歡迎收看一周科技。本周你將看到：人類又開始琢磨啄木鳥為什么不得腦震蕩了；夏天讓男人吃更多；深海魷魚珍貴影像；活的“結(jié)晶”；章魚吸盤手套。

無懼腦震蕩

啄木鳥那么用力啄木頭，它們?yōu)槭裁礇]得腦震蕩？過去，一個(gè)常見的解釋是它們的頭骨能夠吸收沖擊保護(hù)腦子——然而發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》的新研究指出，這個(gè)說法其實(shí)并不成立[1]。

高速攝影下的北美黑啄木鳥（Dryocopus pileatus）| Current Biology/Van Wassenbergh et al

過去，人們猜測(cè)啄木鳥上喙后方、眼眶前方的“海綿狀”骨頭具有吸收沖擊的作用。然而高速攝影分析卻顯示，這一結(jié)構(gòu)在啄木頭過程中始終表現(xiàn)得十分堅(jiān)硬，幾乎沒有減震效果。研究者還指出，演化出吸收沖擊的頭骨會(huì)降低啄木頭的效率，這也會(huì)不利于啄木鳥的生存。

人們過去猜測(cè)圖中綠色部分的骨頭能幫助啄木鳥吸收沖擊，但它實(shí)際并沒有這種效果 | Van Wassenbergh et al

雖然頭骨沒有提供保護(hù)，但啄木鳥的腦子依然很安全——這主要是因?yàn)樗鼈兡X子比較小，在相同加速度下不會(huì)承受像人腦那樣大的壓強(qiáng)變化。根據(jù)研究者的計(jì)算，這些啄木鳥要將啄木頭速度提升為兩倍才會(huì)引發(fā)腦震蕩。

食欲之夏

夏天的陽光會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果：它會(huì)讓男人們吃得更多[2]。

陽光會(huì)影響食欲——但這似乎只對(duì)男性成立 | StockSnap/pixabay

通過分析約3000人的調(diào)查數(shù)據(jù)，以色列研究者發(fā)現(xiàn)季節(jié)性光照變化會(huì)影響人類男性的食物攝入：與冬季相比，陽光更強(qiáng)的3月至9月男人們的能量攝入平均增加了約17%。而在女性身上，這種現(xiàn)象并不存在。

進(jìn)一步研究顯示，這種效應(yīng)與名叫“生長素釋放肽”的激素有關(guān)。生長素釋放肽具有促進(jìn)食欲的作用，而陽光中的紫外線（UVB）能夠刺激皮膚的脂肪組織產(chǎn)生更多這種激素——而這一過程又會(huì)被雌激素抑制。因此，人類男性與雄性實(shí)驗(yàn)小鼠的食欲都受到紫外線照射的影響，但女性與雌性小鼠則不會(huì)出現(xiàn)明顯的食欲變化。

魷魚媽媽

在1390米深的海底，遠(yuǎn)程遙控設(shè)備拍攝到了十分罕見的畫面——一只魷魚媽媽帶著卵在深海漂流。這只魷魚的腕足上掛著一塊凝膠狀的物質(zhì)，其中密密麻麻如珍珠狀的就是魷魚的卵[3]。

視頻：深海槍魷攜帶著如同珠簾般的卵 | MBARI

這是一只深海槍魷屬（Bathyteuthis）的魷魚，體長約7.5厘米，具體物種未知。隨身攜帶卵的行為在底棲章魚中比較常見，但在魷魚當(dāng)中，目前只有3種魷魚被觀察到這種行為。2005年，這個(gè)機(jī)構(gòu)曾在深海中觀察到另一只魷魚攜帶著卵，那是一只B. berryi，與此次的主角來自同一個(gè)屬。通常來說，魷魚會(huì)將卵產(chǎn)在海底，隨身攜帶雖然能給予卵更好的照顧、提高后代存活率，但卻非常耗費(fèi)母親的能量，并讓母親更容易被捕食。這段視頻是由蒙特利灣水族館研究所拍攝的，他們通過深海遠(yuǎn)程遙控設(shè)備拍攝到了許多珍貴的畫面。

活的“結(jié)晶”

在本周的《自然》上，麻省理工學(xué)院研究者報(bào)告了一種有趣的現(xiàn)象：在培養(yǎng)皿中，活的海星胚胎會(huì)自發(fā)地形成“結(jié)晶”結(jié)構(gòu)[4]。

視頻：海星胚胎自發(fā)聚集在一起形成“結(jié)晶” | Massachusetts Institute of Technology

在研究海星（Patiria miniate）發(fā)育的過程中，人們無意中發(fā)現(xiàn)了這種類似結(jié)晶的自組裝現(xiàn)象。在受精后的發(fā)育早期，這些海星胚胎表面長出纖毛，并在水中開始旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的海星胚胎彼此靠近，它們會(huì)在水流的作用下貼在一起，在水面上逐漸聚集，形成緊密堆積的平面六邊形結(jié)構(gòu)。在最終解體之前，這種“活體結(jié)晶”結(jié)構(gòu)能夠維持?jǐn)?shù)天之久。

旋轉(zhuǎn)的海星胚胎靠近彼此，周圍的小顆粒顯示了水流漩渦 | nature video

研究者對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)際觀察與計(jì)算機(jī)模擬，他們希望這樣的自組裝結(jié)構(gòu)能為設(shè)計(jì)機(jī)器人系統(tǒng)提供靈感。

章魚手套

以章魚為靈感，弗吉尼亞理工大學(xué)研究者設(shè)計(jì)了一種可以自動(dòng)粘附物體的吸盤，并把它做成了幫助人們抓取水下物體的吸盤手套[5]。

以章魚為靈感的吸盤手套 | Michael Bartlett

這種吸盤是一個(gè)覆蓋著彈性薄膜的空心錐形結(jié)構(gòu)，通過抽取錐形空腔內(nèi)的空氣，可以讓薄膜向內(nèi)凹陷，在與物體的接觸面上形成負(fù)壓，從而吸住物體。吸盤系統(tǒng)附有微型激光雷達(dá)傳感器，可以自動(dòng)檢測(cè)與物體的距離，并在貼近物體表面時(shí)自動(dòng)開始工作，在50毫秒內(nèi)完成高強(qiáng)度吸附。在演示中，“章魚手套”成功在水下吸取了玩具車、金屬盤、水凝膠球等各種表面形狀與軟硬度不同的物體，使用者無需進(jìn)行任何抓握動(dòng)作或操控按鍵。

吸盤手套自動(dòng)吸取物體 | Michael Bartlett Lab

現(xiàn)在的“章魚手套”看起來依然比較簡陋，不過研究者表示這一設(shè)計(jì)思路未來有望應(yīng)用于醫(yī)療、水下救援等場(chǎng)景。

參考文獻(xiàn)

作者：麥麥，窗敲雨

編輯：窗敲雨

封面圖來源：jLasWilson/ pixabay