關於動物的十項古怪實驗 螳螂的微型3D眼鏡

1 費解的蜜蜂蜇人實驗

前文所有的實驗都帶有方便人類的目的。大家都想知道大腦怎麼一回事，都想防控斑疹傷寒，都覺得螳螂戴眼鏡很酷。但最後一個實驗卻會讓你摸不著頭腦，只想說「他在想什麼?」

我們討論的這個人是邁克爾·史密斯(Michael Smith)，康奈爾大學研究生，在目前在世的科學家中，他要麼最勇敢、最瘋狂，要麼最有受虐傾向。史密斯是蜂蜜專家，寫了很多關於蜜蜂的論文，他的工作一直與蜜蜂有關。不幸的是，有時候他們距離太近了。一天，一隻蜜蜂爬進他的內褲，還蟄了他的蛋蛋。

痛是當然的，但沒有史密斯想像的那樣疼。就在這一刻，他想出了昆蟲學歷史上最奇葩的實驗。他將找出身體哪個部位被蜜蜂蟄了最痛，而且他將用自己進行實驗。

2二戰中的跳蚤實驗

二戰期間，質樸的反戰人士想幫助自己的國家，常常自願參加各種奇葩實驗，比如明尼蘇達飢餓實驗。1944年，36位志願者開始進行長達6個月的節食計劃。實驗目的是為了研究如何幫助挨餓的東歐人。

然而，該實驗還不是反戰人士首次為二戰進行的實驗。他們的第一次實驗發生在新罕布希爾州康普頓市，在一個被叫做「跳蚤營地」的地方。為了找出最有效的虱子葯，實驗室的研究員招募了一群反戰人士，他們在新罕布希爾州修築公路。實驗很簡單。跳蚤(包括成蟲和卵)被縫進內褲的補丁，然後由這32人穿上。他們必須連續穿18天。只有修路時太熱才可以脫掉——滿身寄生蟲仍然要工作。

他們帶著虱子吃、睡、工作，九天後，得到各種除虱藥粉，剩下的實驗需要他們每天搽不同的化學藥品。這些粉劑本身就讓他們好受了，身體灼熱、脫皮。實驗分三次獨立進行，完成之後，科學家仍然沒找到最有效的藥粉。

3昆蟲頭部移植

昆蟲有很多奇異的地方，讓人難以置信，比如它們的複眼、觸角和口器。它們甚至沒有腦袋也可以生存，比如蟑螂，它們沒有腦袋還可以活長達幾周的時間——怎麼會?

首先，蟑螂的血液循環系統與人類大不一樣，失去腦袋不會讓它們流血致死。其次，它們通過外骨骼上面的孔進行呼吸，所以不需要嘴。最重要的是，由於神經組織遍布全身，它們沒有頭也可以移動。

1923年，科學家沃爾特·芬克勒開始尋找答案。他雖然沒有用蟑螂做實驗，卻實驗了其他幾種蟲子，比如大黃粉蟲和蝴蝶。有記錄表明，他用一把剪刀，東剪剪西剪剪，然後開始製造弗蘭肯斯坦。

真正驚人的是，現在仍有人在移植昆蟲的頭部。比如，研究錐鼻蟲的科學家常常擰掉錐鼻蟲的腦袋，觀察它們的新陳代謝受到什麼影響。他們也這樣研究錐鼻蟲的幼蟲。沒有腦袋，錐鼻蟲的新陳代謝立即停止。但是當他們接上新的頭之後，錐鼻蟲就活過來。昆蟲很怪異。

4蜘蛛討厭人類的尿液

1948年，維特(P.N. Witt)，一個古怪的藥理學家，送一群蜘蛛進行了一場奇幻之旅。維特注意到花園裡的蜘蛛在凌晨2點到5點之間織網。為了擾亂蜘蛛的計劃，維特喂它們吃沾染了LSD、印度大麻和墨斯卡靈等致幻劑的蒼蠅。儘管蜘蛛的生物鐘沒有改變，但是它們織的網的確是一團糟——尤其是吃過咖啡因或者水合氯醛之後。

雖然實驗失敗，卻在上世紀50年代引發了一項更加奇怪的研究。瑞士的精神病學家注意到使用過LSD或者墨斯卡靈的人很容易出現幻覺，性情也會大變，就像精神分裂的癥狀。專家們認為可能是精神分裂症患者的身體產生了類似致幻藥物成分的物質。但是他們怎樣證實這個假設呢?

對，用蜘蛛和尿液。研究人員從15位精神分裂患者那兒收集了50升尿液，濃縮之後加入一些糖提味，然後餵給一群幸運的蜘蛛。他們認為如果精神分裂患者的身體會產生類似致幻劑的物質，那麼這些化學成分會出現在尿液里，就會讓蜘蛛織出奇形怪狀的網。這是個瘋狂的理論，而蜘蛛的網很正常。

儘管如此，研究人員的確有一項有趣的發現：蜘蛛討厭人類的尿液。嘗過一口之後，蜘蛛就跑開了，生氣地摩擦著口部，想要消除這個味道。根據研究人員所說，蜘蛛「幾乎不可能再上當受騙去嘗一口」。換句話說，蜘蛛的感官比探險家貝爾·格里爾斯還靈敏。

5激光、蠟和思維控制

2014年2月，霍華德·休斯醫學院的研究人員(研製蜻蜓背包的原班人馬)為蒼蠅致幻裝置(FlyMAD)揭開了神秘的面紗。這個激光設備一「名」驚人，是用來破壞蒼蠅腦部的。激光器不會把蒼蠅腦部變成漿糊，卻會讓它們墜入愛河——愛上蠟球。

怎樣讓蒼蠅愛上一塊蠟呢?科學家首先把熱控蛋白質附著在蒼蠅腦部特定位置——尤其是控制性慾和選擇的區域。然後，啟動裝置，干擾蒼蠅頭部。激光器激活蛋白質，蒼蠅就變成了六條腿的羅密歐，瘋狂地愛上了身邊的一切。

在這次實驗中，蒼蠅先生戀愛的對象是一個蠟球。它圍著蠟塊飛，不斷震動翅膀，就像在用飛行語表達「我們約吧」。科學家關掉激光器之後，它還跳了15分鐘求愛舞才停下來，尷尬地意識到自己面前是蠟塊，悻悻然離開。

這有什麼用?科學家希望能找到蒼蠅腦神經元作出決定的工作原理。如果弄明白了昆蟲腦部的工作機制，那麼距離明白人類神秘的大腦便又近了一步。科學家當然不滿足於研究蒼蠅的愛情世界。接下來，他們會研究如果同時刺激腦部不同方向的區域，比如控制前進和後退的神經元，會產生什麼結果。

6我是鐵甲蟲

掃描電子顯微鏡(SEM)很實用。科學家通過它仔細觀察昆蟲，但是有一個問題。顯微鏡通過電子管工作，而電子管是昆蟲的災難。把一隻蟲子放在顯微鏡下，幾分鐘後它就一命嗚呼。更糟糕的是，電子管導致蟲子脫水，就像撒哈拉里的海綿。此刻體貌正常的昆蟲，下一刻即是「蟲干」。

2013年，日本濱松醫科大學進行了一項有趣的實驗。當他們把孑孓或者螞蟻幼蟲放在顯微鏡電子管下時，它們變成了蟲干。但無論何時把果蠅的幼蟲放在顯微鏡下，卻總能得到一種新的大型蛆蟲。

科學家用電子騷擾果蠅幼蟲，它們的皮膚會變成鐵一樣的東西。果蠅蛆蟲外面包裹著一層粘液，叫做細胞外物質(ECS)。讓人難以置信的是，顯微鏡的光束讓ECS發生聚合反應，形成了「納米外套」，厚度只有50到100納米。雖然只有人類頭髮絲的1/1000，但是足夠保護幼蟲在電子管下存活一個小時之久。

受此啟發，研究人員對蚊子和螞蟻進行了第二次實驗。他們給幼蟲塗上一層Tween-20——用於清潔劑和糖果的塗層。在這層無毒化合物的保護下，幼蟲在顯微鏡下不僅沒有死掉，反而擁有了屬於自己的納米外套。

7蝴蝶記得什麼?

毛蟲如何從軟綿綿的蟲子變成成蟲的呢?毛蟲分解的時候，身體極其細微的部分並沒有變化。以它的腦部為例。絕大部分細微的灰色細胞轉變為肌肉細胞，但有一部分保持不變，成為形成蝴蝶頭部的基礎。它的翅膀又是怎麼一回事呢?如果切開一隻毛蟲，你會發現它的皮膚下面有一層極薄的組織結構。當毛蟲化成蛹的時候，這些結構貼著繭壁完好地保存下來，不會被泥狀物損害，最終長成成熟的蝴蝶翅膀。

還有一個刁鑽古怪的問題：蝴蝶記得自己的毛蟲生涯嗎?它的大部分腦部變為成蟲身體的一份。喬治敦大學的瑪達·維斯和道格·布萊克斯頓為了找到答案，收集了一盒煙草天蛾幼蟲。然後把盒子充滿乙酸乙酯——一種臭氣，聞起來像洗甲水。每次用這種氣體熏毛蟲的時候，維斯和布萊克斯頓都會用電流刺激它們。

實驗持續進行，直到毛蟲忍無可忍，一聞到彌散的氣體就逃跑。形成害怕這種氣體的條件反射之後，幼蟲開始睡甜美的「蛹覺」;幾周之後，變為飛蛾成蟲。關鍵的時刻到了。作為成蟲的它們現在還會害怕這些氣體嗎?

答案是肯定的。成蟲聞到乙酸乙酯就朝相反的方向飛去。它們極其細微的腦細胞保存了它們的記憶。經過繭的洗禮，儘管看上去已是全新的生物，但是它們仍然記得過往生命里的重要時刻。

8教蒼蠅計數

你會同情果蠅的。它們是昆蟲世界裡的小白鼠：照過X射線，感染過致命細菌，甚至被關在暗室里57年——那可是1400代果蠅啊……

真是傷口上撒鹽，洛里埃·威爾夫里德大學和加州大學的研究人員把一群蒼蠅裝進一個盒子，然後狂搖不止。只有這一次，蒼蠅得到一些好處——學會了計數。

實驗很簡單。把果蠅裝進盒子後，科學家打開了一束光。光線有時閃動兩次，有時閃三次、四次。閃兩次、四次，科學家就會狂搖盒子。閃三次，果蠅免遭一劫。

蒼蠅不喜歡四處碰壁，但是實驗中的第一代蒼蠅始終沒能把光線和搖晃聯繫起來，第二、三、四代也沒有。但到第40代時，事情變化了。

光束閃動兩次或者四次，蒼蠅會做好準備應對即將發生的劇烈搖晃。它們的腦部發生了一些變化，明白數字的重要性。它們表現得很好，或許可以幫助科學家弄清部分學習數學有障礙的問題。我們可不希望這些昆蟲逃出實驗室，普通蒼蠅已經夠我們受的了，這些可是會計數的超級智慧蒼蠅啊!

9蜻蜓的背包

在無脊椎動物當中，蜻蜓可算三思而行者——至少在捕食的時候如此。蜻蜓必須預測獵物的目的地，並計算獵物逃跑的路線，同時在飛行中將其捉住。聽起來很簡單，但是我們不知道蜻蜓的神經系統是怎樣完成這個過程的。

實際上，我們並不清楚外場手怎樣接住飛來的球，不清楚狗怎樣追到飛盤，也不清楚網球手怎樣鎖定發球。根據霍華德·休斯醫學院的神經科學家安東尼·列昂納多的說法，「對於大腦如何將感官和運動信息整合到一起的問題，我們所知甚少。」

這就是研究蜻蜓的原因所在。蜻蜓的神經元比人類少得多，所以可以監測它們捕食時腦神經的活動。監測結果有助於研究人腦的工作機制。然而，為了記錄蜻蜓腦部的活動，列昂納多和他的團隊還研發了一款特殊的工具——蜻蜓背包。

科學家在弗吉尼亞阿什伯恩建了一座模擬實驗室，把蜻蜓放在裡面。實驗室里有成千上萬的果蠅，牆上畫有樹木花草，沒有任何天敵，儼然是蜻蜓的天堂。蜻蜓一邊進食，背包一邊把神經活動的數據傳回電腦，科學家便開始進行分析。這項研究很可能讓我們更了解我們的大腦;即使做不到，至少蜻蜓度過了一段愉快的時光。

10螳螂的3D眼鏡

螳螂毫無疑問是昆蟲中十分炫酷的一種。因為它們不僅擅長捕食，而且是無脊椎動物中唯一有立體視覺的昆蟲——與我們一樣。紐卡斯爾大學神經科學院的研究人員對此產生了極大興趣。實際上，很多人都很好奇螳螂眼裡的立體世界與我們眼裡的是否一樣，會不會存在不一樣的科學原理。

可用的辦法只有一個：給螳螂戴一副微型3D眼鏡，讓它們看一部3D電影。科學家用蜂蠟固定眼鏡，然後把螳螂放在電腦前。它們看的可不是《阿凡達》，而是縮小了的旋轉的圓圈和跳動的俄羅斯方塊。科學家希望通過分析螳螂對這些運動物體的反應，發現螳螂腦內發生的變化。它們作何反應呢?它們想抓住討厭的小圓圈，撕成碎片。

研究螳螂立體視野意義何在?約翰·康納肯定不支持。如果科學家弄清楚了螳螂形成3D視像的過程，明白了其與人眼的區別，就可以找到讓機器人形成立體視野更簡單的新辦法。萬一你被終結者四處追趕，而他的3D視像能力具有20/20的視敏度，這一切只能怪螳螂。

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