科学真相

花儿为什么这样多姿多彩？仔细地观察一下，就可以发现，大多数花儿的颜色，是在红、紫、蓝之间变化着，另外一些是在黄、橙、红之间变化着。花色之所以能够在黄、橙、红之间变化，那是由于类胡萝卜素在起作用。类胡萝卜素的种类很多，大约有60种。像枯黄的叶子、成熟的烟叶里所含的黄色的叶黄素，就是类胡萝卜素中的一种。花色能够在红、紫、蓝之间变化，是因为花朵细胞里的花青素在起作用。花青素是一种有机色素，它极易变色，只要温度、酸碱度稍有变化，就会呈现不同的颜色。在植物体里，有酸性的物质，也有碱性的物质。即使在同一植物体内，酸碱度也会因光照、温度和湿度等不同而产生不同的变化。因此花朵便会出现不同的颜色。

过去人们一直认为， 向日葵的花盘总是朝着太阳是植物的生长素在起作用，是生长素分布在花盘和茎部的背阳部分，促进那里的细胞分裂增长，而向阳面的生长相应地慢了，于是植物就弯曲起来，葵花的花盘就这样朝着太阳打转了。然而，近年来植物生理学家发现，在葵花的花盘基部，向阳和背阳处的生长素基本相等。显而易见，葵花向阳就不是植物生长素在起作用了。那么，是什么原因使葵花向阳呢？有人做了实验，在温室里，用冷光（就是日光灯）代替太阳光模拟阳光方向对葵花花盘进行照射。尽管早晨从东方照来，傍晚从西方照来，葵花始终都没转动。然而，用火盆代替太阳，并把火光遮挡起来，花盘就会一反常态，不分白天黑夜，也不管东西南北，一个劲儿朝着火盆转动。由此可见，向日葵花盘的转动并不是由于光线的直接影响，而是由于阳光把向日葵花盘中的管状小花晒热了，基部的纤维会发生收缩，这一收缩就使花盘能主动转换方向来接受阳光。所以，向日葵还可以称做“向热葵” 。

8月29日，《黑豹》主演查德维克·博斯曼的社交账号公布了他去世的消息，年仅43岁，令无数影迷痛心。

据报道，博斯曼在2016年确诊第三阶段结肠癌，过去四年一直在与疾病斗争，后来发展到第四阶段。结肠癌为何如此凶险？如何预防结肠癌？科普作家方舟子为你解读。

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文 | 方舟子

很多人都知道我喜欢猫头鹰，我曾经在文章里介绍过。知道我还喜欢蜂鸟的人就不多了。我在大学读书时，先后办过两个学生刊物，因为是面向生物系学生的，以动物命名，分别就叫做《猫头鹰》和《蜂鸟》。我那时候只见过蜂鸟的照片，并没有见过活的蜂鸟，因为蜂鸟只生活于美洲，中国没有。经常有中国网友说他们见过蜂鸟吸花蜜，那是把一种大型的鹰蛾错当成蜂鸟了，这种蛾和蜂鸟长得有点像，经常被看成蜂鸟，所以有个名称就叫蜂鸟蛾。

我到美国留学后，才第一次见到蜂鸟。我到美国的第一站是密歇根州，当地生活着一种蜂鸟（红喉蜂鸟），但那里冬天寒冷，到了七、八月间，蜂鸟就要迁徙去南方，能够不停地飞行2000多千米，一直飞到墨西哥南部过冬，五月份才飞回北方繁殖。它们在密歇根的时间只有短短的两个月，难得一见。

后来我搬到了南加州，那里才是蜂鸟的天堂，有十几种蜂鸟，其中最常见的、与人类相处得最好的是安娜蜂鸟。由于南加州气候暖和，一年四季鲜花盛开，住在人类住宅附近的安娜蜂鸟每天都能找到吃的，不再迁徙。我家后院的松树上就住着一群安娜蜂鸟，一年到头天天可见它们在花丛中吸蜜。蜂鸟寿命很长，能活到十年以上，长期相处，彼此熟悉了吧。

◎安娜蜂鸟（方舟子摄）

它们的窝做在高高的树上，很小，没法见到。直到有一次我们无意中在湖边灌木丛里发现一个蜂鸟窝，才第一次亲眼见到蜂鸟窝长什么样。蜂鸟窝是蜂鸟捡来植物纤维、羽毛、毛发作为材料，用蜘蛛丝粘成的，外面还会涂上地衣作为伪装。我们见到的蜂鸟窝里面有两颗黄豆大小的鸟蛋。以后我们每隔一、两周就会去探望一次，看着小鸟孵化出来，羽毛渐丰，最后一次去时只见到一只小蜂鸟站在巢边等着母鸟回来，但愿另一只小蜂鸟是已经成熟离巢，而不是出了意外。

◎湖边树丛中的蜂鸟窝（方舟子摄）

网络上曾经流传一段视频，一只鸟转动头部时颈部羽毛不断变换色彩，说这是好不容易拍摄到的“九头鸟”。其实那就是安娜蜂鸟，雄的。雌鸟羽毛颜色暗淡，雄鸟羽毛颜色鲜艳，尤其是胸部的羽毛能变换出炫丽的多种色彩，这是雄鸟吸引雌鸟的武器。蜂鸟的羽毛颜色来自黑色素，在正常情况下应该只有黑色、灰色或棕色，但是蜂鸟羽毛上覆盖着一种特殊的透明结构，就像三菱镜一样能折射阳光，从不同的角度看就闪烁着不同的色彩。

中国人把蜂鸟叫蜂鸟，是因为觉得它小得像蜂。最小的蜂鸟——古巴的蜜蜂蜂鸟身长只有5厘米，的确比蜂大不了多少，是最小的温血动物之一。但是其他蜂鸟都比蜂大很多，例如安娜蜂鸟身长10厘米，是不会被错当成蜂的。蜂鸟最像蜂的是它的飞行方式，能够自如地上下、左右、前后飞行，是唯一能倒飞的鸟类，也是唯一能长时间在空中悬停的鸟类。只有这样的飞行技能才能保证精准地吸蜜。为此，蜂鸟的翅膀就要像昆虫的翅膀那样快速扇动，每秒达80次，以致会像蜂一样发出“嗡嗡嗡”的振动声，所以英语称之为“嗡嗡鸟”(hummingbird)。

要维持如此高的翅膀振动频率，就需要有很高的新陈代谢，蜂鸟是所有动物中除了昆虫代谢效率最高的。它的心跳能达到每分钟1260次，而即使是栖息的时候，呼吸也达到每分钟250次。为了维持如此高的新陈代谢，就要有足够的能量供应，一天要吸相当于其体重一半的花蜜，还要吃昆虫来吸取蛋白质等营养素。到了晚上，或遇到大雨，没法觅食时，它们就有饿死的危险，这时它们会进入类似冬眠的休眠状态，心跳降低到每分钟50-180次，体温从40摄氏度降低到18摄氏度。

蜂鸟吸蜜的花有一个特点，它们通常是红色的。有一种常见说法，蜜蜂看不到红色，不会去采红花的蜜，所以这些花要靠蜂鸟传粉。这个说法不完全准确。蜜蜂也能看到红色，只是对红色不敏感。蜜蜂眼睛里有三种光受体，感受的光波长最敏感的分别是340nm、430nm、540nm，对应的是紫外线、蓝光、绿光。红光能够刺激蜜蜂的绿光受体，所以蜜蜂是能看到红色的。但是这个受体对绿光更敏感，蜜蜂不容易把绿叶衬托的红花辨认出来。用人造花做的实验表明，训练蜜蜂辨认找红花要比找其他颜色的花更困难。因此，在有其他颜色的鲜花存在时，蜜蜂会放过红色而且不反射紫外线的鲜花。

对蜂鸟来说，红色的花和其他颜色的花并无区别，它们也可以去吸其他颜色的花的花蜜，但是这意味着要去跟蜜蜂竞争资源，而它们是竞争不过蜜蜂的。不仅蜜蜂的数量要多得多，而且蜜蜂花在采蜜的时间也多得多，它们可以停在花上采蜜，能量花费低，可以长时间采蜜。蜂鸟则不然，它们是快速扇动翅膀盘旋着吸蜜，每次吸蜜都要花费大量的能量。因此蜂鸟和蜜蜂不同，每次吸蜜的时间很短，每朵花只吸几秒种，在花一两分钟吸花蜜后，就会到树上栖息。蜂鸟实际上大部分时间都在栖息，只是每隔大约半小时就要飞下来吸一次蜜。

蜂鸟对吸蜜效率的要求也就特别高。如果它们吸的是其他颜色的花，有可能花蜜已经被蜜蜂采走，白白浪费了能量。如果吸的是红色的花，更可能吸到花蜜。所以蜂鸟虽然并不对红色特别敏感，但是会更倾向于找红花吸蜜。蜂鸟吸蜜的时候，花粉会粘到它的喙和头上，它去吸另一朵花的花蜜时，就无意中传了粉。这些植物“喜欢”让蜂鸟而不是蜜蜂吸蜜，因为蜂鸟活动范围要比蜜蜂大得多，可以把花粉传到几千米之外，更能保证植物的遗传多样性。而且遇到阴天、雨天蜜蜂就不出动了，而蜂鸟即使是在下着小雨时为了不饿死也要吸蜜，传粉效率高。

◎蜂鸟在吸蜜（方舟子摄）

这些开红花植物被蜂鸟盯上后，就与蜂鸟共同进化，逐渐进化出适合蜂鸟吸蜜，阻止蜜蜂来抢蜜的构造。蜂鸟的喙很长，但它并不是用喙直接吸蜜，而是会吐出管状舌头把花蜜像打水一样“打”上来。很长的喙加上很长的舌头，让蜂鸟能吸到藏得很深的花蜜。因此靠蜂鸟传粉的花还有一个特点，它们的花冠通常是细长的管状，而且是水平方向绽放，适合蜂鸟盘旋吸食，蜜蜂不容易采到蜜。在南加州，到处是这种水平开放的红色管状花，它们彼此之间的亲缘关系可能很远，属于不同科，但为了吸引蜂鸟、排斥蜜蜂这个共同目标，出现了相似的进化。

靠蜜蜂传粉的虫媒花的花蜜成分主要是单糖——果糖和葡萄糖，蔗糖含量很低，但是蜂鸟和人类一样更喜欢蔗糖的味道，觉得它更甜。而且蜂鸟对糖的含量要求很高，如果低于10%，就会认为吸它是浪费时间，含糖量越高蜂鸟越喜欢。因此靠蜂鸟传粉的鸟媒花的花蜜的糖含量通常都很高，大约25%-30%，而且其成分主要是蔗糖。南加州很多人家喜欢在后院挂蜂鸟喂食器吸引蜂鸟，一般建议的配方是用25%的蔗糖水。其实蔗糖含量越高越受蜂鸟欢迎。有一项研究发现，如果把糖水中蔗糖含量提高到35%，蜂鸟就会认为这是宝贵的能量资源，会拼命守卫喂食器，不让别的蜂鸟来吃。

偶尔使用喂食器吸引、欣赏蜂鸟，相当于是给这种可爱鸟类的奖赏，问题不大。但是如果长期使用喂食器，就会让蜂鸟减少乃至放弃了吸食花蜜，依赖它们传粉的鸟媒花的繁衍就会受到影响，蜂鸟与这些植物已持续几千万年的共生、互惠关系就会被打破。还是让我们欣赏这种奇特而美丽的鸟儿与这些奇特而美丽的花朵的奇特而美丽的相互关系吧。

2020.7.13

（《科学世界》2020.8)

所有的昆虫都没有长鼻子，但它们的嗅觉都异常敏锐。原来，昆虫的头部都长有一对触角，它们就起了鼻子的作用。这对触角上布满了嗅觉器。科学家用显微镜观察蜜蜂的触角，仅仅一根触角上就有4000～30000个这样的嗅觉器，苍蝇也有3600个左右的嗅觉器。每个嗅觉器内都分布着神经末梢，直接与脑神经相连。当嗅觉器闻到气味后，信息立即传送到大脑，然后，大脑再指挥昆虫朝有气味的方向飞去。昆虫除了触角上长有嗅觉器外，它的下唇须和下颚须上也长有嗅觉器，它们也能闻到远方的气味。