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        甘于認(rèn)慫的白蟻

        2021-07-27 06:38:40
        科學(xué)之謎 2021年5期
        關(guān)鍵詞:蟻穴白蟻攻擊性

        當(dāng)一個人無家可歸,寄居于某個親戚家時,難免要對主人低眉順眼,逆來順受。誰叫你生活在人家屋檐下的?我們往往把這種行為視作人類良心的一種表現(xiàn)。不成想,類似的行為也存在于動物界。

        生活在巴西的一種寄居白蟻,是白蟻中唯一不能自己筑巢的物種。它們寄居在另一種白蟻建造的巢穴里。一般來說,白蟻對于外來者具有很強(qiáng)的攻擊性,兩個不同種群朝夕相處,免不了要發(fā)生激烈沖突。所以,科學(xué)家很感興趣,兩種白蟻是如何在如此逼仄的環(huán)境中和平共處的。

        他們收集白蟻的巢穴,帶進(jìn)實驗室,然后將寄居白蟻和蟻穴的主人放置在微型的角斗場中,并追蹤和記錄兩種白蟻的行為。

        他們發(fā)現(xiàn),從一開始,寄居白蟻就比蟻穴的主人更少活動,而且活動時也盡量避開主人。主人向它們噴灑辛辣的化學(xué)物質(zhì),但寄居白蟻從來不以牙還牙,而是完全逆來順受。在忍無可忍的情況下,它們會把糞便噴向威脅它們的蟻穴主人,并趁著主人一時反應(yīng)不過來,安全逃離。盡管事實上,論塊頭和體力,它們完全有能力與主人一較高低,甚至鳩占鵲巢。

        說來也有意思,正是寄居白蟻這種忍氣吞聲的態(tài)度,大大緩解了主人的怒火,有效地防止了沖突的升級。

        當(dāng)我們提到進(jìn)化論的“生存斗爭”的時候,往往誤以為攻擊性是大自然所青睞的生存策略。但從寄居白蟻的行為上看,大自然未必總是青睞牙齒和爪子,逆來順受不一定導(dǎo)致失敗,對于生存,攻擊性未必比示弱具有天然的優(yōu)勢。

        人類已在遠(yuǎn)離自然界

        長年生活在城里的人經(jīng)常抱怨自己離大自然越來越遠(yuǎn)了,難得見青草樹木,身邊充斥的盡是些人造物。他們的抱怨是不無道理的。不過,習(xí)慣了生活在人造物包圍中的人,聽到下面這則消息,恐怕還是會吃驚不?。浩?020年底,地球上現(xiàn)存的人造物總質(zhì)量,首次超過了大自然中現(xiàn)有的生物總質(zhì)量。

        這是以色列一個研究小組通過模型估算得出的結(jié)論。他們說,在1900年,人造物總質(zhì)量僅占自然界生物總質(zhì)量的3%;此后,生物的總質(zhì)量基本保持不變,而人造物的總質(zhì)量大約每20年翻一番。研究小組估計,到2020年底止,地球上總共有11000億噸建筑物(包括房屋、道路等。道路的質(zhì)量按瀝青、水泥等用料的質(zhì)量來算)和80億噸塑料,而包括人類在內(nèi)的自然生物,有9000億噸樹木(包括喬木和灌木,它們占了生物總質(zhì)量的90%左右)和40億噸動物。所以,即使分項比較,建筑物的總質(zhì)量也已超過樹木,塑料的總質(zhì)量超過了動物。

        如果以目前的速度,到2040年,人造物總質(zhì)量將是自然界生物總質(zhì)量的三倍。未來在我們周圍見到更多的,將是人造物,而不是自然生物。對于提倡與大自然和諧共處的人類,這是一個警告。

        睡眠的“相變”

        “相變”是物理學(xué)上的一個名詞,意思是從一種狀態(tài)(模式),突然進(jìn)入另一種狀態(tài)(模式)。比如在0℃的時候,水突然變成冰,就是典型的相變。

        研究表明,我們睡眠的主要功能在2歲半左右也會發(fā)生“相變”。

        我們知道,睡眠時間長短在人一生中變化非常大。新生兒特別貪睡,一天的睡眠時間可達(dá)20-24小時,但隨著年齡增長,睡眠時間會逐漸減少。

        這是為什么呢?

        為了找出睡眠時間隨年齡增長而減少的原因,最近一個美國研究小組收集了不同年齡組的人群的大腦活動、腦容量和睡眠時間的數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù),他們構(gòu)建了一個模型,看看隨著人的成長,大腦可能會發(fā)生什么變化。

        他們發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象:睡眠的最主要功能是學(xué)習(xí);可是到了2歲半,也就是兒童姍姍學(xué)步的年齡,睡眠的功能突然轉(zhuǎn)變,以修復(fù)大腦損傷(例如一些神經(jīng)連接因受外界刺激而萎縮或中斷)為其主要職責(zé)了,而且自此到老保持不變。

        看來隨著年齡增長,睡眠時間逐漸減少的主要原因是睡眠的功能發(fā)生了轉(zhuǎn)變。這個變化真可借用物理學(xué)上的“相變”來形容。

        磁懸浮助力細(xì)胞研究

        在生物實驗中,經(jīng)常需要對一些生物組織進(jìn)行分析研究,將死細(xì)胞和活細(xì)胞分離開來。分離的辦法有很多,譬如根據(jù)兩者的密度不同(因為細(xì)胞在臨死前會脫水收縮,所以死細(xì)胞的密度比活細(xì)胞大),用離心機(jī)將它們分開。但現(xiàn)有手段都會破壞脆弱的細(xì)胞。

        現(xiàn)在,美國加州大學(xué)的科學(xué)家發(fā)明了一種磁懸浮分離法,在不對細(xì)胞造成任何改變和破壞的前提下,將死細(xì)胞和活細(xì)胞分開。

        科學(xué)家先將一群細(xì)胞放入含有稀土金屬元素釓離子的液體中。釓是弱磁性的;而且釓離子無毒,在醫(yī)院做核磁共振成像時,通常被注射到人體內(nèi),以提高成像的對比度。

        然后將液體放入一根試管中,試管上下安放簡易的磁鐵。最終,液體中的釓離子受到磁力的作用,往上運動,并把細(xì)胞托起來(你可以設(shè)想成一群上升的小氣泡將細(xì)胞托起來)。于是,細(xì)胞便也懸浮在液體中了,其高度取決于它的密度。死細(xì)胞因密度大,懸浮在低處,活細(xì)胞因密度小,懸浮在高處;垂死的細(xì)胞介于兩者之間。因此,用這種辦法還可以實時觀察細(xì)胞死亡的過程。

        這項技術(shù)在醫(yī)學(xué)上將有很多應(yīng)用。例如,我們可以用來測試一種新藥對細(xì)胞產(chǎn)生影響的劑量,或者殺死癌細(xì)胞所需的劑量:一般當(dāng)細(xì)胞還活著的時候,會懸浮在高處。如果逐漸添加藥物,細(xì)胞開始下沉?xí)r,說明它們正被殺死,這時的劑量就是殺死它們的劑量。

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