人類在地表建造了許多宏偉的工程,而在自然界,生物營造的最大工程就非白蟻壘的數(shù)億個土墩莫屬了。
巴西東北部的稀樹草原,在一塊面積為23萬平方千米(比整個英國還大)的土地上,分布著2億個土墩。它們排列整齊、間隔有序,每個土墩大約有2.5米高,是由白蟻挖出的廢土壘成的。土墩和土墩之間,地下有通道相連,形成一張巨大的隧道網(wǎng)絡(luò)。
這些白蟻似乎比較笨,也許是出于習(xí)慣,它們在往外排土?xí)r,只管從最頂處排出。當(dāng)土墩還小時,從最頂處排土比較方便,但當(dāng)土墩大了之后,其它出口排土更省力,但它們還是從頂口排土,于是土墩越壘越高。
在非洲,許多白蟻土墩的頂部往往有個口子,像煙囪一樣直直地通到白蟻的地下巢穴,以保持內(nèi)部的通風(fēng)。但巴西白蟻建造的這些土墩,其頂部是封死的,沒有通風(fēng)道。它們只是一堆廢土,沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu),只是靠近地面的周圍,有些供白蟻出入的小孔。白蟻巢穴則在地下。
一些土墩的年齡已達(dá)4000年。它們能在地表挺立如此之久,主要歸功于當(dāng)?shù)馗稍锷儆甑臍夂颉4送?,?dāng)?shù)氐耐寥烙炙嵊钟玻寥婪柿Σ?,至今沒人耕種,也就沒有人為的破壞。
在沒有植物覆蓋的地區(qū),這些土墩非常引人注目,甚至從衛(wèi)星地圖上都能看到。但大部分土墩則被森林所覆蓋。森林的樹木小而多刺,季節(jié)性的落葉是白蟻唯一的食物。它們通過發(fā)達(dá)的隧道網(wǎng)絡(luò),可以快速把食物拖回巣中。
但是,每年一次的落葉怎么夠它們吃一年呢?這至今是個謎??茖W(xué)家懷疑這里的白蟻有冬眠的習(xí)性,但在其他地方還從未聽說白蟻有這一習(xí)性。
有史以來進(jìn)化出的最大的大腦非鯨的大腦莫屬。海洋哺乳動物獲得如此巨大的大腦的途徑可能和我們?nèi)祟愐粯印?/p>
英國劍橋大學(xué)的科學(xué)家研究了18種鯨魚和海豚以及124種陸地動物,包括43種靈長類動物的大腦。除了少數(shù)例外,鯨、海豚和靈長類動物都通過同樣兩個腦區(qū)——小腦和大腦皮層的戲劇性擴(kuò)張獲得巨大的腦容量。這兩個腦區(qū)對于認(rèn)知功能(例如注意力和控制身體的運動)很重要。
小腦和大腦皮層之所以能一同擴(kuò)張,可能是因為它們之間有許多通路相連接。
又是什么原因驅(qū)動這兩個腦區(qū)在鯨魚和海豚身上急劇擴(kuò)張呢?研究發(fā)現(xiàn),鯨魚和海豚這類小腦和大腦皮層更大的物種,通常吃的食物都非常廣,非常雜。這可能就是它們擁有更大的大腦的秘訣??茖W(xué)家猜測,豐富的食譜可以為大腦的擴(kuò)容提供充足的能量。
老天真是不公平。有的人喝白開水都能長肉;另一些人食量大如牛,卻怎么也吃不胖。兩類人都渴望擁有對方的秘訣,但得到最多的不過是“我天生就是這樣的啊”之類的話。
但這個秘密終于被解開了。
最近,瑞士科學(xué)家研究了30名男性和女性,這些人盡管飲食和運動量與普通人無異,但體重明顯偏瘦。
研究人員從這些人的腹部提取了脂肪樣本進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)他們的脂肪細(xì)胞比正常體重的人的脂肪細(xì)胞小40%,而且含有更多的線粒體。
我們知道,線粒體是動物細(xì)胞內(nèi)的能量工廠,負(fù)責(zé)把營養(yǎng)物質(zhì)(如脂肪)轉(zhuǎn)化為能量。在不同類型的細(xì)胞中,線粒體數(shù)量是不一樣的,比如肝臟細(xì)胞的線粒體就比別的細(xì)胞多。這是可以理解的,就好比從事體力勞動的人需要補(bǔ)充更多的能量。
但現(xiàn)在看來,即使是同一類型的細(xì)胞,不同體質(zhì)的人,擁有的線粒體數(shù)量也不一樣。比如,瘦人的脂肪細(xì)胞擁有更多的線粒體,而這意味著,他們的脂肪燃燒得更快,“怎么吃都吃不胖”。而某些人脂肪細(xì)胞中的線粒體有缺陷,活躍程度低,導(dǎo)致脂肪不能正常燃燒,逐漸積累起來,所以這些人“喝白開水都能胖起來”。
研究還發(fā)現(xiàn),對于某些肥胖者,暴露在寒冷環(huán)境中,可提高線粒體的活性,冰水浴在一定程度上可以幫助減肥。
要制造人造肌肉,你需要既有一定強(qiáng)度又有韌性的材料。強(qiáng)度保證人造肌肉不容易拉斷,韌性保證它靈活、富有彈性。你恐怕想不到,這樣一種材料竟然可以通過木頭得到。
為了制造這樣一種材料,美國馬里蘭大學(xué)的科學(xué)家從一塊木頭著手??茖W(xué)家將木材浸泡在漂白劑中,以去除木質(zhì)素——木質(zhì)素提供木材的剛性和硬度——只留下形成木頭紋理的木纖維。木纖維有一定的強(qiáng)度,且排列整齊,這與肌纖維相似。然后,他們用水凝膠填充木纖維之間除去木質(zhì)素之后留下的空隙。水凝膠是一種用來制作隱形眼鏡的親水聚合物,具有很好的彈性和韌性。
他們將混合物加熱到60℃,然后冷卻固化。固化之后,水凝膠就與木纖維“骨架”結(jié)合在一起了,形成一種混濁的白色凝膠,既具有木材的強(qiáng)度,又具有凝膠的韌性。
經(jīng)測試,這種材料在強(qiáng)度上雖然比木材弱,但比人體骨骼肌要強(qiáng)約80倍。
為了看看這種材料是否與人體組織有相容性,從而能夠植入人體,科學(xué)家在其上培養(yǎng)了胚胎腎細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞在兩天內(nèi)就能粘附在材料上并生長。
科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),攜帶鈉離子和鉀離子的液體可以在這種材料里面滲透、流動。我們知道,攜帶這兩種離子的體液需要時刻在人的肌肉組織中流動。這意味著,新材料不會阻斷體液的流動。此外,它還具有生物降解性。這一切都意味著它能極好地與人體組織兼容。
未來,新材料可以用于人造肌肉和假肢。