视野

2014-09-10 07:22
大自然探索 2014年7期
关键词:水獭牙刷鳄鱼

发现另一颗可居住行星

科学家最近宣布,在另一颗恒星周围发现了第一颗除地球外的可居住行星,这也证实了其他恒星的可居住地带内存在地球大小的恒星。可居住地带是指宇宙空间中距离恒星不远也不近、温度不太高也不太低的区域,这些区域允许行星上存在液态水。这颗恒星——“开普勒186”是一颗非常暗淡的矮星,它位于天鹅座,距离地球大约500光年。“开普勒186”有5颗行星环绕,其中4颗距离恒星都比较近,因而非常炽热,唯有“开普勒186f”只比地球大一点点,并且位于“开普勒186”的可居住地带内。不过,要想查明行星“开普勒186f”上面是否存在液态水甚至存在外星人,至少在相对长时间内是不可能的。

透过土星环拍摄天王星

最近,美国宇航局“卡西尼号”探测器透过土星环首次拍摄到了天王星的遥远蓝色光点(“卡西尼号”于2004年到达土星轨道),当时“卡西尼号”距离天王星近29天文单位。透过“卡西尼号”所搭载相机的色彩过滤器,天王星的明亮蓝光明显可见。这种蓝光是由天王星大气层中的甲烷所致——甲烷会吸收可见光光谱中的红光,让我们能选择性地看见反射自天王星大气层的蓝光。天王星及其更遥远的兄弟——海王星常被称作冰巨星,这是因为它们的大气层包含较多的水、氨和甲烷。冰巨星的组分与木星和土星大不相同,后两者的轨道距离太阳更近,因此它们主要由氢和氦组成。

破解南大洋怪声之谜

从20世纪60年代起就有潜艇人员不断报告说,在南大洋多个不同地点听到鸭子叫声似的奇怪声音。之后,在南极洲附近和澳大利亚西岸海域,在较高纬度和较低纬度的冬季,这类怪声都被记录到,但其来源一直是谜。科学家曾经猜测怪声是由潜艇或者鱼类发出,或者是某种海洋现象。最终,科学家通过比较各种文献记载,把怀疑对象圈定在小须鲸身上。2013年,在南极半岛西部的威廉敏娜湾,科学家为数头小须鲸安装了声呐标签,并记录到了由小须鲸发出的“鸭子叫声”。当时所在海域并无其他海洋哺乳动物出没,可见这种怪声确实是由小须鲸制造的。科学家说,一些小须鲸整年都待在冰封的南极海域,另一些则季节性迁往较低纬度海域,这就是在较高纬度和较低纬度的冬季都能听见怪声的原因。小须鲸是须鲸群体中的小不点,这一群体的成员中还包括蓝鲸和座头鲸等。科学家目前对小须鲸的了解依然很少。

新式太空舱方案发布

美国波音公司不久前宣布,其新设计的载人飞船——“空间机组运输工具”(简称CST-100)将于2017年投入使用。该公司同时公布了CST-100的内部细节。这种飞船的设计目的是运送机组和货物到低地轨道。尤其引人注目的是,与一般飞船内部电线、按键杂乱分布不同,CST-100的内部非常整洁,还有很多观测窗(一般飞船的观测窗很少)。CST-100的坐席质地轻,塑性好,这是为了保持机组舱的低重量。CST-100一趟可运送7人,不限于宇航员,也包括其他人员。此外,波音公司的合作伙伴比奇洛公司正在研发一系列被合称为BA-300的可膨胀太空舱,它们预计将在几年内进入轨道。

斑马纹路从何而来?

斑马身上的条纹从何而来?至少120年前科学家就开始探索这个奥秘。他们对此提出了多种猜测:伪装,扰乱掠食者的视觉,热量管理机制,具有社会性功能,避免皮外寄生虫例如食肉蝇的攻击,等等。最近,科学家通过多地对比研究证实,避免食肉蝇的攻击是驱动斑马条纹进化的唯一因素。那为什么其他有蹄动物没有进化出条纹呢?新研究发现,与生活在同一区域的其他有蹄动物相比,斑马的毛短于食肉蝇的口器长度,所以斑马可能尤其容易遭遇食肉蝇侵袭。然而,食肉蝇为什么会避开有条纹的马的皮肤呢?这个奥秘仍待破解。

蟒蛇吃鳄鱼

最近,有人在澳大利亚昆士兰州偶然拍到一条巴布亚蟒吞食一头澳大利亚淡水鳄的场面,前者的体重为7~9千克,后者的体重为2~3千克。这类事件在当地并非罕见,因为巴布亚蟒惯于掠食大型猎物。事实上,这两种动物都是顶级掠食者,它们互相都有吃掉对方的时候。

在美国佛罗里达,还出现过缅甸蟒吞吃鳄鱼后被胀破肚子的案例。难道蛇不能判断自己该吃多少吗?其实,蛇通常很少吞吃个头比自己大的猎物,而这条缅甸蟒被鳄鱼胀破肚子并非因为鳄鱼的个头太大,而是因为佛罗里达的环境不如东南亚——缅甸蟒的故土——那样温暖,缅甸蟒的消化速度赶不上猎物的腐烂速度,结果鳄鱼在蟒蛇体内开始腐烂,最终导致蟒蛇的身体爆开。

水獭吃鳄鱼

最近,一组拍摄于美国佛罗里达野生动物保护区的水獭猎食鳄鱼的照片被公布。科学家解释说,水獭实际上是胃口很大的掠食者,它们与鳄鱼交手的事件并非罕见。

从头部背后袭击鳄鱼是水獭习得的聪明行为。不过,鳄鱼背上的“盔甲”很坚固,水獭不可能直接杀死鳄鱼。那么,水獭是如何取胜的呢?关键在于其耐力——鳄鱼的爆发力持续时间不长,而水獭的耐力很好,所以通常只需几分钟,水獭就能让鳄鱼筋疲力尽。水獭会在鳄鱼还没断气时,用利齿划开鳄鱼皮,将肉和内脏扯出来吃。如果附近有正在交配的水獭或小水獭,它们也会分得一羹,这也是教育小水獭的好机会。只要能搞定对方,水獭可谓饥不择食——两栖类、鱼、河狸、浣熊、鳄龟、蛇和鳄鱼等,都可能成为水獭的盘中餐。当然,水獭也可能被鳄鱼或其他动物捕食。

生吞蜈蚣,蝮蛇丧命

不久前,科学家在马其顿一座岛上偶遇惊人场面:一只巨大的蜈蚣从一条蝮蛇的胃部钻出来,痛不欲生的蝮蛇死了,蜈蚣也没能活下来。这种蝮蛇通常吃小型哺乳类、蜥蜴和鸟。这是一条年轻的雌蛇,比蜈蚣长大约5厘米,但它显然严重低估了猎物的力量。这种蜈蚣进攻性很强,还携带毒性轻微的毒液。这只蜈蚣的体重竟然是蝮蛇体重的114%,占据了蝮蛇的全部腹腔。科学家说,这种蜈蚣非常厉害,成年体很难被杀死。科学家推测,蝮蛇当时生吞蜈蚣,熟料却因此送命。

杜鹃鸟并不总是那么邪恶

杜鹃(又称布谷鸟)是一种臭名昭著的鸟。杜鹃自己从不营巢,而是将自己的蛋产在画眉、柳莺等其他鸟类的巢中。杜鹃雏鸟通常比别的鸟类的雏鸟早破壳,遗传了“犯罪”基因的它们会将其养父母的亲生骨肉一个个地推出鸟巢,以便自己独霸养父母的哺育。不过,有趣的是,根据互利共生原则,杜鹃、画眉、柳莺等鸟类不仅能共生,还有“绝招”对付其他掠食者。西班牙科学家发现,有一种食腐乌鸦十分“待见”大斑杜鹃的孩子,原因是如果它们的巢中混有一只小杜鹃,那么超过40%的食腐乌鸦雏鸟都能存活。研究发现,杜鹃雏鸟会分泌一种有毒物质,刺鼻熏人,而且让喉咙有烧灼感。科学家在八只猫的食物里加入少许这种物质,结果发现,除一只猫外,其他的猫都对这种食物敬而远之。科学家推测,杜鹃雏鸟分泌的这种有毒物质能有效驱赶猫和猛禽,有助于增加食腐乌鸦的种群数量。看来,杜鹃鸟并不总是那么“恶毒”。

当心!你的牙刷可能很脏

科学家最近提醒说:你的牙刷可能很脏,这是因为人的口腔中有数百种不同类型的微生物,包括葡萄球菌、大肠杆菌、假单胞菌、酵母菌、肠道细菌甚至粪便菌等,它们可能转移到牙刷上。此外,大多情况下牙刷都放在卫生间里或洗涤槽旁,这让牙刷暴露在了通过粪便-口腔途径传播的消化道细菌中。科学家建议:在刷牙后一定要充分冲洗牙刷,使之不留任何牙膏或残渣;牙刷使用前,应该放进口腔消毒液中浸泡;不要用盒子装牙刷,而是应该倒插牙刷,并且不同的牙刷一定要分隔开;生病期间用过的牙刷在病愈后要更换新的;每3~4个月更换一次牙刷;定期洁牙;上卫生间后以及用牙刷之前要洗手;不能两人共用牙刷。

人类也能冬眠吗?

长期“假死”,有可能吗?众所周知,一些动物会冬眠,它们的体温、新陈代谢、氧需求量以及呼吸在冬眠时都会减少。那么,人类可以冬眠吗?

肥尾鼠狐猴是迄今已知唯一可以冬眠的灵长类动物,它们的基因与人类的基因十分相似。科学家认为,人类是否具有冬眠基因这一问题,或许可从肥尾鼠狐猴身上寻找到答案。最近,科学家有了一个惊人的突破性发现:在肥尾鼠狐猴的大脑中存在一种遗传机制,能让新陈代谢更具灵活性,冬眠是它们延长寿命的一种途径。

化学物质也有助于减缓新陈代谢。美国研究人员使用硫化氢诱导实验老鼠进入“假死”状态(冬眠状态)5个小时,结果硫化氢限制了细胞摄取氧气的含量,从而减慢了新陈代谢。目前,科学家希望在人体内发现自然存在的可减慢新陈代谢的化学物质。不过,使用硫化氢诱导羊和猪冬眠的其他试验均告失败,它或许并不能对较大体形的动物(包括人类)起作用。

科学家说,在医学上,人在脑死亡5分钟后就已经死亡了。而现在,我们可以开始考虑如何将死亡时间推迟数月乃至数年。

被动吸烟对孩子的伤害不可逆转

一项从1985年开始并持续至今的研究发现,童年期被动吸烟(自己不吸烟、但受父母或他人吸烟影响)会对儿童造成无法逆转的损害——动脉壁增厚,长大后面临心脏病和中风的风险更大。科学家指出,如果父母双方都吸烟,孩子成年时的血管年龄会额外衰老3.3岁。就算父母中只有一方吸烟,这种影响也照样存在。这项研究提示,吸烟的父母(也包括考虑成为父母的人)都应该戒烟。这项研究也为在儿童活动区域禁烟(包括禁止汽车烟雾)的观点提供了证据。

三手烟可致癌

一项新研究发现,残留在墙壁或家具上的香烟味(即三手烟)可能对人造成严重的健康威胁,对于会把被三手烟污染过的玩具等物体放进口中的婴幼儿来说更危险。科学家说,三手烟会损害DNA,并且有潜在致癌性。研究发现,含有超过4000种化合物的二手烟(即吸烟者喷出的烟雾)会久久停留于室内,这些化合物能够与室内污染物例如臭氧和亚硝酸反应,形成可能的致癌物。去除三手烟的最佳办法是扔掉受污染物品(例如沙发和地毯),重新粉刷墙面,仔细清洁家具表面、受污染衣物、窗帘和寝具等。

有点压力,感觉也许更好

在生活中我们难免会遇到大大小小的压力,过大的压力对我们的健康是有害的,不过有点小压力对我们的健康却是有益的。匈牙利科学家最近提出了一个新概念——良性压力(或叫良性应激),指对健康有益、能让人体会到成就感等积极情感的压力。例如,结婚和晋升带来的就属于良性压力,它们在让人感到有点紧张和有点害怕的同时,也让人产生兴奋、激动的感觉。这样的压力会使我们的生活变得更有意义,也给我们带来更多的希望。

另外,良性压力会让身体“燃烧”,释放能量,有助于我们集中体力和精力来应对威胁。也就是说,良性压力能向我们提供处理紧急情况所需的体力和精力。例如,在开车或参加面试时,良性压力能让我们更机警、更敏锐。

适当的锻炼也属于良性压力。例如,举重、游泳或大汗淋漓地跑上几十分钟,就是给身体肌肉施加的一种良性压力,这种短时间的施压可以让我们的身体变得更强壮。研究证明,经常锻炼还会降低人体的压力荷尔蒙如皮质醇的分泌,同时增加体内内啡肽的分泌量,让人“感觉良好”。

不过,压力一旦发展为长期的,人体细胞代谢过程中产生的对机体有害的自由基就会增多。负面压力甚至还可能破坏DNA,让我们更容易得与年龄相关的疾病。

中年吃肉多,等于吸烟

一项持续近20年、针对大量人群的研究发现,中年时期吃肉多相当于吸烟。在中年时期吃肉多的人死于癌症的可能性,比动物蛋白(来自肉食、牛奶和奶酪等)摄入量低的人高四倍,死于糖尿病或早死的概率也大得多。蛋白质控制着生长因子IGF-I,后者帮助人体生长,但也与患癌可能性有关。人在65岁后,IGF-I水平急剧下降,会导致衰弱和肌肉量减少,不过对老年人却有保护作用。研究还发现,植物蛋白(例如大豆蛋白)对中年人没有坏作用。因此,科学家提醒说,在中年期大量摄入动物蛋白质是有害的。当然,也不要走极端,否则会导致营养不良。科学家建议,体重正常的中年人每天的蛋白质摄入量是每天每千克体重大约0.8克,而且蛋白质应该多来自植物。

把死者做成钻石

瑞士的一家公司最近利用一项特殊技术,把逝者的骨灰做成钻石——钻石是碳的结晶体,骨灰中的碳经过超高温熔炉加工,最终可变成璀璨的钻石。如果把这样的骨灰钻石佩戴在身上,人们就可以与逝去的亲人永远相伴。

实际上,自20世纪90年代起,科学家就开始在实验室里制造人工钻石。将一个人的骨灰制作成钻石的过程,涉及到运用特殊化合物对骨灰进行处理,将其中的碳元素提取出来,然后加热转化成纯晶体状态——石墨(与铅笔中的石墨相同),再放进机器里接受类似地幔环境的高温高压处理。几周后,一颗差不多等于1克拉重的骨灰钻石就等待切割了。

骨灰钻石保留了逝者的特征,因此每颗都是独一无二的。尽管天然钻石更值钱,但事实上,骨灰钻石与天然钻石没有太大区别,骨灰钻石的质量甚至优于许多由小块钻石连接起来的施华洛世奇钻石手链。不过,如果逝者佩戴假牙,其骨灰钻石的纯度就要低一些。另外,天然钻石一般呈蓝色,而不同逝者生前从食物中获得的硼元素数量不同,所以骨灰钻石的色泽从透明到黑色的都有。目前,该公司已经获得了大量骨灰钻石订单。

珍珠是如何变圆的?

人类花费了近千年时间发明了一种旋转物——轮胎,而一种完美球体——珍珠,却早在数亿年前就开始在软体动物的体内旋转。大多数珍珠都是椭圆形的或泪珠形的,为什么有的珍珠能够形成完美球形呢?一种新理论认为,珍珠的特殊结构使得它们能够在软体动物的体内自然转动。

珍珠是一些双壳软体动物的产物,这些动物特定的上皮细胞会分泌一种被叫作“真珠质”的物质,将进入自身体内的砂粒等杂质包裹起来。真珠质主要由碳酸钙构成,一层层地沉积在贝类体内,并与由蛋白质和甲壳素构成的柔软有机薄膜“黏合”在一起。这样形成的复合结构既坚硬,又具有韧性。由于真珠质是一层层生长的,所以因此在珍珠表面留下了微小的阶梯状结构。正是这些“阶梯”揭示了珍珠旋转的秘密:当碳酸钙离子和蛋白质分子不断黏合在“阶梯”上时,它们释放能量,使得珍珠的表面温度升高;珍珠表面附近的水分子受热,并被“阶梯”边缘反弹,带走热能;根据动量守恒原理,水分子在带走热能的同时产生了反方向的作用力,从而使得生长中的珍珠旋转。所以,珍珠边生长边转动,最终获得完美球体。

鸡蛋壳是怎样形成的?

鸡蛋壳是鸡蛋的保护层,其结构十分巧妙。那么,鸡蛋壳是怎样形成的呢?随着母鸡体内激素发生变化,几天之内,一个小细胞就发育成一个可以辨认的蛋黄(卵泡);日益长大的蛋黄进入输卵管,输卵管分泌蛋白(蛋清蛋白质)将蛋黄包住;蛋黄逐渐下行,并形成内外壳膜,最后到达蛋壳形成的地方——子宫;在子宫里,代谢产生的二氧化碳在碳酸酐酶的作用下与水结合形成碳酸,碳酸离解成碳酸根离子,再与血液中的钙结合生成碳酸钙;最终,碳酸钙均匀地沉积在蛋膜上,形成坚硬的蛋壳。所以,蛋壳的主要成分是碳酸钙。有意思的是,蛋壳表面还有一层外膜。可别小看了这层膜,它能阻止微生物和真菌的侵入,对防止蛋被污染起到一定的保护作用。

四叶草象征幸运?

四叶草是苜蓿草(别名三叶草,通常只有三片小叶子)的稀有变种。在十万株苜蓿草中,大约只有一株是长有四片叶子的。正是这种稀缺性导致了一个迷信:四叶草被人们公认为幸运的象征。

不过,科学家可不迷信。他们指出,如果一株三叶草意外变成四叶,很可能是气温骤变、干旱等环境改变,或者叶片发育期间的病害等所致。当然,也不排除遗传方面的原因——基因突变可导致三叶草无法停止生长,在已经形成三片小叶的基础上,再长出第四片叶子。这种基因突变最容易发生在有性繁殖的过程中,授粉不纯、杂交等都可能导致新的叶片产生。

有朝一日,科学家或许能培育出四叶草。到那时,四叶草将不再稀有,有关它的迷信也将不复存在。

音乐才能靠基因?

科学家基于对多地区人类基因组的研究结果提出,人的音乐才能很可能与基因有关——基因决定耳蜗的构造。

耳蜗是耳朵的一个解剖结构,负责将来自外界的声音信号转换为相应的神经电信号,传送到大脑的中枢听觉系统接受进一步处理,最终实现听觉知觉。在音乐从外界传递到耳朵并最终传递到大脑的过程中,不同频率的空气震动(声波)被转换为神经冲动,这一功能的实现主要依靠耳蜗的内毛细胞将机械信号转换为神经电信号。而一项新的研究认为,这一过程与基因有很大的关系。

芬兰研究人员对767名参试者在不同音乐模式下,对他们的音高鉴别能力进行测试,然后比对他们的基因图谱。结果发现,与音高鉴别能力关系最为密切的是GATA2基因,而该基因参与了耳蜗内毛细胞的发育。另一种基因——PCDH15在其中扮演的角色也被首次发现,那就是将声音信号转换成神经电信号。目前,芬兰研究人员正计划研究遗传和音乐环境因素之间的关系。

被谋杀的印加女孩

19世纪90年代,巴伐利亚王妃特蕾莎在南美旅行期间得到两具木乃伊。其中一具很快就丢失了,另一具辗转来到慕尼黑的博物馆。之后,由于战争等原因,这具木乃伊的所有记录都丢失了。最近,为了破解这具神秘木乃伊之谜,科学家对它进行了各种科学检测。

CT扫描结果显示,虽然这是木乃伊的头部从外表看很正常,但实际上头骨的前面部分已被彻底破坏。由此可见,此人在死前头部遭遇过反复重击,以至于被打碎的头骨坠落进了脑腔。死者的尸体被浅埋,埋葬地可能是阿塔卡玛沙漠,那里炎热、干燥的环境让尸体迅速脱水,成为一具天然木乃伊。

对头骨特征等的检测清晰表明,死者是一名女性印加人(她佩戴的由美洲鸵毛编织的发带也是印加裔的标志之一),生活在公元1451~1962年间的某个时段,很可能住在今天的秘鲁或智利海岸附近,主要食物是玉米和海鲜。

CT扫描以及对来自木乃伊直肠组织的寄生虫进行的DNA检测结果暗示,这名女性自幼罹患美洲锥虫病,可能有呼吸道和消化道症状。她死时年仅20~25岁,可能死于一场仪式性谋杀,原因或许是她已病入膏肓,活不了多久。类似例子在印加木乃伊当中并不鲜见。

发现“地狱鸡”

科学家最近辨识了一种生活在超过6600万年前的性情凶猛的恐龙,并且称它为“来自地狱的鸡”。头顶长着“鸡冠”的“地狱鸡”站立高度达10米,拥有长着羽毛的翅膀、长长的爪子,以及强有力的喙和尾巴。“地狱鸡”当时栖息于美国达科他州的山区,同时生活在这里的还有霸王龙。“地狱鸡”可能是一种不飞的恐龙,其颈子和后肢纤细,看上去像鸵鸟。“地狱鸡”是杂食动物,吃植物、小动物,可能还吃蛋。科学家推测,“地狱鸡”的体格能抵御大型掠食者。从一些“地狱鸡”的化石上可见到已经复原的伤痕,暗示这些“地狱鸡”可能曾与同伴或掠食者发生过打斗。

1500年前的苔藓复活了

科学家最近从南极洲地下深处提取冻结的苔藓样本(其首次冻结时间至少在几十年前),再在确保不被污染的情况下,非常小心地将它们切开,然后放进孵化器中,接受正常的生长温度和光照。仅过了几周,苔藓即开始生长。碳测年发现,这些苔藓至少已有1530岁。这一实验显示,多细胞生物能存活的时间长度远远大于科学家之前的估计。它还提示了一种诱人的可能性:被包裹在永冻土或冰中的复杂生命有可能存活很长时间,或者说在冰冻很久后能够复活。那么,包裹在永冻层中的猛犸象是否也有可能复活呢?

陆地上最早的生物

陆生真菌大约出现于13亿年前,是地球陆地上最早出现的生物。真菌的菌丝体产生草酸,与其他的酸和酶一起风化岩石,逐渐形成草酸钙,使岩石崩裂。这是产生土壤的第一步。由于草酸是由两个二氧化碳分子结合在一起形成的,所以真菌可以草酸钙的形式隔离二氧化碳。

1859年,一种被叫作“Prototaxites”(原紫杉藻)的生物化石首次被发现。据推测,这种生物早在4.2亿年前就已经出现在地球上了。人们最初认为Prototaxites是一种植物,后来又认为它可能是地衣类、藻类或菌类等。近年来,美国科学家在显微镜下对这种生物化石进行仔细观察,并进行了碳同位素检测,最终确认,Prototaxites是一种巨型真菌。当时地球上最高的植物不过0.6米高,而这种真菌即便被放倒,也有近1米高。科学家推测,地球上曾经布满这种巨大的蘑菇,它们存在了数千万年之久。

科学家现在推测,6500万年前,一个外来天体撞击地球,产生的大量碎片进入大气层,阻隔阳光,而外来天体携带的真菌被留在了地球上。这种真菌不需要光,以辐射作为能量来源。科学家认为,这样的真菌一定还存在于其他星球。

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