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昆虫

30.果蝇如何嗅出氕和氘的区别?

这听起来像一个相当深奥的问题,但它对我们探索嗅觉是如何工作的有着重要的启示。传统的嗅觉理论认为,气味物质的分子会停靠在嗅觉黏膜的受体蛋白上,就像一把钥匙插进一把锁里。只有当气味的形状与蛋白质的空腔形状相匹配时,对接才会发生;如果它们相匹配,那么神经信号就会被传送到大脑中,从而识别气味。

然而,氘和氕的区别并不在于分子的形状。氘是氢的一种同位素,其原子核中有一个质子和一个中子,而氕只有一个质子。它们的化学性质几乎相同,它们与嗅觉受体蛋白质的对接能力也几乎一致。但2011年发表的一项研究表明,果蝇可以通过训练来区分含有氕的芳香分子和含有氘的芳香分子。人们甚至可以通过轻微的电击训练它们避开含有氘或氕的特定物质。

这个结果被一个新的嗅觉理论的支持者所利用,该理论认为,我们的受体蛋白不是对分子的形状作出反应,而是对分子的振动频率作出反应。由于氘原子比氕原子重,因此振动得更慢,但果蝇是否能够感受到氚原子的振动,以及人类的嗅觉是否以同样的方式工作,这些都是悬而未决的问题。

31.为什么听着其他蟋蟀的声音长大的雄性蟋蟀比那些不听的有更强的免疫系统和更大的睾丸?

2010年美国加利福尼亚大学发表的研究表明,蟋蟀成长过程中听到其他蟋蟀鸣叫的程度会影响它们的发育。起初,人们认为这与蟋蟀群体生活的环境有关,但后来的实验将在隔音环境中成长的蟋蟀与那些能够听到外界声音的蟋蟀进行了比较,结果表明,是由于它们听到的鸣叫声造成了这种差异。更具体地说,生长在安静环境下的蟋蟀比听到鸣声长大的蟋蟀的免疫系统要弱。后来,人们还发现,在隔音环境中发育的婴儿的生殖系统比在嘈杂环境中发育的婴儿的生殖系统要弱。

这并不是什么坏事:在正常情况下,它们根据其他蟋蟀鸣叫的程度,可以很好地判断出附近有多少蟋蟀。周围的蟋蟀越多,那么某一只蟋蟀遇到其他蟋蟀并感染疾病的概率就越高。同样,周围的蟋蟀越多,就越有机会找到其他蟋蟀进行交配。因此,更多的鸣叫声也就意味着更多的染病和交配机会,因此也就需要更强的免疫系统和更大的睾丸。然而,听觉信号是如何影响身体变化的,这还有待解释。顺便说一句,蟋蟀是通过它们腿前部的振动感受器来“听到”声音的。

32.苍蝇有自由意志吗?

神学家和哲学家已经就自由意志 争论了几个世纪。但2007年科学家得出结论,自由意志确实存在——至少对苍蝇来说是这样的。这个结论基于一项实验,实验中,将一只苍蝇头部粘在一块木板上,并将它的翅膀和腿捆上,系绳连接着敏感测量设备,这样就可以记录苍蝇对系绳施加的拉力。整个装置放置在一个无风的环境中,避免外力作用在苍蝇上。

他们认为,如果苍蝇仅仅是一种对刺激做出自动反应的生物,那么它的拉拽模式应该是重复或者随机的。然而,对其腿部拉拽和翅膀拍打的分析显示出一种变化但非随机的模式。因此,从某些意义上来说,苍蝇正因此“决定”要做什么,按照实验者的说法,苍蝇表现出了自由意志。

关于人类自由意志的争论必然会继续下去,但现在很难说人类有自由意志,而苍蝇没有。 DfQ0mZM12tknKp3ln95nrARNoOZ2RLu8pIdvgGZa/nF0ISrAjhHbCJEJKU7iEBRa

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