欢迎收看一周科技。本周你将看到:①头发颜色与压力的关系;②治打嗝的吸管;③蝴蝶如何长出透明翅膀;④北极也曾有恐龙;⑤鸟类眼睛里藏着“罗盘”。
头发变白
压力确实会让人长出白发,不过好消息是,缓解压力之后,头发的色素依然有希望恢复。
在最近的一项研究中,科学家报告了一种新的测量方法,可以分析人类头发不同区域细微的色素变化,这些区域对应着不同的生长时间点。通过这种新方法,研究者发现头发变白并非完全不可逆,有些头发随着时间推移又再次恢复了颜色[1]。
研究者调查了头发主人们近期的生活经历,并把这些数据和头发色素分布关联起来。结果发现,压力确实影响着人们头发的颜色:经历压力事件时,人们头发中沉积的色素变少,而压力缓解之后,同一根头发新长出来的部分色素还可以恢复。研究者还分析了毛发中数百种蛋白质的含量变化,并由此发现头发变白的过程与细胞代谢和线粒体相关。
吸管治打嗝
打嗝了怎么办,找人吓你一跳、屏住呼吸,还是狂喝水?现在,新的选项出现了:有人发明了一种专治打嗝的吸管。
吸管还能治打嗝?| hiccaway
简单说,这是一根必须很用力才能喝到水的吸管。这根塑料材质的硬吸管,底下有一个小孔,是一个压力阀;压力阀外还带了一个可以移除的小帽,以适用成年人与儿童的不同状况。使用者必须用力才能克服压力阀的阻碍吸到水,这会导致分隔胸腔和腹腔的横膈膜收缩。而用力吸水和吞咽的动作,还会促使负责分隔气管和食管会厌下降。这两个过程,分别刺激了膈神经和迷走神经,从而缓解打嗝。
吸管结构示意图 | James Alvarez et al.
这个吸管被称为“强制吸水和吞咽工具”,目前以商品名HiccAway申请了专利,售价14美元。最近,研究者发表了一份对249人的调查报告:92%的情况下,这根吸管可以让使用者停止打嗝;90.8%的使用者认为它使用方便[2]。不过,这项研究缺乏对照组,而且数据来自使用者的自我报告,可能存在偏差。(估计大部分人还是会选择不要钱的小偏方吧……)
玻璃蝶
一些蝴蝶拥有玻璃般透明的翅膀,例如图中的这只宽纹黑脉绡蝶。高度透明的翅膀能帮助蝴蝶伪装自己,然而它们的翅膀究竟为何能如此通透?最近,一项研究揭示了透明蝴蝶翅膀背后的秘密[3]。
一只宽纹黑脉绡蝶(Greta oto),透过翅膀的透明区域能够轻松看到后方的背景 | David Tiller/Wikipedia
让翅膀变透明,首先需要特别的鳞片。翅膀透明区域的鳞片生长更稀疏,形状也是纤细的毛状,而不是普通的扁平样子。这样一来,鳞片下方透明的翅膜就会暴露在外。
但只有这样还不够。在透明区域的翅膀表面,还有两层重要的微观结构:下方的一层是规律排列的小凸起,上面一层则是微小的蜡质柱状结构,它们排列得更加参差不齐。实验与模拟结果都显示,这些微结构能大幅减少光线在翅膀表面的反射,从而增加透明度。
透明蝴蝶翅膀表面的微观结构,这些结构能够减少光线反射 | A. POMERANTZ ET AL/JEB 2021
研究透明蝴蝶翅膀的结构,可以为设计减反射材料提供新的灵感。
北极恐龙
北极也曾有恐龙,而且是土生土长的。
艺术设想图:生活在北极的带娃霸王龙 | James Havens
1950年代,人们第一次在北极和南极发现了恐龙残骸;但恐龙能否在极地过冬,这始终是个谜题。本周《当代生物学》的一篇论文中[4],研究者到阿拉斯加北部进行了实地考察,发掘出了多种恐龙,大小体型的都有。其中还有7种幼年恐龙的牙齿和骨骼,这些恐龙宝宝刚刚孵化或即将孵化,意味着这些恐龙是在北极出生的——研究者说,这就好像是发现了“史前的产房”。
在北极发现的恐龙宝宝的骨骼非常小 | Patrick S. Druckenmiller et al.
根据化石发现研究者认为,恐龙并不会在冬天离开北极。恐龙蛋的孵化需要3~6个月,而北极的夏天很短,即使恐龙在春天产卵,小恐龙也难以冬天来临前长得足够成熟,可以进行远距离迁徙。
白垩纪虽然温暖,但北极的冬天仍有长达数月的寒冷和黑暗。北极恐龙如何过冬?研究者猜测,它们或许会冬眠,或在冬季接受低质量的食物。能在北极过冬的结论,也进一步支持了“恐龙是温血动物”的假说。
看见磁场
迁徙的鸟通过地球磁场找到方向,然而它们是怎么感受到磁场的呢?最近,一项新研究让我们离这个问题的答案又近了一步。
会在夜间进行迁徙的小鸟欧亚鸲(Erithacus rubecula),它可能会通过眼睛看到磁场 | Corinna Langebrake, Ilia Solov’yov
一种主流的理论认为,鸟儿感知磁场靠的是眼睛——确切地说,关键在于视网膜中名叫“隐花色素”的感光蛋白。当这种蛋白被光激活时,它会产生一种对磁场敏感的化学中间体。磁场可以通过电子自旋影响这些中间体,进而让鸟儿对不同磁场方向产生感知。
而本周发表于《自然》的研究就对这一理论进行了验证[5]。研究者通过体外实验证实,迁徙鸟类欧亚鸲眼睛里的感光蛋白“隐花色素4”确实对磁场足够敏感,它具备帮助鸟儿看到磁场的潜力。不过,要想进一步证明这一理论,还需要直接对鸟类的眼睛进行检测。
参考文献
[1] https://elifesciences.org/articles/67437
[2] https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2781196
[3] https://journals.biologists.com/jeb/article/224/10/jeb237917/268372/Developmental-cellular-and-biochemical-basis-of
[4] https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)00739-9
[5] https://www.nature.com/articles/10.1038/s41586-021-03618-9
作者:麦麦,窗敲雨
编辑:窗敲雨