阿波罗登月是假的?月球背面有外星人?关于月球的谣言你信了几个

本文为2018年12月15日“我是科学家”第七期线下活动——迈出地球第一步 | 郑永春 演讲实录:

在人类探索月球的历程中,关于月球背面的阴谋论和谣言甚嚣尘上,阿波罗登月是假的?世界各国都不探月了?月球背面有外星人?月球内部是空心的?月球背面也因此得名“月之暗面”。奔赴月球,探索月球,中科院国家天文台研究员、中国首位卡尔·萨根奖得主郑永春为大家带来演讲《到月亮的背面看一看》。

大家好,欢迎大家在这个冬日的午后来到七七剧场,听我来讲一讲月亮背后的故事。我叫郑永春,来自中国科学院国家天文台,因为我的主要研究对象是月亮和火星,所以也有人叫我“火星叔叔”。

演讲嘉宾郑永春:《到月亮的背面看一看》

月亮的背面有什么呢?有人说霍金告诉我们月亮的背面有外星人,但是实际上霍金并没有说过。关于月亮的谣言有很多,有人说,阿波罗登月是假的,是在摄影棚里面拍的。但是这有一个疑点,阿波罗登月工程有几千所大学、几十万人参与,经历了将近十几年的时间,为什么半个世纪过去了,这个秘密还没有被揭开呢?

有人说,世界各国都不探月了,只有中国人往月球上一个接一个地发射探测器,真的是这样吗?

有人说,月球背面发现了很多在百慕大失踪的船舶。也有人说,月亮是空心的,因为敲了敲之后里面有砰砰的声音,但是月亮这么大的一个球,你是怎么敲的呢?

演讲嘉宾郑永春:《到月亮的背面看一看》

下图是大家每天看到的月亮。虽然有的时候看到的是满月,有的时候是上弦月、有的时候是娥眉月,但是大家一般都会联想到月亮上面有玉兔、有嫦娥、有广寒宫、有吴刚在砍桂花树,还有一只蛤蟆。

在研究月球的科学家眼里,我们看到的是月球上的月海、月陆和环形山,它们是月球主要的三个地质单元。上图中那些黑色的区域实际上是玄武岩的岩浆冷却之后形成的黑色石头。400年前伽利略把望远镜对准月球的时候,他看到一块块黑乎乎的地方,他以为那像地球上一样是海洋,所以他命名为“云海、澄海、静海、风暴洋”,这些都是海的名字。但后来我们发现,它们其实是黑色的石头。

上图中那些白色的地方是更古老的斜长岩,也是白色石头堆积的地方。月球表面还有很多的撞击坑,这表明在月亮形成的过程中,遭受了很多小天体的撞击。

中国唯一一个月亮女神。

图片中的这个姑娘,其实是中国唯一一个月亮女神,她不是嫦娥,她是太阴妙果素月天尊。她和太阳帝君、金、木、水、火、土等五德星君合称七曜(金星、木星、土星、水星、火星合称五德)。

大家看到月亮的时候一定会想,月亮跟地球的大小对比是什么样的呢?月球的直径大约是地球直径的四分之一,月亮的表面积相当于中国国土的四倍,是3800万平方千米,而月亮到地球的距离是38万公里。

38万公里到底有多远呢?我算了一下,如果我们坐400公里时速的高铁去月球,只要40天就够了。如果嫦娥1号、嫦娥2号去的话,它的速度会更快一点,只要几天就够了。

这就是月亮到地球之间38万公里距离的真实印象,就是说,可以把水星、火星、金星、木星、土星、天王星、海王星这些星球全部排到月亮和地球之间,刚好排满,这就是38万公里的距离。

破解月球四大谣言

关于月球的谣言,首先我来解释一下阿波罗登月。有人说这是假的,因为我们看到阿波罗登月拍的月球上的照片,夜空中没有星星,所以说它是摄影棚里面拍的。但是,这些照片是在月球上的白天拍的,月球上的白天当然看不到星星。在地球上,白天也看不到星星。

作为一个研究月球的科学家,我们发现,月球跟地球之间有很多不同,比方说,月球上是彻底没有液态水、没空气、没氧气,因此,月球的土壤和矿物都是在没有液态水、没有氧气、没有空气的情况下形成的。月球的土壤里面,还有一种金属铁,天然的单质铁,铁一旦接触地球上的空气和水的话,它马上就会氧化成铁锈。但是,在月球上它就可以长期存在。我曾经亲手感受过从月球带回来的土壤,磁性非常强,用一颗磁铁来吸引它,整坨土壤会随着磁铁的移动而移动。

此外,月球上有一面激光反射镜,是“阿波罗”的航天员放置在月球上的。我们从地球上打一束激光到月球上,那个反射镜就会返回来几个光子,根据光子返回来的时间,我们就可以计算出来地球跟月球之间的距离,最近是36万公里,最远是40万公里。而且月亮正以每年三厘米的速度逐渐远离我们地球。如果没有那个激光反射镜,我们是无法得到返回来的光子的。

月球上还有地震仪,会监测月球的震动,我们根据月球的震动,能够了解它内部的结构。前不久,航天器拍到月球表面非常高分辨率的图像,大约可以达到0.5米分辨率,地球上的遥感卫星有时候也达不到这么高的分辨率。这些高分辨率的图像显示了阿波罗登月之后的登月舱、着陆器、月球车,连航天员走过的路线和月球车开过的痕迹,都还在月球上。

第二个有关月球的谣言是,有人说世界各国都不探月了。为了回答这个问题,有人把上世纪的五六十年代开始一直到现在,所有的探月航天器都放到月球的上空,绘制了这张图。

根据这幅图,大家可以看到,在上世纪的60年代末到70年代初,由于美苏争霸,大量的探月航天器探测月球,这是人类探月的第一个高峰。阿波罗登月成功之后,一直到上世纪的90年代,大概长达20年的时间,世界各国都很少再探月了。但是上世纪90年代特别是21世纪以来,世界各国又对月球产生了强大的兴趣,越来越多的航天器登陆了月球,包括中国也成为探月新的一员。这表明,我们不是不探月了,而是新的重返月球的热潮正在掀起。

这张图片里面所有的红色点,都是俄罗斯和前苏联登陆月球的着陆点,蓝色的和绿色的是美国在月球上登陆点。我们看到,它们都位于月球正面,特别是北半球的区域,我们称之为阿波罗带。其中还有一个是中国的嫦娥三号,它登陆在云海的西北角的虹湾。阿波罗十一、十二、十四、十五、十六、十七共六次任务,12位航天员登陆月球,带回来了381.7公斤的月球土壤和样品,其中在北京天文馆还有来自于阿波罗登月的一个样品,大家有兴趣可以去看一看。

2007年,中国发射了第一个月球探测器嫦娥一号,嫦娥一号发布了第一幅月球图像,发布的时候有很多人质疑说这幅图像可能是有错,也有人质疑说嫦娥一号是假的。因为月球的图像是一轨一轨拍出来的,我们在地面上把这一轨一轨的图像拼接在一起,才能形成一幅完整的月球图像,但是这些图像在拼接的时候,会产生一些错位的现象,这就是为什么会有人来质疑说嫦娥一号的图像是假的。但是,我们也没有必要来回应这样的质疑,我们用嫦娥二号、嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号更多的探月器,获得更大的成功,来回应这些质疑。

第三个有关月球的谣言是,有人说月球背面有外星人,他们拍到了外星人在月球上,拍到了金字塔、UFO、甚至长达4000米长的宇宙飞船,甚至还有人在月球上晒太阳。

但是,如果你把这些图像进一步放大,你会发现这些图片都是PS出来的。

我们在地球上为什么看不到月球的背面?是因为地球跟月球之间实现了潮汐锁定,这就像我跟你之间有一个吸引力,但是我前胸受到的吸引力跟后背受到的吸引力是不一样的,就会导致每天像是有人在牵扯我,慢慢会让我的自转和公转同步,所以在地球上,我们始终只能看得到月球的正面,看不到月球的背面。但是,这种潮汐锁定实际上在太阳系的天体里面是非常普遍的,比方说,太阳和水星之间,行星和卫星之间,太阳系外的其他的恒星和行星之间,都会有这样的潮汐锁定现象。月亮的引力会引起地球上每天两次涨潮,两次退潮,我们称之为潮汐。不仅地球上的海洋会有潮汐,其实地球上岩石圈每天也会起伏60厘米,这叫固体的潮汐。

第四个有关月球的谣言是,有人质疑说,月球内部是空心的。

我们常说上天容易入地难,在地球上入地三尺都非常困难,更何况在月球上要用无人打钻,可以想象,这是非常艰难的。但是科学家有办法,第一个办法,就是我们可以在月球上埋设月震仪,然后通过地震波的反射,来知道内部的结构。还有一个办法,航天器在月球上空飞行的时候,它会受到月球的引力。如果在航天器下面-月球的某一块区域质量比较大、密度比较高,那么航天器的轨道就会下降一点,因为此时月球对它的引力会大一点。如果下面是比较空一点的,那么它的轨道就会上升一点。所以通过分析航天器在月球上空飞行的高度,我们就可以知道月球内部的结构和它的物质成分,我们就会知道月球实际上有些地方质量比较密集,跟人长瘤子一样,我们把它叫质量瘤。虽然月球上有些地方会比较疏松一点,但这并不代表月球内部是空心的,月球是实心的。

新的月球观正在形成

以前我们认为,月球是彻底无水的,是一个完全干的天体,但我们现在认为,可能月球是潮湿的。特别是在月球南北极的深坑里面,太阳永远照不到的地区,我们叫永久阴影区,这样的地方可能会有水冰,并且已经探测到了大量的证据。

以前我们认为,月球已经完全冷却了,但是我们现在又发现,月球内部可能仍然有一些温热的地方。

以前我们认为,月球在30亿年前已经僵死了,但是现在我们发现了月球上最年轻的岩浆活动,这表明它没有死得这么早。

嫦娥一号和嫦娥二号的卫星上有一个微波探测仪,它可以通过微波波段来看月亮。因为微波的波长比我们看到的可见光的波长要长得多,所以,我们就可以认识到月球更深层的一些东西的性质。这也是全人类第一次从微波波段来看月亮。

通过分析微波探测仪采集到的数据,我们得到了第一幅全月球的微波图像。

到嫦娥二号的时候,因为分辨率更高,我们可以更清楚看到月球上的热分布情况。

我们看到,白天的时候,有些地方会特别热,就是那些暖色调的地方。晚上的时候,有些地方会特别冷,就是那些冷色调的地方。我们在月球上发现了很多的热区和冷点,然后我们分析它为什么白天会热,为什么晚上会冷。为了解决这个问题,我们需要借助于其他数据来分析,比方说,我们就用到了氧化亚铁和二氧化钛这些金属元素含量的分布数据,来佐证那些热的地方,实际上是白天吸热能力比较强的地方,也是钛铁矿含量比较高的地方;那些晚上比较冷的地方,实际上是石块含量比较高的地方。

如果大家去过沙漠或沙滩,会有一个感觉,白天太阳晒得特别烫的石头,晚上冷的往往也是它。根据这些,我们就可以研究月球表面土壤的厚度,以及土壤的一些性质。

神秘的月球背面

月亮背面到底是什么样子的?这就是我们真正看到的月亮的背面。

它跟正面真的不一样,主要体现在几个方面:第一个,月亮背面的月壳更厚一点;第二,它更古老一点,撞击坑会更多一点。第三,它的月海更少,整个月球上有22个月海,其中19个在月球正面,月球背面只有三个月海。

什么原因造成了月球正面和背面的差异?这也是科学家希望探究的一个问题。

我请大家留意的是这边右下角的一个圆圈,它是整个太阳系里面最大的、最深的盆地,叫艾特肯盆地。而我们的嫦娥4号很快就要着陆在这个盆地里面的冯卡门撞击坑,这个地方是没有航天器着陆过的。最神奇的是,这个地方虽然最大、最深,却没有岩浆冒出来,所以,科学家希望来研究它为什么是这样子的。

为了能够让大家对月球产生更大的兴趣,了解更多关于月球的知识,我就制作了一幅《月球全图》,希望大家每天晚上都可以通过这幅月亮全图,去学习有关月亮的认识。

我觉得,科学家不仅要探索未知,更要传播真知,这是科学家的两大使命。大家也知道,中国科学院国家天文台在贵州省建设了一个全世界最大的中国天眼,实际上是射电望远镜,也是从微波波段来探测宇宙的。

在地球上来探测宇宙,会受到地球上很多“噪声”的干扰,所以,这个望远镜听到的绝大部分“声音”,其实是“噪声”,我们要从“噪声”里面来探测到来自宇宙的“声音”。如果是在月球背面的话,这些担忧完全不足为虑,我们地球上的无线电噪声完全没有办法达到月球的背面,所以,月球背面是一个无线电的宁静区,如果从那个地方来架设射电望远镜的话,我们就可以听到宇宙呼吸的“声音”,所以我们能听到宇宙更暗弱的信号。

人类走向深空的跳板

从新世纪以来,我们对月球的认知已经跟上世纪七八十年代、六七十年代发生了很大的变化。以前我们把它认为是太空争霸的一个制高点,现在我们把它认为是人类走向深空的一个中转站和跳板。

重返月球现在已经成为世界各国的共识,我们来举几个例子。

第一个,欧洲空间局提出了建设月球村的计划,希望借助世界各国的努力,在月球上建设一个国际化的村落,一个共同的月球基地。

美国宇航局认为,以月球作为演练场,来演练人类在月球上的生活,下一步就可以从月球出发去往火星。

还有一个更绝的是SpaceX,马斯克把月球的旅游船票都卖出去了。

很快,中国的嫦娥5号从月球上采集样品回到地球上。下一步,我们就将进入载人登月和建设月球基地的阶段。

同时,世界各国也在寻找月球基地应该建在什么地方。因为月球上的一个昼夜正好是27天,就是有13天半是白天,13天半是晚上。晚上的时候,月球上没有电力,没有保暖,对人类的居住是非常不利的。如果在月球的南北极的高山顶上来建设月球基地,那就不用再担忧了,因为那个地方是永久有光照的,这样人类在月球上就不用经受漫漫长夜了。科学家已经选择了几十个月球基地的选址场所。因此,从更大的时空角度来讲,我们预测,在未来的几十年里面,人类将再一次重返月球。

2019年是阿波罗登月50周年,如今50年过去了,再也没有人登陆过月球,人类还没有再次重返月球,但我想,我们离这个目标已经不远了。人类再一次重返月球之后,下一步我们将在月球上建设科研站,建设月球基地,实践和训练人类在月球上长期生活的技术。如果这个技术得到突破,下一步我们一定是要登陆到火星上,因为那是跟地球环境最为相似的行星,也是太阳系里面唯一有可能实现大规模移居的星球。

科学的使命是探索未知,我们也希望把探索未知的乐趣分享给大家,这就是我们传播真知的过程。

人类对太空的探索永不止步,谢谢大家。

演讲嘉宾郑永春:《到月亮的背面看一看》

“医生,我应该顺产还是剖腹?”

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人生的第一个选择

十月怀胎,一朝分娩。在医疗发达的现代,母亲会选择怎样的方式让小生命降生?顺产,还是剖腹产?

提到顺产,大家脑海中浮现出的无不是各种电视剧中待产妈妈的撕心裂肺。出于对顺产的恐惧、焦虑以及一些其他一些因素(如“择日生子”)的考虑,剖腹产似乎已从一种具有明确适应症的手术成为了一项可能的“选择”,在许多国家被滥用。

图片来源:Pixabay

近日,国家卫健委发布了《关于开展分娩镇痛试点工作的通知》,将于2018-2020年在全国范围开展分娩镇痛试点,最终目标是在全国推广普及镇痛条件下的自然分娩,降低剖宫产率。这项“终于等到你”的举措对准妈妈们无疑是个好消息。

越来越多的剖腹产宝宝

一项研究显示:世界上超过20%的新生儿是通过剖腹产出生的,尤其是在拉丁美洲国家,几乎一半孩子都是通过这种方式出生的。但对于穷人们来说,剖腹产仍然让他们难以负担。

这一发现来自上个月发表于《柳叶刀》的一项覆盖了全球169个国家的大规模研究,该研究发现2015年全球出生98%的婴儿中通过剖腹产的出生比例相比2000年的12%几乎翻了一番。

在出现难产时剖腹产可以拯救婴儿生命。但是,研究者发现这一手段在拉丁美洲以及加勒比地区被过度使用了,仅在这项研究进行期间剖腹产的使用率就从32%跃升至44%。世界卫生组织(WHO)认为考虑到怀孕所经历的并发症,在具有充分医疗条件的情况下,剖腹产的合理比例应在10%到15%之间。

“剖腹产可能会影响新生儿肠道菌群的组成,从而影响孩子的免疫功能和代谢模式。”
                           ——圣保罗大学埃洛伊丝·贝蒂奥尔(Heloísa Bettiol)

这项研究的参与者之一,来自巴西佩洛塔斯天主大学的儿科医生费尔南多·巴罗斯(Fernando Barros)介绍说“巴西是世界上剖腹产率第二高的国家,仅次于多美尼加共和国”。2009年通过剖腹产出生的孩子比阴道分娩还要多。而且在一些私立医院,这个数字甚至可以达到95%。“自那以后,尽管联邦政府和医疗机构都千方百计处理这一问题,但这一比例都没有丝毫下降。”

研究者发现在受过教育的女性中,剖腹产的比例显著增高,并且最富裕的五分之一人中剖腹产比例超过最穷五分之一人的五倍之多。

图片来源:Pixabay

这项研究并没有指出导致剖腹产激增的原因。但是一份2015年WHO的报告中发现许多女性更喜欢剖腹产是因为它可以计划生产的时间,尤其是在较迷信的文化中,人们更愿意挑一个“良辰吉日”生产。一些地方人们认为剖腹产更健康,因为它能避免一些并发症的发生,比如失禁,从而更好地保护产妇。

剖腹产百益无害?

然而,非必要的剖腹产对婴儿和母亲都是有害的。这种手段是侵入性的,可能导致女性出现一系列继发性健康问题。巴罗斯还发现,许多通过剖腹产出生的婴儿都会稍早于预产期,因为医生们往往按照一个事先安排好的时间来做手术,而不是等到孕妇产生宫缩后才开始。

图片来源:Pixabay

研究已经发现通过剖腹产出生的婴儿出现哮喘、过敏以及其他非传染性疾病的概率更大,这可能是出生过程中他们没有机会接触到阴道中的激素和细菌导致的。

2017年一项发表在《美国医学会杂志》上针对中国大陆2008年至2014年剖腹产的研究显示,共计32.7%的孩子通过剖腹产出生,2008年剖腹产比例为28.8%,而2014年上升至34.9%。同样,中国的剖腹产比例远远超出WHO提出的“正常范围”。并且与上述研究结果类似,剖腹产比例具有极大的地域性,如上海这样的超一线城市比例高达62.5%,但在地处偏远的西藏仅有约4%。

前不久,在北京一家知名妇儿医院,产妇家属因与医生针对产妇是否应该进行剖腹产产生分歧而对医生大打出手,造成了恶性医患事件。

事实上,在很多人看来,“方便快捷”的剖宫产本应是正常分娩无法进行时的替代选择。生命的诞生是美好的,但是为了一个良辰吉日而可以操作一番就未免喧宾夺主了,毕竟母婴的健康与安全才是我们应该首先考虑的。

(编译:郭怿暄;编辑:大庆;校稿:Yuki)

参考文献:

  1. Li H, Luo S, Trasande L, et al. Geographic Variations and Temporal Trends in Cesarean Delivery Rates in China, 2008-2014. JAMA. 2017;317(1):69–76. doi:10.1001/jama.2016.18663
  2. 原文链接:https://www.scidev.net/global/health/news/every-fifth-baby-is-born-by-c-section.html(本文由Storythings供稿)

为什么我们支持转基因食品,却反对基因编辑婴儿?

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不久前,《自然》杂志刚刚公布了2018年科技领域的十大影响力人物。其中,制造了世界首例基因编辑婴儿的贺建奎教授以“CRISPR独走者”(CRISPR Rogue)的名号赫然上榜。在这一事件中,科学界的态度是一致的:CRISPR技术不应用在健康婴儿的基因改造上,我们绝不能支持这样缺乏监管、有违科研伦理的临床试验。

贺建奎以“CRISPR独走者”(CRISPR Rogue)的名号登上《自然》杂志2018年科技领域的十大影响力人物。图片来源:Nature

然而随之而来的社会讨论中有许多值得商榷的观点,其中之一是:基因编辑技术就是一种转基因技术,因此转基因食品的生产和基因编辑婴儿的制造都一样,是“坏”的技术应用。

这个类比有明显的逻辑错误,毫无道理。简单来说,基因编辑技术确实可以用来进行转基因操作,但是操作对象是决定试验伦理的关键所在——在动植物中可以反复试错和修改的操作,在人体试验中必须符合高得多的安全标准。

因此,我们应该反对贺建奎这种有悖伦理和存在风险的基因编辑婴儿试验,但是不必以此为出发点质疑已有大量研究基础的正规转基因产品的安全性。

CRISPR:能瞄准的瑞士军刀

其实,基因编辑与其说是一种技术,不如说是一个目标。生物体的基因组中包含着成千上万个指导各种生命过程的基因,从上世纪90年代的人类基因组计划开始,生物学领域的一大梦想就是能读懂基因组的运作方式。而了解的最终目的之一,就是改造——对基因组的特定修改,也就是基因编辑,在动植物中可以改变性状,为我们所用;而在人体自身,则是治疗疾病的希望。

这次被用于临床试验的CRISPR-Cas9技术,正是时下应用广泛的一种实现基因编辑的手段。CRISPR的全称是“规律间隔成簇短回文重复序列”,这些DNA片段相当于“入侵者”噬菌体在细菌自己资料库里的“备案”,当有过备案的噬菌体再次进入细菌体内时,从这个CRISPR资料库里按照备案打印出的“通缉照”——向导RNA,就能引导着带有DNA剪切功能的Cas9蛋白,把噬菌体的基因组切断,将“入侵行动”消灭在萌芽中。

根据这个原理,我们只要把CRISPR资料库中针对噬菌体的“备案”换成其他物种的DNA序列,不就能“指哪打哪”了吗?相较于之前的基因编辑技术而言,利用CRISPR对DNA进行“打靶”实在是好用太多了:它成本低廉,设计简单,又快又准,而且可以一次剪切多个位点(同时引入多条“引导RNA”)。自从2012-2013年在微生物和模式动物中成功实现后,CRISPR已经成为了很多生物实验室的日常标配。

CRISPR/Cas9的基因编辑原理

虽然在细菌体内只是一种防御武器,但在分子生物学家的手中,CRISPR变成了一把带瞄准系统的多功能“瑞士军刀”:比如在剪切目标位点的同时引入一段供体DNA序列,可以实现把这段序列插入目标位点——这其实就是转基因。所以说,CRISPR-Cas9系统能够实现基因编辑的目的,其中一个应用就是转基因。

CRISPR就像一把带瞄准系统的多功能“瑞士军刀”。图片来源:Pixabay

转基因操作是指使用载体将外源基因整合入生物体自身的基因组,从而在转基因生物体内表达特定的蛋白产物,比如在玉米中表达抗虫的Bt蛋白。注意,这里只说了“整合入”,并没说要整合到基因组上的哪个位置。相比较于传统的转基因操作来说,CRISPR其实是更加优秀的——可以更精准地把基因转入基因组上的特定位置。

除了转入外源基因,CRISPR还可用于基因敲除,它在农业中也用处多多,比如中国研制成功的低镉水稻,就是用CRISPR“剪掉”了水稻基因组中负责吸收镉元素的基因,哪怕在镉污染地区也能种出不吸收镉、含镉量低于安全值的大米。

水稻容易蓄积镉,用CRISPR“剪掉”了水稻基因组中负责吸收镉元素的基因,可以种出不吸收镉、含镉量低于安全值的大米。图片来源:Pixabay

虽然如此优秀,CRISPR却也并非百分之百地精准:“脱靶”效应在CRISPR应用中一直是研究者关心的问题。在剪切、修饰目标位点的同时,“向导RNA”在基因组中其它区域的不精确匹配也会导致一些“计划外”的修饰,对其它基因组区域进行了剪切、插入等等反应。目前,提高CRISPR系统的修饰精准性,减少“脱靶”,是基因编辑领域的一大热门。

转基因研发:用实验事实说话的安全性

CRISPR的“脱靶”和传统转基因操作的随机插入一样,有可能会破坏基因组中一些不该被破坏的基因。因此,要得到一个符合我们生产生活需求的转基因物种,“转基因操作”只是第一步。把基因“送进去”之后,研究者需要通过各种检测来确认很多事情:基因是否成功整合进了基因组?整合到了基因组的什么地方?整合后的基因,有没有活性,能不能指导合成我们想要的产物?这个外源基因的产物,结构是否正确,功能是否正常?转基因后的粮食/禽畜,吃了有没有问题?等等……

在操作对象是粮食作物、家禽家畜时,这并不是什么大问题——我们有源源不断的实验对象用来进行各种测试:分析基因产物,与天然作物/产品进行对比,喂食实验动物观察不良反应等等。一次转基因操作不成功,我们还可以放弃失败的测试对象重头再来,直到制造出符合我们期望的转基因物种——更有营养、抗性更好、有害物质含量更少、产量更高、更好吃/好用、不会污染环境/影响生态等等。无论是在转基因技术的发源地美国,还是在我国、欧洲等地区,各种转基因物种和产品都要经历严格的审查过程,用科学的实验设计来验证产品对人体没有危害。

喂食实验动物观察转基因食品是否具有不良反应。图片来源:图虫创意

事实上,基因编辑和转基因操作本质上是对基因组进行了修改,生物学上属于基因组中的变异;而无论是自然的演化过程还是传统的杂交育种、人工选育,也都是试图保留基因组中产生的、导致优良性状的变异。有了完善的监管体系,无论是转基因物种还是基因编辑作物,都不会比传统杂交作物的危险性更大,理性接受是完全没问题的。

人体基因编辑:星辰大海的路,得一步一步走

那么,基因编辑婴儿的问题在哪儿呢?相信你已经想到了——很简单,人不能随便拿来做实验。一种新开发出的药物,在被证明对人体足够安全之前,是不能随便给人(尤其是健康人)吃的。目的是治疗或者预防疾病的基因编辑也是一样:在人体中进行基因操作之前,我们必须用其它的实验手段改进技术,充分证明我们能以最大的把握避免副作用,获得成功。这里的对比非常显而易见:研发转基因动植物时,一次差错意味着科研人员需要进行下一次尝试;而用基因编辑治病时,一次差错就是对一个人类个体的生命威胁,当然应该慎之又慎。

用基因编辑治病时,一次差错就是对一个人类个体的生命威胁,当然应该慎之又慎。图片来源:Pixabay

反观这次基因编辑试验,很多方面违反了这种科研和医学伦理精神:这个试验设计的伦理审查显然并不完善,没有业内专家参与审核;对于被编辑婴儿的监护人,也就是应该签署知情同意书的父母,他们是否得到了足够客观的背景介绍也不得而知;试验的目标并没有选择其他方法难以治愈的疑难杂症,而是本可以通过各种成熟手段预防的HIV传染;最重要的是,前面说到的脱靶等技术风险问题还没有得到足够的改善,两个原本能够健康降生的婴儿没必要也不应该承担这些风险。

事实上,基因编辑目前并不是没有在人体中的成功应用。例如2017年经由美国食品及药品监督管理局(FDA)审批的CAR-T疗法,通过在体外编辑患者自己的免疫T细胞,往基因组里转入了特定的基因,让这些细胞能够表达识别癌细胞的“抗原受体”蛋白质,同时在识别出癌细胞后能激发免疫反应,对癌细胞“定点清除”。

2017年美国食品及药品监督管理局(FDA)审批通过了CAR-T疗法。图片来源:fda.gov。

这样的基因编辑操作建立在以治疗别无他法的重大疾病为目的,得到患者的知情,并在专门的医疗机构由专业人员实施的基础上,编辑操作只涉及患者体细胞,不会把改造过的基因遗传给后代。这样规范的基因编辑操作有望挽救成千上万绝症患者的生命,也是利用基因编辑治病救人的成功一步。可以看出,我们不能因噎废食——优秀的技术,需要合理的利用来实现其价值。

优秀的技术,需要合理的利用来实现其价值。图片来源:图虫创意

无论是基因编辑还是转基因,使用这些技术为人类制造吃穿用度也好,为人类治病也好,最起码的底线都是不能增加对任何人生命健康权的危害。合理监管和经过严格测试的转基因产品达到了这个标准,而这一次的基因编辑婴儿试验,无论从结果来看还是从试验过程来看,都没有能够保证“不危害健康”这个底线,在合理的监管体系下绝不该发生。

现在,我们只能寄希望于被编辑的两个女婴并无健康问题,过上正常的生活;对人体基因编辑,需要加以合理而严格的监管;而面对层层把关的转基因农副产品,则完全可以以科学理性的态度接受。(编辑:Yuki)

作者名片

交配前,喝尿;交配时,一秒

作为最高的哺乳动物,长颈鹿的辨识度极高,被人们所熟知。其实,它们不仅有独特的外表,还有独特的习性,特别是雄性长颈鹿,它们真正关心的只有两件事:打架、做不可描述的事

图:图虫创意

交配前,先喝尿

长颈鹿没有交配季,但是,它们有发情周期,很像人类的生理周期。雌性长颈鹿的发情周期一般是两周,其中只有不到四天的时间能够受孕。所以,雄性长颈鹿并不会一直和雌性交配,它们会想方设法和发情中的雌性交配。这就产生了一个问题——雄性是如何判断雌性正在发情呢?

很简单,验尿

就像备孕的女性会购买排卵试纸,通过检测尿液里的激素判断自己是否在排卵。和人类不一样的是,雌性长颈鹿只负责尿,而雄性则负责验尿,在喝尿的那一瞬间,化身为鹿版的排卵试纸。

雄性长颈鹿会先用头顶一下雌性的臀部,雌性受到刺激后可能就会排尿,此时,身后的雄性赶紧对着尿液闻一闻、尝一尝。这里,就要使出它的特殊技能——裂唇嗅反应(Flehmen Response)。雄性的上唇会翻起,这一动作有利于信息素与其他气味传递到辅助嗅觉感觉器官——犁鼻器,从而判断雌性的发情状态。裂唇嗅有时也被称做“性嗅”。

一旦在尿液中尝出了希望的气味,雄性就会锁定目标,紧紧跟在雌性身后。

一头上唇翻起、正在细细品尝雌性尿液的长颈鹿。图:nationalgeographic.com.au

追得久,但射得快

雄性在确定交配目标之后,满脑子只有一个想法,那就是瞄准时机交配。一见雌性安静地站着,雄性就会快速站起来、将前肢趴在对方身上。此时,被吓到的雌性通常会赶紧走开,雄性也就无法得逞……这样一个简单的动作,有时候要试上好几天

在穷追不舍的过程中,雄性会一直保持勃起的状态。偶尔,它还会在碰一碰雌性的后腿,告诉对方自己准备好要交配了哦。追求的过程或许显得有些漫长,但是一旦交配成功,整个过程十分迅速,大概只需要一秒

第N次失败,图:Kruger Sightings, Youtube

拿好基友练练手

被骚扰的不只有雌性,还有很多雄性长颈鹿。它们常常站着好好的,突然就被身后的同性“骑击”。同性性行为在动物身上并不少见,而在长颈鹿身上则尤为常见。在一个研究里,研究人员观察到94%的长颈鹿交配行为发生在雄性之间1这个数值不一定具有代表性,但足以证明 “公骑公”绝非罕见场景。

两头雄性长颈鹿可能上一秒还甩着长脖子打得不可开交,下一秒就骑到对方身上交配得不亦乐乎。研究人员最初认为雄性长颈鹿之间的性行为是表示支配和统治,通过骑到对方身上宣示自己高你一等的地位。然而,不像雌性长颈鹿,雄性被骑时没有表现出任何服从的迹象,这表明雄性之间的性行为并不是为了统治,很可能只是简单的性而已。2

辛苦的妈妈,坚强的宝宝

秒射之后,雄性长颈鹿掉头就走。受孕的雌性虽然不会再受到骚扰了,但是在接下来的日子里也很辛苦,怀胎的时间长达15个月。而在分娩的那一天,长颈鹿宝宝也不容易,因为妈妈是站立分娩的,所以,宝宝真的是“呱呱坠地”,从约2米高的地方径直掉到地上,还是头朝地。不过别担心,这不会摔伤宝宝,反而会帮助它做第一次深呼吸。

小长颈鹿出生后半个小时左右就能走路了,这是没办法的事,因为周围常有很多捕食者,没有尽快学会走路的话,长颈鹿宝宝很容易会被吃掉。调查显示,一半的长颈鹿宝宝成为了土狼、狮子或者其他捕食者的猎物。3另外,它们得赶紧站起来才能喝到奶。

长颈鹿站立分娩

为了繁殖后代,长颈鹿可以说是操碎了心。然而,尽管它们很努力地在繁殖,数量却在减少。据统计,1985年,长颈鹿的数量约为15万头,而在2015年则锐减到9万多头。4在这30年里数量竟减少了40%。2016年,国际自然保护联盟将长颈鹿调至“易危”级别。非法狩猎、栖息地的减少、农业与矿业发展的扩大、非洲内乱等原因都在威胁长颈鹿的生存。

长颈鹿自己交配、哺育后代就很不容易了,现在又遭遇人类活动带来的巨大影响,这不免让人为它们的未来感到担忧。(编辑:Ent)

参考链接:

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Homosexual_behavior_in_animals
  2. https://www.popsci.com/giraffe-reproduction-birth-live-stream
  3. https://www.nationalgeographic.com/animals/2018/09/giraffe-baby-film-standing-birth-news/
  4. https://www.iucn.org/news/secretariat/201612/new-bird-species-and-giraffe-under-threat-%E2%80%93-iucn-red-list
  5. https://www.livescience.com/52804-animal-sex-giraffes.html

题图来源: 图虫创意

一大坨泥巴在移动,但没人知道为什么

(Bearkiii/编译)最近几年,在美国的圣安德列斯断层附近,一大坨神奇泥巴引起了人们的注意。

本来,圣安德列斯断层就是个不太安分的家伙。这个长达1200千米、贯穿整个加州的断层是由于太平洋板块和北美洲板块交界而产生的,该处地层活跃十分频繁,可以说是加州最有名的地理奇观了。 

圣安德列斯断层。图片来源:维基百科

然而现在,这坨泥巴的风头盖过了壮观的断层,它的面积大约2230平方米,正以每年行进6米多的速度不屈不挠地移动。看上去,如果没人阻止的话,它也没有停下来的意思。

至于它为何移动,没人知道。

风骚走位,不可阻挡

这一大坨奇怪的泥巴位于索尔顿海槽,该处地形是由圣安德列斯转换断层和东太平洋海隆加利福尼亚湾地段相互作用而产生的。这一带非常特殊,几百万年来,科罗拉多河的沉积物一直在填充索尔顿海槽的北部裂谷,这也导致下游几英里处的地层被加热并且被压碎了一点点。

索尔顿海槽地貌。图片来源:NASA

这种轻微的变质作用也将沉积物变成了一种新的岩石。过程中,岩石中的二氧化碳被挤出,从内部的裂缝和空隙跑到湿透的表层,形成了泥塘。如果它从地面突出的话,那么也叫做泥火山。

注:变质作用是指岩石在基本上处于固体状态下,受到温度、压力及化学活动性流体的作用,发生矿物成分、化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用。

泥塘或者泥火山什么的很常见,不是什么稀奇的事情。但是,它们通常都是固定的,并不会移动。因此,科学家们很容易就注意到,在2015到2016年的某个时候,这个泥塘居然开始移动了。

这家伙目前到了尼兰的北部,但工程师们十分头疼。因为它的前进路线上是联合太平洋铁路公司的铁路。于是人们想了各种办法来阻止它。

先是挖了一口井,试图释放驱动它移动的气体。

没有效果。

接着又造出一堵钢墙,将其打进地面约24米深。

墙陷落了。

这个泥塘轻松躲开了它们,继续着自己的破坏之旅。

图片来源:GREGORY BULL, AP

多年研究这一区域地热现象的物理学家大卫·林奇(David Lynch)表示:以前没人见过这种会移动的泥塘。而除了移动以外,还有十分反常的一点:它特别能喷水。

泥塘和泥火山通常并不会排放很多的水,但是这个泥塘水特别多,每天几乎要产生约151立方米的水。林奇和其他专家表示,这简直是个“泥泉”。

原因不是地震,也并非火山

人们发现,这坨泥巴在移动的过程中,并没有加速。而且,它肯定也不是一天之内就移动18米。还有,它的“路演”和地震也没有什么关系——虽然少数报告并不这么认为。

地球物理学家肯·赫德纳特(Ken Hudnut)表示,虽然圣安德列斯断层是地球上地质活动最为剧烈的地区之一,但这个“泥浆怪物”跟地震并不相关。人们可以放心,它并不是地震的先兆。

这个泥泉跟火山活动也没有关系。当地政府在描述它的时候用了“间歇泉”这样的字眼,可能无意中在暗示它像是间歇式的火山。但事实并非如此。

黄石国家公园的泥塘。图片来源:David Monniaux

由岩浆热驱动的地热系统会形成不同特征的泥塘和泥火山,比如著名的黄石国家公园。但在这个案例中,该地区已经几千年没有火山喷发了。赫德纳特表示,尽管索尔顿山丘是由5座火山口在最近12000年形成的,表明这一地区曾经有过非常活跃的岩浆运动,但它们最近根本没有任何活动的迹象。并且,最重要的是,这个移动的泥泉尽管看上去像是沸腾的,但它其实根本不热。它的温度跟周围的环境温度差不多。

当然,这个泥泉闻上去有臭鸡蛋的气味,表明有硫化氢。而硫化氢通常被认为与火山活动有关。但在这次的情况下,这更可能是由于细菌引起的。这一区域有一个盐碱湖,叫做索尔顿湖。索尔顿湖原为干地,于1905年因科罗拉多河水位急涨,河水冲毁人工灌溉渠的河堤涌入盆地而形成。目前的索尔顿湖一直被用做排放农业废水。废水中的肥料会让湖中的藻类大量增殖,而当这些藻类死去,细菌就以这些藻类喂食,同时释放出了大量的硫化氢。

林奇表示,要么这个泥泉就类似臭水库的水龙头,要么这种恶臭就纯粹是地质原因引起的。

索尔顿湖。图片来源:东方IC

跟圣安德列斯断层有关吗?

这个泥泉还加深了一个疑问:这一地区的地热隆凸跟圣安德列斯断层有没有关系?之前的研究认为它们可能有关系,但还缺乏更确切的证据。

目前,这个泥泉已经接近威斯特断层(圣安德列斯断层在东南面的延伸带)。然而,它看上去正沿着一条与这一地区主要断层呈直角方向的路径前进。它也许沿着的是横穿这一区域的另一条断层,但目前还不清楚,为什么这个泥泉并没有进入一个裂隙状的开口。按道理说,这样的裂隙更利于释放出泥泉中的气体。

这个谜题看上去要持续一段时间了。美国地质勘探局和加利福利亚地质勘探局都没有对这一现象开展积极的研究,因为这实施起来太花钱了,并且双方之间还有些没解决的争议。

但铁路公司却慌了,因为这个泥泉的路径很可能会切断公司的铁路线。因此,他们正在建一条临时便道来作为应急方案。目前看来,任何人能做的,只能是躲开它罢了。(编辑:EON、Ent)

本文由National Geographic授权果壳编译。

编译来源

National Geographic, A bubbling pool of mud is on the move, and no one knows why

古曼童真的有那么可怕吗?

12月22日的《曼谷邮报》报道称,泰国班昌地区一座坟墓里的十具婴儿尸体被盗走。这些婴儿大多是早产儿,或是出生后不久便夭折的,有5-6具尸体是最近一个月才入土的。附近的居民在过去一周的深夜里听到水泥碎裂声和念经声从墓地传来,他们觉得这些被盗走的婴儿尸体很有可能被用于制作昂贵的“古曼童”。

泰国警方在被盗的坟墓现场 | www.bangkokpost.com

网络上关于古曼童的都市传说众说纷纭,究竟什么是古曼童呢?

传统的古曼童

关于古曼童最早的文字记载是泰国古典文学《坤昌坤平》(Khun Chang Khun Phaen),起源于十七世纪泰国的民间故事。

 《坤昌坤平》故事的壁画 | Wikimedia Commons

在这个故事最受欢迎的版本里,男主角坤平是一位骁勇善战的将军,他杀死了背叛自己的情人,并从已经怀孕的情人腹中取出一个男胎。坤平一边打坐一边在火上烘烤这个胎儿直到他变干,在阳光的照射下婴儿通体呈金色。

 故事中打坐的坤平和被烘烤的婴儿 | KUMANTONG 4D POWER

这就是“金童”,即古曼童(泰语Kuman Thong)的由来——Kuman是男孩的意思,Thong是金色的意思。从此以后,坤平一直把古曼童带在身边保佑自己百战百胜。

传统的古曼童制作方法跟传说类似。寺庙接收流产的胎儿、死婴、或者夭折的儿童,僧侣在火上烤干尸体,再将干尸包裹在金箔中,画上符咒,诵读经文。古曼童的拥有者认为,古曼童被赋予了死去婴儿的灵魂,有着超自然的能力,能给自己带来好运。

 传统的古曼童 | Wikimedia Commons

古曼童的起源

众所周知泰国是一个佛教国家,而佛教是鼓励火葬的,那为什么同时又对尸体如此重视呢? 

的确,古曼童的传说和习俗的源头有可能并非佛教,而是从十五世纪开始在东南亚地区流传的梵语史诗。这些梵语史诗类似中国古代的志怪小说,其中有一系列关于活人与死尸的故事。故事中的死尸不但不可怕,反而对活人起到了一个守护神以及预言家的作用。 

15世纪的梵文手稿 | Wikimedia Commons

这些梵语故事很有可能是现今东南亚地区各种迷信起源,包括古曼童,同时也为许多泰国恐怖片提供了灵感。而古曼童也并非泰国独有的,其他几个东南亚国家也有类似的传统,比如柬埔寨和缅甸。

2010年上映的泰国恐怖片《婴尸》

今日的古曼童

如今市面上的古曼童多是儿童形象的雕像,而非真正的婴儿尸体。但是拥有这些雕像的人同样认为里面住着孩子的灵魂。他们每日给古曼童雕像提供食物、玩具,与他们聊天、玩耍,祈祷古曼童能给自己带来好运。

 古曼童雕像 | buddhist-thai.com

古曼童的最新版本是人形玩偶的形象,在2015年左右风靡泰国。很多公众人物在社交网络上公开他们的古曼童玩偶(Luk Thep),在玩偶身上佩戴贵重的珠宝,带着玩偶到处旅游。

 带着古曼童玩偶出行的泰国妇女 | Amanda Mustard,TIMES

而传统的用真的婴儿尸体制作成的古曼童已经被法律禁止了。但是仍有一些私下流通的高价传统古曼童,这也导致了一些不法分子试图盗取婴儿的尸体获取高额的利润。

1995年,一个来自泰国中部的佛教徒公布了一个他制作古曼童的视频,视频里的婴儿被切割、烘烤,用来提取所谓有神奇力量的“尸油”高价卖给前来参观寺庙的游客。

2012年,一名28岁的台湾男子在曼谷被抓获,他偷取了六具用婴儿尸体制作成的古曼童藏在行李箱里,每一个古曼童价值6300美元。

被抓获的试图非法贩卖古曼童的台湾男子 | CNN

供养者与古曼童的“互惠”关系

古曼童受到抨击的最大原因在于,很多宗教人士认为这并非“正统的”佛教。但是何为“正统”,何为“邪教”难以一概而论,因为宗教文化总是收到政治、经济的影响,并非一成不变的。

抛开宗教的外衣,供养者与古曼童的关系其实是一种“互惠”(reciprocity)。供养者给古曼童提供食物、玩具,相应的,他们认为古曼童能给自己带来好运作为馈赠,然后自己再给予古曼童更多的关怀。这个“礼物交换”(gift exchange)的过程是可以无限循环的。

 一位叫Pita的泰国妇女正在给自己的古曼童玩偶喂冰淇淋 | Amanda Mustard,TIMES

而选择供养婴儿的灵魂是因为,婴儿通常被认为是无助的、天真的,因此供养者认为婴儿的灵魂比成人的更容易控制、更为安全,但同时也具备超越常人的神力。

在中国最常见的世俗化宗教行为,就是人们到寺庙烧香祈求好报。这里购买、使用的香就是献给佛的“礼物”,“好报”是希望佛给予的馈赠——这也是一种“互惠”。

商品化的古曼童

在宗教世俗化的今天,脱离了都市传说的古曼童更多的是作为一件带有迷信色彩的商品,流通于东南亚各国,甚至中国境内都有不少古曼童买卖。在eBay搜素“kuman thong”有375个结果,价格从几美元到一千多美元不等,多数在一百到两百美元。

在淘宝搜索关键字的更是有上百页的结果。

 

作者还找到了一个专门贩卖佛教用品的新加坡网站,上面有不少趁着圣诞节打折出售的古曼童。

 

再加上平日每天的贡品,对供养者原来说也是一笔不小的开销呢。据说泰国某些寺庙为顾客提供了贡品套装,给平日里工作繁忙的上班族省了不少事儿。

泰国某寺庙出售的成套贡品 | Sudcharoen, M., 2013

日常生活的一部分

其实,通过宗教仪式与死去的人建立某种亲密的关系,这在其他文化中并不罕见,比如说中国某些地区的冥婚行为。通过婚姻能够缔结两个家族的联盟,因此有些专家认为冥婚其实是延续了一种社会秩序。

泰国人供养古曼童的行为似乎无法上升到建立社会秩序的层面,更多的是个人的行为。他们祈求的通常也是一些个人的小恩小惠,比如说身体健康、家庭和睦啦,甚至是一个彩票的中奖号码,或是一个空余的停车位。

向古曼童求一个彩票中奖号码 | www.fiverr.com

你看,我们听了这么多诡异的都市传说,但当地人大多把古曼童当作日常生活的一部分,祈求的也是一些很平常的东西。是不是觉得古曼童什么的,也没那么可怕了呢?(编辑:Ent)

参考文献

  1. Johnson, A.A., 2016. Ghost Mothers: Kinship relationships in Thai spirit cults. Social Analysis, 60(2), pp.82-96.
  2. McDaniel, J., 2012. Encountering corpses: Notes on zombies and the living dead in Buddhist Southeast Asia. Kyoto Review of Southeast Asia, Special Issue on Death and Dying (translated into Japanese, Bahasa Indonesia and French).
  3. Sinnott, M., 2014. Baby ghosts: Child spirits and contemporary conceptions of childhood in Thailand. TRaNS: Trans-Regional and-National Studies of Southeast Asia, 2(2), pp.293-317.
  4. Sudcharoen, M., 2013. Commodifying Karma: Abortion Discourses and Kaekam Practices in Thai Society.
  5. https://www.bangkokpost.com/news/general/1599086/infant-corpses-stolen-for-suspected-black-magic-rituals
  6. https://edition.cnn.com/2012/05/18/world/asia/thailand-fetuses-black-magic/index.html https://www.newmandala.org/silencing-by-means-of-superstition/

越啪越润滑,嚼出新口味,细菌来发电……你最想要哪个奇葩小科技?

脑洞大开的黑科技产品层出不穷,无不号称能改善你的生活。可是,它们真的让生活变得更好了吗?比如说,越啪越润滑的避孕套,各种口味的电子口香糖,大手形状的手机固定器……这些可都不是随便说着玩儿的,还真有一群“疯狂”的科学家造出了它们。

自润滑避孕套持久润滑

图片来源:图虫

首先,小情侣们的福音要来了。

一款能够自润滑的避孕套,依托一种特殊、耐用的涂层(HEA/BP/PVP),在接触到人体的体液时,就会自动变得十分润滑。它绝不会在关键时刻拖你的后腿,在整个过程都能保持润滑的效果。

科学家希望这款避孕套能比传统避孕套更招人喜欢,从而预防性传播感染以及意外怀孕。另外,传统避孕套有些可能并不舒适,有些甚至需要自己添加润滑剂,十分不便。至于持久度,也不必担心,它可以在性交中承受至少1000次推力而不会失去滑溜感。

目前,开发人员正计划获得监管部门批准,希望把它发展成上市产品。

高科技电子口香糖让香味永不散尽

薄荷味,柠檬味,蓝莓味……口香糖的味道似乎一直都是那么几种。

图片来源:图虫

现在,你可以期待一下无限电动口香糖。不过,先别被“电动”吓到了,这其实是一款无痛装置。它利用了压电效应的原理,其所使用的材料在受到挤压时会产生电荷。也就是说,当“口香糖”被咀嚼时,它会产生一个小电流,从而刺激舌头尝到不同口味。

目前它只能产生咸味或苦味的效果,但科学家希望能将范围扩大,因为其他研究表明,通过改变电荷的模式和强度,它有可能使我们尝到所有的五种基本口味:苦、咸、酸、甜和鲜味。

今年早些时候,在日本举行的一次活动中,80个人有幸尝试了这款神奇的口香糖,几乎每个人都表示尝到了咸味或苦味。也有人说它的口感有点像在咀嚼“niboshi”,即日本零食和调味料中会使用的小沙丁鱼煮干品。

这款口香糖由压电元件和电极组成,它们一起包裹在薄薄的塑料膜中。它的宽度也和传统口香糖一样,但不同于后者的是,它能持续不断地刺激味蕾。更重要的是,它最终不会被嚼成一个黏糊糊的球。

只想恳求科学家不要发明出什么奇怪的口味。

带手指的智能手机爬过桌子攀上你的手腕

究竟是你抓住了手机,还是手机抓住了你?图片来源:Marc Teyssier et al

如果智能手机长出肢体,是不是觉得很诡异?
 
MobiLimb看起来像一个机械手指,仿真的指关节让它能弯曲和招手。若想使用它,只需把它插入手机或平板电脑的USB端口,还可以当作与设备交互的新方式。

它甚至还能把emoji表演出来——比如,当你收到带笑脸的短信时,机械手指会从手机底部伸出来向下滑动,轻拍你的手腕内侧。或者你还可以左右摇摆它,当成摇杆来使用。

愚人节新花样get。

新式婴儿车给宝贝清新怡人的空气

图片来源:Micael Widell/Unsplash

担心宝宝受到空气污染的危害?一款带有空气质量传感器的婴儿车可能会帮上忙,它能探测空气污染的程度,还能尽可能地保护宝宝。

要设计这样的婴儿车,需要考虑两个因素:高度和天气。

首先,大多数颗粒污染集中在路面以上的一米内,因此更高的婴儿车更有利。然而,普通婴儿车的平均高度仅为0.85米,这意味着婴儿比成人所受到的污染高出约60%。

其次,夏天时,炎热的空气把污染物集中在接近地面的地方,于是婴儿车座椅的高度就显得很重要了。而当空气较冷时,来自汽车尾气的热量会使空气中的颗粒污染物高度先升高,然后下降。在这些情况下,带有覆盖物的婴儿车,例如檐篷,甚至是塑料罩,都可以在某种程度上保护宝宝免受从上空落下的污染。

在将来,人们甚至可以为婴儿车购买空气过滤系统,例如目前正在开发的“Brizi”。它看起来像平头枕,实际上在枕头的两侧,各有一个“小翅膀”。空气从一侧被吸入,过滤后从另一侧吹出,形成一个气压稍高的“气泡”,从而把颗粒污染物拒之门外。

纸电池通过电子捕获细菌来发电

有朝一日,你的电子设备可能会用上细菌驱动的纸电池。

多年来,研究人员一直在研究纸张传感器和电路板,但它们大多数都是由传统电池或简单的化学反应驱动的。而纽约州立大学的团队创造出一款由蜡纸制成的电池,它的顶部印有薄层金属和聚合物,可以容纳细菌和收集电子。

 图片来源:SEOKHEUN CHOI

电池使用的细菌类型称为“外电子”,它们能从自己吃的分子中吸取电子并将其转移到细胞外。通过一系列反应,来自食物的电子通过细菌移动,最终被吸收到电池中,它们可用于为小型设备供电。

看了这么多“奇奇怪怪的”黑科技,你肯定已经开始怀疑起了它们的作用究竟能有多大。不过,其实不论是什么样的技术,都是通过奇葩的脑洞和一次次的改良得来的。或许在不远的将来,这些看似“不中用”的小东西真的能改变世界呢?(编辑:EON)

参考文献:

  1. Special coating gives condoms self-lubricating powers, Yvaine Ye
  2. Electric chewing gum zaps your tongue to create a virtual flavour hit, Timothy Revell
  3. Smartphone with a finger crawls across the table to stroke your wrist, Douglas Heaven
  4. Babies are at risk from air pollution but some pram designs can help, Inga Vesper
  5. Paper batteries use electron-harvesting bacteria to make electricity, Leah Crane

火鸡辣么丑,为什么要吃火鸡?

|· 本文来自“我是科学家”·|

如果有“世界最丑鸟类比赛”,那么满脸肉瘤面容可怖的火鸡,一定会榜上有名。

作为欧美国家感恩节、圣诞节的传统菜肴,家养的火鸡终其一生可能只去过两个地方:农场和烤箱。

不过,你也许不会想到,这些“丑鸟”的祖先也有过“光辉历史”——它们在数百年前曾是美洲原住民神殿中的“贵客”,甚至被当作陪葬品。

你看这个火鸡长得又秃又凶,这样下去不行的,不如……把它做成烤火鸡?图片来源:Pixabay.com

那么,从庙堂之高走进寻常百姓的厨房,火鸡在上千年来都经历了些什么呢?人们因何相中这样一种“丑鸟”,把它们从野鸡培养成“大型造肉机”的呢?这一切,都得从中美洲的史前森林说起。

火鸡自述:我是谁?我从哪来?

从分类学角度来讲,“火鸡”是一个属名,归属于鸡形目吐绶鸡科。在北美和中美洲森林中,火鸡属一共有两个种:眼斑火鸡(Meleagris ocellata)以及普通火鸡(Meleagris gallopavo)。前者主要分布于尤卡坦半岛的茂密森林中,并没有被驯化为家养动物。而后者则是现代家养火鸡的祖先,最初在墨西哥中部、北部和美国都有发现,包括六个亚种:

1.火鸡指名亚种Meleagris gallopavo gallopavo

2.火鸡中部亚种Meleagris gallopavo intermedia

3.火鸡大平原亚种Meleagris gallopavo merriami

4.火鸡墨西哥亚种Meleagris gallopavo mexicana

5.火鸡佛罗里达州亚种Meleagris gallopavo osceola

6.火鸡东部亚种Meleagris gallopavo silvestris

不同火鸡曾经的地理分布。图片来源:参考文献[1]

你看,美国南部和墨西哥曾经遍地“野火鸡”。而这6个亚种,究竟是哪一种被驯化成了今天的家养火鸡?围绕这个问题,动物考古学家们进行了半个世纪的探讨。

早在1966年,一位爱好鸟类研究的化学家Arlie W. Schorger就研究了墨西哥中部山谷发掘的火鸡骨头。他认为,这些曾生活在公元前200年至公元700年的火鸡可能已经被驯化过了[2],而分布在这一地区的很可能是火鸡的指名亚种M. g. gallopavo。不过,由于缺少进一步鉴定,这一推断仍然很模糊。

直到2010年,西蒙菲莎大学的考古学家利用古DNA技术才让答案见了分晓。研究者对美国和墨西哥出土的火鸡骨骼和粪便化石进行了线粒体DNA研究。分析表明,现代家养火鸡与墨西哥中部的指名亚种亲缘最近,而与美国西南部等种群亲缘较远。这一结果进一步证实:野生的火鸡指名亚种M. g. gallopavo是今天全世界家养火鸡的野生祖先,其驯化中心为墨西哥中部地区。此外,美国西南部或东部可能也有当地的野火鸡亚种被人类驯化过,而玛雅人甚至试过驯化眼斑火鸡,但它们的香火并没传承下来,对现代家养火鸡并没有遗传贡献[3]

确定了火鸡的老祖先,接下来就可以由此推断火鸡最早驯化的地点与时间了。

从考古发掘记录中我们可以得知,目前看来,最古老的家养火鸡遗骸出现在墨西哥特拉提科遗址(Tlatilco),其年代为公元前1200-900年[4]。而在稍晚一些的时候(公元前1150–850年),墨西哥南部圣乔斯莫戈特遗址(San Jose Mogote)中也发现了火鸡遗骸,这些火鸡很可能是当地人从北边买来的[5]。也就是说,早在距今两千多年前,墨西哥原住民就已经开始驯化甚至贩卖火鸡了。

墨西哥科利马竖井墓文化出土的火鸡形陶哨(公元前200年—公元500年,图片来源:参考文献[6])

养火鸡,可能是无奈之举

人类最初出于什么目的来驯养火鸡的呢?美国考古学会的研究者认为,选择养火鸡,可能并不是人们的本意,只是因为火鸡实在太“粘人”了……

火鸡:再嫌我丑,我就赖着不走!图片来源:Pixabay.com

1944年,为了观察野生鸟类和工作人员之间的关系,火鸡被引进美国梅萨维德国家公园。结果,它们很快占领了投喂站,甚至抢夺了周围居民的温暖居所。尽管人们向空中鸣枪,乃至使用了“樱桃炸弹”,火鸡仍然不退缩。

由此推测,生活在火鸡分布地的古人,可能也遭受了同样的痛苦。当他们知道自己无法赶走火鸡时,很可能会把火鸡关起来以保护庄稼和食物储备,接下来才逐步意识到这种鸟在食物和工艺品方面的价值。

在一款名为《饥荒》的生存类游戏中,主人公辛苦经营的浆果田常常因为嘴馋的火鸡光顾而绝收,遇到这种情况,玩家大多会选择将其捕获并变成“鸡腿”充饥。图片来源:《饥荒》游戏

起初,火鸡的饲养规模非常小,并没有被原住民当成主要的食物来源,很多地区的养殖方法也近乎野生放养。考古学家推测,火鸡在当时更可能是饥荒年份的应急食物,或是在贵族举行仪式、宴会时,用来展示身份的高贵物种。

阿兹特克文明中出现了火鸡形象的神。图片来源:Sciencealert.com

考古证据也证明了这种说法,当玛雅文明人口数量达到了顶峰,周围大型动物数量开始减少时,饲养火鸡的数量并没有显著地提高。这说明,玛雅人当时根本就没指望用火鸡来填饱更多人的肚子。

事实上,火鸡一直被玛雅人和阿兹特克人视为珍宝,用作仪式、祭祀用品,甚至被当成神的替身。

在阿兹特克文明的首都,仪式、宴会和圈养食肉动物需要数千只火鸡作为贡品。而在玛雅地区,火鸡骨骼遗存大多发现于宗教庙宇和墓葬中,或是与贵族仪式器物一同出土。玛雅文明的维斯塔赫尔莫萨 (Vista Hermosa)遗址最能说明问题,其墓葬中火鸡骨头出现频率极高,但在生活垃圾中的却是缺失的,说明这些火鸡在这个遗址中并不是作为食物而存在的。

阿兹特克文明发源于墨西哥,以残暴的奴隶统治和宏伟建筑而闻名,后被西班牙殖民者所灭。图片来源:Wikimedia|Thelmadatter

与生俱来的的“贸易气质”

自被人类驯化以来,火鸡就充分展现了自己做“进出口贸易”的特长。当然,它们不是商人,而是被贩卖的货物。早在公元前1000年左右,美洲大陆的跨地区火鸡贸易就已经存在了。那个时候中国还处在西周,雅典城邦还没有建立。

从屁股看火鸡,好像也挺美的。图片来源:Pixabay.com

前面我们提到,墨西哥南部的遗址就发现了来自墨西哥中部的火鸡。考古学家认为,南方人找中部人买火鸡可能不是为了满足口福,而是为了拔火鸡羽毛制作装饰品或艺术品[7]。这种跨地区买卖火鸡的现象也发生在了其他遗址中,比如危地马拉的玛雅遗址 (公元前300年-公元100年)里也找到了来自墨西哥地区的火鸡遗骸。

后来,随着美洲原住民文明发展和航海技术的进步,尤卡坦半岛、墨西哥湾和中美洲加勒比海岸之间的海上贸易航线不断扩张。频繁的海上贸易往来不仅能交易火鸡,还能够让各地的人们交流养鸡技术,这促使火鸡养殖在中美洲大范围流行了起来。

而让火鸡真正流行于世界,从神庙飞入寻常百姓家的,还是那批发现新大陆的欧洲人。

在我们的印象中,火鸡加入西方文化圈好像是17世纪美国人创立感恩节以后的事情。实则不然,西方文明和火鸡打交道的历史其实远远早于这一时间。早在15、16世纪之交,西班牙人发现美洲大陆伊始,他们就把火鸡带回了欧洲,甚至还在欧洲培育出了新品种。紧随其后,英国航海家William Strickland则率先将火鸡引进英国。这件成就可能让他和子孙们颇为骄傲——他的家族纹章就是一只公火鸡,同时也是欧洲已知最早的火鸡画像之一[8]

到了17世纪,大批英国移民进入美洲,火鸡开始逐渐成为他们餐桌上的常客。然而在大洋彼岸的英国本土,火鸡却一直是难得的奢侈品。当时的英国工人阶级通常会在圣诞节吃鹅肉或牛肉,几乎从不吃火鸡。直到维多利亚时期(公元1837—1901年),烤火鸡这道菜才真正流行开来,正式成为英国全民热爱的圣诞大餐[9]。直至今天,火鸡仍然是欧美圣诞节不可或缺的经典菜肴,其他国家的餐桌上也频频出现它们的身影。

看到这里我们已经了解到,火鸡是由美洲原住民驯化,由西班牙和英国人带到欧洲,再由美国人加入过节食谱的,那么问题来了,火鸡的英文名为什么是“Turkey”呢?在这个过程中土耳其人并没有参与呀。

实际上,火鸡和土耳其的关系完全是一个误会。一种可信的说法是,当时,土耳其商人经常往欧洲贩卖一种几内亚珍珠鸡。等到欧洲人第一次在美洲见到火鸡时,人们误以为这种大鸟是就是土耳其人卖的珍珠鸡,因此称之为“Turkey coq”,久而久之,称呼就变成了“Turkey”[10]

珍珠鸡:我觉得我们不是一个物种。图片来源:Wikimedia|New Jersey Birds

不仅是英语对火鸡身世有误解,世界各族人民似乎都绕不清火鸡的老家是哪。英语中的火鸡叫土耳其,土耳其语的火鸡叫印度,而印度人又称呼火鸡为秘鲁…….

虽然搞不清火鸡的出身,但这并不影响到大家吃火鸡的热情,毕竟它们营养高又味道好。所以,今年圣诞,要不要考虑给你的饭桌添一只来自中美洲的大鸟呢?

长得丑也不影响我好吃呀。图片来源:Pixabay.com

(编辑:kamin、Yuki)

参考文献:

  1. Manin A , Corona-M E , Alexander M , et al. Diversity of management strategies in Mesoamerican turkeys: archaeological, isotopic and genetic evidence[J]. Royal Society Open Science, 2018, 5(1):171613.
  2. Schorger AW. The Wild Turkey: Its History and Domestication. Norman: Univ of Oklahoma Press; 1966.
  3. Speller C F , Kemp B M , Wyatt S D , et al. Ancient mitochondrial DNA analysis reveals complexity of indigenous North American turkey domestication[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010, 107(7):2807-2812.
  4. Valadez Azúa, R., & Arrellín Rosas, R. (2000). La domesticación de animales. In L. Manzanilla & L. López Luján (Eds.), Historia antigua de Mexico: Volumen 1 (pp. 379–334). Mexico City: Instituto Nacional de Antropología e Historia.
  5. Lapham, H. A., Feinman, G. M., & Nicholas, L. M. (2013b). Animal economies in pre-Hispanic southern Mexico. In C. M. Götz & K. F. Emery (Eds.), The archaeology of Mesoamerican animals (pp. 153–190). Atlanta: Lockwood Press.
  6. https://collections.lacma.org/node/253714
  7. Lapham, H. A., Feinman, G. M., & Nicholas, L. M. (2013b). Animal economies in pre-Hispanic southern Mexico. In C. M. Götz & K. F. Emery (Eds.), The archaeology of Mesoamerican animals (pp. 153–190). Atlanta: Lockwood Press.
  8. M. F. Fuller (2004) The encyclopedia of farm animal nutritionISBN 0-85199-369-9
  9. A Victorian ChristmasHistoric UK.com Retrieved December 26, 2010
  10. Krulwich, Robert (27 November 2008). “Why A Turkey Is Called A Turkey”. NPR. Retrieved 18 July 2016

作者名片

科学评书:基因编辑外传

本文为2018年12月15日“我是科学家”第七期线下活动——迈出地球第一步 | 叶盛 演讲实录:

 “科学家有四门功课您知道吗? 读、做、写、讲。” 2018年12月15日,“我是科学家”第七期演讲“迈出地球第一步”演讲开始之前,中科院生物物理研究所副研究员,中国生物物理学会科普工作委员会秘书长叶盛为大家带来了一段精彩的科普科幻评书《科普开书:基因编辑外传》。

定场诗:

马有垂缰之义,

犬有湿草之仁。

可叹学生情分薄,

面对导师隔着道门。

微信必须俩号,

朋友圈严防死守,

就怕路上遇见导师,

赶紧掏出手机,

装没看见你这个人。

我说:你那手机拿倒了,

他说:我这是练习倒着看英文。

谢谢大家今天来听我给您说评书。首先做一下自我介绍,我叫叶盛,是咱们这个北京舰上的一名生物学家,同时我也做科普、做科幻。今天我的身份在这儿是一名说书人。那说什么书呢?这个书可厉害了,它是一部大型科普、励志、言情、武侠、玄幻、科幻长篇评书。叫什么题目啊?叫《五体之灰不拉叽森林之五勇士外传》。

科学说书人:叶盛

这故事打哪开始呢?就在公元2019年,地球上发生了一件大事。五体文明突然出现在地球上,这可了不得了,人类社会面临崩溃的边缘。还好咱们人类当中有一位著名的科幻作家,他的名字叫刘慈欣,江湖人称大刘。大刘提出了一个理论叫“灰不拉叽森林理论”。这理论一提出来可算是把人类给救了,人类马上就建造了99艘星舰,开始了前往星辰大海的征途。

但是在这个星舰计划提出、星舰建造还有星舰发射的过程中,其实都面临了很多困难。幸亏有五位勇士勇敢地站出来,贡献了他们的聪明才智,才把这个危机和困难一个一个地攻克、解决了,所以今天咱们这个书说的就是他们五个人的故事。

5位勇士。左起:郑永春、杨芳、黄伟芬、彭兢和杨峰。

但是今天在正式说书之前,我得先在这跟您说说闲白儿。以前在地球上的时候,中国有这么一位著名的老说书艺人,郭姓说书艺人,我们管他叫郭先生。郭先生就有这么一句话说,“不会说闲白儿的科学家,不是一个好的相声演员”。郭先生真说过这话吗?我也不知道。不过郭先生自己都说了,说这说书“姑妄言之,姑妄听之”,您听听就得了,别太当真。

您说科学家说科普可以,说科幻可以,你为什么在这说书?其实这您就外行了。科学家有四门功课您知道吗?不是说学逗唱,那是说相声的。我们科学家的四门功课叫做“读、做、写、讲”。读什么?你要读文献。做什么?要做实验。写不用说了,写论文,写基金申请,写结题报告。讲什么?您得把您那个申请要能够讲出来去答辩,您到学术大会上您总得做学术报告吧,所以“讲”对于我们科学家来说那是太重要了。会讲自然会说书。

不过,说书不是说故事。您各位要以为听书是来我这听故事,您可就搞错了。说书说的其实是道理。什么道理?比如说我今天一开场说的定场诗,后面是我说着玩儿的,但前边这两句真跟咱们今天的书有关系,它出自咱们中国古代的一部奇书,叫《镜花缘》。我说这部书是中国古代的奇幻小说,里边的故事都是在现实社会中不会发生的事情。但是这书里边也有真人真事儿。比如我说的前面这第一句,“马有垂缰之义”就是真人真事。

五胡十六国的时候有一个短命的王朝叫前秦。前秦一共只有三位皇帝,最后这一位亡国之君叫苻坚。苻坚其实并不是一个昏君,他在位的时候前秦很强盛,但后来他膨胀了,非要讨伐东晋,结果前秦大军和东晋大军就在肥水河畔有一场大战。淝水之战在咱们中国的历史上可是非常有名的,因为这场大战盛产成语。像“风声鹤唳”,“草木皆兵”,说的全是苻坚战败之后逃亡过程中的事情。

今天我说的“马有垂缰之义”,说的也是苻坚逃亡的时候。他当时单人单骑,后边追兵无数。结果他慌不择路,摔了一个人仰马翻。苻坚就掉到了一个坑洞之中,死活也爬不出来。眼看后边追兵马上到了,结果没想到他这马特别通人性,就把这脖子垂下来,让这马缰绳掉到洞里边,结果苻坚抓住缰绳,马就把他拖出来了,救了他一命。这故事告诉我们动物是可以通人性的。

你会发现在历史上有很多动物通人性的故事。为什么我们这么喜欢说这种故事?因为大部分动物它是不通人性的。你说人跟动物有什么区别?区别之一就是,我们人懂得伦理。

科学说书人:叶盛

相声里有一个伦理哏,比如“我是你爸爸”,“他是我爷爷”之类的,说白了就是占便宜。不过科学家说的伦理还不是那个伦理。我们说的是,你在动物身上做实验的时候,在人的身上做实验的时候,你什么事能做,什么事不能做,这个就是科学家所说的伦理。

今天为什么跟大家说伦理的事呢,是因为今天我上台之前,在报纸上读了一个新闻。在这个深圳舰上最近发生了一件大事,他们那儿的科学家搞出来一个基因编辑人类。这个基因编辑人类可厉害了,他后背上长了一个驼背,驼背里边有一种特殊的组织细胞,能够大量地储存氧气。在咱们这个星舰航行的过程中,需要工人们出去进行星舰表面的维护。万一他们的太空服被微型陨石打了个孔,或者是这工具把太空服划破了,导致氧气全跑掉了,这个时候这驼背就起作用了。它相当于微型的压缩气瓶,那里边储存的氧气就会供给身体来用,咱们工人就能活下来。所以你看在这个事儿里边,这个基因编辑技术是一个可以造福人类的有用的工具。

然而这个基因编辑技术当年在地球上曾经引起轩然大波。在2018年11月26号,在中国同样也叫深圳的一个地方,也发生了一件基因编辑的大事:一位科学家宣布他搞出来一个基因编辑的人类婴儿,这是人类历史上的第一例。

贺建奎。图片来源:美联社

您可能会说了,他发明了这个技术,咱们今天才有这个技术用,咱们得谢谢他啊。您要这么想,那可就大错特错了。因为他千不该万不该,就是不该把这个基因编辑技术应用在人类的身上。为什么呢?这个道理我给您举个例子您就明白了。

今天现场来了好多学生,都是好学生,都是好孩子。但是谁家没个熊孩子呢?你说你们家要是有个熊孩子,别的不爱玩,就爱玩刀,成天央求着说“你给我买把刀吧”,你是给他刀还是不给他刀呢?你要是给他把刀,他玩开心了,结果伤着别人怎么办?万一伤到他自己怎么办?你这当爹当妈的哭都来不及。这是什么道理?这就是说小孩子他不知道刀的危险,不知道刀能够造成多大的伤害。

再举个例子,老婆今天回家要给老公做顿好吃的,兴高采烈地来到厨房里一看,说:我这做饭的刀都哪去了?结果您出来了,说:亲爱的,我怕你拿刀伤着自己,所以把刀全藏起来了。你说你老婆是会上来热烈地拥抱你一下,还是上来给你俩大耳贴子呢?估计是后一种情况。哪个成年人不知道刀危险啊?还能自己伤着自己?所以说,你这个刀给小孩子还是给成年人,这里面是有着巨大区别的。

今天咱们在星舰上用基因编辑技术去进行人类研究,就相当于把这个刀给一个成年人。可是在2018年的地球上,当时的科学家用基因编辑的技术应用到人类身上去做研究,这其实就是一个小孩子在玩一把刀。几百年前的2018年,当时地球上的科学家根本就没搞清楚,咱们人类这2万来个基因都分别是什么作用。他没清楚这个基因的作用,就贸然去做这样一个基因编辑,就跟你没有做动物实验,就把药物用在人类身上进行实验是一样的性质。所以说这个是有悖伦理的。

行了,今天这闲白儿我也说的差不多了,咱们得书归正传了。不过啊,今天的书不用我说,而是要给您看看这五勇士在2018年12月15日的一场演讲中会聚一堂的时候,都是怎么说的。至于我这个书后面发生了什么故事,咱们下回分解。

科学说书人:叶盛。

“听说你睡不好啊?” ”巧了,我也是”

“这个方案还是不行,明天之前再改一版。”我面前是老板那张平静又阴沉的脸。

“可是……”“没什么可是,明天之前再改一版。”

我心里一惊,后脑勺仿佛被打了一拳,于是睁开了眼,打开了夜灯。纳尼,又这个点儿醒了。

凌晨3点37分,还有4小时23分钟才到我闹钟设定的正常起床时间。

图片来源:图虫

在接下来的4小时23分钟,我却怎么也无法睡着,只得反复思考刚才的梦境——它是如此虚幻,因为方案早已经交给老板并顺利通过;它又是如此真实,以至于我连续3天因同样的梦境夜半惊醒,然后眼睁睁熬到天亮等起床上班。

当代青年加班多、压力大、睡不好、没头发已成常态,这类睡眠问题起初并没有引起我的注意。日常的工作输出自然全靠咖啡硬怼,只要我杯子里的咖啡渍足够多,部门会议、策划方案和群消息就追不上我。

直到我在不久前的体检中被查出了心脏早搏——医生说与长期睡眠不好、过量饮用咖啡有关。

咖啡好说,戒掉就得了;可睡眠这事儿还真不是一时半会能搞明白的。于是,我便开始了守护睡眠的漫漫征程。

是什么左右了我们的睡眠?

在准备那个给我造成心理阴影的项目期间,每晚熬夜的前几个小时,当我左手端咖啡右手敲键盘,眼皮却还是止不住地打架。这时候,体内的恒定系统就横在了工作和困意之间。这个系统又叫睡眠驱动力,能够调节睡眠倾向:清醒得越久,睡眠驱动力就越强,恨不得让人头悬梁锥刺股。

但熬着熬着我又怎么也睡不着,看来是睡眠驱动力遇到了阻碍。当我们面临压力、环境刺激等因素时,唤醒系统就会激活,从而提高我们的警觉性。让我的警觉性提高并丧失困意的,无疑就是自动浮现在脑海中的老板与客户,还有那令人头疼的本季度KPI了。

好不容易睡下,又按点儿醒?尽管这有点恼人,但身体的昼夜节律“尽职尽责”也是没办法的事。昼夜节律可以称为生物钟,主要由大脑中的视交叉上核所控制。早晨阳光穿透窗帘,视交叉上核就知道“该起床了”,晚上视交叉上核又给大脑发出信号“该睡了”。昼夜节律不仅调节着我们的作息,对其他身体机能也有着深远的影响,例如激素的释放、饮食习惯和消化、体温等。

昼夜节律调节我们的睡眠模式、进食行为、激素释放、血压和体温。图片来源:Nobel Committee for Physiology & Medicine

就这样,决定睡眠的三大系统——恒定系统、唤醒系统和昼夜节律——陪伴着我在熬夜加班的路上越走越远。然而,工作是完成了,一些慢性健康问题很可能也跟着来了,例如肥胖、糖尿病和抑郁症等就和昼夜节律的失调有关。

至于如何从熬夜状态回归正常,当然还得求助于这三大系统。恒定系统、昼夜节律受我们的行为影响,而唤醒系统则更多地与情绪联系到一起。如果我们注意调节行为与情绪,就能够有效改善睡眠,大幅提高生活质量:通过冥想、听轻音乐等方式放松情绪,则能够抑制我们的唤醒系统使我们更易入睡;又如中午疲劳的时候小睡一会,这样可以减缓睡眠驱动力从而更有干劲。

需要注意的是,午睡时间不宜过长;这是因为大约在入睡后70分钟左右,我们会进入“快速眼动睡眠”阶段,而如果在这一阶段醒来,反而会感到异常疲惫。

“浅睡眠”、“深睡眠”、“快速眼动睡眠”都是啥?

前面提到的“快速眼动睡眠”,跟很多人之前听过的“浅睡眠”和“深睡眠”的概念,其实都是我们在一个睡眠周期的不同阶段。每一个周期大概是90-120分钟不等,分为5个阶段。理想中的一个睡眠周期是这样的: 

图片来源:Be Yourself

“浅睡眠”和“深睡眠”在内的前四个阶段都是非快速眼动睡眠(NREM),最后一个阶段是快速眼动睡眠(REM)。后者顾名思义,就是在这一阶段里眼球会“滴溜溜地转”,肌肉也会出现麻痹、整个人感觉好似瘫痪的特征。奇妙的是,这一阶段大脑的神经元活动与清醒时差不多,也更容易做梦,如果在这个阶段我们醒来的话,多半能清晰地记得自己刚才做的梦。

从“浅睡眠”到“深睡眠”阶段,大脑依次要释放三种脑波:α波、θ波和δ波。失眠星人之所以失眠,很多都是因为入睡后一直停留在释放α波的阶段,而无法进入释放θ波和δ波的阶段。就好比一辆车在高速公路上飞奔了一天,总算要降速下到辅路了,但是却没法从3档挂到2档和1档一样。

也有些人总觉得“睡不踏实”,可能是因为入睡后浅睡眠和深睡眠的时间不足,很快进入了快速眼动睡眠阶段。还是那辆下了高速的车,理想路线是在辅路走半小时再去熙来攘往的闹市区,可实际上才在辅路跑了10分钟就直接拐到了闹市区……

别人修仙容光焕发?而我修仙只会脱发?

对于我们这种白天拼命工作的上班狗来说,属于私人的夜晚时间简直太宝贵了。你看,古人早在几千年前就提醒过我们“昼夜苦短长,何不秉烛游”。

但是我如果每天睡眠少于7小时,整个人都会飘飘然如处云端;所以熬夜蹦养生迪我是万万不敢的,因而也异常羡慕那些通宵刷剧肝游戏唱K、第二天还能超长待机的修仙党。比如我身边就有同事直言自己每天可以只睡4小时,瞬间拉来一片仇恨。

图片来源:图虫

听说有一些修仙党还在尝试所谓的“多相睡眠法”,他们声称特斯拉、达·芬奇和达利等天才都是这样睡觉的。和我等凡人一睡一夜不同的是,多相睡眠者将整段睡眠时间分割成块,每隔一段时间小憩一会。他们认为多相睡眠最大的优势在于节省睡眠时间,从而能争取到更多的时间来工作。

然而,多相睡眠并没有充足的科学依据。而且事实上,这种睡眠方法对健康也有一些潜在的危害,例如分段睡眠严重干扰昼夜节律,从而使我们的身体感到疲惫不堪;睡眠时间不足会引起认知和记忆障碍,也会增加患糖尿病和肥胖等慢性疾病的风险。

简而言之,这种劫持自己睡眠时间的“多相睡眠”,就像借了高利贷一样——只睡一个小时,你的身体很可能需要一整晚的睡眠才能恢复。长此以往不仅无法节省时间,反而会因为身体机能问题而使工作效率和生活质量大打折扣,可谓得不偿失。

“睡8小时”到底是真是假?

不知何时起,一个说法开始广泛流传:我们每天需要睡8小时才够。

其实8小时仅仅是个平均值,合理的睡眠时长与个体的年龄、身体状况、睡眠环境、基因等许多复杂因素有关。例如,老年人可能比年轻人睡眠时间更短,生病状态相比健康状态需要更多的休息来帮助身体康复等等。

一般而言,成年人要睡7-9个小时,而儿童和青少年的睡眠时间应该更多一些。只有极少数存在基因变异的人,才需要睡不到6小时。因此,如果身边有人说自己是少睡星人,要么TA本身就是“天生丽质”,要么很大可能是慢性睡眠不足——平时很难保证足够的睡眠时间。

  国家睡眠基金会推荐的睡眠时间。图片来源:National Sleep Foundation

那么如何知道自己该睡多久呢?一个办法是关注自己的感受,如果你白天很疲惫,需要很多咖啡因才能打起精神,无疑你需要更多时间来睡个好觉。

睡眠时间固然重要,睡眠质量也不容忽视。如果你在夜间频繁醒来,或者有打鼾、喘气等影响睡眠的问题,那么睡眠质量也是大打折扣的。所以,不用再为自己不是修仙体质而感到郁闷了,你能做的就是培养良好的睡眠习惯,重视并治疗自己的睡眠障碍,更好地改善睡眠质量。

为什么越累越睡不着?为什么越睡反而越累?

每到工作上结束了一个大项目之际,抱着“总算能休息一下”想法的我就会同时出现这两种睡眠问题——夜晚,结束了对体力和脑力的残暴折磨,我却无论如何也无法快速入睡;第二天睡到太阳晒屁股也不愿起床,好不容易爬起来也是一副身体被掏空的蔫样儿。“晚上睡不着白天醒不了”就是我本人了。

先来说“越累越睡不着”的问题。睡眠是由昼夜节律和“睡眠-觉醒”双模式影响的,当我们因为外界刺激而使大脑在兴奋、紧张、激动等状态的时候,虽然昼夜节律和“睡眠”已经准备打开门把手让瞌睡虫进入了,但“觉醒”却死死地抵住了门……白天疯狂烧脑搬砖的结果,就是晚上的“人间不值得”。

图片来源:Meph/Giphy

“越睡越累”和宿醉的感觉差不多——醒来后头晕脑胀,所以科学家也把这种现象称为“睡醉”。睡醉的原理有点儿类似时差反应:睡眠状态下,昼夜节律仍然会让大脑把细胞唤醒工作,继而使身体产生各种异样感,包括疲劳。

举个例子,你也许会睡到11点,但早上七点的时候,昼夜节律就提醒大脑告诉细胞“起床搬砖了”,而细胞却表示“好累啊好累啊我不想干活啊”,这就是你觉得累的原因啦。

睡前玩手机会不会影响睡眠?

答案是肯定的,手机自带原罪,是当代青年人的睡眠克星。为什么要睡觉?是游戏不好玩还是视频不好看?

除了诱使我们主动选择熬夜修仙外,手机、电脑、电视等屏幕所发出那种看似平静的蓝光会抑制褪黑素的分泌,而后者是保证我们正常睡眠的必要激素。甚至如果长时间置身在蓝光之中,昼夜节律也将被打乱。

图片来源:Be Yourself

科学家们发现,红光几乎不会影响褪黑素的分泌,因而建议我们在睡前尽量使用那种看起来柔柔暖暖的红光灯;真的放不下手机的话,也记得在睡前两小时将手机调成暖光的“夜览模式”。


了解了关于睡眠的一些原理,下一步就是开始着手寻找能够改善睡眠的黑科技啦。

不搜不知道,市面上的助眠产品还真有点儿乱花渐欲迷人眼,我挑选了一些看上去比较靠谱的。但是由于家里没矿,并不能每样都拿来尝试,所以需要大家的帮助:如果你们体验过相关产品的话,欢迎告诉我心得体会呀!(编辑:EON、Ent)

参考资料:

  1. Alexander A. Borb, Peter Achermann Sleep Homeostasis and Models of Sleep Regulation, Journal of Biological Rhythms, 1999, 14:559.
  2. Jason R. Gerstner, Isaac J. Perron, Samantha M. Riedy, et al. Normal sleep requires the astrocyte brain-type fatty acid binding protein FABP7. Science Advances, 2017, 3(4): e1602663.
  3. Ying He, Christopher R. Jones, Nobuhiro Fujiki, et al. The transcriptional repressor DEC2 regulates sleep length in mammals. Science, 2009, 325(5942): 866-870.
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  5. George C. Brainard, John P. Hanifin, Jeffrey M. Greeson, et al. Action Spectrum for Melatonin Regulation in Humans: Evidence for a Novel Circadian Photoreceptor. Journal of Neuroscience, 2001, 21(16): 6405-6412.
  6. Hirshkowitz M, Whiton K, Albert SM, Alessi C, Bruni O, DonCarlos L, Hazen N, Herman J, Katz ES, Kheirandish-Gozal L, Neubauer DN. National Sleep Foundation’s sleep time duration recommendations: methodology and results summary. Sleep Health, 2015, 1(1):40-3.
  7. https://en.wikipedia.org/wiki/Electroencephalography
  8. https://byrslf.co/how-to-put-your-mind-to-sleep-79f3495c80b7
  9. https://www.wired.co.uk/article/sleeping-in-makes-more-tired
  10. https://www.cdc.gov/sleep/about_sleep/how_much_sleep.html
  11. https://theconversation.com/we-asked-five-experts-does-everyone-need-eight-hours-of-sleep-104487
  12. https://www.nigms.nih.gov/Education/Pages/Factsheet_CircadianRhythms.aspx