科学真相

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By 佚名不深藏MedicineNatural Sciences
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科学真相 episodes

  • 一种具有恐怖寄生方式的真菌
    电子游戏《植物大战僵尸》中,用来作为武器的植物包括好几种蘑菇。虽然一般人经常把蘑菇当成植物,在历史上蘑菇也一度被生物学家归为植物界,但严格地说蘑菇并不属于植物,而是属于真菌,自成一个真菌界。真菌与动物的亲缘关系其实还要比与植物近一些。
      真菌和植物不同,它们没有叶绿素,不能进行光合作用,因此和动物一样都是属于异养生物,需要利用现成的有机物当营养。但是真菌不能像动物那样到处跑动去吃别的生物,它们主要是通过腐生的方式来获得营养,比如从断枝、落叶、土壤的腐殖质中吸收营养。也有的真菌是靠寄生的方式来获得营养,例如寄生在植物身体上,甚至寄生在动物身体上。被炒成天价的“补品”冬虫夏草就是一种真菌寄生于在土壤里过冬的蝙蝠蛾幼虫上,从幼虫身体吸收养分,到夏天的时候长出像草一样的真菌子座。古人误以为是冬天的虫子在夏天变成了草,觉得神奇得很,因此幻想吃它一定很补。
      其实还有比那更神奇的寄生。冬虫夏草寄生在过冬的虫子上将其杀死,虫子成了尸体,但这并不是《植物大战僵尸》中的“僵尸”。西方传说的僵尸是指尸体受到他人控制能到处跑为其服务。有一种真菌能把昆虫变成真正的“僵尸”,我们姑且把它叫做僵尸真菌。这种真菌生长在热带雨林里,它对其生长环境有很苛刻的要求,只有在一定的温度、湿度和离地面高度才能生长。真菌不能走动,怎么寻找合适的生长地点呢?找蚂蚁来帮忙。
      僵尸真菌寄生的蚂蚁,是一种弓背蚁。弓背蚁的工蚁外出觅食时,通常会在树上走固定的路线,排成队列行进。但是工蚁被僵尸真菌感染后,会脱离队伍,像喝醉了一样乱跑,时不时地抽搐一下掉到地面上,然后再挣扎着往树上爬。这样反复了很多次后,蚂蚁终于来到了合适的地点,爬到叶子背面,一口紧紧地咬住叶子的主脉,然后就停在那里,很快地死去了。这一口咬得是如此的紧,即使它已经死了,尸体也掉不下来。蚂蚁死后,已寄生在其体内的真菌开始生长,先是从蚂蚁肢节处长出菌丝,进一步把蚂蚁尸体牢牢地固定住。几天以后,从蚂蚁的头部长出了真菌子座,生出孢子,散播开去,去感染其他工蚁。
      这些成为僵尸的蚂蚁,它们的死亡地点非常有规律:都是在距离地面大约25厘米的叶子背面,朝向北或东北,周围温度在20~30摄氏度,湿度在94~95%。这是最适合僵尸真菌生长的环境。如果在僵尸蚂蚁死后,人为地把它的尸体移到其他的地方,真菌就不会生长。显然,真菌在感染了蚂蚁之后,就让它随机地乱走,多次尝试(据统计平均尝试99次),直到发现了最合适的地点,才给蚂蚁发出了死咬一口别再乱跑的命令。有意思的是,这些僵尸蚂蚁往往是集中死在一块,就像是一块蚂蚁墓地,经过那里的蚂蚁,就很容易被感染上僵尸真菌。
      僵尸蚂蚁死前在主叶脉咬下的那一口,在叶子上留下了深深的痕迹,而且其形状很特别。甚至在叶子成为化石之后,这个咬痕也有可能留下来。2010年,专门研究这种寄生现象的美国生物学家戴维·休斯实验室仔细搜索世界各地的叶子化石,终于在德国一块4800万年前的叶子化石上,找到了这个特殊的咬痕。这种寄生方式的历史可谓源远流长,而且放之四海而皆准,在亚洲、非洲、南美洲的热带雨林中都已发现了这种僵尸真菌。
      既然这种僵尸真菌能以如此高效、恐怖的方式控制蚂蚁,为什么蚂蚁没有遭受到灭顶之灾?幸运的是,蚂蚁也有帮手来抵抗僵尸真菌。2012年,休斯实验室发现,僵尸真菌本身也会被别的真菌寄生。在僵尸真菌生长、长出真菌子座时,有一种真菌会寄生到它身上,“阉割”了它的繁殖能力。僵尸真菌如果被这种“抗僵尸真菌的真菌”感染上,它的孢子大都失去了活力,只剩下6.5%的孢子还能够去感染蚂蚁。僵尸真菌的真菌子座生长的时间越长,就越可能被“抗僵尸真菌的真菌”感染,但是如果为了避免被感染而缩短生长时间,又降低了感染蚂蚁的机会,所以只能在二者之间寻找一个平衡点。
      僵尸蚂蚁、僵尸真菌、抗僵尸真菌的真菌,会不会再出现一种抗抗僵尸真菌的真菌的真菌?生物学的现实,有时候是不是比电子游戏的想像还要神奇?
    7 min
  • 研究太极拳健身效果并不荒唐

    本文来自于科学猫头鹰网站

    福建中医药大学官网2019年12月27日发布消息《我校获批国家重点研发计划重点专项》称:近日,我校陶静副校长主持的“太极拳对2型糖尿病及脑卒中功能康复效果的临床研究”获国家重点研发计划“中医药现代化研究”重点专项2019年度项目立项,资助经费880万元,实现我校在国家重点研发计划中“零”的突破。

    这则消息随即在网上流传,转的人都是对此冷嘲热讽,例如认为与其花这么多钱研究太极拳健身效果,不如用来研究跳广场舞的效果。很多人把这条消息转给我,无非也是希望我出来批一批。

    这几年出了几个招摇撞骗的“太极大师”,搞得太极拳名声不佳,因为有些人的思维就是这么简单,“太极大师”在擂台上被人痛打了,就表明太极拳一无是处,不仅打不了架,连健身也是骗人的。

    还有一些人自以为很懂科学很有科学素养,一眼就看穿了太极拳不可能有保健作用。他们不知道太极拳是世界卫生组织和各国医学机构都推荐的锻炼方式,例如世界卫生组织在2010年出版的《关于身体活动有益健康的全球建议》封面上放的第一张照片就是一个中国老人在打太极拳(https://www.who.int/dietphysicalactivity/puicati/9789241599979/en/),又如,与网上传说的太极拳会损伤关节相反,美国风湿病学会有条件地推荐膝、髋骨性关节炎患者打太极拳(http://mqic.org/pdf/2012_ACR_OA_Guidelines_FINAL.PDF)。

    国际医学机构推荐太极拳,因为这是一种特殊的心身锻炼方式(mind-body exercise)——指把动作、意念和呼吸控制结合在一起的锻炼方式,和广场舞和其他锻炼方式不同。国际上大量的临床试验证实太极拳对改善身心功能和多种疾病的康复有益。2016年《加拿大家庭医生》杂志刊登的一篇文章比较全面地综述了关于太极拳的临床研究(https://www.cfp.ca/content/cfp/62/11/881.full.pdf)。截止到当时,共有来自21个国家的500多项关于太极拳的临床试验和120篇有关综述,总结如下:

    有优秀的证据表明太极拳有益于防止摔倒、骨性关节炎、帕金森病、慢阻肺康复、提高老年人的认知能力。有良好的证据表明太极拳有益于抑郁症、心脏病和脑卒中康复、老年痴呆。有一般的证据表明太极拳有益于提高癌症患者的生活质量、纤维肌痛、高血压、骨质疏松。现有证据表明太极拳对糖尿病、风湿性关节炎、慢性心脏衰竭没有直接益处。此外,有优秀证据表明太极拳能提高身体状况不佳的人的平衡能力和供氧功能,有良好证据表明太极拳能增强下肢肌肉,有一般证据表明太极拳有益心理健康和改善睡眠。没有研究发现太极拳会让病情恶化,发生的不良反应都是轻微的,主要是肌肉骨骼损伤。文章的结论是,有充分的证据证明太极拳的保健作用,医生可以根据证据推荐病人打太极拳。

    上述综述认为太极拳对糖尿病无直接益处,但2019年的一篇综述认为太极拳能改善2型糖尿病患者的空腹血糖、糖基化血红蛋白、胰岛素抵抗、总胆固醇含量、体质指数、血压等指标,并能提高其生活质量。(https://www.medicaljournals.se/jrm/content_files/download.php?doi=10.2340/16501977-2555)

    可见,研究太极拳对2型糖尿病及脑卒中的功能康复效果,是有以前他人的研究作为基础的,并不荒唐。有些人看到这是“中医药现代化研究”重点专项,又是中医药大学研究的,就想当然地认为这是骗人的。其实太极拳属于中国传统武术和养生法,跟中医药没有关系,而中医药大学虽然有不少骗人的“中医大师”混在里头,但也有用生物医学方法做研究的科研人员。我搜了福建中医药大学近年来关于太极拳保健效果的研究论文,用的就是现代医学研究方法,是正常的科研。有人认为现在中国的科研都靠不住,所以这种项目就是骗钱的。如果那样的话,应该反对中国投钱做任何科研,而不要只拿太极拳的研究说事。投钱研究太极拳保健效果,总比投资研究中药好,至少害不了人,也没法拿着“研究成果”去推销产品骗钱。

    有些人认为我之所以为太极拳研究辩护是因为我自己就在练太极拳,把这当成我的一个污点。但是我介绍太极拳的保健作用,不过是在科普国际医学界的观点,引用的是医学文献,并没有现身说法。倒是这些人对国际医学界关于太极拳的研究一无所知,却想当然地否定太极拳的保健作用,还自以为比我更懂科学,表现得很没有科学素养,而且狂妄。

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  • 人民日报:方舟子的存在是面镜子
    尽管人人喊“打假”,但并不是人人都喜欢“打假英雄”,方舟子被袭后的舆论反应就证明了这一点。当方舟子将他在北京住所附近遭遇两个歹徒泼辣椒水和铁锤袭击的消息通过微博“广播”之后,舆论就明显分成两大阵营,一方呼吁“方舟子的危险就是我们的危险”,另一方则质疑被袭事件背后是否有自我炒作嫌疑。
    方舟子究竟是因“打假”而被报复,还是为了自身利益而自我炒作,相信有关部门会查明真相,给所有关注此事件的公众一个交代。但是,真相的查明恐怕并不能结束一直以来人们对于“打假英雄”方舟子的舆论分歧。
    方舟子善于打假。从打假案例的选择,到专业知识的运用,打假10年,他以“对真相要有洁癖”的近乎偏执的追求,触碰了许多个人、团体或是部门的利益。同时,作为“打假个体户”,方舟子的打假带有强烈的个人色彩,其独来独往的风格、嫉恶如仇的个性,都跟“和而不同”的文化传统格格不入。如果再由于受其个人价值观、知识面的影响,追问的过程偶有瑕疵,就更容易撩拨起“苛求‘苛求者’”的社会心理,引来旁观者的动机质疑。
    而这还不是公众对方舟子10年打假行为最为困扰之处。更大的纠结在于,人们渴望知道真相,但是,当真相总是以这样非正常的渠道被揭露,当事实总是需要经过如此极端的方式被呈现,面对这样的真相,人们不知该是喜还是悲。
    一方面,人们为方舟子一次次的打假而欢呼;另一方面,人们却又为每次打假事件的“虎头蛇尾”而沮丧和犹疑。比如学术领域的许多打假,大多数也是不了了之。轰轰烈烈的打假往往以响亮的掌声和喝彩为开端、尴尬和失望的沉默为结尾,打假十年,有多少案例能称得上“真正的胜利”?
    方舟子的存在是一面镜子,照见我们这个社会的难堪与窘境——对诚信制度的呼唤为何如此艰难?所谓制度打假,无非是建立起一套社会诚信制度,完善对造假的惩罚机制,让所有造假者付出惨痛的代价。倘若学术造假者被开除,永远被排除在学术圈之外,文凭造假者的职业生涯因此被截断,造假之风还能如此猖獗吗?
    让造假者为自己的行为付出高昂的代价,相信从技术层面讲并不是太难的事。关键在于惩罚机制从哪个层面启动,是不是在惩罚机制面前,所有造假者都能一视同仁。遗憾的是,在这方面我们始终没能跨出实质性的一步。如此这般的举步不前,成就了方舟子的知名度,也常常令他孤独的努力功败垂成。他的境遇折射出的,是我们的社会在成就与德行、功利与价值面前的进退取舍。在某种程度上,他的追问也正是我们每一个人在将来面对历史时,无法摆脱的追问。
    4 min
  • 智商的傲慢与偏见
    近日一则“英国研究者声称中国人是智商最高的人种”的报道在国内媒体上流传,让一些国人的虚荣心得到了极大的满足,似乎“中国人最聪明”的说法获得了国际承认。

    做出这项研究的是北爱尔兰阿尔斯特大学退休教授理查德·林恩。他从上个世纪70年代起就开始发布类似的发现,陆续出版了几部专著。在统计了世界各国智商调查的结果之后,他得出结论说,欧洲人的平均智商刚好不多不少是100,而东亚人(包括中国、日本和朝鲜人)的平均智商最高,达105。

    林恩谦虚地把自己所属种族的智商放在第二位的用意倒不是为了讨好东亚人, 而是为了给自己歧视黑人的种族主义主张打掩护。根据林恩的统计,非洲黑人的智商低得不可思议,平均还不到70,而非洲丛林人和俾格米人更是只有54。即使是美国的黑人,平均智商也只有大约85,而这也不是因为美国的生活、教育条件比较好,而是因为他们与白人通婚混杂了白人的血缘。林恩声称,美国黑人的肤色深浅与智商高低存在相关性,肤色越浅,则智商越高。

    林恩认为一个种族、民族、国家的强弱都与其平均智商的高低有关,他的研究也就一再被当代种族主义者引用做为“科学依据”。林恩还是一个性别歧视主义者。学术界一般认为,在根据身材大小进行校正之后,女性的平均脑容量与男性相同。但是林恩坚持认为女性的平均脑容量就是比男性小,而女性的平均智商也要比男性低5。

    当然,我们不能因为林恩是个种族主义者和性别歧视主义者就简单地否定了他的研究成果。即便是恶棍有时候也能做出科学发现,而科学的事实即便令人不舒服,我们也不得不去接受它。那么林恩的研究成果究竟有多少科学性可言呢?

    林恩号称在收集研究了130个国家的智商测试后加以统计而得出结论。但是他在收集别人的研究成果时,做了巧妙的取舍,只选用有利于自己的结论的数据,而舍去不利的数据。这在处理非洲黑人的数据时表现得最为明显。例如,有一篇研究报告报道了两项对非洲黑人的智力测试结果,一项低于白人,一项高于白人,林恩便只选取前一项。更有甚者,在6项有关非洲黑人的测试结果中,林恩只从中选符合自己的结论的1项。《科学美国人》在1995年2月发表的一篇书评曾尖锐地指出:“林恩对数据的歪曲构成了真正恶毒的种族主义行为,以及对科学客观性的可耻蔑视。”

    即使是被林恩选用的数据,他也没能做到诚实地加以使用。我曾经核对过他引用的一组有关欧洲各国平均智商的统计结果。他对该统计结果取整数时,大部分都遵循四舍五入的惯例,但是有的地方却奇怪地变成了五舍四入,意大利的103.8变成了103,而爱尔兰的99.2却成了100。还有的出入更大,挪威的101.8成了100,而希腊的99.4竟成了97。

    退一步说,即便林恩统计的结果无误,各个民族、国家的平均智商存在差异,就能说明他们的智力天生就有高低之别吗?

    智力是极其复杂的现象,不论是从科学的角度还是从社会的角度,都没有人能对智力下一个能被学术界公认的、恰当的定义,更没有人能够提出一个关于智力的理论解释极其多样的与智力有关的种种现象。因此智力的高低,是不可能简单地以一个数字来表示的。智商测试以及当代其他学习能力测试所测量的,只是数学、推理和语汇能力,这最多只能说是智力的一小部分。

    智商的测试结果,并非就反映了遗传因素,并非就能说明天生比较聪明。事实上,环境因素同样能影响到智商的测试结果。某些人在智商测试中得分高,是因为有良好的营养、家庭、教育,甚至不过是他们更熟悉智商测试的内容和方式。智商测试的结果显然与文化背景有关。林恩曾经引用过一项对非洲黑人进行智力测试的研究结果。但是这项研究的研究者却认为,非洲黑人的测试结果偏低并不能说明他们的智力低下,因为测试是用英语进行的,而大多数受试者的英语水平极其低下,使得某些试题实际上无用。而且该测试假定受试者熟悉电子设备、显微镜和西式女装等文化产物,对非洲黑人不利。

    智商测试是可以通过培训而提高分数的,在某种程度上测的是一个人的应试能力。所以,如果东亚人的平均智商比较高,也许不过说明了他们的应试能力较强,这并不是什么值得特别骄傲的事。为此沾沾自喜而去支持种族主义论调,就很可悲了。
    7 min
  • 为什么饮食要限糖限盐?
    本文来自于科学猫头鹰网站
    饮食的一个重要目的,是补充人体需要的能量。但是在食品丰富的年代,从饮食提供的能量往往就太多了。如果把我们每天吃的食物类群按提供的能量多少排个名次,排第一的是谷物,第二是食用油,第三你可能想不到,是食糖。但是谷物和食用油除了提供能量,还能提供人体必需的营养素:谷类能够提供蛋白质、维生素、矿物质、膳食纤维,食用油能够提供必需脂肪酸,它们是难以被其他食物取代的;而糖除了提供能量,并不能提供任何营养素,属于所谓“空卡路里”,完全能被其他食物取代。
    我们为什么会吃下这么多的糖呢?这是因为点心、饮料往往添加了糖,而且往往添加过多。这些添加的糖包括单糖(例如葡萄糖、半乳糖和果糖)和双糖(主要是蔗糖)。蜂蜜、糖浆、果汁和果汁浓缩液中天然存在的糖,对人体的影响跟这些添加的糖类似,统称游离糖。糖吃多了,能量摄入太多,就会导致肥胖。但是游离糖还有别的风险。它们非常容易被人体消化吸收,让血糖浓度急剧上升,这样就很容易得糖尿病。所以糖摄入太多的话就增加了患糖尿病风险,也增加了心血管疾病风险。
    完整水果和蔬菜中的糖被称为内源性糖,并不属于游离糖。内源性糖由植物细胞壁包裹,消化起来比较缓慢,进入血液所需的时间比游离糖长。淀粉等多糖类碳水化合物也会被消化成葡萄糖,但是消化、吸收同样比较缓慢。因此内源性糖、多糖虽然和游离糖一样能提供相同的能量,但是对身体的危害没有游离糖那么大。
    因此摄入的游离糖越少越好,不要超过食物总能量的10%。这个量等于多少食糖呢?一个人为了维持健康体重所需要的食物能量,并没有固定的标准,和一个人的性别、年龄、身体状况、运动程度等因素有关。营养学界通常把每天2000千卡作为一个参考值,这相当于一个身高1.6米、体重50千克、每天做30到60分钟中等强度运动的青年女子一天需要的食物热量。根据这个参考值,每天从游离糖摄取的能量不能超过200千卡。1克蔗糖能提供的能量是4千卡,也就是说这相当于50克蔗糖。喝咖啡用的一小袋砂糖的重量是2.8克,相当于11千卡能量,听上去似乎不多。但是对游离糖的限量包括的是所有食品里含有的游离糖,而不只是自己在日常饮食中添加的那一点蔗糖。一听可乐里糖提供的能量是130千卡,如果一天喝两听可乐,摄入的游离糖就超标了。
    除了糖我们还有另外一种调味剂往往也吃得太多,那就是食盐。跟糖不一样的是,食盐能够提供我们身体所必需的钠。但是如果摄入得太多的话,钠又增加了患高血压的风险,所以要把钠的摄入控制在一定的量。每天不要超过2.3克,换算成食盐的话大致是5~6克。但是一般的人每天摄入食盐的量是远远超过这个量,平均来说一个中国人每天摄入的食盐会达到十几克。我们每天摄入的食盐不只是炒菜加的盐和酱油,它包括了我们从所有的食品当中摄入的食盐,比如说从点心等各种加工食品里摄入的盐。
    如果在平时注意一下的话是可以尽量减少摄入太多添加糖和盐的。比如喝饮料的时候要避免喝可乐,避免喝那些添加了糖的果汁或者其他的软饮料,而改喝水、茶、不加糖的咖啡、不加糖的果汁等等。在吃零食的时候也要避免那些加了糖和盐的食品,而改吃别的更健康的零食,比如说改吃水果,或者吃不加糖、不加盐的坚果、干果等等。
    5 min
  • 破解蜜蜂的舞蹈
    在上个世纪一、二十年代,许多生物学家认为蜜蜂和其他昆虫都没有色觉。难道花朵鲜艳的色彩竟然会不是在吸引蜜蜂的来访?德国生物学家卡尔·冯·弗里希(Karl von Frisch)对此不以为然。他开始做实验测试蜜蜂的色觉能力。在一些有不同的灰色程度的纸张中放一张有色的纸,然后在色纸上放上一个小玻璃盘,里面装糖浆。弗里希发现,附近蜂巢中的蜜蜂能够识别出这个颜色。
    而且弗里希还注意到,在两次试验的间隙,会有零星的蜜蜂飞过来侦察,如果它们发现又有了糖浆,会返回蜂巢,几分钟后,一大群蜜蜂就会蜂拥而至。
    这只侦察蜜蜂是不是跑回去报信呢,又是如何报信的呢?科学史上一个最迷人的发现之一至此意外地开始。弗里希观察到,侦察蜜蜂回巢后,会在蜂巢上右一圈、左一圈地跳起“8”字形的圆舞,吸引许多其他蜜蜂跟在它后面,循着气味飞往喂食地点。糖浆越甜,舞蹈越激烈、持续的时间越长。弗里希认为他已经破解了蜜蜂的语言。
    但是到了40年代,在20年后弗里希重做这个实验时,才发现事情要比他当初设想的要复杂得多。蜜蜂的舞蹈不是一种,而是有两种。如果喂食地点与蜂巢的距离在50米之内,侦察蜜蜂跳的是圆舞,但是一旦喂食地点的距离超过了50米,它就会跳起一种摇摆舞,在跳到“8”字交界处时,会以每秒13次的频率快速地抖动身体,发出嗡嗡声,同时左右摆动,摆动的次数与采集地点的距离有关,每摆动一次表示大约50米的距离。而且,摇摆的方向能表示采集地点的方位,它的平均角度表示采集地点与太阳位置的角度,即使是阴天,蜜蜂也能通过感觉紫外线和偏振光而知道太阳的位置。
    这种语言并不太精确,只能把采集蜂群带到喂食地点附近,到那里后它们就要根据从舞蹈者的身上获得的食物味道去寻找食物。但是这仍然是一种非常抽象、复杂的语言,能够传达的信息数量据估算可达到大约10亿条,在所有动物信息传播系统中,仅次于人类语言。
    弗里希在1946年公布了这个重大发现,1973年获得诺贝尔生理学奖。但是在他获奖时,仍然有不少生物学家对其结果表示怀疑。在60年代末和70年代初,美国生物学家亚德里安·温纳(Adrian Wenner)等人在做了一系列实验后,认为蜜蜂完全是根据气味而不是舞蹈语言来确认食物地点的。他们认为,蜜蜂的舞蹈就像其他采集性昆虫的“舞蹈”一样,只是用来吸引其他蜜蜂的注意并传递气味,并无任何抽象的含义。其他蜜蜂飞出蜂巢后,是根据它们从舞蹈者身上获得的食物味道和舞蹈者留在食物地点的体味去寻找的。在弗里希的实验中,采集蜂群能够直接飞往舞蹈者去过的食物地点,而忽视周围的其他食物地点,温纳等人认为正是被舞蹈者留下的体味吸引过去的。
    为了反驳这些反对意见,弗里希曾经补做过一系列实验,例如把蜂巢侧立,并遮挡住阳光,这样舞蹈者搞不清方向,采集蜂群就没能定向飞往舞蹈者发现的食物地点。但是最有说服力的实验是其他生物学家在后来做的。其中一个实验非常简单,在侦察蜜蜂发现食物飞回蜂巢报信之后,研究者把食物移走,但是采集蜂群仍然根据侦察蜜蜂传递的“假情报”,飞到原有食物的地点寻觅食物,尽管那里既无食物的味道也无侦察蜜蜂的体味。
    另一个更有说服力的实验则要复杂得多。研究者制造出了一只能使用蜜蜂语言的“机器蜂”。它的外观一点也不像蜜蜂,只是用木头、钢管和刀片拼凑而成的,中间一根钢管带动木头跳摇摆舞,后头有刀片模仿蜜蜂的翅膀发出舞蹈声,前头还有一个钢管给蜜蜂提供食物“样品”(糖水)。就是这么简陋的“机器蜂”,只因为它能够“讲”蜜蜂语言,就能够把蜜蜂成功地引导到选定的地点。
    对一项匪夷所思的重大科学发现,有质疑、反对的声音和证据,那是再正常不过的了,关键在于如何寻找新的证据、设计新的实验去证明它。蜜蜂有语言在今天已经成为共识,而且我们知道它们是天生就会,而不是后天学来的。我们还知道不同亚种的蜜蜂使用不同的方言。例如,德国亚种摇摆一次表示50米,意大利亚种则表示20米。这种方言也是天生的。让德国蜜蜂幼虫在意大利蜜蜂的蜂巢中出生、长大,它仍然讲“德语”,由此会导致蜂巢中的语言混乱。
    6 min
  • 无籽葡萄是用避孕药培育的吗?
    最近在网上和微信朋友圈疯传着一个视频,一位正在卖葡萄的中年男子说:现在的无籽葡萄都是沾了避孕药,才变成无籽的,吃了对孩子不好,绝育。很多人看了这个视频,吓得不敢吃葡萄了。据说有些葡萄产地的葡萄因此滞销,销量只有平时的十分之一了,价格也下降了不少。

    那个人说的话听上去好像有些道理,人吃了避孕药能避孕,给葡萄抹避孕药不就能让葡萄不结种子吗?这么想的人忘了一个事实,葡萄不要说不是人了,连动物都不是。对人体能起到避孕作用的避孕药,对葡萄是完全无效的,不会有人傻到浪费金钱和时间去给葡萄抹避孕药的。

    无籽葡萄在发达国家也非常常见,难道这些国家的监管部门也都腐败了,都不管自己孩子的身体健康了?其实人类种植无籽葡萄的历史非常悠久,可以一直追溯到两千年前古罗马时期,那时候连人都没有避孕药可以用,更不要说葡萄了。无籽葡萄最初不是培育出来的,而是天然形成的,是因为基因突变导致了种子早早地停止了发育,只长出一点点种子就停了。所以无籽葡萄并不是真的完全无籽,而是种子非常小,吃不出来。古人偶然发现了有这么个无籽葡萄的变异,觉得非常好,吃葡萄不用吐籽,就想让它一直传下去。没有种子怎么传啊?很简单,采用扦插这种无性繁殖的方式就可以了。

    有些无籽的水果品种,例如无籽西瓜,是要用秋水仙素这种药物进行处理才培育出来的。虽然无籽葡萄也能通过药物(不是避孕药)处理培育出来,但是市场上常见的那种无籽葡萄不是,它是一个天然的无籽品种,不需要用任何药物处理就是无籽的。不过无籽葡萄有一个缺点,那就是果实很小。这是因为葡萄的种子在发育过程中,会分泌一种叫赤霉素的生长调节剂,它能刺激果实长大。但是无籽葡萄的种子早早停止发育了,不分泌赤霉素了,果实就长不大了。为了克服这个缺陷,现在在种无籽葡萄时,都会在它开花时喷上或抹上赤霉素,这样葡萄果实就可以长得很大。赤霉素是葡萄自己就会分泌的生长调节剂,使用的剂量很小,是不会对人体有害的,而且是在开花的时候使用的赤霉素,等到葡萄结果成熟上市,赤霉素已经没残余了。那个果农可能就是误把赤霉素当成避孕药了,以为给无籽葡萄的花抹赤霉素是在抹避孕药,其实有籽葡萄也能用赤霉素来刺激果实增大。

    如果你不相信我的话,还是不放心,还不敢吃无籽葡萄,那么你也别吃葡萄干了,因为葡萄干通常都是用无籽葡萄做的
    每隔一段时间,就要出现类似的谣言,导致水果降价,大家还不如乘机多买些水果吃。
    4 min
  • “我头顶上的是星空,我心灵中的是道义。”

    我头顶上的是星空,我心灵中的是道义

    方舟子


    康德这句名言的本意是用星空和道义来证明上帝的存在,这种论证当然已经过时。现代科学正在揭示星空的奥秘,而道义也昭示在血写的历史之中。在星空之下,人体是渺小的,但科学让我们能够触及宇宙的每一个角落。在历史之中,人生是短暂的,但道义可以让我们的精神融入历史的进程而获得永生。只要心中有道义,脑中有科学,渺小、短暂的一生便不会迷失,不会虚度。道义是天际的星光,科学是指路的灯火。道义让我们有理想,有激情;科学让我们有理性,重实证。让我也改一下爱因斯坦的名言:没有道义的科学是跛脚的,没有科学的道义是盲目的。如果既无科学也无道义,则是行尸走肉。


    正是出于这样的信念,从中学时代起,我就同时保留着对科学和文史的浓厚兴趣,这从当时沿用至今的这个笔名就可以看出来。“方舟并骛,俯仰极乐”,我的梦想,便是同时乘坐科学与人文之舟,品味从古今中外的智者与仁者那里得来的极乐。当我还在从事科学研究的时候,业余的兴趣在于文史,写作也以这方面为主。而在我放弃科学研究之后,写作的内容反而逐渐改为以科学方面的为主了。近年来因为揭露学术腐败而浪得虚名,以致有不少人误以为我除了写写打假文章,就干不了或不该干别的事情。其实所谓打假不过是属于路见不平的冲动,并非我真正的兴趣所在。而这种不平,正在于在我看来违背了科学与道义。在必要的时候,我愿意捍卫我的信念,但是更乐于传递我的信念。


    3 min
  • 中医就是穿山甲灭绝的罪魁祸首
    在《拯救穿山甲的唯一办法》(附后)一文中我谈到了要保护穿山甲、避免穿山甲灭绝的唯一办法是禁止用穿山甲鳞片做中药,有一个人大代表也提出建议,呼吁禁止用穿山甲鳞片做中药。我看了他的建议,基本上是根据我的说法,有好几个句子都是一模一样的。但是也有一个政协委员提出不同意见,是一个中医药大学的教授。这个当然涉及到中医自身利益的问题,我们来看看这个中医提出了什么理由来反对禁止用穿山甲鳞片做中药。
      这个中医教授说,中医不倡导人们吃穿山甲,而是用穿山甲的鳞片入药。“那些吃穿山甲的人,与中医没有关系。”这意思是吃穿山甲肉和用穿山甲鳞片做中药是两回事,穿山甲是因为人们吃肉给吃得快灭绝的,不能把穿山甲灭绝的责任怪给中药。实际上要取穿山甲鳞片同样也要杀死穿山甲,而且中国市场对穿山甲鳞片的市场比穿山甲肉大得多,而且还是合法销售、使用,这才是导致穿山甲被大量杀害、濒临灭绝的主要原因。
      这个中医教授说,可以靠人工饲养、繁殖穿山甲提供穿山甲鳞片。实际上,穿山甲因为食物非常独特,要吃大量的蚂蚁,是很难人工饲养的,动物园养穿山甲的成本极高,人工繁殖就更难了,几乎没有成功的案例,想要大规模养殖穿山甲完全就是异想天开。这个中医教授还说可以利用死亡的动物。要获得穿山甲鳞片都要杀死穿山甲,当然都是从尸体获得的。他的意思可能是指自然死亡的穿山甲,这也是异想天开,在野外碰上自然死亡的穿山甲的机会几乎是不存在的,想要获得穿山甲鳞片的人都只能去杀穿山甲。
      这个中医教授说,如果是为了救命使用穿山甲鳞片,就不应该指责。但是并没有任何证据证明穿山甲鳞片能够治疗任何疾病,更不要说救命了。事实上就像我上次在文章中说的,穿山甲的成分和人的指甲一样都是角蛋白,人体没法消化吸收,即使能够消化吸收,也只是多了一点氨基酸,从理论上就可以否定用穿山甲鳞片治病、救命的有效性。
      中医教授对成分分析是很不以为然的。他举了一个例子,说他曾治疗过一个酒精性肝硬化生命垂危的病人,最后严重抽搐痛不欲生,吃了几斤的山羊角粉都停不下来,后来吃了一点羚羊角粉就马上停止了抽搐,虽然山羊角和羚羊角成分一样,但是一个无效一个有效。中医最喜欢举神奇的病例证明疗效,但是现代医学早就知道了,个案是不能证明疗效的,需要做严格的临床试验。而且这个例子举得非常愚昧。抽搐是肌肉持续收缩导致的,但是肌肉不可能一直收缩,收缩一会儿就会麻痹,并不存在一直抽搐停不下来的情况。所以这个例子很可能是胡编的。靠胡编神奇病例为中医辩护,是中医特色。
      2017.3.12

    附:拯救穿山甲的唯一办法
      每年2月份第三个星期六,是世界穿山甲日。为什么专门要给这种动物设立一个节日呢?因为这种独特的动物快要灭绝了。穿山甲共有8个物种,其中四个生活在亚洲,四个生活在非洲。生活在亚洲的两个物种——中华穿山甲和马来穿山甲属于极危,另两个亚洲种——印度穿山甲和菲律宾穿山甲属于濒危,非洲的四个种属于易危。
      穿山甲非常独特,八个种就自己组成一个目,叫做鳞甲目,是唯一披着鳞甲的哺乳动物。鳞甲是穿山甲的自卫武器。它们行走缓慢,遇到威胁时跑不掉,就把全身缩成一团,外面都是坚硬、锋利的鳞甲,连狮子都找不到地方下口,所以穿山甲在自然界实际上是没有天敌的。它的敌人是人类,主要是中国人,因为中国人觉得穿山甲的肉是美味,而且更关键的是,认为穿山甲的鳞片是可以治疗很多种疾病的良药,所以见到了穿山甲就捕杀。穿山甲用来保护自己的鳞片反而给它招来杀身之祸。穿山甲对付肉食动物的那套防御办法对人类是完全无效的,只是让人抓起来更容易。  中医大量地使用穿山甲鳞片做中药,有几十种常用中成药都用到穿山甲片,全国一年需要杀掉大约十万只穿山甲才能满足中药材需要。中国境内的穿山甲早在上个世纪90年代就差不多被杀光了,资源耗尽,属于商业性灭绝,要靠进口才能满足市场需求。主要是为了满足中国市场的需求,东南亚的穿山甲遭到大规模捕杀。东南亚的穿山甲被杀得变成濒危动物,满足不了中国市场需求了,就又在非洲大规模捕杀穿山甲,把原本很多的非洲穿山甲也杀得成了易危动物。穿山甲目前是全世界非法交易最多的动物,时不时地能见到海关查获几吨重穿山甲肉、穿山甲鳞片的报道。按目前的趋势,不加强保护的话,穿山甲很快会灭绝。
      中国早已经把穿山甲列为国家二级保护动物。根据野生动物保护法的规定,禁止出售、收购国家重点保护野生动物或者其产品,如果由于科研、饲养繁殖、展览等特殊情况,需要出售、收购、利用的,一级保护动物要经过国家主管部门批准,二级保护动物要经过省级主管部门批准。按照这个规定,穿山甲不仅不能吃,它的鳞片也是不能出售的,因为做药并不属于科研、饲养、展览的特殊情况。但是实际情况却是,吃穿山甲如果被发现了,至少表面上还有人管一管,而穿山甲鳞片作为中药却是列入了国家药典,公然合法地销售。
      穿山甲肉只能偷偷地吃,又非常地昂贵,一斤上千块钱,一般人吃不起或没有渠道吃到,市场并不大。穿山甲鳞片的市场要庞大得多。要获得穿山甲鳞片,就必须把穿山甲杀死。中国药典把穿山甲鳞片入药,众多中成药都含有穿山甲片,这个庞大的市场,就是在鼓励、刺激偷猎、走私穿山甲。这才是导致穿山甲濒临灭绝的最重要的因素。如果要真正保护穿山甲,那么中国就应该取消穿山甲鳞片的用药标准,禁止穿山甲入药,把库存穿山甲鳞片全部销毁。
      中医相信穿山甲片能有药效是因为穿山甲的名字引起的联想,以为它的甲连山都能穿,那么吃了它的甲就能够通乳、通经络,所以就可以用来下奶、治疗各种疾病。实质上这就是巫术、迷信。其实穿山甲鳞片的成分是角蛋白,和我们人的指甲成分完全一样,里面并不含有特殊的神奇成分,人不能消化、吸收角蛋白,即使能消化、吸收,也不过是多摄入了一点氨基酸,不可能有任何药效。同样的,犀牛角、羚羊角的成分也是角蛋白,也不可能有任何药效,但是也都由于中医的迷信,让犀牛、高鼻羚羊濒临灭绝。中医,是生物多样性的最大敌人之一。  2017.2.20(XYS20190217)
    【后记】20191211图片说明:杭州海关侦破一起走私濒危野生动物及制品案涉嫌走私穿山甲鳞片23.21吨。按照一只穿山甲身上约0.4到0.6公斤鳞片计算,有近5万只穿山甲惨遭杀害。http://science.caixin.com/2019-12-11/101493122.html?originReferrer=weibo_caixinwang
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  • 世上最毒的毒药
    1921年春天的一个晚上,德国生理学家奥托·洛伊维做了一个梦。他在梦里设计出实验证明神经信号是怎么从神经传递到肌肉的。当时已经知道信号在神经纤维里是通过电传播的,但是怎么再传到肌肉细胞呢?人们很自然地想到也是通过电。但是解剖发现,神经和肌肉细胞并不是紧密结合在一起的,它们之间有一个30纳米的间隙。间隙虽小,却也是一个障碍,让人疑惑:电流能否从神经通过间隙传到肌肉,还是有某种物质穿越间隙把信号传递过去?

    洛伊维苦思冥想这个问题,所谓“日有所思,夜有所梦”,他在梦中竟然想到了一个实验来证明它。半夜梦醒,他抓起床头柜上的纸笔写下了梦里所想,然后又躺下睡觉。第二天早上醒来,他拿起床头柜上的纸张一看,傻了,完全看不懂写的是什么。幸而当天晚上他又再次梦见了这个实验计划,这回梦醒后不敢再拖延了,连夜去实验室做实验。

    对于洛伊维晚年讲的这个梦故事的真实性,我们无从判断。我们知道的是他当时的确设计了一个巧妙的实验。这个实验用到了两个青蛙离体心脏,用生理盐水代替血液灌注离体心脏,还能让它们继续跳动。不同的是一个心脏还保留了迷走神经,另一个心脏没有。洛伊维先用电刺激第一个心脏的迷走神经。迷走神经是副交感神经,受到刺激后会让心脏跳动减慢。然后洛伊维把灌注第一个心脏的生理盐水取出一部分,灌注到第二个心脏,发现它的跳动也减慢了。这就证明了迷走神经受到刺激后会释放一种物质到生理盐水当中,是这种物质导致了心跳减慢。洛伊维把这种未知物质叫做“迷走神经素”,之后英国生理学家戴尔实验室证明了“迷走神经素”就是他们已研究多年的乙酰胆碱。1936年,这两个好朋友因为发现第一种神经递质共享诺贝尔生理学或医学奖。

    现在我们知道了,神经信号是这么传递到肌肉细胞的:运动神经受到刺激后,释放乙酰胆碱到间隙当中,乙酰胆碱在间隙里扩散,到达了肌肉细胞。肌肉细胞表面上有乙酰胆碱受体,乙酰胆碱和受体结合,引起肌肉收缩。但是肌肉不能一直收缩,不然就成抽搐了,所以这时候还需要乙酰胆碱酯酶上场,把乙酰胆碱分解掉,肌肉就放松了。

    这个过程的某个步骤出了问题,都会是致命的。例如,如果乙酰胆碱酯酶失去了活性,没法分解乙酰胆碱,肌肉一直抽搐,然后麻痹,而控制呼吸的肌肉一旦麻痹,人就会窒息死亡。一些神经毒剂就是通过与乙酰胆碱酯酶结合,让它失去活性来发挥作用的。这是德国化学家施拉德无意中发现的。施拉德本来是在研究用有机磷作为杀虫剂。1936年他合成了一种毒性非常强的杀虫剂——塔崩,不小心滴了一滴到实验桌上,几分钟后他和助手都感到瞳孔收缩、晕眩、呼吸困难,三周后才痊愈。

    对人毒性这么强的物质显然不适合用作杀虫剂,而是适合作为杀人武器。纳粹在接到施拉德的报告后,大规模生产塔崩作为化学武器,后来又研发出了与塔崩类似的但是毒性更强的沙林、梭曼、环沙林,还没投入战场就被盟军缴获了。据说,希特勒曾经打算使用这些化学武器的,他的军事专家警告他说,同盟国也掌握了生产这些化学武器的技术,而且生产能力更强,如果首先使用它们,会遭到更严重的报复,希特勒才打消了使用化学武器的念头。这些神经毒剂被称为“G系列”,G代表德国。其中最著名的是沙林。日本邪教奥姆真理教1995年在日本东京地铁施放的“毒气”就是沙林。沙林其实是液体,但是挥发性强,所以可以当毒气使用。

    虽然希特勒因为害怕遭到同盟国反击而不敢使用神经毒剂,但是并没有同盟国第二次世界大战期间研发神经毒剂化学武器的记载。同盟国是在战后才研发出了比G系列毒性更强的V系列神经毒剂。和G系列一样,V系列也是在研发有机磷杀虫剂的过程中偶然发现的,是英国化学家在1952年研发出来的,也是因为发现毒性太强没法当农药使用,引起了英国军方的兴趣,把它接手用来作为化学武器研发。但是到了1958年,因为英国放弃了化学武器和化学武器的研发,英军拿这些神经毒剂的资料跟美军交换获得了核武器的资料。V系列神经毒剂有几种,其中毒性最强的是VX,它是油状液体,沾上皮肤后可以渗透入人体。一个人皮肤上只要沾上一滴(大约10毫克)VX,就会被毒死。VX是人类制造出来的毒性最强的毒剂,在国际上被视为大规模杀伤武器加以禁止。

    VX从没有在战场上使用过(但愿以后都没人用)。作为一种毒性极强的毒药,它当然也可以被用来刺杀。最早这么干的也是奥姆真理教。1994年,奥姆怀疑某个信徒是间谍,派人用自制的VX将他刺杀:把VX装在针筒里,在街上对着该“间谍”的脖子上喷,“间谍”追了几十米后昏倒,在医院昏迷了十天后死亡,是史上第一个被VX杀死的人。第二个则发生在2017年2月13日马来西亚吉隆坡机场,受害者是著名的朝鲜人金正男,他遭到两个年轻女子的刺杀,在送往医院的途中身亡,轰动了世界。他是怎么死的,有各种各样的说法。最终,马来西亚警方根据尸体解剖和化验的结果,认定金正男是被VX毒死的。

    据马来西亚警方说,刺客是先把毒药抹在自己手上,然后再抹到金正男的脸上。有人就觉得奇怪了,既然VX可以透过皮肤进入人体,毒性又这么强,怎么刺客自己没事?两个刺客之所以没事,有个很好的解释,她们用的是二元VX。军方的研究发现,要把VX当化学武器使用,是没有必要直接释放VX的,可以把无毒的QL和硫混合,让它们发生反应,立即产生VX。这叫二元VX。在根据化学武器条约销毁VX之前,美国和俄罗斯都生产过二元VX。从监控视频看,金正男遇刺的过程,是先有一个女子朝他脸上抹东西,然后另一个女子从后面用布罩住金正男的脸。所以很可能这两个刺客各用了一种药剂,它们是没有毒的,在金正男的脸上二者混合后,才产生了VX,而两个刺客并没有接触到VX,所以她们没有受影响。

    VX毒性太强,作用太迅速,适合用于做化学武器,是不适合用来下毒搞暗杀的,因为受害者会当场死亡,刺客不容易逃脱。那些等受害者离开了下毒现场才毒性发作的毒药,更适合用来下毒,下毒的人不容易被抓住。这是历史上VX第一次被用来搞暗杀,策划的人可能根本就不担心刺客被抓住,才会使用毒性这么强的毒药。

    神经毒剂毒性这么强,有没有解药呢?有的。根据神经毒剂的中毒原理,解药有三大类,一类是和乙酰胆碱竞争,跟乙酰胆碱受体结合后让乙酰胆碱结合不上去,这样就抵消了乙酰胆碱的作用。这类解药主要是阿托品,它本身也是毒药,副作用很大,过量使用也会死人。第二类解药是通过让乙酰胆碱酯酶恢复功能来起作用的,例如解磷定,它倒是没有毒,但是药效比较慢,在临床上要跟阿托品同时使用。还有一类解药是通过清除体内的VX来起作用的,例如丁酰胆碱酯酶,这是生物制剂,成本非常高,目前还未用于临床。这三类解药中,最常见的是阿托品。如果部队上了战场担心会遇到敌人使用VX化学武器,就会让士兵随身带阿托品,一旦敌人使用VX,赶快注射阿托品就能消除VX的毒性。

    前面我们说到VX是人类制造出来的毒性最强的毒剂,之所以加上“人类制造出来的”限定,是因为在自然界还有比VX毒性更强的毒素。毒性最强的毒素是肉毒杆菌分泌的肉毒素,注射几十纳克就可以毒死一个人。肉毒素也是通过影响乙酰胆碱的功能起作用的,不过和有机磷神经毒剂不同,它抑制了运动神经释放乙酰胆碱,这样就导致了肌肉瘫痪。控制呼吸的肌肉瘫痪了导致呼吸困难,体内产生的二氧化碳排不出去,人就会昏迷,然后死亡。不过,和有机磷神经毒剂不同的是,肉毒素毒性很慢,通常要几十个小时乃至几天后才会出现症状,抢救还来得及。

    和VX不同的是,肉毒素离我们的生活很近。时不时的,会有人因为吃了被肉毒杆菌污染的肉制品,而发生肉毒素中毒。偶尔也会有婴儿吃了被肉毒杆菌孢子污染的蜂蜜中毒,因为婴儿的消化系统还不完善,消化不了肉毒杆菌孢子,孢子可以在婴儿消化道内繁殖肉毒杆菌,导致中毒,所以婴儿不要吃蜂蜜。还有很多人,为了美容,定期往脸上注射肉毒素,人为制造肌肉瘫痪,暂时地消除皱纹。

    奥姆真理教也试验过用肉毒素投毒,在1990~1995年间曾经三次在东京市中心和美军基地投放肉毒素,不过没人中毒。也有的国家试图研发肉毒素作为生物武器。美国和俄罗斯都研发过,最后放弃了,因为发现肉毒素难以作为针对军队的武器使用,容易伤及无辜。对恐怖分子来说当然不用担心这点。1991年海湾战争结束的时候,伊拉克曾经宣布它生产出了19000升肉毒素。如果是真的,那足以杀死世界上所有的人。幸运的是,这些肉毒素和伊拉克传说中的大规模杀伤武器一样消失得无影无踪,萨达姆政权被推翻后,美军只搜到了一管肉毒杆菌。
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