问专家

2022-05-30 10:48
科学之谜 2022年6期
关键词:家猫烟头高尔夫球

鸟类有嗅觉吗?

早有研究表明鸟类拥有嗅觉。1968年,一组科学家对108个鸟类物种做了研究,发现这些鸟都拥有嗅球,这个结构在鸣禽大脑中仅占3%,但是在海鸟大脑中竟占了37%左右。而2008年的一项研究显示,像鸮鹦鹉这样的鸟类竟然有600多个与气味相关的基因,而人类只有大约400个。生物学家普遍认为,具有较大嗅球和更多气味受体基因的动物具有更强的嗅觉。这就解释了,为什么在广阔的海洋上,海鸟也能准确地找到食物富集的海域。

嗅觉除了帮助鸟类寻找食物之外,还可以做什么呢?事实上,鸟类不仅可以通过气味来寻找心仪的伴侣和识别雏鸟,也能通过气味来识别附近是否有捕猎者。更有趣的是,有些鸟类还会利用周围的气味来吸引异性,比如欧洲椋鸟,它们可以检测和区分香草中的气味,例如欧叶菊的类似菊花的气味。在繁殖季节,雄性将这些植物编织到它们的巢穴中以吸引雌性。

食物经过胃酸消化,为什么粪便不是酸性的?

粪便的p H值通常处于6 . 0至7.2之间,但是胃里的pH值为1.5至3.5,食物在胃里被消化之后,pH值是怎么趋向于中性的呢?

我们胃中的胃液是强酸,胃酸有助于切断化学键并杀死有害细菌。消化过的食物从胃出来进入小肠时,pH值还是很低的。小肠无法保护自己免受胃酸的影响,不过它有帮手。胰腺的分泌物pH值为8.0至8.3,是碱性的,而胆汁的pH值为7.8,是偏中性的。这两种分泌物的加入,使小肠内及在小肠中已被消化过的食物的pH值趋向于中性。此外,胃液、胰液和胆汁都含有大量的水、盐和其他酶,小肠也会分泌大量的水。这些水也会使胃的酸度下降并保持小肠pH值的平衡。因此经过小肠和大肠之后,消化过的食物变成粪便之后,pH值就变成了接近中性的。

当然,在一些特殊的情况下,粪便的pH值也会改变,比如小肠有炎症时,不能很好地吸收营养,粪便的pH值可能就会受到这些营养物质的影响偏酸性或者偏碱性。腹泻时,粪便的pH值也会有所改变。医生就经常通过检测粪便的pH值来判断病人的健康状况。

为什么人类的头发不能像问其他动物一样是多毛色的?

在自然条件下,大多数人类的头发不能像其他有花纹的动物一样由多种颜色组成,这是由基因控制人体内色素沉着决定的。不过,也有一些人的头发会出现马伦条纹,马伦条纹通常表现为人的额头正上方有一撮头发变成白色或者浅色,看起来类似臭鼬头上的毛发。导致马伦条纹的原因可能是这些人患有花斑病或白癜风等遗传疾病。而在艺术作品中,马伦条纹也常被作为叛逆或者邪恶的标志应用,比如漫画《蝙蝠侠》中的杰森·托特和《X战警》中的罗刹女小淘气的头发就有马伦条纹。

有趣的是,尽管我们的头发没有花纹,但是我们每个人的皮肤上都有布拉什科线。大多数科学家认为布拉什科线是胚胎发育过程中表皮细胞移动的残余。随着胎儿的发育,皮肤细胞沿着这些线成群地增殖,从而使这些纹路保留在了人的身上。布拉什科线几乎遍布人的全身,在头部呈现波浪状纹路。不过在大多数人身上,这些纹路是肉眼不可见的,只有在紫外光的照射下才可见。而在一些患有某些遗传、先天性疾病或者后天的皮肤或粘膜病变的病人身上,布拉什科线则会变得很明显。

家猫几千年前就被驯化了,为什么它们几乎没有进化?

根据考古证据,大约 8000 年前,猫很可能就已经在新月沃地的农业社区中游荡。而在中国,猫和人类一同生活的時间大约是5000年前。尽管家猫和人类生活在一起,但是绝大多数猫还是保持着野性,仍能捕食老鼠等猎物。从身体外观来看,家猫和野猫的区别并不大,不管是家猫还是野猫,它们中的公猫都比母猫大。并且家猫也和野猫一样有明确的领地界限,也都很“高冷”,喜欢独来独往。所以,从某种角度来说,猫没有被人类驯化。

不过,如果对猫的基因进行测序,那么就会发现,家猫和野猫的基因组还是有一些不同,这些不同的基因使家猫的腿比野猫更短、皮毛的颜色更丰富,像虎斑猫直到13世纪左右才出现等。而且,研究还发现,家猫的大脑体积比野猫更小,其中负责战斗或逃跑反应的脑区也缩小了。不过,这些并没有明显降低家猫的智力和适应能力。因此,家猫在与人类一同生活之后也一直在进化。

高尔夫运动员在月球上能把高尔夫球打多远?

大约50年前,美国宇航员艾伦·谢泼德在月球上打过高尔夫球。根据任务期间拍摄的照片来看,他只成功打出了一球,距离大约37米。这不仅是因为他当时穿着宇航服,还因为他没有使用正规的高尔夫球杆。如果一个专业的高尔夫球运动员在不受宇航服束缚的情况下在月球上打球,那么结果就不一样了。

在2021年美国的一项职业高尔夫球比赛中,选手们以10.52°的角度发球,平均球速达到274.2千米/小时。由于月球的重力作用更小,空气稀薄,因此以相同角度发球时,球速会更快,球也能飞得更远,据估算球平均能飞出约1.3千米。然而,在地球上,以较低的角度发球,可以减少阻力,并且打出的球会旋转,这有助于它产生空气动力升力,使球保持高度,并能飞得更远。在月球则不同,月球上缺乏空气阻力,因此以较高的角度有助于把球打得更远。根据一项模拟研究的结果,在月球上以45°的角度把高尔夫球打出去,球飞出的距离是最远的,顶级高尔夫球运动员能以306.9千米/小时的速度,将球打到约4.6千米外的位置。

为什么有些叶子颜色斑驳?

事实上,有多种原因可能导致这种现象。

其一是通过特殊的种植方式得到的结果。利用茎插、芽和茎嫁接以及其他导致腋芽生长的育苗方式,可以使植株中存在两种植物的组织,这将可能导致植株的叶片拥有两种不同的颜色。

其二是叶片表面的光反射造成的视觉效果。当一层空气层正好位于叶片表面下方时,我们就能看到空气层的位置是白色或者银色的;一些植物叶片上的绒毛与叶片的颜色不同,也会导致反射不同颜色的光。

其三,病毒感染也可能导致叶片上出现多种颜色,例如花叶病毒会使叶片上出现多色斑块。

其四,转座因子也可能导致叶片呈现多种颜色。转座因子是一种可移动的遗传因子。如果转座因子插入到一个制造叶绿素或叶绿体发育所需的基因中,就会产生白色的“突变”组织。在叶片的某些部位,转座因子被去除,那么这个部位颜色就是绿色的。而在植物中,不仅有使植物呈现绿色的叶绿素,还有花青素、叶黄素和胡萝卜素等,这些色素单独或者同时出现在叶片的某个位置,也会使叶片上呈现不同的颜色。

除去病毒感染这个原因,一些科学家认为,一些植物的叶片呈现斑驳的颜色可能是一种防御伪装,因為这可能使以叶子为食的昆虫以为叶片早有主人,不要去凑热闹。

烟头对环境有什么危害?

香烟的烟头是由醋酸纤维素制成的,这是一种需要很多年才能在自然环境中降解的塑料。许多烟头被随意丢弃,被冲入雨水沟,最终流入大海。在世界范围内,每年大约有84.5万吨烟头被丢弃。而这些烟头中的大部分流入大海之后被鱼、海鸟和海龟等误食。即使不被吃掉,这些烟头中的尼古丁和乙基酚对海洋生物也是有毒的。当每升水中含有一个烟头时,其中的毒素对小鱼就是致命的了,而杀死浮游生物的浓度只需这个浓度的八分之一。不仅对其他动物有危害,烟头对人类也有严重影响。一些研究表明,烟头被认为可以过滤香烟中的一部分有害物质,这使烟民们低估了吸烟的危害,从而使他们吸更多的烟。而更严重的是,吸烟者们在吸烟时,会将大量的醋酸纤维素直接吸入肺部,这会引发呼吸系统疾病。

为什么国际空间站不能固定在天空中的一点?

国际空间站在位于地表之上322千米至402千米的轨道上绕地球运转。而地球静止轨道,或者国际空间站可以固定于一点绕地球运行的轨道则位于36000千米左右的高度。从理论上来说,国际空间站可以在这个高度运行,但是建造国际空间站需要运输大量材料,而当时航天飞机是最经济的一种选择,只不过航天飞机仅能到达304千米至528千米的轨道高度,鉴于这个轨道高度也能够满足进行微重力和空间环境等计划内的研究的要求,因此国际空间站就被建造在了航天飞机能够到达的高度范围内。

除了材料的运输工具限制之外,将国际空间站建在现在的轨道上还有其他的考虑,其中一个考虑是每次任务的发射和货运成本随空间站高度增加而增加,此外在国际空间站轨道高度之外的合适区域可选择的并不多。地球上方的范艾伦辐射带由被地球磁场捕获的高能带电粒子组成,这些高能粒子对载人飞船、卫星等都有一定的危害。范艾伦辐射带分为内外两层,内层位于地球上方643千米至9700千米处,外层位于地球上方13400千米至58000千米处。也就是说,比现在国际空间站轨道稍高一些的区域正好是一个范艾伦辐射带,而地球静止轨道则在另一个范艾伦带的范围内。

太阳系奥尔特云的一部分位于半人马座吗?

由于奥尔特云离我们太远,密度也不是很高,因此从1991年至今,科学家们没有找到奥尔特云的直接证据。不过科学家对奥尔特云的大致位置做了估算,他们认为奥尔特云的起点可能位于距太阳约2000到5000个天文单位(0.03到0.08光年)的位置,延伸10000到200000个天文单位(0.16到3.2光年)。而有史以来飞离地球最远的人造物体旅行者号宇宙飞船将在大约300年后到达奥尔特云,并需要花30000年才能通过这片区域。

从距离上来看,半人马座阿尔法星系距离我们大约4.3光年,因此奥尔特云与阿尔法星系可能是不重叠的。不过,科学家认为,奥尔特云的边缘是模糊的,因此目前还无法判断它们是否有重叠的部分。而从观测数据来看,半人马座阿尔法星正在向太阳系靠近,在大约30000年后,它与我们的距离将只有约2.9光年。

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