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甘于认怂的白蚁

2021-07-27

科学之谜 2021年5期
关键词:蚁穴白蚁攻击性

当一个人无家可归,寄居于某个亲戚家时,难免要对主人低眉顺眼,逆来顺受。谁叫你生活在人家屋檐下的?我们往往把这种行为视作人类良心的一种表现。不成想,类似的行为也存在于动物界。

生活在巴西的一种寄居白蚁,是白蚁中唯一不能自己筑巢的物种。它们寄居在另一种白蚁建造的巢穴里。一般来说,白蚁对于外来者具有很强的攻击性,两个不同种群朝夕相处,免不了要发生激烈冲突。所以,科学家很感兴趣,两种白蚁是如何在如此逼仄的环境中和平共处的。

他们收集白蚁的巢穴,带进实验室,然后将寄居白蚁和蚁穴的主人放置在微型的角斗场中,并追踪和记录两种白蚁的行为。

他们发现,从一开始,寄居白蚁就比蚁穴的主人更少活动,而且活动时也尽量避开主人。主人向它们喷洒辛辣的化学物质,但寄居白蚁从来不以牙还牙,而是完全逆来顺受。在忍无可忍的情况下,它们会把粪便喷向威胁它们的蚁穴主人,并趁着主人一时反应不过来,安全逃离。尽管事实上,论块头和体力,它们完全有能力与主人一较高低,甚至鸠占鹊巢。

说来也有意思,正是寄居白蚁这种忍气吞声的态度,大大缓解了主人的怒火,有效地防止了冲突的升级。

当我们提到进化论的“生存斗争”的时候,往往误以为攻击性是大自然所青睐的生存策略。但从寄居白蚁的行为上看,大自然未必总是青睐牙齿和爪子,逆来顺受不一定导致失败,对于生存,攻击性未必比示弱具有天然的优势。

人類已在远离自然界

长年生活在城里的人经常抱怨自己离大自然越来越远了,难得见青草树木,身边充斥的尽是些人造物。他们的抱怨是不无道理的。不过,习惯了生活在人造物包围中的人,听到下面这则消息,恐怕还是会吃惊不小:迄至2020年底,地球上现存的人造物总质量,首次超过了大自然中现有的生物总质量。

这是以色列一个研究小组通过模型估算得出的结论。他们说,在1900年,人造物总质量仅占自然界生物总质量的3%;此后,生物的总质量基本保持不变,而人造物的总质量大约每20年翻一番。研究小组估计,到2020年底止,地球上总共有11000亿吨建筑物(包括房屋、道路等。道路的质量按沥青、水泥等用料的质量来算)和80亿吨塑料,而包括人类在内的自然生物,有9000亿吨树木(包括乔木和灌木,它们占了生物总质量的90%左右)和40亿吨动物。所以,即使分项比较,建筑物的总质量也已超过树木,塑料的总质量超过了动物。

如果以目前的速度,到2040年,人造物总质量将是自然界生物总质量的三倍。未来在我们周围见到更多的,将是人造物,而不是自然生物。对于提倡与大自然和谐共处的人类,这是一个警告。

睡眠的“相变”

“相变”是物理学上的一个名词,意思是从一种状态(模式),突然进入另一种状态(模式)。比如在0℃的时候,水突然变成冰,就是典型的相变。

研究表明,我们睡眠的主要功能在2岁半左右也会发生“相变”。

我们知道,睡眠时间长短在人一生中变化非常大。新生儿特别贪睡,一天的睡眠时间可达20-24小时,但随着年龄增长,睡眠时间会逐渐减少。

这是为什么呢?

为了找出睡眠时间随年龄增长而减少的原因,最近一个美国研究小组收集了不同年龄组的人群的大脑活动、脑容量和睡眠时间的数据。利用这些数据,他们构建了一个模型,看看随着人的成长,大脑可能会发生什么变化。

他们发现一个有趣的现象:睡眠的最主要功能是学习;可是到了2岁半,也就是儿童姗姗学步的年龄,睡眠的功能突然转变,以修复大脑损伤(例如一些神经连接因受外界刺激而萎缩或中断)为其主要职责了,而且自此到老保持不变。

看来随着年龄增长,睡眠时间逐渐减少的主要原因是睡眠的功能发生了转变。这个变化真可借用物理学上的“相变”来形容。

磁悬浮助力细胞研究

在生物实验中,经常需要对一些生物组织进行分析研究,将死细胞和活细胞分离开来。分离的办法有很多,譬如根据两者的密度不同(因为细胞在临死前会脱水收缩,所以死细胞的密度比活细胞大),用离心机将它们分开。但现有手段都会破坏脆弱的细胞。

现在,美国加州大学的科学家发明了一种磁悬浮分离法,在不对细胞造成任何改变和破坏的前提下,将死细胞和活细胞分开。

科学家先将一群细胞放入含有稀土金属元素钆离子的液体中。钆是弱磁性的;而且钆离子无毒,在医院做核磁共振成像时,通常被注射到人体内,以提高成像的对比度。

然后将液体放入一根试管中,试管上下安放简易的磁铁。最终,液体中的钆离子受到磁力的作用,往上运动,并把细胞托起来(你可以设想成一群上升的小气泡将细胞托起来)。于是,细胞便也悬浮在液体中了,其高度取决于它的密度。死细胞因密度大,悬浮在低处,活细胞因密度小,悬浮在高处;垂死的细胞介于两者之间。因此,用这种办法还可以实时观察细胞死亡的过程。

这项技术在医学上将有很多应用。例如,我们可以用来测试一种新药对细胞产生影响的剂量,或者杀死癌细胞所需的剂量:一般当细胞还活着的时候,会悬浮在高处。如果逐渐添加药物,细胞开始下沉时,说明它们正被杀死,这时的剂量就是杀死它们的剂量。

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