追着飓风飞的海鸟

2024-02-28 00:00:00

大自然探索 2024年12期

德岛圆尾鹱（hù）是一种鸽子般大小的海鸟，它们在葡萄牙布吉奥岛上筑巢，却要深入大西洋觅食。和人们印象中海鸟会避开飓风不同，科学家发现，德岛圆尾鹱不但不避开飓风，反而会主动靠近飓风中心。这些鸟距离飓风中心最近的距离不超过200千米，要知道在这个范围内，风速可达86千米/ 时，相当于9.5级大风，这个风力能轻易吹跑屋顶的瓦片。

飓风虽然危险，但在飓风的剧烈搅动下，较深层海域的浮游生物和以之为食的鱼类、头足类动物会被带到海面。飓风就像一把勺子，捞出了沉在“锅底”的“肉”。如此，德岛圆尾鹱就能在海面轻易发现大量食物。

“搓衣板”外墙更凉爽

环境

这是一种新颖的锯齿形建筑外墙结构，从外面看就像一块搓衣板。相同环境下，24 小时内“搓衣板”外墙表面平均温度比传统外墙表面低2℃，差距最低甚至可达3.1℃。

建筑物外墙的热量主要来自太阳直接照射和周围环境的辐射。这些锯齿结构有的面朝天空，有的面对地面，能让墙体吸收的热量更有效地辐射出去，减少热量吸收。

软体动物的祖先背上长刺

古生物

在云南东部的寒武纪关山生物群中，科学家发现了一种名为“多刺世山虫”的软体动物化石，距今约5.14 亿年。

这种微型生物体长仅几厘米，身体扁平且无壳，背部覆盖着密集的几丁质（昆虫外骨骼的主要成分）小尖锥骨片，腹面则光滑，拥有宽大且肌肉发达的足部。

软体动物（如蜗牛、贝类、海螺、章鱼等）是动物界第二大的门类（第一大门类是节肢动物，如蜘蛛、蝎子、蜈蚣、昆虫等），已知物种超过8 万。最早的软体动物出现于5.35 亿年前。这次发现的多刺世山虫是非常早期的软体动物物种。从它们身上可以看出，软体动物的祖先身体应该是扁平的，且背部布满了密集的中空几丁质骨刺。今天的蜗牛和章鱼身上没有这些骨刺，大概是这些软体动物找到了更好的自卫策略。

木质材料：未来干细胞培养的新希望

生命科学

干细胞被誉为未来医疗的“万金油”，有望解决创伤修复、糖尿病、癌症等一系列重大医疗难题。目前，全球已有超过8000 项干细胞研究进入人体实验阶段，这些研究寄托了医学界的巨大希望。

然而，传统的干细胞培养方法常常依赖动物血清和胶原蛋白，这不仅增加了排异反应和感染的风险，也限制了干细胞技术的普及。

好消息是，科学家们最近在这一领域取得了令人振奋的突破。他们使用树木纤维素制成的纳米纤维，成功培养出了人类干细胞。这种纤维素纳米纤维能大幅降低能大幅降低感染风险。这一新技术有望打破传统方法的限制，为干细胞的广泛应用铺平道路，未来可能为更多患者带来福音。

宇宙刚刚诞生的样子

太空

在宇宙大爆炸后的约40 万年，整个宇宙被“迷雾”笼罩，光线被笼罩在这团“迷雾”之中，无法自由传播。

在这个过程中，第一批恒星和星系出现了。它们就像宇宙的第一批孩子。但是，这些天体的寿命很短，它们死亡后可能会合并成大型黑洞。这些大黑洞非常活跃，发出的电磁波和能量可能帮助宇宙中的其他部分摆脱“迷雾”。自此，宇宙从一片混沌中慢慢变得清晰。

电击造岩，抵御海岸侵蚀

地球

全球变暖导致海平面上升，随之而来的海岸侵蚀问题也日益严重。海岸侵蚀即海岸线后退。无论是建造海堤还是补充沙滩，效果都不理想，且成本高昂。近日，科学家发现，向沙滩通入电流，或许能让沙滩自发形成岩石。

海岸沙粒中含有充足的碳酸钙和氢氧化镁，在电流作用下，这些溶解在水中的矿物质会沉淀下来并进一步转变为岩石。实验表明，在28天的时间内，向沙滩持续输入4伏特的电（还不到大多数手机充电器的工作电压），就能使沙子中的矿物质形成岩石，帮助海岸抵御海水侵蚀。

该方法利用的是电沉积原理，即通过电流将金属或非金属材料沉积到表面。电沉积原理被广泛应用于电子、汽车和航空航天等行业。

由于使用的电压很低，该方法不会对海洋生物造成影响，而且成本低。据估算，每固化一立方米的沙子成本为22～45元，远低于传统运沙补充海滩的开销。

扑翼机的自然“导师”

动物

天牛、金龟子、独角仙、蜣螂（屎壳郎）等鞘翅目昆虫的共同点是拥有硬化的前翅，作用主要是保护自己。当鞘翅目昆虫准备起飞时，它们会首先打开硬化的前翅，并迅速展开折叠起来的后翅。

有人会问，鞘翅目昆虫为什么要把翅膀设计得这么复杂？这是因为，许多鞘翅目昆虫本身体形较大，因此需要面积更大的飞行翅，但更大的翅膀会大大限制它们在森林里的活动。并且，许多鞘翅目昆虫有在树上或地面挖掘隧道的习性，以防行动不便，它们只好将翅膀折叠起来，收入硬化的前翅下。

像鸟类、蝙蝠和甲虫一样靠扇动翅膀飞行的飞行器被称为“扑翼机”，飞行时具有噪声低、机动性强、仿生隐蔽性好等优点，但传统扑翼机大多采用固定翼，飞行翼无法折叠，因此大大限制了扑翼机的使用场景。

近日，科学家将独角仙折叠翅膀的技巧应用在一种新型微型扑翼机上，实现了在0.1 秒内快速收起机翼，同时能快速展开机翼。不仅如此，这种扑翼机还能在狭小空间中灵活移动，甚至在发生碰撞时快速收翼，大大降低了损坏风险。

小小细菌操纵黄蜂性别

生命科学

有一种叫作“沃尔巴克氏体”的细菌，它寄生于节肢动物体内，能够通过多种方式操纵宿主的生殖系统，甚至改变整个种群的性别比例。例如，沃尔巴克氏体可将单个黄蜂巢中的所有雄性个体转化为雌性。

科学家发现，沃尔巴克氏体能够“借用”某些昆虫的性别决定基因，制造出一种特殊的蛋白质，将黄蜂的雄性卵转变为雌性卵。除了性别转换，这种细菌还会采取其他策略来增加雌性比例，如杀死雄性胚胎或阻止不携带细菌的卵发育。更令人惊讶的是，沃尔巴克氏体甚至改变了黄蜂的繁殖机制，通过某种未知机制阻止了染色体的正常分裂，使得卵全发育成雌性。

这种独特的能力可能为人类带来意想不到的好处，如控制传播疟疾、登革热和寨卡热等疾病的昆虫数量，以及用于农业上消除白粉虱等害虫。

雪花中的隐秘生物

生命科学

看起来洁白无瑕的雪花，可能隐藏的微生物和污染物超乎我们想象。

在从北欧和北美采集的雪样本中，科学家发现了丰富的微生物DNA，包括细菌、真菌和藻类。这些微生物生活在雪中，并很可能是雪花形成的关键因素。例如，人工造雪经常会使用丁香假单胞菌这种常见细菌，因为这种细菌能促进水形成雪花。此外，雪样本中还检测出大肠杆菌、蛔虫等生物。

雪花还是大气污染物的收集者。研究表明，雪花在降落过程中会吸收汽车尾气等有害物质。即使是郊区的雪花，其中也可能含有煤烟颗粒等污染物。

这样看来，捧起雪花吃一口并不是明智的选择。

蚊子“恋曲” 或有助于阻止疟疾

动物

科鲁兹按蚊是非洲主要的疟疾传播者之一，与其他种类的蚊子一样，它们通过形成“蚊柱”进行交配。人眼看去，这样的蚊柱杂乱无章。

最近，科学家通过模拟实验发现，哪怕是在非常混乱的求偶环境中，当一只雄性科鲁兹按蚊听到雌蚊在飞行中发出的嗡嗡声后，雄蚊的视力也会被“激活”，因此雄蚊能在自己周围发现潜在的配偶：雄蚊会把目光锁定在目标雌蚊身上，随后灵巧地加速绕过蚊群，直抵目标，而不会在途中发生任何碰撞。

受此启发，科学家计划研发能模拟雌蚊“恋曲”、让雄蚊自投罗网的杀蚊陷阱。

一只“肇事”的鳄鱼可能已120岁

动物

1984年，澳大利亚达尔文市西南部一家牧场的老板报案说，自家的牲畜不断丢失。结果，科学家抓到的“肇事者”竟然是一只被他们命名为“卡修”的咸水鳄鱼。当时，卡修的年龄被估计为30～80岁。当时它身长达5.13米，而它失去的一截尾巴和失去的一截口鼻加起来至少还有15厘米。对于卡修所属的鳄鱼种类来说，它的个头大得有点儿离奇。

如今已过去了40年，卡修的身长已接近5.5米。科学家估计它目前的年龄很可能超过100岁（甚至可达120岁）。但这是估计值，因为根据鳄鱼的个头大小很难确定其年龄，况且卡修出生在野外。一旦鳄鱼成年，其生长速度就会减缓，直到最终停止生长。个头大的鳄鱼一般都在年轻时生长忽快忽慢，而且雄性比雌性个头更大。

如今卡修仍在生长，这不同寻常。科学家计划对它的长寿原因进行调查。另一个不寻常之处是，其他年迈的鳄鱼都不好动，对事物无兴趣，但卡修看上去依然生机勃勃，十分好奇。