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  • 科普中国
  • 圆滚滚的蜜蜂， 为何把窝造成正六边形的？ 昆虫也有很多建筑师为自己造“房子”，特别是膜翅目的蜜蜂、马蜂类，简直就是最高明的建筑师。不同种类的蜂，建造的房子也不一样。蜂的蜂巢其造型之奇特，结构之巧妙，真可谓巧夺天工，很早就引起了科学家们的浓厚兴趣。早在18世纪初，法国科学家马拉尔就对蜂巢进行了细心的观察研究。他对蜂巢上的每个蜂房作了比较，发现每个蜂房的孔洞和底部都是六边形，如果将个蜂房底部分为三个菱形截面，则每个锐角和每个钝角的度相等(锐角约为72°、钝角约为l09°)。蜂巢的口全是朝向下方或朝向一面。蜂房建成六边形既可以节省材料，同时又可以合理利用空间，增加容量。（图片来源：veer图库）那么蜂巢是怎样建成的呢？蜜蜂的筑巢工作完全由工蜂来承担。它们首先吸饱花蜜，然后两只工蜂用前足紧紧地抓牢上面的物体，伸出后足让下面的两只工蜂抓住，就这样互连接，形成两条蜂链。当达到所需的长度时，每条蜂链中的最后一只借中足的摆动和翅的振动，使原来的两条蜂链合并成一条环链。约经一天的休息后，工蜂体内的蜜汁经吸收分解，变成了蜂蜡，再通过腹末的蜡板分泌腺，分泌出一层薄的蜡片。这时它们才分开进行下一步筑巢工作。工蜂先用足上的毛，将分泌出来的蜡片刷下来，送入嘴里嚼成多块小板，然后将这些蜡板传递给在箱板上等待造巢的工蜂。它们用嘴接过蜡板，将其均匀地涂在顶板上，作为蜂巢的基础。其它工蜂都送来蜡板，将巢基逐步加高。一根蜡柱从顶板上垂下来了，另一只工蜂便在蜡柱中间做出一个六边形的洞，经过精雕细作之后，第一个六边形的蜂房就建好了。也许这只工蜂是总建筑师吧？ 基本样子有了，其他工蜂全都大干起来。它们有条不紊地施工，建成一个个六边形的、相互连在一起的单间独居蜂房，最后形成一座美丽独特的蜂巢。（图片来源：veer图库）马蜂巢常建筑在树枝上、屋檐下、树洞间或房屋内，也有筑于地下的种类。马蜂属膜翅目，胡蜂科，完全变态。本科包括群栖性种类和独栖性种类。群栖性胡蜂一般有三个级别，即女王、工蜂和雄蜂，一般群体数量不多。女王于春季开始取木质纤维，经咀嚼成纸浆状，用以筑巢。它选好筑巢地点后，首先在树枝或屋檐木头椽子上，筑成一个短圆柱基，然后在柱基上逐步扩大，筑造成近似半月形的吊钟巢。巢的大小不一，最大的是大巢蜂的巢，其直径可达66厘米。大黄蜂的巢呈椭圆形(25厘米×18厘米)，巢筑于墙壁空隙间。女王筑巢完成后，在每个蜂房内产受精卵一粒。无足小幼虫孵化出来后，每日喂以捕获来的昆虫及蜜糖等物质。幼虫生长发育完成后，则由成蜂将蜂房开口用纸浆封闭，让其在内化蛹。蛹羽化为成虫后咬破封闭纸而出。工蜂于秋季羽化后，待有性虫出现即进行交尾。巢群在冬季仅留幼女王越冬，到第二年春季再重建新巢。女王则不再在旧巢产卵育儿，而是以旧巢为基础，在其上另建新房，一年中能造成一个十数层的，倒挂在悬崖或树枝上的“楼房”。如果建筑材料含水过多而不坚固，它们便扇动双翅将巢吹干。胡蜂和黄蜂这种吊钟式的“楼房”，既不占土地面积，又能高高在上，避免人类的骚扰和天敌的侵害，为人类在建筑学上提供了新的思路。（图片来源：veer图库）一个小小的蜂巢，还有这么多的奥秘。其实，在昆虫的世界，还有更多的奥秘等待我们去发现。 作者： 2022/11/14 09:43
  • 超市5元和25元牙膏究竟有啥区别？怎么选？别再花冤枉钱了！ 很多人可能都刷到过类似这样的宣传：博主全家都使用了某某牙膏，牙白的像刚做完冷光美白一样，都散发蓝光了......点开链接一看，价格竟然要80多！一盒牙膏卖这么贵，里面是放了钻石吗？现如今，牙膏的种类和功效越来越多。不管是超市还是网上，各种品牌和价位的牙膏让人眼花缭乱。可是，牙膏真的越贵越好吗？不同人群要怎样选择适合自己的牙膏呢？如果你正准备在“双十一”囤货牙膏，这篇可千万别错过～01选牙膏，勿迷信“价高者优”根据原卫生部2009年印发《中国居民口腔健康指南》，牙膏的基本功能为：增强刷牙的摩擦力，帮助去除食物残屑、软垢和牙菌斑，有助于消除或减轻口腔异味，使口气清新。牙膏的基本成分一般包括：摩擦剂、保湿剂、发泡剂、增稠剂、香精、防腐剂等。牙膏成分虽然复杂，但最主要的成分就是摩擦剂。市面上常见的摩擦剂有二氧化硅（水合硅石）、碳酸钙、磷酸钙等。其中碳酸钙结晶颗粒大，摩擦时硬度较大，容易产生划痕，不建议选择；磷酸钙对牙面损伤较小，有适当的洁齿力而不至损伤牙齿，对口腔黏膜的刺激性小，主要用于中高档牙膏；二氧化硅（水合硅石）相对较为温和，可以选用。摩擦剂综合质量排名为：磷酸钙>二氧化硅（水合硅石）>碳酸钙。超市里两款不同价位的牙膏，左侧为9.9元，右侧为29.9元，摩擦剂的区别并不大。图片来源：笔者拍摄对于口腔较为健康的人群来说，选用任何一款符合国家标准的牙膏都可以达到清洁口腔的目的，效果差别不是很大，不需要看功效和价位来选择。而在功效型牙膏中，又分为防龋、抑制牙菌斑、抗敏感、减轻牙龈有关问题、除渍增白等品类。关于这些功效牙膏，我们也常被广告营销误导，误以为它们有一些“神奇”的作用，这些都是真的吗？02美白牙膏能美白吗？首先我们要弄清楚牙为什么会变黄。正常人健康的牙齿，牙本质是黄色的，表面的牙釉质是半透明的，所以牙齿会呈现出淡黄色。当然每个人都不一样，呈现的黄色程度也不一样。有人更偏暖白色，有人则更偏黄色。在牙齿发育过程中产生大量色素沉积，比如长期喝药导致四环素沉积在牙本质内，使得牙齿变成黄色、棕色或暗灰色，称为四环素牙；生活在高氟地区饮用水含氟过量就会造成氟牙症等。这类导致牙本质变色的内源性变色只能通过医疗美白的方式来进行改善，美白牙膏再贵也几乎起不到任何作用。而我们平时吃的东西、喝的饮料中的色素（如咖啡、茶、咖喱、烟渍等）沉着附着在牙齿表面，导致牙齿变黄。这类被称为外源性着色。功效型的美白牙膏可以在一定程度上减轻这些色素和污垢的沉积，有助于将牙齿恢复到我们本身的颜色。美白牙膏比普通牙膏有更强的美白功效，是因为含有更多更强力的摩擦剂和化学制剂。按化学反应方式的不同可将常用的美白成分分为两类：漂白剂和吸附类的含磷化合物。应用最为广泛的漂白剂是过氧化氢和过氧化脲。但过氧化物具有较强的刺激性，对口腔黏膜有刺激作用，所以不适合频繁使用，口腔溃疡患者不要使用。化学吸附类的主要代表是多聚磷酸盐，比如多聚磷酸钠、植酸钠、六聚偏磷酸钠、焦磷酸四钠、焦磷酸四钾等。这类化合物可以使得牙齿和其表面的色素更加容易分离，对于防止牙石的形成和色素的沉积都有一定的效果，一般都是放在比较好的美白牙膏中。综合来说，含有有效成分的美白牙膏对长期有外源性色素沉积的牙齿来说，会有一定的保持和减轻作用，但千万不要幻想通过一管牙膏就能实现大白牙逆袭，这是不可能的。03抗敏感和牙龈肿痛的牙膏真的有用吗?有用，但不能代替治疗。牙齿敏感的人，牙面上可能有缺损或是微孔隙，把冷热酸甜的刺激传导到牙神经，引起敏感和疼痛。抗敏感牙膏里的乙酸锶 、氯化锶等可以在牙齿外形成一种保护层，封闭牙齿表面的小孔，从而缓解牙齿敏感。如果在补牙或洗牙后,牙齿出现短暂的易敏感状态,可以用一些抗过敏牙膏。通常在一个星期左右,牙齿容易过敏的症状就会减轻。牙齿敏感和牙龈红肿出血，其实都是牙周疾病的表现，不是单靠牙膏就可以治疗的。就算有点效果也只是治标不治本。要及时去口腔医院就医，千万不要迷信牙膏和偏方。药物牙膏也不建议长期使用。04含氟牙膏会造成氟牙症吗？氟牙症又称氟斑牙，是一种由于牙齿发育期间摄入过量的氟化物所造成的牙齿疾病。儿童在七、八岁前饮用含氟量过高的水或者通过其它途径体内摄入过量的氟化物，会造成牙釉质发育不全。这种现象容易出现某个地域，是一种地方病。但其实，氟化物是天然存在的一种矿物质，可以强化牙齿硬组织并使早期龋重新矿化。7岁以上的人群使用符合标准的含氟牙膏，可以使牙齿的最表层变得更坚固，不仅能预防龋病，同时对身体也没什么损害。成年人不管是不是氟牙症，都建议使用含氟牙膏。3岁以前的儿童应应该根据需要，在医生指导下使用含氟牙膏，用量约为米粒大小，学龄前儿童使用含氟牙膏的用量约为豌豆粒大小。总的来说，牙膏只是我们辅助刷牙的工具，每天早晚坚持用科学的方式（水平颤动拂刷法，也就是常说的“巴氏刷牙法”）把牙刷到位，配合牙线做好牙齿清洁，才是真正能够保持口腔卫生的好习惯。具体操作要领为：①手持刷柄，先将刷头放置于口腔内一侧的后牙牙颈部，刷毛与牙长轴大约呈45°角，刷毛指向牙根方向（上颌牙向上，下颌牙向下），轻微加压，使刷毛部分进入牙龈沟内，部分置于牙龈上；②以2~3颗牙为一组开始刷牙，用短距离水平颤动的往返动作在同一个部位至少刷10次，然后将牙刷向牙冠方向转动，继续拂刷牙齿的唇（颊）舌（腭）面；③刷完第一个部位之后，将牙刷移至下一组2~3颗牙的位置重新放置，注意与第一个部位保持有重叠的区域，继续进行下一个部位的刷牙；④刷上前牙舌面时，将刷头竖放在牙面上，使前部刷毛接触龈缘，自上而下拂刷。刷下前牙舌面时，自下而上拂刷；⑤刷咬合面时，刷毛指向咬合面，稍用力作前后短距离来回刷。没有必要选择一款价格比较昂贵的牙膏，日常使用选择普通牙膏就足够。如果牙齿存在疼痛、敏感等问题，要及时就医，耽误病情可就得不偿失了。祝大家都能拥有一口健康的牙齿~参考文献：[1]田雨, 黄强, 刘岳. 牙膏磨擦剂的物化特性和常用类型——磨擦剂对牙膏膏体的影响及研究进展[J]. 牙膏工业, 2008, 18(003):50-53.[2]陈敏珊, 江山, 高艳. 美白早晚牙膏的开发及其美白效果的研究[J]. 口腔护理用品工业, 2014.[3]中国居民口腔健康指南[J]. 中华老年口腔医学杂志, 2010, 45(1):4-10.作者｜春花审核｜司燕 北京大学口腔医院 主任医师 作者： 2022/11/14 09:42
  • 如果器官能说话，你每天会被怎么骂？ 作者： 2022/11/14 09:41
  • 讲真，关于吃主食这件事儿，你可能真的不太懂！ 俗话说“民以食为天”可见饮食对人们的重要性一日三餐在生活的构成中占据了很大的比重即使这样有一些关于吃饭的问题很多人还不是很懂所以今天一起来了解每顿饭必吃的主食看看主食到底吃多少？怎么吃？01主食都有什么？主食一般是指富含淀粉（碳水化合物）的谷薯类食物。谷类，如大米、玉米、小米、燕麦、小麦面粉及其制品等；薯类，如红薯、芋头、土豆、莲藕、山药及其制品等。图源：CCTV生活圈主食的成分主要是碳水化合物，经过肠道的消化吸收变成葡萄糖，再通过血液输送到全身脏器，提供能量。碳水化合物是人体最重要的能量来源，人体每天所需的热量约 60% 是由主食提供的。02主食吃太多、吃太少都会影响寿命2018年，《柳叶刀·公共卫生》发表了一项研究，结果发现主食（碳水化合物）的摄入与死亡风险呈U型关系：1. 当摄入主食（碳水化合物）提供能量占比在50%-55%的时候，死亡风险最低。2. 当摄入主食（碳水化合物）提供能量占比＜40%，以及＞70%的时候，死亡风险都会增加。图源：科普中国总的来说，主食（碳水化合物）提供能量的比例小于全天摄入总能量的40%或者大于全天摄入总能量70%，都会增加死亡风险，缩短寿命。“吃饱了撑的”会得病肥胖：多余的热量合成脂肪在体内储存，会使人发胖。疲劳：过多食物进入消化系统，会降低其他器官的功能，使人处于疲劳状态，昏昏欲睡。胃病：吃太饱的直接危害就是增加胃肠道负担，造成消化不良，容易出现胃酸、胃胀、腹痛、便秘等不适；还会破坏胃黏膜，引发胃穿孔、胃溃疡等疾病。肾病：吃得太饱，过多的非蛋白氮要从肾脏排出，会伤害人的泌尿系统，加重肾脏负担，从而引发肾脏疾病。冠心病：饱餐摄入过多热量，会引起血胆固醇增高，可能诱发动脉硬化和冠心病；还会使血黏度增高，诱发血栓，造成心肌梗死。图源：郑州大学附属郑州中心医院上消化道出血：一些原本有溃疡、慢性肝病的人，如果吃得过饱，就可能发生消化道出血，呕吐出咖啡色食物。少吃或者不吃主食身体会变差、容貌会变丑身体变差：主食吃得少，可导致人体细胞和各组织缺乏“燃料”、能量代谢异常，所表现出来的就是疲劳、乏力、昏昏沉沉。如果用高蛋白高脂肪的食物来代替主食充饥，那容易引发电解质紊乱、疲乏、心律失常、痛风、骨质疏松、肾功能紊乱等等。如果不吃主食也不怎么吃肉，仅仅吃些蔬菜，那势必会导致蛋白质、维生素和矿物质的缺乏。图源：生命时报容貌变丑：皮肤变得粗糙、松弛而黯淡；头发干枯或油腻，脱落越来越多；记忆力下降、失眠、脾气古怪、情绪暴躁；因为碳水化合物过低而发生酮症，呼气都有股烂苹果味；女性可能会贫血、闭经，甚至卵巢萎缩。图源：生命时报03主食怎么吃？多吃全谷物类主食，少吃精制谷物（精白米面）。全谷物含有较丰富的膳食纤维，保留了更多的蛋白质、维生素B1、钙、铁等矿物质和黄酮、多酚类等植物化学物。精白米面经过加工，营养物质流失，营养价值明显下降。增加全谷物摄入或者用全谷物替代精制谷物，可降低糖尿病、肥胖、心血管疾病和结肠癌的发生风险。图源：科普中国粗细搭配，种类多样。主食的选择应该粗细搭配，大米可与全谷物、杂粮以及杂豆搭配食用。像传统的二米饭、豆饭、八宝粥等都是主食搭配的好方法。确定主食的量。《中国居民膳食指南》(2016)建议，成年人每日需要摄入250g~400g主食，建议全谷类和杂豆类占50克-150克，薯类50克-100克，以60kg~70kg的成年人为例，每餐主食需要2~3两米饭，或者1~2个馒头。图源：科普中国选择合适的烹调方法。采用豆浆机、粉碎机进行粗粮细作，制作五谷豆浆或五谷米糊。采用高压锅，电饭煲，电蒸锅等烹调五谷杂粮主食，可改善口感，提高消化吸收率。加入芝麻粉、葡萄干和大枣等，使全谷物食物更美味。来源：科普中国、新华网、人民日报、科普中国、郑州大学附属郑州中心医院、科普广州、生命时报、CCTV生活圈 作者： 2022/11/14 09:40
  • 公交车座椅上都有个小洞？看过才知道作用居然这么大 缓解压力。公交车的座椅基本都是塑料做的，而塑料是有韧性的，受到压力时能微微延展开来。如果不开这个小洞，座椅受到的压力过大，中部会下沉；有了这个洞，延展空间变多，压力缓解，这样就算每天人流量很大，座椅也不会报废得那么快。通风降温。众所周知，塑料散热性能不好，坐公交时很容易出现火烧屁股的情况，在座椅上开个小洞，可以增加气流的流动性，提高座椅的散热效率，让乘客得到更舒适的体验。另外，小洞也能防止因为气温变化热胀冷缩，对座椅产生破坏。方便制作。制造时用模具一压，塑料座椅一秒就成型了。成型后的椅子因为有小洞，可以用一根钢管穿过它，运输更省事。方便清洁。公交车座椅都是靠窗边的，下雨天容易被雨水打湿，另外，清洗座椅时也可能会有积水，有了这个小洞，才能让水流顺着流下去，干得更快，不影响使用。综上所述，别看公交车座椅上小小一个洞，其实它的作用真的很大。 作者： 2022/11/11 10:28
  • 什么是气溶胶？居家期间如何预防气溶胶传播？ 什么是气溶胶？居家期间如何预防气溶胶传播？国家卫健委发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第九版）》中明确：新冠病毒传播途径有3种：经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径；在相对封闭的环境中经过气溶胶传播也可能造成感染。 气溶胶传播什么是气溶胶传播： 所谓气溶胶传播是指飞沫在空气悬浮过程中失去水分而剩下的蛋白质和病原体组成的核，形成飞沫核，长时间悬浮在空气中，被易感人群吸入体内引起感染，就造成了病原体的气溶胶传播。气溶胶传播方式：从理论上看，气溶胶传播新冠肺炎是有可能的，但其对疾病流行的影响非常有限。对于非医务人员的普通人，在实际生活中，只有达到极高数量级的阈值，部分病毒才能由黏膜进入人体。而通过气溶胶形式悬停在衣物、皮肤表面的病毒，只有极微小的比例能通过手部触摸进入眼口鼻。这样的病毒量，引发疾病的可能性不高。所以，气溶胶的传播对于医护人员防范的意义更大。提醒他们在进行气管插管等操作时，采取空气隔离措施，比如戴防护口罩、护目镜等。在相对封闭的环境中，包含病毒的气溶胶会在空气中长时间悬浮。比如，患者乘坐电梯后，电梯中就可能存在含有病毒的气溶胶，而由于空气流通较差，如果健康的人随后进入电梯，传染风险就会增加。所以佩戴好口罩都能够给我们提供有效的防护。含病毒的气溶胶可能通过排风系统和排污处理系统传播进入房间。目前，大部分小区的下水道使用的是U型管道，只要充满水就可达到“水封”效果。对于老旧小区的直排下水道，为防止下水道的气溶胶传播，需及时给地漏加水或者用保鲜袋注水扎紧，放置于管道口，都可以起到封闭的作用。冲洗马桶的水流也会产生气溶胶，所以上完厕所后，应先盖好马桶盖再按冲水按钮，日常要盖好马桶盖。正确认识：一般来说，新冠病毒以“气溶胶”形式通过下水道传播的概率要远远低于呼吸道飞沫与密切接触传播，一般需要两个条件：一是在狭小密闭空间里，二是有较高浓度的病毒。因此，市民最重要的还是要在日常生活中规范地做好戴口罩、勤洗手、常开窗、多通风、保持安全社交距离等这些有效措施。预防气溶胶传播有效措施 作者： 2022/11/10 10:53
  • 同心奋斗，共克时艰——市科技局党员干部下沉结对社区开展抗疫志愿服务  疫情就是命令，防控就是责任。自疫情袭来，市科技局积极响应上级党组织号召，闻令而动，主动担当作为，分组、分批次派遣党员干部职工下沉到结对北环闸口社区，开展疫情防控工作。市科技局机关工作群里，图片和文字每日不停的弹跳，既有办公室安排第二天到结对社区开展疫情防控志愿服务人员的消息，也有当天志愿服务人员发回的服务动态和对下一批次服务人员的工作提醒。相应工作人员接收自己的通行证后，第二天6点天不亮就到达社区，根据社区安排到达指定位点开始防疫工作。自10月24日以来，市科技局先后派出30余人次全力协助社区工作人员、医务人员做好人员管控、核酸采样扫码登记、维护秩序等静默管理期间的各项工作，切实担负起抗击疫情的职责，始终与社区干部和群众并肩作战，以实际行动为巴彦淖尔市疫情防控筑牢钢铁防线。下一步，市科技局将继续发挥党员干部先锋模范作用，做好防控宣传，完成结对工作，坚决筑牢抗疫防线，与全市人民一起同心奋斗，共克时艰，打赢这场疫情防控阻击战。 作者： 2022/11/10 10:49
  • 森林大火防不住…火：冤呐，是树想要利用我 一项最新研究表明：火促使了植物向高可燃性的进化。这一切都源于植物求生的“小心机”。新生的树芽 | 图虫创意“咬定青山不放松，立根原在破岩中”。诗人用来赞美竹子坚韧不拔的品质时，一定没想到山火发生时的情景。一场大火吱吱烧过 ，鸟飞兽走四散而逃，植物却只能默默站在原地接受命运，令无数人哀婉叹息。我们可能会想，大火多发地区的植物为了保全自身，会不会进化出更好的耐燃性？然而，事实却恰好相反。一项研究表明，正是火促成了植物向高可燃性的进化。2020年4月13日，来自英国和新西兰的科学家在《自然·植物》上发文称：植物的可燃性与其种间亲缘性及所处的火环境密切相关，火在植物的进化过程中可能发挥着重要的作用。具体而言，他们得出了两个结论：亲缘性较高的植物往往具有类似的可燃性，如桉树、新西兰茶树以及松红梅同属于桃金娘科，它们都是易燃植物的代表。而且植物可燃性还与其生长环境中林火发生的概率有关，林火多发地区的植物往往并不尝试向耐燃方向进化，进化历程反而让它们的可燃性越来越高。这项研究印证了一个实践经验：不少植物只有在火烧后才能长得更好，火也是森林生态系统的重要组成部分。并且，该研究对于如何应对森林火灾也有重要参考价值，尤其是在当前全球变暖导致林火日益频发的情况下。林火多发地的植物为什么要给山火推波助澜？火灾能给森林带来什么好处？这项新研究带给我们什么具体启示呢？难以避免的火灾澳大利亚大火，2020 | 纽约时报我们先从林火发生的机制说起。简单来说，森林大火避无可避。除却我们知道的天气/气候因素，森林很容易集齐各种起火要素——燃料、地形和点火。其中天气最为关键，其次是燃料，多寡和森林群落结构相关，地形则是大火的助推剂。各种条件一旦全部具备，发生点火就是迟早的事情了。点火又分为人为点火和自然点火。对于森林火灾来说人为点火所占的比例并不大，因为如果形成森林火灾的条件不具备，就是有意点火（可能属于严重的违法犯罪行为）也未必能引起火灾。而自然点火就不一样了。它主要有两大诱因：其一是雷电；其二是露珠在阳光照射下可以发挥凸透镜的效果，引发阴燃继而转成明火。由于自然界引发火灾的可能性很大，所以森林火灾防不胜防。林火是把双刃剑林火正在烧掉地表 | 图虫创意林火的确可以造成森林火灾，但我们也不必谈火色变。因为火对森林系统的影响是双面的。一方面，大型的灾难性林火可能对森林造成严重危害，导致一定时期内森林生态平衡的破坏；另一方面，普通烈度的林火是自然界不可缺少的生态因素，一定频率、一定强度的火烧能维护森林生态系统的平衡和稳定，使其保持健康状态。可以说，森林大火和阳光、水分、土壤一样，都是森林生态系统中的重要组成部分，在森林中发挥着重要作用。林火至少在如下几个方面影响着森林生态系统：1）林火是森林群落演替的重要驱动力。火烧后会造成森林环境和小气候发生改变，比如，更多的土地裸露可以让阳光更好地直射地表，使土壤表面温度增加，湿度变小。林火还会引起其他生态因子的重新分配，通过彻底摧毁所有植被，促使整个森林重新演替（中、高火）；或仅烧掉地表植被及枯枝落叶，促进劣势树种退化和新树种发育，推动森林生态系统的演替（中、低地表火）。2）林火影响生态系统的物质和能量循环。低强度火烧可以使森林生态系统的能量缓慢释放，促进森林生态系统营养物质转化和物种更新，有益于森林生态系统的健康，火烧后森林反而容易恢复。3）林火促进生物多样性。小面积或低强度的火，火焰很难达到树冠，对森林生态系统起到一定“清理”作用，使植物种子和幼苗容易接触到土壤，促进某些植物种子的萌发，如班克松、黑云杉和、美国黄松的球果被林火烘烤开裂而脱落种子，处于休眠状态下的胡枝子的种子也是靠火的高温作用打破休眠促进生长。此外，火烧也能维持某些珍稀动物的生存，如北美的松鸡。4）林火提升森林生态弹性。生态弹性指生态系统受到扰动后恢复到稳定状态的能力，包括维持其重要特征，如组成、结构、生态系统功能的能力，是维持生态系统服务功能的必要条件。气候变化、林火和营林措施等一直影响着北方森林生态系统弹性。研究表明对于北方寒温带森林来说，火干扰增加30%可以带来森林生态弹性的提升，而火干扰增加200%却降低了森林生态弹性均值。5）适度林火可降低火险。对于有些森林群落，长期阻止自然火的发生，反而容易酿成更大的火灾。比如，森林中的地表小火可以及时清理掉灌木和小树。如果任由灌丛和小树生长，会聚集更多的森林燃料，一旦成火火势会顺着灌丛爬上大树的树冠，会毁掉整个森林。美国在林业上就广泛采用“计划烧除法”来清除林内累积物，从而在一定程度上减少了大火发生的可能性，把大火分解成人工控制下的若干小火，以低能量火取代高能量火，把火害转变为火利。植物进化的“小心机”高耸笔直的桉树林 | Freepik.com如果说，以上讨论还有些像在吃“大锅饭”，新研究则让我们看到不同植物的“小心机”。研究人员测量了194个陆地植物的可燃性，尝试从分子遗传学层面探寻植物可燃性的进化模式。结果发现，亲缘关系近的植物往往可燃性也相似，并且火在植物可燃性进化中起到了重要作用。毫无疑问，植物确实有利用火的动机。在林火多发地区，它们通过让自己变得更加易燃，增加林火发生的概率，以享受林火发生后给自身种群繁衍和繁盛带来的好处。而在那些在气候和地形条件上难以发生林火的地区，非常有意思的是，植物遵从了相反的进化策略——它们变得更加不易燃了。这可能是因为，适度燃烧确实有不少益处，但鉴于大环境下林火发生的低概率，即便进化出种种易燃特质也还是很难被点燃，干脆就不指望了。反观林火高发地区，火势起来后再怎么努力也难逃被烧的厄运，不如索性烧个痛快，搭上种群更新繁衍的“火”车。不过，到底要烧到什么程度才算合适呢？也是需要一点“智慧”。烧得不到位犹如隔靴搔痒，烧过头了又很可能给种群繁衍带来危机，毕竟出发点不过是想“洗牌”，弄成“掀桌”就不好收场了。实际上，很多易燃植物对于这个关键问题，拿捏得非常精准，简直令人称绝。以澳洲林火的“带头”角色——桉树为例，它们在林火中同时扮演着受害人、受益人乃至加害者的多重角色，哪种角色的戏分多一点，完全取决于林火的规模和烈度。由于树皮中含有大量油分，桉树的可燃性极高。且树皮脱落后会堆积在根部，当夏季气温达到四十摄氏度时就会自燃，从而引发大火，桉树也因此从当地人那里得到了“汽油树”这个称号。桉树脱皮后留下独特花纹 | Freepik.com桉树厚实的树皮下，孕育着不少处于休眠状态的芽，高温烘烤可以让树皮开裂并唤醒沉睡的芽。此外森林火灾还能让桉树种子的外壳崩裂，从而促进生根发芽，在燃烧后充满腐殖质的森林生态系统中占据先发地位。最为奇妙的是，在进化过程中，桉树树干逐渐变得越发高大笔直，树冠仅仅生长在树尖。火灾发生时坚硬厚实的树皮能挡住烈火的烘烤，而高大的树干又能避免火苗攀爬，从而保住树冠。这种得天独厚的优势，让它不仅不惧怕火，还能借助林火来达到铲除异己、开疆拓土的目的。桉树甚至很可能是森林火灾的“罪魁祸首”。为防火护林提供重要参考科学家们为什么要研究这个问题呢？有何实际意义？由于类似的火环境下，能繁衍至今的植物大多选择了类似的进化策略，亲缘相近的植物大多具有相似的燃烧特性，因此，通过一些已知的标志性植物，就能大致判断其他植物物种的可燃性。这也为寻找低可燃性物种提供了数据。而低可燃性物种可应用于生物防火林的建设和城市规划，帮助我们更好地避免森林火灾的发生。同时，由于植物的可燃性与火环境密切相关，我们还可以通过观察高可燃性植物喜好在哪些环境下生长繁殖，来帮助森林管理员预测和预防地区火灾的发生。复杂而精密的森林系统 | 作者供图当然，关于植物可燃性的研究还远未结束。因为影响植物可燃性的未知因素可能还有很多，比如植物的生长形态、系统发育、其他生物性状等。若我们大胆猜想，生态学家将来或许可以从植物的外在形态中估计植物的可燃性。不过，所有因素都不会是孤立存在的，想要准确预测植物的可燃性，可能还需要更系统综合的分析。就目前而言，这一研究让我们理解了：林火与易燃植物间的关系，绝非“爱你的人伤你最深”这般单纯，进化得越来越“好烧”的植物们也绝非“受虐狂”，而更可能是“心机鬼”。自然界的这场“宫斗”上演了数亿年，唯有主角们克服万难、顽强生长的意志从未改变。论文信息：Cui XL et al, Shoot flammability of vascular plants is phylogenetically conserved and related to habitat fire-proneness and growth formhttps://www.nature.com/articles/s41477-020-0635-1DOI：10.1038/s41477-020-0635-1作者 | 赵序茅 兰州大学 青年研究员编辑 | 张昊责编 | 高佩雯本文由“科学辟谣平台”（ID：Science_Facts）出品，转载请注明出处。本文来自版权图库的图片，不授权转载。 作者： 2022/11/10 10:36
  • 与恐龙同时期的“活化石”—— 银杏 作者： 2022/11/10 10:36
  • 病毒也能用来治病？噬菌体疗法——用魔法打败魔法！ 在我们的印象中，病毒往往是引发疾病甚至癌症的感染源，易变异，治疗方法有限，令人谈之色变。但有一类病毒，自从它被发现后就一直被科学家视为有望治疗细菌感染的药物，那就是噬菌体。科学家们对噬菌体的研究和改造，甚至早于当前已普遍使用的抗生素。虽然研究进展缓慢，但噬菌体治疗（phage therapy）正逐渐体现出抗生素所不具备的优势，可以在肠炎、败血症、身体不同部位感染等疾病中发挥作用。噬菌体，顾名思义就是以细菌为宿主的一种病毒。细菌能感染动植物，而噬菌体能感染细菌，并在其中复制繁殖，有时还会直接造成细菌的裂解，释放出来的噬菌体再去寻找下一位宿主。有细菌的地方就有噬菌体，而我们人体内也不例外，在我们皮肤、肠道等部位的菌群中寄生着高达几十亿的噬菌体。图1. 噬菌体捕食细菌噬菌体感染细菌的一大特点就是有选择性，一种噬菌体只能利用一类细菌，如果噬菌体的尾丝蛋白刚好能跟细菌表面的蛋白质或脂多糖适配上，就好像钥匙插到锁眼里，细菌的大门才能向噬菌体敞开。正是由于噬菌体对细菌的感染存在这一特点，使得它具备了抗生素没有的优势，就是杀菌时有针对性。目前常用的抗生素，比如青霉素、头孢菌素、四环素、阿奇霉素、万古霉素等，吃下去都会杀死一大片细菌。每次感染我们的病原菌可能只有一两种，例如金黄色葡萄球菌、艰难梭菌等，但抗生素的无差别攻击也会消灭我们自身的肠道菌群，真正做到了杀敌一千自损八百。另一个棘手的问题是耐药性病原菌越来越多，抗生素对他们来说完全不起作用，因为他们正是逃脱了抗生素的幸存者，经过抗生素的筛选，不耐药的都死了，耐药的反而逐渐发展壮大。有些病原菌甚至可以逃避多种抗生素的打击，而我们对这些多重耐药的超级病原菌束手无策，只能依靠自身免疫系统的抵抗。除了实验室中的研发性实验，噬菌体治疗也有少数的临床案例。其中一个病人是一位68岁的美国人，其胰脏附近出现了多重耐药的鲍曼不动杆菌感染，在多抗生素联合作用无效的情况下，病人陷入昏迷和肾衰竭，面临死亡的威胁。为其治疗的加州大学圣地亚哥分校提出了使用噬菌体疗法的申请并获得了FDA批准。最终病人接受了包含9种噬菌体的治疗，使得细菌感染得到控制，各项生理指标逐渐改善。噬菌体治疗总共持续了11周，留院观察245天后，病人痊愈回家并重返工作。另外一项刚刚发表的研究显示，由5种噬菌体混合的鸡尾酒疗法可以抑制肠炎病人体内多重耐药菌肺炎克雷伯菌的繁殖，从而治疗由其引发的肠炎，该研究目前已进入临床I期实验 [1]。既然噬菌体治疗能够救命，为什么还没有在临床上大规模展开使用呢？噬菌体疗法的研究一直面临重重困难。从1919年第一例噬菌体治愈痢疾的病例后，一直停停走走，缓慢持续地发展着。噬菌体疗法的标准化比较困难。首先噬菌体疗法往往不是一种噬菌体，而是几种噬菌体的混合，对于不同的感染就要设计不同的组合， 每种疾病都需要定制和优化，组合中的噬菌体菌株选错了就起不到杀菌的作用，选多了又是一种浪费，成本较高，标准化更加困难。噬菌体治疗也存在耐药性问题。既然有多重耐药性的细菌，就也会存在抗噬菌体的细菌，在治疗病人的一些案例中，科学家们已检测到能够逃逸噬菌体入侵的细菌，他们或是通过改变自身细胞表面与噬菌体结合的受体结构，或是待噬菌体侵入自身细胞后破坏噬菌体的基因组，实现自我防御。虽然细菌想逃，但噬菌体也不会坐以待毙，毕竟没了宿主自己是生存不下去的。既然细菌表面的受体蛋白结构会变，那噬菌体尾部的纤维，也就是用来与细菌结合的部位就跟着变，这种你追我赶的共进化在致病性大肠杆菌和依附于他的噬菌体之间体现的淋漓尽致 [2]。还有一些噬菌体自身携带甲基转移酶，可以保护自身基因组不被宿主细菌的破坏 [3]，顺利实现在宿主体内的复制繁殖。噬菌体的这些特性和快速进化的能力让科学家们始终对噬菌体疗法充满希望，利用它们自身的特性加之基因编辑技术等手段，或许会开发出更稳定的噬菌体治疗药物。另外，有针对性地清除“坏菌“、保留“好菌”对其他菌群相关疾病（如肿瘤、代谢疾病等）也有着值得开发的广阔空间。尽管前路仍然困难重重，但面对超级耐药细菌的威胁，人类可能真的需要求助于噬菌体这种最小的生物体，并为噬菌体疗法的研发投入更多的时间和成本。1. FedericiS, Kredo-Russo S, Valdés-Mas R, et al. Targeted suppression of humanIBD-associated gut microbiota commensals by phage consortia for treatment ofintestinal inflammation. Cell. 2022;185(16):2879-2898.e24.2. Salazar,K.C.; Ma, L.; Green, S.I.; Zulk, J.J.; Trautner, B.W.; Ramig, R.F.; Clark,J.R.; Terwilliger, A.L.; Maresso, A.W.; Goldman, G.H. Antiviral resistance andphage counter adaptation to antibiotic resistant extraintestinal pathogenicEscherichia coli. MBio 2021, 12, e00211-21.3. Murphy,J.; Mahony, J.; Ainsworth, S.; Nauta, A.; van Sinderen, D. Bacteriophage orphanDNA methyltransferases: Insights from their bacterial origin, function, andoccurrence. Appl. Environ. Microbiol. 2013, 79, 7547–7555. 作者： 2022/11/10 10:34
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