上。

从提契诺采集回来的黑腹果蝇第一代,头部和腹部存在变异,彩色素描,苏黎世,1987

从提契诺采集回来的黑腹果蝇第一代,头部和腹部存在变异,彩色素描,苏黎世,1987

从提契诺采集回来的黑腹果蝇第三代,左翼缺失,只有一个小团在那儿,彩色素描,苏黎世,1987

从提契诺采集回来的黑腹果蝇第三代,左翼缺失,只有一个小团在那儿,彩色素描,苏黎世,1987

来自瑞典奥斯特法尔内博的软虫幼虫,左翼是裂开的,彩色素描,于辛厄,1987

来自瑞典奥斯特法尔内博的软虫幼虫,左翼是裂开的,彩色素描,于辛厄,1987

但是,她的发现公之于众后一开始却并未受到科学界的重视,因为一直以来,西欧的生物学家们都认为空气中的辐射水平很低,抱着没有必要研究放射性沉降物是否对大自然或人类存在影响的态度。

三年后,她终于找到了一个机会前往切尔诺贝利去收集虫子,亲眼看看那里发生了什么。在隔离区以南30公里的港口,Cornelia收集了萤火虫和红斑潜蝇,而在污染最严重的普里普加特,尽管只被允许停留10分钟,她还是努力找到了几只能揭开真相的小动物。

来自乌克兰普里普加特的软虫,右腿中间短,没有脚,缺爪子,水彩画,基辅和苏黎世,1990

来自乌克兰普里普加特的软虫,右腿中间短,没有脚,缺爪子,水彩画,基辅和苏黎世,1990

乌克兰斯拉沃蒂奇的树虫,右触角不正常,水彩,苏黎世,1991

乌克兰斯拉沃蒂奇的树虫,右触角不正常,水彩,苏黎世,1991

性格坚韧的Cornelia相信这些变异应该都是由于核辐射引起的,为了找到更多证据,她继续走访了一些正常的核设施,如瑞士郊区的核工厂,英国、法国的核后处理工厂,德国的核能设施。此外她也想方设法造访了诸如美国三里岛和内华达原子弹测试区这样一些常人无法接近的核事故工厂或核基地,进一步证实了自己的推断。

椿虫是她非常关注的研究对象。生长中的椿虫幼虫至少要蜕皮5次,根本不能飞,而成年后也很少飞行,所以几代虫子都会呆在同一块土地上,接受长时间稳定的辐射影响。

它们以吸取树液为生,如果赖以为生的植物受到辐射,这些辐射也会传到它们的身体里。在那些受到核污染的地区Cornelia找到了腹部产生畸变的螳蝽、左翼产生畸变的真椿、右触角缺失一节的真椿、左翼产生变异的姬缘蝽……并一一把它们画下来,见下列四张图。

小庄-切尔诺贝利-13

小庄-切尔诺贝利-14

小庄-切尔诺贝利-15

小庄-切尔诺贝利-16

1998年,Cornelia 出版了一本书,名为《半翅目:美丽和其他,或变异世界的图像》(Heteroptera: The Beautiful and the Other, orImages of a Mutating World),把更多的变异虫子带到世人面前。

到2012年底,她已经参观了超过25个和核设施有关的地方,从切尔诺贝利到三里岛再到海牙角,收集了近16500只昆虫,画出了250只昆虫或身体部位。日本福岛发生了和切尔诺贝利划为同级的泄露事故之后,她也赶去了那边。

她一系列的发现证实,在核电站周围,即使是那些没有发生任何事故的核电站,昆虫变异率也比正常要高,而风向和变化频率是变异的重要预测因子,有时甚至比距离核设施远近更重要。这份坚持不懈慢慢带来了改变,近年来,一些生物学家开始正视她提出的那些问题,并投入了更多的专业研究。

Cornelia认为“艺术有自己的发现之路,有自己的方法让未知变得可见”,与她而言,绘画是一种独特的发现方法,让人眼去认识自然的另一面,这是阅读或拍照也不能取代的,她用Wissenskunst来形容自己的工作,德语Wissenschaft是科学的意思,而Kunst是艺术的意思,而加在一起就是“科学艺术”。

『我的英雄动物』(三) 雄英A班

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透明

持有人:叶隐透。能力是全身透明,但身上的东西不会变透明。虽然适合做隐秘工作,但能力性质决定了当时的装束必须是……

对应物种:透明鱿鱼(Galiteuthis spp.

头足纲(章鱼、鱿鱼、乌贼)是伪装大师。有些章鱼可以随意改变皮肤的颜色和质地,像忍者般融入周围的环境,有些乌贼变色的速度极快,身体就像是液晶屏幕。酸浆鱿科(Cranchiidae),Galiteuthis属的鱿鱼则专注于一门技巧:隐形术。

Galiteuthis属的英文俗名是glass squid(玻璃鱿鱼),这个名字很恰当,它的身体像玻璃般透明。但是,正如你看不见叶隐透妹子,却能看见妹子的衣服一样,玻璃鱿鱼身上有一个部分不是透明的。而且这一部分不比衣服,绝对不能脱掉:眼睛。

图片:MBARI(蒙特雷湾水族馆) / Twitter

图片:MBARI(蒙特雷湾水族馆) / Twitter

如果你是玻璃鱿鱼的捕食者,在海里朝上望,因为阳光是从上面照下来的,上面的海水就像一块会发光的幕布。玻璃鱿鱼不透明的眼睛,会在水的“幕布”上投出两块阴影,暴露它的位置。为了逃过捕食者,玻璃鱿鱼必须把眼睛藏起来。这时就要用上它的隐形术了。

玻璃鱿鱼的每只眼睛下方,各有一块银色的组织,这是它的发光器。有了这两个发光器发光,从下面看去,鱿鱼的眼睛就不是两个阴影了。它的整个身体,都能隐藏在发光的“背景”里。这是很多会发光的海洋动物都掌握的一门技巧,叫发光消影(Counter-Illumination)。

发光消影是个很聪明的技巧。但光靠这一招,还不足以做到隐形。因为发光消影有个致命的缺陷:它只对来自下方的捕食者有效。

图片:MBARI(蒙特雷湾水族馆) / Twitter

图片:MBARI(蒙特雷湾水族馆) / Twitter

在玻璃鱿鱼生活的海水层(200-1000米深)里,大部分光线都是从上面来的,从侧面来的光很少很少。前面我说过,如果你在海里,从下往上看,你看到的是发光的“幕布”。但你要是往左右看,看到的就是一团黑暗。玻璃鱿鱼的发光消影,在发光的背景里,隐形效果很好,但要是在黑暗的背景里,发光就等于是活靶子。玻璃鱿鱼必须另想办法。

在玻璃鱿鱼的发光器表面,有许多密集排列的细长细胞,这些细胞的工作是传导发光器发出的光,等于是鱿鱼的“生物光纤”。发光器发出的大部分光,都被“光纤”传递到眼睛正下方。也就是说,它的眼睛下方最亮,侧面相对不亮。眼睛下面发光,自然是为了发挥“发光消影”的效果,在发光的背景里隐藏自己。

图片:Geoffrey Miller / Twitter

图片:Geoffrey Miller / Twitter

另外,还有一小部分鱿鱼发光器放出的光,从鱿鱼细胞的侧面漏了出去,所以它的眼睛侧面,仍然会放出一点儿光。从侧面看上去,海水是一片黑,但还有一点点光,鱿鱼眼睛的一点点光,模拟的就是这种“黑但不全黑”的背景。所以,从侧面看,玻璃鱿鱼仍然是隐形的。

前面说过,玻璃鱿鱼生活的领域,是200-1000米深的海水,深度不同,海水的亮度也不同。玻璃鱿鱼还可以调节“光纤”细胞,自己选择发光的方向和亮度。这样,在不同深度的海水里,它都可以与周围的环境“和光同尘”,不留形迹。

胶带

持有人:濑吕范太。能力就是从手腕射出胶带,请想象成日本版的蜘蛛侠。

对应物种:纺足目(足丝蚁)(Embioptera

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濑吕范太的能力是从手肘制造胶带,听起来不太炫酷,但他的英雄服还蛮好看的,人又长得高,搭配得不错……好了不说这些。许多动物会产生类似“胶带”的材料,例如在节肢动物里常见的“吐丝”能力。但吐丝的动物,要么是从嘴里出丝,要么是从屁股出丝,作为超能力,好像有点不好看。

姬蛛科(TheridiidaeRhomphaea属的蜘蛛,和鬼面蛛科(Deinopidae)的蜘蛛,都可以用脚拿着蛛丝,当“捕虫网”罩住猎物,但它们用的丝,还是从屁股里冒出来的。

图片:Paul Bertner

图片:Paul Bertner

足丝蚁是唯一一类能用“胳膊”产丝的节肢动物。这家伙的大众知名度不高,最近一次出名,是2017年,中国农业大学植保系的学生,在食堂吃出了死足丝蚁,写信抗议。死了才出一次名,而且完全是间接出名,跟自身能力无关,也是有点惨。

其实足丝蚁这类昆虫是很好玩的。它的前脚,前半截特别粗大,有丝腺和出丝口。产丝的时候,足丝蚁的前脚在身前不断挥动,动作就像舞蹈一样,不同种类的足丝蚁,产丝的“舞步”也各有特征。吴伯箫写过一篇《延安的纺车》,里面提到,站着纺线,手臂的姿势如“白鹤亮翅”,丝线扯得老长老长,仿佛舞蹈。大概和足丝蚁产丝的姿势,有异曲同工之妙。

跟蜘蛛不同,足丝蚁产丝不是为了捕猎,而是为了造房子。它会用厚厚的丝线为自己织一个“帐篷顶”,作为藏身之所。它还会织一些像袜子筒一样的“管道”,从藏身的地方,一直通到觅食的地方,这样它出去觅食的时候,就不用在光天化日下行动了,减少了被捕食者发现的机会。

足丝蚁呆在自己制作的“丝毯”上。图片:Stuart Wilson / sciencesource

足丝蚁呆在自己制作的“丝毯”上。图片:Stuart Wilson / sciencesource

足丝蚁的能力听起来也是不太炫酷,但我相信很多人都羡慕它,比羡慕范太的人多得多,有了这个能力就有房,这比什么不强呀?

酸液

持有人:芦户三奈。能够从身体各个部位喷射出能溶解一切的酸液,可以自行控制溶解力和粘度。

对应物种:鞭蝎目(Thelyphonida

芦户三奈的能力是产生腐蚀性的酸。如果连胃里的稀盐酸都算上,这可以说是一个人人都有的超能力。不过人类这能力无法外用,我们还是讲个比较特别的。

鞭蝎是一类种类不多的节肢动物,虽然长相很可怕,但它对人是无害的,只会捕食一些潮虫之类的小动物。

鞭蝎的腹部有两个细长的腺体,开口在腹部末端,这是它的防身武器。遇到捕食者后,鞭蝎会转过身来,正面对敌,翘起腹部,它的腹部末端可以像炮塔一样转动,瞄准捕食者。然后,它收缩腹背部的肌肉,将腺体分泌物作为“炮弹”,发射出去。

图片:Glenn Bartolotti / Wikipedia

图片:Glenn Bartolotti / Wikipedia

鞭蝎“炮弹”的主要成分是醋酸,浓度可达84%,(一般食醋的醋酸浓度不到3%),因此它得到了一个别名——醋蝎(vinegaroon)。醋说起来不可怕,但要是被高浓度的醋酸糊上一脸,刺激性还是蛮强的,足够让捕食者酸爽一下子。这种酸液炮弹甚至能击退南食蝗鼠(Onychomys torridus)。虽然是小耗子,但南食蝗鼠是很凶险的捕食者,它不光会捕杀节肢动物,还会捕杀其他老鼠。

另外,鞭蝎的分泌物还含少量的辛酸,辛酸能够与脂肪结合。昆虫的外壳含有脂肪酸,有了辛酸,“醋弹”就能像“挂杯”一样“挂”在昆虫的甲壳上,持续产生刺激效果。

图片:Yuya Watari et al. (2016) Acta Arachnologica 65(1):49-54

图片:Yuya Watari et al. (2016) Acta Arachnologica 65(1):49-54

复制手臂

持有人: 障子目藏。可以复制手臂以及其他器官,就像没有那么多手的千手观音。

对应物种:章鱼(Octopoda)、寄生扁形虫(Ribeiroia ondatrae

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障子目藏的能力和人造型,显然参考了头足纲动物(乌贼、章鱼之类)。对人类而言,八只手已经够多了,但八只手还不是章鱼的上限,章鱼触手有很强的再生能力,有时章鱼不是再生出正常的触手,而是在触手的伤口上长出多个分叉,数量可超过90个,看上去让人有点不舒服……

图片:Twitter

图片:Twitter

章鱼的多手臂是一种畸形,而且它也不想长成这个样子。一种产于北美的寄生性扁形虫,学名Ribeiroia ondatrae,却会主动制造多肢体,为自己谋利。

从1995年起,美国频繁地出现青蛙畸形的报告,许多青蛙长出了多余的腿,或者畸形的腿,“主犯”就是这种寄生虫。这种扁形虫的生命可以分为三阶段,每个阶段都有不同的寄主。第一阶段寄生在扁卷螺(Planorbidae)体内,第二阶段寄生在鱼或蝌蚪体内,第三阶段寄生在鸟或兽体内。在第二阶段,扁形虫如果遇上了青蛙的蝌蚪,就会在蝌蚪长腿的肢芽(limb bud)位置,产生包囊,影响腿的发育。这样,青蛙就会长出多腿和畸形腿。

寄生虫制造畸形青蛙的目的,是提高自己进入第三阶段寄主的概率。腿部畸形的青蛙无法正常走路,容易被捕食,于是,扁形虫就可以顺利进入鸟类或兽类体内。近期青蛙畸形的报告变多,可能是因为人类制造的蓄水池等环境,使得扁卷螺(扁形虫幼体的第一个宿主)大量繁殖,寄生虫的数量也跟着增多(谢天谢地,它不会寄生到人体内),导致更多的青蛙受害。

糖兴奋

持有人:砂藤力道。可以在短时间内大幅增强力量,然而在这段时间里脑子就不太灵光。

对应物种:蜂鸟(Trochilidae

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砂藤力道的能力设定,其实来自一个常见的传闻:熊孩子吃太多糖会变得很闹腾,叫做糖兴奋(sugar rush),其实这是假的。另外《彩虹小马》里也玩了一下这个梗,萍琪派吃太多糖会变脱线(不过它何时不脱线呢……)。

力道哥虽然外表粗鲁,内心却有点莫名的细腻(会做蛋糕)。这不禁让人想起一类外表非常秀气,能力却相当豪放的动物,它也通过糖来获得能量。

按体重计算,飞行中的蜂鸟,耗氧量是人类运动员极限耗氧量的10倍,此时它的心跳每分钟达到1260下,呼吸每分钟250下。简直是迷你版狂战士。

图片:pixabay

图片:pixabay

蜂鸟的主食是花蜜里的糖分,这是最容易消化的能源。蜂鸟每天摄取的糖相当于体重的一半。蜂鸟吸饱花蜜之后,血糖的浓度会高达740毫克/分升,这个浓度在人类身上,会被视为糖尿病。蜂鸟的血红蛋白不会跟糖反应,导致中毒,而且它可以重新利用尿中的葡萄糖,提高效率。

虽然能耗巨大,但蜂鸟的续航能力也相当不错。红喉北蜂鸟(Archilochus colubris)可以持续飞行20小时,飞越宽度超过900公里的墨西哥湾。在海上当然找不到糖,这时,它完全靠储蓄的脂肪作为能量来源,飞行结束后,它会损失1/4的体重。

图片:pixabay

图片:pixabay

动物语言

持有人: 口田甲司

对应物种:叉尾卷尾(Dicrurus adsimilis

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虽然存在感很低,造型有点像……派大星,但是口田甲司的能力给人的感觉很爽。和动物交流耶!写这个系列和看这个系列的人,大概都会想要这种能力吧?

严格地说,动物是没有语言的,它们没有足够复杂的语法规则,把有限的信号组织起来,表达无限的意义。动物的交流方式,应该称之为“信号”。

模仿动物信号和动物交流,普通人多少也能学会一点。著名的动物行为学专家,科普作家洛伦茨(Konrad Lorenz),就非常擅长模仿鸟类的信号。有一次,他的大葵花鹦鹉(Cacatua galerita)逃出去了,洛伦茨不得不学鹦鹉叫把它召唤回来。根据劳伦兹的说法,大葵花鹦鹉的叫声比杀猪的嚎叫还响,还难听,而且他叫的时候,周围挤满了人。幸好,鹦鹉回来了,否则他还真说不清自己在干嘛。

说到动物里的交流专家,就不得不提一种生活在非洲的黑色小鸟,叉尾卷尾(Dicrurus adsimilis)。

许多鸟类和小型兽类,发现捕食者之后,都会发出叫声信号,警告大家一起逃避敌人。叉尾卷尾也是如此。叉尾卷尾经常待在觅食的斑鸫鹛(Turdoides bicolor)或细尾獴(Suricata suricatta)附近,为它们充当“警卫”,遇到捕食者,就发出叫声警告。叉尾卷尾有自己的警告信号,还能模仿多种鸟类的警告信号,例如斑鸫鹛、红肩辉椋鸟(Lamprotornis nitens)和冕麦鸡(Vanellus coronatus)。

斑鸫鹛。图片:Derek Keats / Wikipedia

斑鸫鹛。图片:Derek Keats / Wikipedia

叉尾卷尾甘为其他动物当卫兵,并不是“义务劳动”。如果斑鸫鹛或细尾獴找到昆虫等食物,不管周围有没有捕食者,叉尾卷尾都会立即报警,吓得它们落荒而逃。然后叉尾卷尾就可以独吞食物,这是一个“狼来了”的骗局。

不过,“狼来了”玩多了以后,把戏也会失效。斑鸫鹛听到叉尾卷尾的警报叫声,并不会逃走,它们已经知道这是骗局。这时,叉尾卷尾的模仿能力就会发挥作用了。它可以发出斑鸫鹛,甚至是别种鸟类的警报信号,斑鸫鹛虽然习惯了叉尾卷尾的信号,遇到新信号,仍然会措手不及,再度受骗。

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尾巴

持有人:尾白猿夫。有一条尾巴,跟另一只手差不多,非常灵活有力。

对应物种:很多(也可以说很少)

尾白猿夫的超能力是尾巴,他用尾巴抽打敌人,我猜也可以用尾巴保持平衡,增加敏捷度。这个名字似乎有点矛盾,中文的“猿”是人猿总科(Hominoidea)的统称,这类动物特征就是没有尾巴(严格地说,我们人类也属于猿)。不过问题也很好解决。日文里“猿”字是“猴子”的意思,一般是指当地特有的日本猕猴(Macaca fuscata)。

南加州大学生物科学部的阿本(Victoria M. Arbour)和塞诺(Lindsay E. Zanno)进行过一项比较研究,统计了所有用尾巴作为武器的羊膜动物(爬行类、鸟类、哺乳类),以及它们的身体特征。想借此了解尾巴武器的进化史。

甲龙的尾锤。图片:Victoria M. Arbour (2009) PLoS ONE 4(8): e6738.

甲龙的尾锤。图片:Victoria M. Arbour (2009) PLoS ONE 4(8): e6738.

甲龙(Ankylosaurus sp.)可以说是用尾巴做武器的动物典型。它的尾尖皮肤内生长出大块的骨质,最后七节尾椎骨彼此愈合,以坚硬的肌腱链接,合在一起就是一把大骨锤,这是一个恐怖的重兵器。尾巴上携带武器的古动物还有剑龙(Stegosaurus sp.),它的尾巴上长着锋利的刺,一些蜥脚类(长脖子,长尾巴的植食恐龙)的尾尖长着类似甲龙的锤子。

生活于2000多万年前,直到2000多年前才灭绝的卷角龟(Meiolania spp.),尾尖排列着两排倒刺,宛若神话里的灵龟怪兽。另外一类近期灭绝的古动物星尾雕齿兽(Doedicurus spp.),外表酷似甲龙,却是货真价实的兽类,属于犰狳的近亲,它的尾巴不仅有骨锤,还有尖刺。

卷角龟的尾巴。图片:Smokeybjb / Wikimedia Commons

卷角龟的尾巴。图片:Smokeybjb / Wikimedia Commons

现生动物里也有用尾巴作为武器的种类。比如豪猪,它们的尾巴上长满了毛发特化而来的尖刺,遇敌的豪猪会倒退,把尾巴和屁股上的刺怼到敌人脸上。一些蜥蜴,比如科莫多巨蜥(Varanus komodoensis),尾巴可以像鞭子一样抽打。会使用“尾鞭”的蜥蜴里,有一些种类,比如埃及王者蜥(Uromastyx aegyptius),尾巴上长着鳞刺,看上去很有古动物的气魄。

使用尾巴武器的动物的酷炫造型,给人留下极深的印象。游戏美工在设计怪物的时候,也喜欢安一条带尖儿带刃儿的尾巴。但总的来说,使用尾巴作为武器,在动物界并不常见。

阿本和塞诺提出,尾巴作为武器这一特征,最经常出现在身被铠甲,胸腔僵硬,中型到大型的陆生植食动物身上。现生动物都没有甲龙和雕齿兽这样的酷炫尾巴,因为能满足全部这些条件的动物已经不存在了。最大的有甲哺乳动物是大犰狳(Priodontes maximus),说实在的它的体型还是太小。而最大的有甲爬行动物,棱皮龟(Dermochelys coriacea)和鳄鱼

使用尾巴做武器的古动物与现生动物。图片:Victoria Arbour et al. (2018) Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 285(1871):20172299

使用尾巴做武器的古动物与现生动物。图片:Victoria Arbour et al. (2018) Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 285(1871):20172299

拥有武器尾巴的植食动物体型太大,不能借助保护色藏身,又没有大到能碾压一切捕食者。另外,这些动物一般生活在空旷的环境里,很难藏身,觅食方式又使它们不能时刻保持警觉。在藏匿、警觉、逃避这些办法,都不能有效防御捕食者的时候,演化的压力就把动物推向了剩下不多几条路之一:拼命堆防御,发展出铠甲和武器尾巴,把自己变成“活的堡垒”。

所以,尾巴武器虽然看起来酷炫,实际上是个“不得已”的选择。

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肉放冰箱里,超过这个时间就不能吃了?

冷冻是储存食物很好的一种方式,然而冷冻对食物的形态会有一定的改变,于是产生了许多传说。比如有自媒体文章宣称《无论什么肉,放冰箱过了这个时间,千万别吃,后悔现在才知道》,文中给出的时间是3个月,过了时间千万别吃的理由如下:

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这两条理由看似专业,其实是胡说八道。下面来仔细解析。

一、化冻时的细菌生长跟冻的时间长短无关

在冷冻温度下,细菌只是停止了增殖而没有被冻死。当恢复到适宜温度,它们又会重新活跃起来。也就是说,化冻的时候,细菌确实有可能生长起来。但是细菌在冷冻过程中并不会增加。化冻时细菌的生长,也就跟冷冻时间的长短无关。冷冻一年化冻,并不会比冷冻一天化冻有更多的细菌。

该文还提到“被破坏的组织细胞”,给读者的印象是冷冻的时间越长,细胞被破坏得就越多,因而“渗出的蛋白质和水分”也就越多。其实,细胞的破坏发生在冷冻的时候。在水从液态转化为固态的过程中,有一个阶段会形成“冰晶”从而破坏细胞膜。一旦冷冻到最终温度(通常是-18 摄氏度),都成了固态,也就不会再进一步破坏了。不管冷冻多久,也都是同样的破坏程度。

现在,很多冷冻食品采用了速冻技术,避免了冷冻过程中冰晶的形成,细胞几乎不会被破坏。

二、合理化冻可以避免细菌显著增加

食物中细菌的生长需要三个条件:菌种、营养成分和温度。控制化冻时的细菌生长,关键就是控制温度。

推荐的化冻方式是提前一天拿出来,放在冷藏室里化冻。这个化冻时间会长达若干个小时,但温度不会超过冷藏温度,也就不用担心细菌的生长。最快速的化冻方式是微波炉。很多微波炉有“化冻”功能,可以在很短的时间内化冻,也不需要担心细菌的生长。

微波化冻不够均匀,有可能导致表面的肉都熟了,而里面的还没有化开。在冷藏化冻和微波化冻之间的折衷,是把密封的肉放在凉水里化冻,中间换几次水。这一方法的好处有三个:1、密封不会额外增加细菌,肉中的细菌就是冷冻之前的那些;2、密封的肉浸泡在凉水中,肉的表面温度也不是很高,细菌难以快速生长;3、化冻速度快得多,因为水温比冷藏温度高,而且水的传热效率高。

三、所谓“蛋白质分解”导致“食物中毒”,纯属耸人听闻

文中所谓的“蛋白质分解产生小分子胺类物质,脂肪氧化产生的醛类、酮类、过氧化物等,人食用后很有可能食物中毒,出现呕吐、恶心、拉肚子等症状”,完全是牵强附会吓唬人。在冷冻温度下,蛋白质不会分解,脂肪也很难氧化,怎么可能出现这些后果?更重要的是,在蛋白质分解和脂肪氧化产生足以导致“食物中毒”之前,食物的气味已经难闻到正常人无法接受的程度,怎么会有人去吃?

四、肉类到底能够冷冻多久?

在冷冻温度下,微生物停止生产,生化反应停止进行,也就不会有危害健康的物质出现。所以,如果只考虑食品安全,那么冷冻食品可以无限期保存。对此,美国农业部的官方网站上有明确的说明:

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但食品安全只是食品品质的一部分。在冷冻中,肉中的水分可能会有蒸发,肉中的一些成分可能会跟氧气反应,从而出现所谓的“冻烧”现象(freeze burn)。这样的肉在外观、气味和口感方面,会有明显下降。所以,冷冻食品也会设定一个“保质期”——这个保质期,是指它们的风味口感能够接受的期限,而不是说过期了就会危害健康。

这个保质期的长短跟冷冻时的包装方式密切相关。如果只是把肉扔在冷冻室里,那么“冻烧”很快就会出现,肉还会吸收冰箱里的异味。如果密封抽真空再冷冻,那么就可以几个月甚至一两年可能也没啥问题。如果是买来的冷冻肉,不开封一直冷冻,那么过了厂家定的保质期也没啥问题。

那么如何判断冷冻的食品还“能吃不能吃”呢?简单说来就是:化冻之后能做成“吃得下去”的食物,就能吃——至于安全问题,是不用担心的。

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花那么多钱建博物馆、囤积大量藏品,图的究竟是啥?

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我在史密森尼自然历史博物馆里,见到了最后一只北美旅鸽玛莎(Martha the Passenger Pigeon)。

她生前曾经生活在辛辛那提的动物园,每天都有成千上万的游客前往此地,一睹“最后一只旅鸽”的芳容。旅鸽曾经遍布北美各地,但因为人类的残忍猎杀而灭绝,1914年,玛莎也在动物园里死去。史密森尼接收了玛莎的遗体标本,在馆藏人员的重建与护理下呈现出生前的模样,在博物馆的展柜里,提醒着人们一个物种的逝去。

玛莎遗体标本丨史密森尼自然历史博物馆

玛莎遗体标本丨史密森尼自然历史博物馆

“幸好,我们还有博物馆”。

在这种遗憾与感慨交织的情绪中,许多关于博物馆的回忆涌上心头。

作为一个博物馆爱好者,我对博物馆的深刻记忆有两面:一面是恢弘的大厅、回廊一样的展馆、琳琅满目的展品,展示着自然和历史的稀有、壮丽与丰富;而另一面则并不那么具有冲击力——冰冷的档案柜挤满了巨大的仓库,空调的温度让人打寒战,在档案柜之间,时不时能见到几个研究者,对着几个福尔马林瓶子琢磨一下午。而后者,可能才是博物馆的主体。

那么,这些静静地躺在博物馆里、丝毫不见天日的展品,究竟对我们来说有什么意义呢?

珍贵的档案,新研究的基础

我曾经在伦敦自然历史博物馆(Natural History Museum London)工作。整个博物馆有超过八千万件各类动植物标本和相关的档案以及艺术品,展品还不到整个藏品的百分之一。

我的导师阿尔伯托·齐里(Alberto Zilli)是一名经验丰富的昆虫学家,在鳞翅目藏品库工作,主攻的领域是夜蛾科(Noctuidae)。他每天的日常,就是逡巡在档案柜之间,整理、记录各类古旧的标本,并在此基础上进行研究。这种蛾子是鳞翅目下最大的一科,已知的物种超过10万。而对于昆虫来说,这个数字还很有可能继续增长。有人打趣说,在热带雨林找一棵树,熏点儿溴,再搞个筐子放在下面,第二天过去能掉下来一整筐各类昆虫,其中一半都是新种。

此话虽然夸张,但也反映了部分事实——这一筐昆虫常常会被打包丢给博物馆,再被后来人慢慢地研究、消化。当年进行环球旅行的博物学家们的“遗产”,过了一两百年,还在为现有的研究源源不断地提供材料。

右二是阿尔伯托丨naturalhistorymuseum.blog

右二是阿尔伯托丨naturalhistorymuseum.blog

过去囿于条件所限,博物学家们仅仅通过判断外观来判定物种,甚至一个物种会被不同的博物学家重复命名,错误很多,十分混乱。而现在,更为通用的方法是结合昆虫的生殖器外形,外加必要的基因测序进行更加系统的判断。而阿尔伯托通过每天的日常工作,能获取不少关于物种的新知识,乃至发现新的物种。他本人参与了整个夜蛾科的分类重建,依据就是博物馆里此科下丰富的藏品标本,他自己也命名了不少来自博物馆的新种。

而博物馆藏品库的另外一个工作,则是为全世界的研究者提供服务。伦敦自然历史博物馆正致力于将它们的藏品数字化,包括制作二维码标签、拍照存档等等。这样,全世界的研究者都可以在线访问这些资源,帮助他们开展自己的研究。有时候,阿尔伯托也会接到世界各地的研究者发来的邮件,让他帮忙查看仓库里某一个物种的状况(比如,生态学家比较关心标本采集地以研究物种分布;生物学家则关心物种外观和演化特征;等等),阿尔伯托本人也会尽力支持。

这些工作虽然枯燥繁琐,但却是博物馆不可或缺的一部分。

从私人收藏,到公众教育、研究机构

17世纪,博物馆从达官贵人的私人珍宝和收藏领域走出来,逐渐进入了公众视野,牛津大学的Ashmolean博物馆成为了第一座向公众开放、对公众进行展示和教育的机构。随后,大英博物馆,乃至欧陆的一众博物馆,都向世界敞开了大门。与此同时,大学的博物馆则成为了重要的研究机构,从一开始的自然博物学家(naturalist),到后来逐渐细分的考古学家、人类学家、动物学家、植物学家……他们利用博物馆丰富的藏品进行研究,为人类的知识宝库添砖加瓦。

历史上著名的学术事件,也曾经发生在博物馆里——例如,1860年,牛津大学的自然历史博物馆里,就曾经上演了关于达尔文进化论的大辩论,牛津主教维伯福斯和“达尔文的忠犬”赫胥黎之间吵得不可开交,而这个辩论发生的地方,现在已经改名为“赫胥黎室”——谁胜谁负,一目了然。

赫胥黎室丨ox.ac.uk

赫胥黎室丨ox.ac.uk

在浩渺收藏中寻找答案

很多时候,在博物馆的仓库里,也会有惊人发现。

2012年,一群鱼类科学家利用DNA编码技术,对史密森尼自然历史博物馆里的加勒比海鱼类标本进行了一次十分彻底的系统性研究,起初是想要更好地理解加勒比地区的生态状况和物种分布。结果,在这三千多个标本、总计500多个物种之间,科学家发现,有好几种看起来外观截然不同、分布地域也十分迥异的鱼,居然有着相同的DNA!

其中一种叫做黄斑金鲈鱼(Liopropoma aberrans),它的成体生活在库拉索附近海域;而繁殖期间,它们则会到墨西哥湾北部的佛罗里达和古巴附近海域产卵,孵化出的幼鱼夸张的红色斑点和华丽的鳍,简直和母亲判若两鱼。

史密森尼自然历史博物馆丨si.edu

史密森尼自然历史博物馆丨si.edu

这种一直困扰着鱼类学家神秘的鱼,在博物馆标本的DNA研究中有了答案;而科学家的下一步,则是了解这个物种的活动模式以及原因——它们为啥大老远跑到另外一个地方产卵?为啥幼鱼长成这个样子?(不过,这些问题尚还在研究之中……)这能帮助我们理解整个生态机制(例如物种分布、鱼类的食物来源和生态链等),从而更好地保护这片丰富的自然资源。

史前生物留下的气息

史密森尼自然历史博物馆作为美国最大的自然历史研究机构,自然也有着冠绝全球的藏品数目(1亿5千万!)和庞大的研究团队(接近500名全职科学家),以及遍布各地的藏品仓库、数据库、最先进的实验室等等。当然,也有相当丰厚的研究资金。

还有一些我们或许从未谋面的史前生物,在博物馆里残留着它们的气息。

比如,1901年,人们在俄罗斯西伯利亚融化的冻土里,发现了猛犸象的残骸,其中一簇猛犸毛和一坨腿上的肉被保存起来,送到了史密森尼。过了将近一个世纪,人们终于又再次打开这尘封已久的标本罐,用碳定年的方式,得出这头猛犸象生活的年代(大约2-4万年前);而另外的科学家从猛犸象残存的牙齿里面,提取出了一些植物的DNA,试图重建当时猛犸象的生境。当然,万一我们以后想要克隆一个猛犸象,这些也都是不可或缺的材料啦。

猛犸象标本丨作者拍摄

猛犸象标本丨作者拍摄

当自然学科遇上人类学

博物馆里不仅仅有自然,也有“人”。在史密森尼、美国自然历史博物馆、芝加哥菲尔德博物馆这样的综合性自然历史博物馆里,有相当多人类学家在工作;而牛津自然历史博物馆和皮特·里弗斯人类学博物馆(Pitt Rivers Museum of Anthropology)甚至共享一处馆藏地址。

一个藏品在人类学家、考古学家眼里,有着别样的意义;而不同领域科学家的通力合作,也能揭示人和自然的相处之道。

有的时候,这种研究很像是解谜。考古学家在加拿大 Par-Tee 的原住民遗址里发现了大量的动物遗骸与工具,其中有一块鲸骨。经动物学家鉴定,这块骨头来自座头鲸,是座头鲸指/趾骨的一部分。然而,研究鲸的科学家指出这个骨头上面有一部分比较奇怪,应该有人类活动的痕迹,于是他们用CT扫描了这块骨头,发现骨头里面藏了一个鱼叉的头。这种鱼叉的结构也并不简单,有点像是带倒刺的矛头,断掉之后留在了鲸骨里。座头鲸的体型十分巨大,而这个生活在1500年前的原住民族群,应该拥有非常出色的捕鲸技术。博物馆里各个领域的科学家通力合作,刷新了我们对于这个神秘的原住民部落的认识。

骨头左边可以看到断掉的鱼叉丨作者拍摄

骨头左边可以看到断掉的鱼叉丨作者拍摄

诚然,欧美博物馆里的不少藏品,是列强们当年海外扩张、殖民的产物。也因为这个原因,在当时,人们对其它文明并没有深入的理解,这些从殖民地、原住民处掠夺而来的东西,也仅仅被作为奇珍异宝展出。一直到了今天,人们才开始正视文明的多样性和丰富性,并用最新的技术为过去的文明复盘。除了原住民的捕鲸叉,还有波利尼西亚壁画上的逆戟鲸、以及乘风破浪的捕鲸人;墨西哥奥尔梅克文明、阿兹特克文明留下的艺术品、绘画与文本,等等。

现在,史密森尼的人类学家正在和墨西哥当地的原住民祖尼人(Zuni)合作,想要解开19世纪发现的一些陶罐上的神秘符号,这或许可以揭示历史上这个族群对于自然的理解,甚至当时的自然环境与人们的生活方式等等,对我们当下也有重要意义。

墨西哥陶罐丨作者拍摄

墨西哥陶罐丨作者拍摄

这个过程当然不是一蹴而就的。博物馆作为整个人类的时光胶囊,必然还会一直专注、耐心地一点点解开关于我们地球、人类的谜题。而下次当你踏进博物馆的时候,或许也能对这个地方、这些藏品有全新的认识。

参考资料

Weigt, L. A., Baldwin, C. C., Driskell, A., Smith, D. G., Ormos, A., & Reyier, E. A. (2012). Using DNA barcoding to assess Caribbean reef fish biodiversity: expanding taxonomic and geographic coverage. PloS one, 7(7), e41059.