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食品科学简述:从用锤头游泳到反击食物

科学简述:从用锤头游泳到反击食物

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用锤头游泳的优缺点

人们开玩笑地问马:“为什么要长脸?” 我们应该把这个问题转向锤头鲨。 他们著名的头部延伸,称为cephalofoils,可以从眼睛到眼睛测量三英尺。 和 科学家 仍在努力确定它们的确切用途。

A 根据一项研究, 发表于 Scientific Reports 探索了鲨鱼奇形怪状的头盖骨如何影响它们的游泳方式。 尽管头叶有助于提高机动性,但它似乎并没有产生升力。 事实上,它增加了很多阻力——以至于一些双髻鲨可能需要使用大约 10 倍于其他鲨鱼的力量才能穿过水,英国大学生物海洋学家和鲨鱼专家格伦·R·帕森斯 (Glenn R Parsons) 说密西西比州和新论文的作者之一。

用锤子敲头有一些好处。 大多数专家一致认为,由头叶形状启用的宽间距的眼睛、鼻孔和电感受器使猎人能够更好地定位猎物。 头部也可以用作武器——生物学家观察到一只雌性大锤头用她的脑袋敲打黄貂鱼。

但是你必须想知道带着那个东西到处游是什么感觉。

为了进行调查,Parsons 和他的同事转向计算流体动力学。 至少有八种锤头鱼。 帕森斯说,研究人员在他们的研究中包括了所有八种物种,对博物馆保存标本的头部进行了激光扫描,以“捕捉到微小细节的物理形状”。 然后将每个数字化头放置在虚拟水下环境中,使研究人员能够测量水压、阻力和流量。 然后他们对一些更典型的尖头鲨鱼物种做了同样的事情。

研究人员发现,当双髻鲨的头叶水平时——就像它们游泳时的典型情况——它不会产生升力。

但是,只要头叶向上或向下倾斜,力量就会迅速发挥作用,从而实现快速上升或下降。 这有助于解释为什么锤头鲨“比典型的鲨鱼更具机动性”,帕森斯说,他认为这种技能可能会帮助它们抢购 食品 从海底。

——卡拉·贾莫

Panurgus banksianus,也被称为大毛茸茸的蜜蜂(iStock)
遇见一只大脑非常大的蜜蜂

斑鳖这只毛茸茸的大蜜蜂独自生活,钻进了整个欧洲的沙质草原。 大毛茸茸的蜜蜂也有一个非常大的大脑。

就像哺乳动物或鸟类一样,相同大小的昆虫物种可能在它们的脑袋里有不同的禀赋。 研究人员发现了一些与脊椎动物大脑大小有关的因素。

但在昆虫中,大脑大小的驱动因素一直是个谜。 在发表于 英国皇家学会学报 B, 科学家仔细检查了数百个蜜蜂大脑的模式。 具有特殊饮食的蜜蜂似乎有更大的大脑,而社会行为似乎与大脑大小无关。 这意味着当涉及到昆虫时,指导其他动物大脑进化的规则可能并不适用。

“大多数蜜蜂的大脑比一粒米还小,”未参与这项研究的密歇根大学进化生物学家伊丽莎白蒂贝茨说。 但是,她说,“蜜蜂用微小的大脑管理着令人惊讶的复杂行为”,这使得蜜蜂大脑的进化成为一个特别有趣的主题。

伦敦大学学院 (UCL) 的进化生物学家费兰·萨约尔 (Ferran Sayol) 和他的合著者研究了来自美国各地 395 个物种的 93 只雌性蜜蜂的微小大脑, 西班牙 和荷兰。 研究人员将每只昆虫斩首并用镊子取出其大脑。

出现的一种模式是大脑大小与每一代蜜蜂的持续时间之间的联系。 相对于它们的体型,每年只经历一代的蜜蜂比一年多代的蜜蜂拥有更大的大脑。

观察蜜蜂的饮食揭示了一种更令人惊讶的趋势。

在鸟类中,“我们知道饮食更广泛的物种往往有更大的大脑,”Sayol 说。 寻找和食用种类繁多的食物的挑战可能需要一个大大脑。 然而,Sayol 说,“我们在蜜蜂身上发现了相反的情况。” 最大的大脑在饮食专家身上,比如喜欢紫菀的毛茸茸的大蜜蜂。

Sayol 推测,与鸟类相比,广泛的饮食对蜜蜂的挑战可能较小,因为所有蜜蜂都以 s。 一只饮食丰富的蜜蜂可以飞入田野并喝下它发现的第一个花蜜。 但是一只有着特殊饮食习惯的蜜蜂可能不得不在一大片相似的花朵中发现它喜欢的花朵,它具有特定的颜色和香味——这项任务可能需要更多的大脑。

更大的大脑也与灵长类动物和其他哺乳动物的社会行为有关。 但科学家们发现,大脑大小与蜜蜂是否像蜜蜂一样生活在蜂巢中,还是像我们的大脑袋紫菀食者一样孤独。

——伊丽莎白普雷斯顿

维京人远征的最早证据来自爱沙尼亚萨尔姆约公元 750 年的一个墓地(抄送/公共领域)
维京人比你想象的要复杂

公众对 维京人 这些天跑得很高,有几部当前的电视连续剧可供血腥狂欢观看。 但维京人从未真正过时,无论是作为纯粹的娱乐还是因为他们真正的历史重要性。

学者们定期提醒公众,我们称之为维京人的人并不认为自己是一个群体,他们主要但不是普遍来自我们现在称为斯堪的纳维亚半岛的地理区域。 维京时代,大约从 750 年到 1050 年,包括残酷的袭击、广泛的贸易和商业,可能大多数人都留在农场里。

现在,有史以来对古代 DNA 进行的最全面的基因调查之一广泛地加强了当前对维京人的历史和考古理解,但也为他们的旅行提供了一些惊喜,并揭示了一些令人心酸的个人故事。 由哥本哈根大学古代 DNA 专家 Eske Willerslev 领导的 XNUMX 名研究人员在该杂志上报道 自然 他们对来自欧洲和格陵兰的 443 名古人类的基因组进行了分析。

基于 DNA 分析和与现代人群的比较,他们发现与现代丹麦人和挪威人基因相似的人在突袭和贸易中通常向西走,而“类似瑞典人”的人大多向东走。 调查结果基于英格兰、爱尔兰、爱沙尼亚和其他地方的袭击者或商人的坟墓。

然而,他们发现这只是一个普遍的模式。 有时瑞典式的团体向西行进,而其他人则向东行进。

他们还在古代遗迹中发现了相当大的遗传变异,表明在维京时代之前,南欧人迁移到了 丹麦,这破坏了单一北欧遗传身份的任何想法。

维京探险的最早证据来自爱沙尼亚萨尔姆约公元 750 年的一个墓地,两艘维京船被埋葬在那里。 七人合一,三十四人合一,带着武器、粮食、狗和猛禽。 没有人知道这是一次突袭,还是一次外交或贸易考察出了差错,但这些人似乎已被暴力杀害并被埋葬为战士。

DNA 分析显示,其中四个人是兄弟,他们与第五个人有关,可能是叔叔。 该报告的作者之一、瑞典乌普萨拉大学的考古学家尼尔·普莱斯说:“我们有点怀疑你和家人一起去突袭,但事实证明他们确实这么做了。”

——詹姆斯·戈尔曼

公司正在寻找使用真菌替代皮革的方法 (螺栓螺纹)
那件蘑菇机车夹克永远不会过时

传统上有两种制作皮夹克的方法。 一个涉及一头牛,需要数年时间。 另一个涉及合成织物,需要塑料。 但是还有第三种选择:厚厚的编织真菌片,在从锯末到农业废料的任何东西上生长了几周。

维也纳大学的材料科学家亚历山大·俾斯麦 (Alexander Bismarck) 说:“感觉有点像蘑菇,闻起来有点像蘑菇,但它看起来像一件旧皮夹克。”

在过去的十年中,美国、印度尼西亚和韩国的公司都将真菌皮革吹捧为牛皮和塑料的道德和环境可持续替代品。 以前,没有太多研究支持他们的说法。 但是俾斯麦和他的同事在 自然可持续性 发现真菌皮革在多功能性和可持续性方面表现得非常好。

穿着真菌皮革并不意味着穿着蘑菇机车夹克。 相反,它是由菌丝体组成的,菌丝体是下层的线状根网络,子实体在雨后从中弹出。 这些菌丝垫很容易在几乎任何有机材料上生长。

从 1950 年代开始,发明者开始申请基于真菌垫的专利,作为纸张、伤口敷料和一系列其他产品的材料,但他们从未完全流行起来,来自维也纳大学的主要作者和材料科学家 Mitchell Jones 说技术。

但在过去十年中,MycoWorks 和 Bolt Threads 等公司已经开始生产和销售真菌皮革产品。

“使用皮革,您只能使用动物在其一生中生产的皮肤,而菌丝垫可以按规格生长,”MycoWorks 的联合创始人 Sophia Wang 说。

俾斯麦表示,定制材料的潜力是巨大的,因为不同种类的真菌具有不同的特性,例如韧性和防水性,并且可能有数百万种真菌可供选择。

真菌皮革也可能比其他皮革来源更具可持续性。 鞣制过程是能源密集型的,会产生相当多的污泥废物——合成皮革的生产需要塑料,其中涉及石油。 “你得到一个生物有机体来为你做所有的制造,所以没有真正的能源需求,”琼斯说。

“它不需要光。 一旦你得到了这种材料,你就可以按照非常简单的化学处理来处理它,这与你通常用于皮革鞣制的方法相比。”

– 阿舍尔·埃尔拜因

你不会想不小心吃这个的……(盖蒂)

有时食物会反击

2016 年,Dania Albini 通过显微镜凝视着一只吃藻类的水蚤。 它的肠道看起来饱满而绿色,所有摄入的极小 小球藻寻常型 藻类。 但她也在一个意想不到的地方观察到这种浮游植物的亮绿色斑点:食草动物的育雏袋。

“在那里看到它们我真的很惊讶,”当时在威尔士斯旺西大学工作的水生生态学家阿尔比尼说。

根据 Albini 领导并发表在 英国皇家学会开放科学. 由于藻类还活着,研究人员怀疑 小球藻 部署进攻策略而不是典型的防御来保护自己免受食草动物的侵害。

“你不会指望食物会以这种方式攻击捕食者,”Albini 说。 “你期望它来自寄生虫,而不是食物。 这很迷人。”

浮游植物通常是构成水生食物链基础的单细胞光合生物。 其中有微藻类 小球藻寻常型 漂浮在池塘和湖泊的表面,为广泛的浮游动物提供方便的食物,如 大型水蚤。 为了阻止食草动物,一些微藻会形成刺,释放毒素或聚集到比捕食者吞咽更大的大小。

但有时, 小球藻 进入食草动物的身体——不是作为食物进入腹部,而是进入容纳浮游动物后代的房间。 水在这个育雏室中循环,为幼体提供氧气和营养,并且似乎吸引了一些藻类细胞。 在这个房间里,研究人员在模拟一些自然条件的实验室实验中发现,藻类是活的,并且能够大量繁殖。

当藻类设法在育雏室中定居时,浮游动物几乎没有产生任何可行的卵。 同样在斯旺西的浮游生物生态学家、该研究的合著者 Kam Tang 认为,“生物胶” 小球藻 产生的细胞帮助它们相互粘连,并可能粘在育雏室和卵上,从而扼杀了浮游动物的大多数下一代。

为什么 小球藻 从事这种有害的入侵? 研究人员认为,从长远来看,这种进攻策略可能会保护藻类细胞不被吃草,并导致湖泊中浮游动物数量的减少。

但未知的是现场是否 小球藻水蚤 育雏室实际上是进入水中还是被困住?

“没有理由认为这对藻类有益,”未参与这项研究的瑞士巴塞尔大学进化生物学家迪特尔·埃伯特说。 “他们没有机会出去。”

– 普里扬卡·伦瓦尔

©纽约时报

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