蚊子如何聞香識人？“嬰兒香”為何可人、香甜？蜘蛛會操縱“網(wǎng)戀”誘騙螢火蟲？
這些問題是國內(nèi)外一群科學(xué)家提出來的，他們對日常生活充滿好奇心。
近日，這群科學(xué)家及其團隊被請到浙江省杭州市西湖體育館的頒獎臺上，被授予2024菠蘿科學(xué)獎。今年的獎項主題是“打破砂鍋問到底”，現(xiàn)場觀眾和線上觀眾共同分享一場科學(xué)家們腦洞大開、尋找科學(xué)奧秘的科普盛宴。
小寶寶為何有“嬰兒香”？
為人父母都有這樣的體驗，把鼻子放在小寶寶的臉蛋或頭上，能聞到一種特殊的奶香味，讓人感到溫馨舒適，甚至忍不住多聞幾下。這種香味被稱作“嬰兒香”。到底是嬰兒的真實體味，還是父母因為喜歡小寶寶產(chǎn)生的心理效應(yīng)？獲菠蘿科學(xué)獎化學(xué)獎的德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)哈比爾·海倫妮·洛斯團隊，揭開了這個謎團。
他們找到一些年齡在3歲以下的嬰幼兒、14歲至18歲的青少年作為研究對象。為收集他們的氣味，科學(xué)家讓嬰幼兒穿上棉質(zhì)睡衣，青少年則在腋下放置一塊棉墊過夜，接下來請志愿者對這些氣味進行鑒別。志愿者們在聞過嬰幼兒的氣味樣本后，紛紛表示聞到“紫羅蘭花香”“香氛”的味道，這個判斷符合人們對嬰兒氣味的普遍印象。相比之下，志愿者們形容青少年的體味帶有“汗液、尿液和麝香”的氣息。
哈比爾·海倫妮·洛斯研究團隊還通過化學(xué)物質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，這種氣味差異背后涉及皮脂腺和汗腺的活躍程度。嬰幼兒的皮膚和汗腺未完全發(fā)育�？呻S著年齡增長尤其進入青春期后，青少年體內(nèi)的荷爾蒙變化顯著，皮脂腺和大汗腺的活動增強，體味會發(fā)生變化甚至產(chǎn)生一些較為濃烈的氣味。
英國杜倫大學(xué)貝扎·烏斯頓等人研究胎兒對甘藍等食物味道的反應(yīng)，獲得本屆菠蘿科學(xué)獎醫(yī)學(xué)獎�？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，孕婦吃飯時，食物的味道能少量進入羊水之中。胎兒喜歡什么味道？貝扎·烏斯頓和同事對這個問題產(chǎn)生了濃厚的興趣。
借助孕檢中常用的四維超聲波掃描，貝扎·烏斯頓團隊邀請近100名懷孕在32周到36周的孕婦參加，胎兒已經(jīng)能做出不同的表情。他們準備3種含有蔬菜干粉的膠囊，分別是胡蘿卜、羽衣甘藍、不含味道的食物粉末。每一顆膠囊都相當于50克新鮮蔬菜，孕婦們吃下20分鐘后觀測發(fā)現(xiàn)，吃下無味膠囊的孕婦，胎兒沒什么反應(yīng)；吃下胡蘿卜膠囊的孕婦，有些胎兒嘴角會上揚，表情接近笑容；吃下羽衣甘藍膠囊的孕婦，胎兒的嘴巴緊閉，嘴角下垂。
貝扎·烏斯頓等科學(xué)家不僅觀察判斷胎兒的好惡，還記錄胎兒嘴角等表情肌的運動。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，胎兒不僅能品嘗到食物的味道，還對不同的食物有明顯的偏好。
蜘蛛搞起“網(wǎng)戀”“殺豬盤”
今年一篇由研究螢火蟲、蜘蛛的專家合作發(fā)表的論文，揭示了節(jié)肢動物行為的復(fù)雜性，即蜘蛛會操縱并利用其獵物螢火蟲的物種求偶信號，搞起“網(wǎng)戀”“殺豬盤”，把獵物騙進來殺掉。這項由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)付新華教授團隊與湖北大學(xué)李代芹、張士昶教授團隊合作研究的成果，獲得菠蘿科學(xué)獎生物學(xué)獎。
這個“網(wǎng)戀”操盤手是大腹園蛛，受害螢火蟲則是邊褐端黑螢。當大腹園蛛捕獲一只雄性邊褐端黑螢時，它們通常不會直接吃掉，而是用少量蛛絲將它包裹起來，在其發(fā)光器上叮咬并注入毒液，然后放在蛛網(wǎng)中央。經(jīng)過這種“手術(shù)”的雄性螢火蟲，兩節(jié)發(fā)光器中只剩一節(jié)能夠工作，遠遠看上去像一只雌性螢火蟲。
于是，不斷有雄性螢火蟲收到“雌性”的約會信號，落在對方身邊時才發(fā)現(xiàn)是一張大蜘蛛網(wǎng)，跌入“溫柔陷阱”一命嗚呼。
這項研究實驗是圍繞大腹園蛛和邊褐端黑螢進行的。到目前為止，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種結(jié)網(wǎng)型蜘蛛，會針對雷氏螢、黃緣螢、武漢螢、黃脈翅螢等多種螢火蟲，展開這種“網(wǎng)戀”誘騙。這些螢火蟲的共同特點是物種相同——雄性會飛、雌性不會飛。那些雌雄都會飛的螢火蟲，就可以免受這種騙局的傷害。
蜘蛛是怎樣發(fā)現(xiàn)這種誘捕方式，又如何在群體中流傳開來？是演化篩選出的先天習(xí)性，還是后天習(xí)得的技能？科學(xué)家們還在進一步探索。不過，對于蚊子為什么專門叮咬人的問題，美國普林斯頓大學(xué)趙志磊等人則找到了科學(xué)答案。
趙志磊和同事為找到蚊子聞香識人的秘密，徒手喂蚊子6年，給蚊子大腦里安裝“燈泡”，獲得菠蘿科學(xué)獎瘋狂實驗獎。科學(xué)家使用基因編輯方法，把一段特殊的熒光蛋白“安裝”在蚊子的神經(jīng)細胞上，用顯微鏡對準蚊子那針尖兒大小的腦仁兒，觀察熒光蛋白發(fā)出的光線，找到蚊子分辨人類氣味的腦區(qū)。這項研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，解析了蚊子如何通過嗅覺區(qū)分人類的氣味，將進一步設(shè)計避蚊和誘殺蚊子的產(chǎn)品，對控制流行的蚊媒傳染病有著重要意義。
什么樣的紙最容易傷到手指？丹麥技術(shù)大學(xué)卡雷·延森團隊用彈道凝膠制成仿生手指進行測試。彈道凝膠的主要成分是動物蛋白，能很好地模擬人體的皮膚和肌肉韌性。該團隊科學(xué)家用30微米到220微米不同厚度的紙，從不同角度反復(fù)切割人造手指。經(jīng)過科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，65微米厚的紙對人的手指傷害最大。為表彰卡雷·延森等科學(xué)家的好奇心與探索精神，2024菠蘿科學(xué)獎授予他們團隊物理學(xué)獎。
瓜果真菌別有洞天
菠蘿科學(xué)獎不僅授予獲得科研成果的科學(xué)家，還嘉獎熱心科普的群眾和科普工作者。浙江省湖州市德清縣網(wǎng)友鄧女士和中國科學(xué)院昆明植物研究所趙琪團隊共同參與的“蘋果長出白蘑菇”，就獲得菠蘿科學(xué)獎科學(xué)事件獎。
2024年7月，德清縣鄧女士發(fā)現(xiàn)自家窗臺上一個蘋果柄處長出一朵白蘑菇，并分享到社交平臺，引發(fā)網(wǎng)友的圍觀，其中就有趙琪團隊的在讀博士許容聚。許容聚向鄧女士發(fā)出表達購買意向的私信。
“這個長蘑菇的蘋果留在家里沒有用，還不如送給科學(xué)家做研究�！编嚺糠治奈慈�，按照對方的要求在裝有蘋果的泡沫盒里放置冰塊保鮮，快遞發(fā)往中國科學(xué)院昆明植物研究所。許容聚研究發(fā)現(xiàn)，這是一棵裂褶菌（又稱白參），是東南亞食用菌的一種。為繁衍后代，裂褶菌隨著大氣環(huán)流廣泛擴散孢子，只要濕度適合就會抓住機會繁衍后代。
一個月后，科研人員對蘋果上的裂褶菌分離培養(yǎng)出第一批裂褶菌，并將其中部分裂褶菌快遞給鄧女士嘗鮮。鄧女士又在社交平臺展示了“裂褶菌炒蛋”。到今年9月，趙琪團隊陸續(xù)收到12個地方寄來的18種水果白參。在分離培育后，這些裂褶菌都繁衍出自己的后代。
今年獲得菠蘿科學(xué)獎靈機一動獎的是中國科學(xué)院院士孫立成與西湖大學(xué)科研團隊。為徹底弄清凍西瓜中分子的“穿墻術(shù)”，團隊成員紛紛爭當“吃瓜群眾”，并特意去采購做果切剩下的西瓜皮，最終發(fā)現(xiàn)西瓜皮膜結(jié)構(gòu)，破解離子穿膜而過的秘密。這項成果發(fā)表在《自然·通訊》上，構(gòu)建一種新型離子傳輸膜，促進二氧化碳等溫室氣體轉(zhuǎn)化為有用的資源，對保護生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。
李劍平 來源：中國青年報 2024年12月09日 08 版
（審核：歐云海）
