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比身体大出数百倍的超级巨大精子能有什么用?

本周科学快讯 2016.5.31 ~ 2016.6.7

比身体大出数百倍的超级巨大精子能有什么用?


蜜蜂如何感受花的电场?


除了花的颜色和香味,蜜蜂还可以通过感应花的瞬时电场来识别花的种类。


每一种花,都能产生独特的电场。就像摩擦后的气球带有的静电产生的电场一样。


科学发现,花附近的静电场会使蜜蜂的毛发弯曲,这种弯曲会刺激其毛发根部的神经,进而感应到电场。不同种类的花产生的电场是不同的,蜜蜂通过这种差异性来识别花的种类。

但是大型动物为何感应不到呢?原来,这种电场只能到10厘米以内的距离被感知。动物由于体型太大了,通常感受不到这个电场。科学家认为其它小型昆虫,也能感受到花的电场。

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Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1126/science.aag0578


新型透镜或将引发光学仪器变革

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尽管手机的电子设备体积越来越小,但这么多年过去了,手机镜头用的光学透镜却变化不大,因为一直没有找到能够替代透镜的光学设备。


美国的研究人员将目光投向被称为「超材料」(metamaterial)的一类材料。这类材料独特的内部微观结构,使得它们具有在普通材料中难以实现的一些性质,其中就包括光学性质。

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研究人员在透明的基底上,加工出许多二氧化钛材料的小长方体。这些长方体的长和高为几百纳米、宽度为几十纳米。用这种方法加工出的超材料只有一层纸的厚度,却可以像普通玻璃透镜一样实现光线的聚焦,可以把图像放大上百倍。


这种「超材料」透镜未来将有可能应用在照相机、手机、显微镜等光学仪器上,可以使这些设备更加小型化。

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Science DOI: 10.1126/science.aaf6644

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5000年前的中国人就利用大麦酿酒


考古学界之前认为,大麦在2000年前才成为中国中原地区人口的食物。但最新的一项考古发现,在5000年前的中国,大麦就已经出现。


美国国家科学院的研究者检验了在中国中原地区距今5000年的啤酒酿制容器,发现其中有来自于大麦的麦芽糖。研究者仔细检查了其中残留的淀粉粒,发现大约1/3的淀粉粒出现凹陷、折叠或扭曲等变形。这些变形只会在酿酒的制麦和糖化过程中发生。因此他们认为大麦在5000年前就已经进入了中国。不过,最初大麦并不是作为食物,而仅是用作配料酿造啤酒。

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Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1126/science.aag0557


蜘蛛丝可以拉伸与压缩的秘密

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普通丝线,压缩时会向上或向下弯曲(图1)。而蜘蛛丝被压缩时不会弯曲。研究发现蜘蛛丝兼具固体-液体两种形态,丝上粘稠的液体可以在压缩时将蜘蛛丝缠绕在一起(图2)。这种方式可以保持蜘蛛丝的强度不受拉伸或压缩的影响。通过模仿这种固-液交替的形式,科学家在聚氨酯丝上滴硅油,压缩丝线时会发生与蜘蛛丝一样的缠绕(图3)。这项研究有望应用在人造肌肉、机器人、柔性电子产品等领域。

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Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1126/science.aaf9995

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科学家解释大精子悖论


通常,一只雌性果蝇会与很多雄性果蝇交配(海天盛宴…)


因此,从进化论角度来看,雄性产生更多的精子将有利于繁衍自己的后代。但是,实际上雄性果蝇却花费大量能量产生世界上最长的精子。其精子可长达5厘米,是果蝇自身身长的数百倍。

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因此这是一个悖论。究竟该怎么解释呢?


科学家发现,原来能花大量能量产生巨大精子,是雄性果蝇身体强壮的表现。如果雄性身体不行,生产巨大精子会消耗掉其大量能量,因此,也就没有能量与更多的雌性果蝇交配。交配机会的减少,会导致产生后代的机率减少。

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而大精子有更大的受孕机会,是由雌性所决定的。雌性果蝇在进化的过程中,为了筛选出更强壮的雄性果蝇,其储精管越来越长,为大精子提供了更大的竞争优势。


Nature DOI: 10.1126/science.aag0565


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