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

  • 蜂胶能有什么用?

    方舟子作品

    “小蜜蜂,整天忙,采花蜜,酿蜜糖。”看到蜜蜂飞来飞去,我们马上想到它们是在采蜜,其实未必,它们也可能是在采集树脂,特别是在秋天花少的季节,更是如此。中国原产的东方蜜蜂是不采集树脂的,但是自从西方蜜蜂在清末引进中国后,已逐渐把东方蜜蜂淘汰了。我们现在看到的蜜蜂,基本上都是能采集树脂的西方蜜蜂。

    蜜蜂发现树脂源后,就停下来用一套非常固定的步骤采集树脂:先用口器咬下一点树脂,用前足接住,交给中足,由中足放进同一侧的花粉框里。然后蜜蜂飞起来,盘旋几秒钟,可能是在试试树脂的分量,再降落下来继续采集树脂,直到两侧的花粉框都装满了。这可能要花上几分钟甚至几十分钟。花粉框装满树脂后,蜜蜂就飞回巢,由别的蜜蜂帮忙,把树脂卸下来。这时候,树脂就变成了蜂胶。其实蜂胶的主要成分还是树脂,再掺杂了一些蜂蜡、花粉、芳香挥发油和其他杂质。

    蜂胶不是用来当食物吃的,蜜蜂采集它干什么用呢?首先是拿它当胶水用,用来修补蜂巢中的缝隙、破洞。蜂巢里一团漆黑,有缝隙也是看不出来的,只能用触角来感觉。某些工蜂的触角似乎比其他工蜂更敏感,它们时不时地用触角寻找、探测缝隙,一旦发现了,觉得事态严重需要修补,就会出去寻找树脂。找到树脂源后,它们飞回巢,通过跳舞告诉其他工蜂树脂源的位置,带领它们去把树脂采回来。

    蜂胶的另一个作用是当涂料用,涂抹在蜂室的表面上,让它变得光滑一些,以便连接上新的蜂室。蜂胶还能被蜜蜂用来当武器,那些闯进蜂巢的寄生虫碰到蜂胶会被杀死,杀不死的可以用蜂胶密封起来,做成琥珀标本。研究人员甚至曾经在蜂巢里发现一个被蜂胶密封起来的老鼠木乃伊。蜜蜂是最讲卫生的,蜂巢里的废料、垃圾都要尽量清扫出去,对那些搬运不了的尸体,用蜂胶制作木乃伊避免它们腐烂,是很聪明的做法。

    但是蜂胶最重要的作用,是能帮助蜜蜂抵抗病害。树木分泌树脂的目的本来就是为了对付病虫害,具有抗真菌、细菌和病毒的功效,蜜蜂本能地利用了这一点。美洲幼虫病是西方蜜蜂最严重的细菌性病害,蜂胶能有效地杀死这种疾病的病原幼虫芽孢杆菌。研究人员曾做过一个对照实验,给蜂室的内壁涂上更多的蜂胶,蜂巢里的细菌总数量下降了,而且生活在里面的蜜蜂的免疫力也下降了。你也许觉得免疫力下降不是什么好事。其实不然。要维持高水平的免疫力是很耗费能量的。有了蜂胶帮助杀菌、杀病毒,蜜蜂不必加大免疫系统的投资,这是一种生存优势,可能是西方蜜蜂能战胜东方蜜蜂的一个因素。

    既然蜂胶对蜜蜂有这么多用处,我们人类是不是也能利用它呢?在自古就养西方蜜蜂的非洲和欧洲,人们很早就在使用蜂胶,是除了蜂蜜之外,第二个被人类利用的蜂产品。古埃及、古希腊和古罗马人都用蜂胶来处理伤口。传统上蜂胶也被用来治疗烫伤、口腔感染和龋齿。这些其实都是在利用蜂胶抗菌、抗病毒、促进组织再生的功效。

    在今天,蜂胶更多地被做成胶囊,当成保健品口服。推销者声称它能够治疗很多种疾病,包括抗菌、消炎、镇痛、增强免疫功能、治疗胃溃疡、抗肿瘤、降血脂、降血糖、抗衰老等等,现代人最关心的几种慢性病号称都能治。一种东西一旦被拔高到能够包治百病的地步,其真实作用就很值得怀疑了。有关口服蜂胶的保健作用的这些说法,或者毫无根据,或者只有很弱的证据。有关蜂胶抗菌、抗肿瘤、增强免疫力等方面的证据多一些,但是也只有体外实验、动物试验或小型人体临床试验的初步结果,并不能算是定论。

    和蜂蜜不同的是,蜂胶有很多种来自植物的生物活性成分,可能有某种保健、医疗功能。但是虽然对蜂胶的化学成分和医学应用已有了多年的众多研究,却仍然没能有定论,主要的原因在于蜂胶的成分复杂而且多变。不同地区、品种、季节的蜜蜂采集的蜂胶的成分都不一样。蜜蜂是机会主义者,碰到合适的树脂源就采来使用,因此甚至同一窝蜂在同一个季节采集的蜂胶成分都会有变化。这就导致不同批次的蜂胶都可能有不同的作用,从某项研究获得的结论并不一定能被重复出来,很难通过控制实验来证明蜂胶的功效并推广开去。要靠它来保健和治病也就不那么现实,因为质量无法控制,今天吃某一瓶蜂胶胶囊觉得有效果,明天换另一瓶吃可能就不行了。


    7 min
  • 不吃主食真的可以减肥吗?
    人们把米饭、面食这些谷物食品叫做主食,是我们每餐都要吃,而且往往是吃得最多的一类食品。即使是参加宴会吃遍山珍海味,最后不吃点主食还是觉得没吃饱。谷物主要是提供淀粉这类碳水化合物的。淀粉在消化道里消化成葡萄糖,被吸收到血液里。葡萄糖为我们人体提供了生命活动必须的能量。大脑监测到血液里的葡萄糖浓度足够高以后,知道有了足够的能量,就会让人产生吃饱了的感觉。所以吃主食,最容易填饱肚子。

    在食物缺乏的年代,进餐的首要目的是获得足够的能量,谷物就成了最重要的食物,所以我们中国人才把进餐叫做吃饭。但是到了物质丰富的现在,主食就容易吃得太多,获得的能量超出了生命活动消耗的能量,多余的能量转化成脂肪在体内储存起来,人就会逐渐变得肥胖。肥胖会带来一系列健康问题,比如增加了得心血管疾病、糖尿病的风险。即使获得的食物能量没有超出消耗的能量,人没有变肥胖,但是如果在饮食结构中主食占的份额太多,血糖浓度偏高,也会增加得糖尿病的风险。
    反过来,有些人就想,如果我不吃主食,减少了主要的能量供应,不就可以减肥了吗?不就可以避免得糖尿病吗?国外把这种减肥饮食计划叫做低碳水化合物饮食。它想要尽可能地减少从食物中摄入碳水化合物。我们吃的食物绝大部分都或多或少地含有碳水化合物,想要完全避免是不可能的。所以这些减肥计划限制不让吃的,是那些含碳水化合物很多的食物,除了谷物,还有水果、坚果等。不仅主食不能吃,糕点、水果、坚果也都不能吃。主流医学界推荐的均衡饮食,每天来自碳水化合物的能量占食物能量的45%~65%,而低碳水化合物减肥饮食计划,把每天来自碳水化合物的能量降低到不到10%。

    最早提倡低碳水化合物饮食的是美国医生阿特金斯,他声称自己通过低碳水化合物饮食成功地减肥,该饮食计划被叫做阿特金斯饮食计划,在全世界风靡一时。2003年,阿特金斯在72岁时去世了,他死后政府公布的体检报告表明他长期患有心脏病和高血压,这让他的名声受到很大影响。不过,到现在,在阿特金斯饮食计划基础上改造的各种各样低碳水化合物饮食计划在国外仍然很流行,最近几年也流传到了中国。
    刚刚开始低碳水饮食的几个月内,很多人会觉得效果不错,体重下降。不过这是因为减少了碳水化合物摄入之后,身体脱水造成的,以后体重又会回升。对低碳水化合物饮食的对比调查发现,在摄入的食物能量相同的情况下,它的减肥效果并不比其他更均衡的减肥饮食效果好。有些人长期坚持低碳水饮食之后体重的确下降,是因为他们吃的食物种类很受限制,吃得比较少,是减少了能量摄入导致的,并不是不吃碳水化合物的效果。所以减肥能否成功的关键,还是在于身体消耗的能量多于摄入的能量,跟吃不吃碳水化合物没什么关系。

    碳水化合物被消化后产生葡萄糖,葡萄糖供给了生命活动需要的能量。如果碳水化合物摄入得太少,身体得不到足够的能量,就要找新的能量来源。除了把氨基酸转化成葡萄糖,还会分解体内储存的脂肪作为能源。脂肪在分解过程中会产生一种叫做酮体的物质。所以低碳水化合物饮食也被称为生酮饮食。血液中如果酮体含量太高,就会出现酮体中毒的症状,会恶心、头痛,还会有口臭。这种口臭的味道不是因为口腔不卫生产生的,而是酮体的味道。
    谷物、水果除了提供碳水化合物,还能提供膳食纤维素。你不吃谷物、水果,不从别的食物额外增加膳食纤维素的话,就会导致便秘。谷物、水果还能提供多种维生素、矿物质,不吃它们的话,就有可能导致营养不良。葡萄糖是维持我们大脑正常运行最好的能源,大脑得不到足够的葡萄糖,被迫改从酮体获得能量,功能就会受影响。所以酮体中毒的一个表现就是人会变得很暴躁。这是大脑在提醒你,赶快给我葡萄糖吃。
    不吃谷物、水果,极大地限制了碳水化合物的摄入,为了让身体获得足够的能量,就要从别的营养素来补充能量,主要是脂肪,其次是蛋白质。所以低碳水化合物饮食要摄入很多脂肪、蛋白质,特别是动物脂肪和动物蛋白质。尽管一直有人试图为富含饱和脂肪酸和胆固醇的动物脂肪平反,但是主流医学界仍然认定,摄入饱和脂肪酸和胆固醇过多有害健康。根据2018年波士顿布里格姆与妇女医院的研究,用动物来源的脂肪和蛋白质取代碳水化合物的人,死亡率增加了18%,用植物来源的脂肪和蛋白质取代碳水化合物才能降低死亡率。根据对15428名美国人追踪25年的这项研究,总的来说,每天来自碳水化合物的能量占食物能量50%~55%的人有最低的死亡率,摄入的碳水化合物太多或太少都会增加死亡的风险,呈现出U形曲线关系。当来自碳水化合物的能量低于20%时,死亡风险增加了近60%。研究人员估计,一名50岁的人,如果其饮食能量的50%~55%来自碳水化合物,其平均预期寿命为33.1年;而如果来自碳水化合物的能量低于30%,其平均预期寿命只有29.1年;多于65%,则平均预期寿命为32.0年。

    所以低碳水化合物饮食并不是健康的饮食。健康饮食的原则是均衡,各类食物都要吃,碳水化合物类食物也不能都排斥。那么,一天吃多少主食合适呢?这个当然取决于性别、年龄、身体状况和活动程度。如果你是一个青年女性,一天需要摄入食物热量2000千卡,那么你一天需要的主食大概是750毫升,相当于6片面包,或者3小碗米饭。如果是小伙子,每天多250毫升,也就是900毫升,相当于8片面包,或者4小碗米饭。当然,如果你运动量比较大,那就要多吃点。如果年纪大,那就要少吃点。靠不吃主食减肥不可行,但一般中国人的确平时主食吃得太多,应该适当地减少。
    此外还要注意,主食要尽量吃全谷的,每天吃的主食至少要有一半是全谷物。什么叫全谷物?把谷粒的壳去掉以后剩下的完整种子,包括了谷皮、谷胚和胚乳这三部分的,就叫全谷物。如果把谷皮和谷胚也去掉了,只剩下了胚乳,那就属于精制的谷物。精制的谷物就是我们平常说的白大米、白面粉,它把谷皮和谷胚都去掉了,剩下的胚乳基本上都只是碳水化合物了。而全谷物由于保留了谷皮和谷胚,除了碳水化合物之外,还有其他对我们身体很重要的营养素,包括B族维生素、铁、锌、胡萝卜素、膳食纤维等等。而且,吃全谷物的话,人体对碳水化合物的消化和吸收就没有那么快,这样,血糖就不会一下子升得很高,有助于预防糖尿病。

    那么,什么样的食物属于全谷物?除了白大米和白面粉之外的那些谷物,基本上都属于全谷物,比如糙米、黑米、红米、小米、燕麦、荞麦、全麦面粉、玉米面、爆米花,都是属于全谷物。全谷物吃起来可能没有精制谷物那么好吃,但是它对健康有益。在煮饭的时候可以把全谷物和白大米混在一起煮,吃面的时候用的面粉最好也掺一半的全麦面粉。面包也要选择吃全麦的面包。
    11 min
  • 太空育种能有多神奇?
    中国航天技术总体水平还比不上美国、俄罗斯、欧盟,但有一项航天技术绝对位于世界前茅,因为世界上就没有其他国家在搞,是最具有中国特色的科技之一,那就是太空育种(也叫航天育种)。中国太空育种不仅产生了很多项“科技成果”,而且早已商业化走向市场,甚至走进千家万户。所谓“太空种子”可以轻而易举地很便宜地买到。在淘宝店输入“太空种子”,有近三百个结果,其中有蔬菜,有水果,有花卉,包括太空椒、太空白菜、太空韭菜、太空芹菜、太空番茄、太空茄子、太空无架豆、太空芸豆、太空豆角、太空南瓜、太空葫芦瓜、太空黄瓜、太空丝瓜、太空冬瓜、太空苦瓜、太空草莓、太空莲、太空郁金香、太空薰衣草……五花八门,共同特点是“超大”,号称这些种子是搭载飞船或卫星到过太空的种子的后代,有优良的变异基因,具有“祛斑、瘦身、提高人体免疫力、增强儿童智力发育”等神奇功效。这些种子的祖先是否真的有过天路历程,并没有经过认证。即使有过,就可信吗?

    植物种子被送上太空,在宇宙射线、失重的作用下,有可能发生可遗传的变异。这和地面上的诱变育种实际上是一回事,虽然地面上用的是核辐射或化学试剂来诱发种子变异,但是不管是什么外源因素,它们产生变异的机理是一样的,那就是让种子中的遗传物质发生了变化,改变了染色体、DNA的序列或化学结构而引起突变。即使没有外源因素,基因也会按一定概率自发地发生突变。不论是自发的突变还是诱发的突变,其结果如何都是随机的,并没有方向性。由于现存的生物体都是长期进化的结果,都已经很好地适应了环境,发生变异一般来说只会破坏了生物体自身以及生物体与环境的和谐关系。因此绝大部分突变的结果要么中性要么有害,只有极少数会出现育种者想要的某种突变,例如高产、超大。

    所以要处理大量的种子,反复地筛选,才有可能获得我们想要的优良品种。在地面上这不成为问题,不愁没有足够的种子做育种。但是要上太空却很成问题,飞船或卫星不可能携带很多种子,每次中国航天器上太空携带的种子每种植物只有区区数十克、数百克,用这么少的种子能够发现有益突变的话,必定是非常幸运的,实际上不可能发生。如果有那样的运气,用在地面育种上岂不更能出成果?毕竟,地面育种可供试验的种子数量,要比太空育种的多得多,走运的可能性也要大得多。

    有专家称太空育种的“有益突变率”比较高。据称,“用传统的γ射线处理种子,一般能够获得3‰~5‰的有益突变频率,也即1000颗被处理的种子虽然都会发生突变,但其中只有3到5颗发生的变化会使它们对农业生产有益;而航天育种获得的数字能够达到3%~5%。”也即太空育种的“有益突变率”是地面育种的10倍。这个数据即便是真的,在实际上也不能说明太空育种有特殊的价值,因为地面育种只要处理10倍的种子就能获得一样的效果,而地面上不要说处理10倍的种子,即使处理100倍、1000倍的种子,也要比把种子送上太空便宜得多。

    但是如果这个数据是真的,却有极大的理论价值,因为它证明了在太空环境下的突变不是随机的,而是可以定向诱发的,能够配合人类的需要朝着“对农业生产有益”的方向突变。生物学的一条基本原理就被推翻了,研究者可以去得诺贝尔奖了。鉴于太空育种的研究者只是热衷于如何推销太空品种赚钱、要经费,却不想去得诺贝尔奖,我倾向于认为这个数据是不可信的,经不起别人的检验的。

    可见,“太空育种”是一项既没有理论价值也没有实用价值的研究,只是在浪费航天器宝贵的负荷。这就是为什么其他航天大国都不从事这方面的研究。那么市场上那些超大的“太空品种”是怎么来的?它们与太空育种没有关系,是在地面上培育出来的品种,利用人们对太空的崇拜,给贴上了“太空”的标签,作为一种营销、炒作手段。退一步说,即使太空育种能够碰巧得到某种优良品种,也不可能都是“超大”品种,更不可能具有神奇功效,否则突变就不是随机的了。那样的话,还是请研发者先去得一个诺贝尔奖,再来向消费者推销。
    7 min
  • 青蒿素和中药有多大关系?
    中国科学家屠呦呦获得2011年度拉斯克临床医学奖,理由是“发现青蒿素——一种用于治疗疟疾的药物,挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命”。由于拉斯克奖被许多人认为是生物医学领域仅次于诺贝尔奖的大奖,屠呦呦的获奖在国内引起了很大的反响。国内有的媒体在报道这一事件时把青蒿素称为中药,并说它让人们重新燃起中药创新的希望。其实青蒿素不是中药,而是从植物中提取的成分单一、结构明确的化学药。有很多化学药最初都是以植物为原料提取或合成的,例如阿司匹林、达菲,我们不能因此就说它们是中药。
    所谓中药,应该是指中医传统上使用的、用来治疗相同疾病的药物。中医虽然传统上也用青蒿治疟疾,但是中医所用的那种青蒿(又名香蒿)并不含青蒿素,已被证明对治疗疟疾无效。青蒿素是从与青蒿同属的黄花蒿(又名臭蒿)提取的。中医几乎不用黄花蒿入药,用的话也只是用来“治小儿风寒惊热”,从不用它治疟疾。青蒿素一开始也称为黄花素或黄花蒿素,后来为了表明其与中药的关系,才统一叫做青蒿素,再后来干脆在药典里把黄花蒿改叫青蒿,定为青蒿的正品,让人误以为青蒿素真的是从青蒿提取的。
    即便黄花蒿被用来代替青蒿使用,里面的青蒿素也起不了作用,因为中医是把药物煎成汤药来治疟疾的(最著名的是以青蒿、知母、桑叶、鳖甲、丹皮、花粉煎成的青蒿鳖甲汤),而一旦加热到60摄氏度,青蒿素的结构就被破坏,失去了活性,杀不死虐原虫了。
    青蒿素的发现是许多人分工合作、相互竞争的结果,究竟谁的功劳大,至今争论不休。不过,大家都公认屠呦呦起到的关键作用就是发现青蒿素受热就失去活性,想到了要用乙醚提取。屠呦呦称,她是在东晋葛洪《肘后备急方》一书中看到“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”的说法,才恍然大悟不能加热青蒿。由于这个故事,人们会说青蒿素的发现至少受到了中医的启发,葛洪也因此成了“东晋名医”。其实葛洪是个炼丹的术士,《肘后备急方》则是收集民间的偏方,并没有用到阴阳五行、辨证配伍,与中医中药没有关系。
    事实上,葛洪记载的这个偏方是否真的能治疟疾,也是很可疑的。青蒿素几乎不溶于水(所以屠呦呦才用乙醚提取),用两杯水(东晋的“升”很小,当时一升大约相当于现在的200毫升,也即一杯)浸泡一把青蒿,即使用的是黄花蒿,也不太可能泡出能达到药理浓度的青蒿素。如果葛洪只记载了青蒿能治疟疾,我们也许能认为有其合理性。但是葛洪共在书中搜集了43个治疗疟疾的偏方,其中有草药,也有巫术。青蒿一条是其中很不起眼的,只出现了一次(而草药“常山”出现了13次),也没有说其疗效有多灵。
    即使葛洪记载的青蒿偏方真的对治疗疟疾有效,它并没有被葛洪特别关照,在随后的一千多年间,也差不多被淹没了。虽然某些中医典籍中也会抄录它,但是并不看重它,只是作为文献备考。中医和民间仍然不停地在寻找治疗疟疾的方法,屠呦呦课题组搜集了808个可能抗疟的中药,而同时的云南小组搜集的中草药单方、验方竟多达4300余个。这么多的偏方正说明没有哪个有突出的效果,否则就都用它了。而当时的实验也证明它们无一有效。
    的确,虽然偏方如此之多,在历史上中国古人从来就没能抗击疟疾,每次疟疾流行都死人无数。直到1950年,全中国还有疟疾病人3000万,每年病死数十万人。有人以青蒿素的发现来说明“西医西药没进入中国时,中国人也活得好好的”,真是哪壶不开提哪壶。事实是,没有一种中药能够有效地治疗疟疾,这个史实很能证明这一点:1693年,康熙皇帝患疟疾,所有宫廷御医和民间中医都束手无策,最后是靠吃法国传教士提供的金鸡纳树皮粉末治好的。从金鸡纳提取的西药奎宁进入中国后,成了最受热捧的、最著名的药物之一。在京剧《沙家浜》里,新四军赖以治疗疟疾的药物是奎宁,而不是青蒿或别的中草药。
    青蒿素是“文革”期间集中全国力量用人海战术研发出来的。动用了数十个单位的500多名科研人员,用5年的时间筛选了4万多种化合物和草药,最后才发现了青蒿素。中医和中医典籍提供的众多药方没有派上用场,和拿着一本《中国植物志》一个一个往下筛选的效率差不多。有人从青蒿素的发现认识到“中药是尚未充分开发的宝库”,中药中当然完全可能含有某些还未被挖掘出来的化学药,但是青蒿素的发现过程恰恰说明想从中医典籍的记载中找到真正有用的药物极为困难。青蒿素发现之后的40年间,虽然有无数的科研人员试图从草药中再创奇迹,却再也没能找到第二种能被国际公认的新药,也就并不奇怪了。
    8 min
  • 小鸟的大道理
    提起动物学家,大家马上想到的是那些研究珍稀野生动物的,黑猩猩、大熊猫、狮子、老虎之类,似乎这些或漂亮或聪明或威武的动物才有意思,为之长年待在深山老林、草原荒漠才令人敬仰。但是英国动物学家尼克·戴维斯却选择在剑桥大学的植物园里观察一种毫不起眼的常见小鸟——篱雀,而且十年如一日,先后跟踪了那里427只成年篱雀的生活。在繁殖季节,他几乎每天都要去拜访它们。

    篱雀样子很像麻雀,羽毛颜色黯淡,看上去很单调。19世纪英国博物学家兼牧师莫里斯曾经盛赞这种小鸟,号召其教区的教徒们以它为榜样,过一种低调、谦逊而正派的生活。不过,在戴维斯的眼中,这种样子低调的小鸟的生活可是一点也不谦逊、正派。他描述道:

    “一对篱雀在一起觅食,安详地跳进树丛中。到那里以后,雄鸟跑到一边,雌鸟去了另一边。一旦出了雄鸟的视线,雌鸟立即飞进附近的矮树丛里,和藏在那里的另一只雄鸟交配。过后她立即和配偶会合,做出好像什么都没有发生过的样子。”

    虽然鸟类常常被当做爱情的象征,天鹅、爱情鸟、鸳鸯之类经常成为诗人讴歌的对象,但是它们的相亲相爱显然不是出于感情,而是为了传播基因。它们的生活被达尔文法则决定了:留下尽可能多的后代。雌、雄为此走在了一起,但是它们的利益并不总是一致的,其生理特征导致了它们的目标有所差异:雄性是要尽可能多地播种,雌性则是要尽可能多地养育自己的后代。对雌性来说,对自己最有利的婚姻形式是一妻多夫制(多一个丈夫就是多一个养家的帮手),其次是一夫一妻制,第三是一夫多妻制。对雄性来说,则倒了过来,最好的形式是一夫多妻制(能有更多的后代),其次是一夫一妻制,第三是一妻多夫制。

    雌雄在长期进化过程中相互博弈的结果,让大多数鸟类都采用了一夫一妻制,这样做似乎对雌雄双方都公平。但是篱雀这种外表单调的小鸟却有着最丰富的婚姻形式:一夫一妻制、一夫多妻制、一妻多夫制都存在着,还普遍存在多夫多妻制。甚至在剑桥大学植物园这么个小群体(一群大约只有80只)的篱雀中,这4种形式全都同时存在,一夫一妻制、一夫多妻制、一妻多夫制、多夫多妻制在雌鸟中分别占了32%、7%、23%、38%。那些采取一夫一妻制的,是在双方都没能吸引来第三者的情况下的无奈选择,而那些采取多夫多妻制的,似乎也陷入了僵局。

    戴维斯发现,那些表面上是一夫一妻制的家庭,雌鸟通常也会主动勾引第三者来交配,这么做会鼓励第三者为雌鸟的后代提供食物。而雌鸟的原配一旦发觉,会尽力把第三者赶走。根据达尔文法则,第三者应该根据是否与雌鸟成功地交配来决定要不要为雌鸟的后代服务。如果交配成功,雌鸟的后代中有可能有第三者的种,第三者去帮忙才会增加自己的基因传播的机会,不然就是在做无偿服务了。

    戴维斯的观察发现,第三者基本上是根据这一法则行事的。在第三者与雌鸟成功交配后,有80%的可能会为幼鸟提供食物。而如果交配失败,只有9%的可能会提供食物。而且第三者会根据成功的程度来调整帮忙的程度:交配的次数越多(意味着留下自己的后代的几率越高),就越努力去提供食物。

    雌鸟勾引第三者的好处非常明显。一窝由母亲和两只雄鸟养育的幼鸟(平均一窝有2.95只能成年),要比由一雌一雄养育的幼鸟(平均一窝有1.21只能成年)更容易存活,在会飞时体重也更重。甚至原配雄鸟也有可能由此获益。戴维斯的计算表明,如果一窝幼鸟中有60%~70%是原配雄鸟的种,那么让第三者参与进来,对原配雄鸟也有好处。但是原配为什么通常要把第三者赶走呢?这似乎表明他很“清楚”他的后代不可能达到这个比例。戴维斯对幼鸟做亲子鉴定(对比DNA),证明的确如此。在那些由第三者参与养育的幼鸟中,平均来说只有45%~55%是原配雄鸟的后代。在这种情况下,原配雄鸟当然最好防范第三者。

    篱雀多姿多彩的家庭生活,其实是两性既合作又冲突的结果,双方都想利用对方来为自己留下尽可能多的后代。这个适用于所有有性的生物的道理,却由一种不起眼的小鸟如此鲜明地证明了。
    7 min
  • 秋季养生有道理吗?
    秋天到了,一些关于秋天要怎么注意养生的帖子就开始在网上流传。按照中医的说法,秋季阳气渐收,阴气生长,所以要注意养阴防燥。具体做法是要多喝水、多吃水果、多锻炼、保持心情愉快、少吃瓜果、节制房事、注意进补等等。

    中医的这套说法,是没有任何科学依据的。秋天日照时间越来越短,中医就说是阳气渐收,阴气生长,因为它是把阳光当成阳气,这么说等于是正确的废话。但是因此就说人要注意养阴防燥,就是乱联想了。人体的阴是什么,完全就是主观的想像,并没有物质基础。天气的干燥倒是可以感觉到的。但是,有些地方秋天的确会变得更加干燥些,有些地方一年到头气候就一直很干燥,还有的地方一年到头气候一直很湿润,到了秋天并没有更干燥,难道在这些地方秋天也要防燥?

    中医那些养生建议,就是根据这套胡思乱想的理论衍生出来的。因为要防燥,所以要多喝水、多吃水果,而且由气候干燥联想到人的心情烦躁,所以要保持心情愉快,其实干燥的“燥”和烦躁的“躁”只是谐音,还不是同一个字。因为要养阴,所以就要节制房事、注意进补等等。

    不过,中医的养生理论是没有科学依据的胡思乱想,不等于它的建议就一定都是错的。从科学保健的角度看,有的建议是对身体是有好处的,例如多喝水、多吃水果、多锻炼、保持心情愉快,就对身体有好处,但是任何时候都应该这么做,一年四季都应该这么建议,而不只是在秋天才要注意这些。

    有的养生建议是没有道理的。例如少吃瓜果,说是怕伤胃,导致腹泻。这是没有道理的,瓜果并不会伤害胃。当然,什么东西吃多了都不好,对此,四季并没有区别。又如节制房事。中国传统文化对性生活有一种莫名其妙的恐惧,认为会伤身体,不能过度。这种担心在其他国家很少见。其实人体对性行为的频率能够自我调节,次数多了以后性欲降低,频率自然减少了,不存在过度。即使有些人性生活频率非常高,也许是心理有问题,但也不会对身体造成损伤,除非是传染上性病。在秋天也是如此。所以不用因为担心房事过度而去节制房事。

    还有的养生建议不仅没有好处,反而有害处。例如进补。进补有两种,一种是食补,吃的往往是高脂肪、高碳水化合物的食物,对健康有害。另一种是药补,也就是吃中药的补药,而中药的补药不仅补不了身体,反而会有毒副作用,同样对健康有害。

    总之,对那些好的养生建议,一年四季都要尽量做到,对那些坏的养生建议,一年四季都要尽量避免。秋季没有那么特殊,所以秋季不用特别注意养生。
    5 min
  • 没有阳光的生命世界
    “万物生长靠太阳”。没有阳光,植物就不能生存;没有植物,就不会有草食性动物;没有草食性动物,就不会有肉食性动物。所以,所有的动植物都直接或间接地依赖阳光而生存。
      用生态学的术语来说,阳光是能源,植物是生态系统中利用能源的生产者,而动物则是消费者。一个生态系统离不开阳光和植物,正如一个社会不能没有能源和生产者。一位学植物学的网友在一篇文章中就这么说:“所以地球上任何生态系统中的主人,其实都是植物,没有它们合成有机质,其他一切生物都生存不了。说得再明白点:离开了动物,植物照样可以活下去;离开了植物,动物却完全无法活下去。”
      有些读者可能会想到,有一些地方终年不见天日,虽然那里没有植物,但是有动物。例如在某些黑暗的溶洞的溪流中,生活着穴鱼,一生不见阳光,眼睛完全退化了。但是,它们的食物是从阳光世界漂流来的动物和植物,那个黑暗世界并非自给自足。
      另外一个更黑暗也更广阔的世界是深海。照射到海上的阳光会被海水吸收,越深处的海水,能得到的阳光越少。有一部分阳光能够穿透到海面以下200米,但是量已少到不足以让植物进行光合作用了。而到了海面以下1000米,就几乎没有阳光了。在阳光稀少甚至完全没有的深海是没有植物的。但是却生活着众多的动物。在海洋最深处也不例外。这又是怎么回事呢?
      深海里的许多动物其实并非深海的永久居民,在夜间它们会游到浅海进食(比如吃浮游植物),太阳升起后再躲回到更安全的深海。有些深海动物则是来自浅海的捕食者,例如抹香鲸有时能潜到水深2000米处追捕大乌贼。许多深海的永久居民的食物实际上也来自浅海——从上面掉下来的食物碎屑,例如浅海动物的粪便和尸体,最终还是来自浮游植物和其他植物光合作用的产物。如此说来,即便是暗无天日的深海,也是“万物生长靠太阳”的了。
      1977年,美国科学家潜到厄瓜多尔西边加拉帕戈斯裂谷水深2500米处,在那里发现了海底温泉——深海热液口。这些温度能达380℃的炽热海水从一些出口像间歇泉一样喷射回来,与周围冰冷的海水接触,溶解的矿物质沉淀了下来,在出口处形成“黑烟囱”。完全出乎意料的是,就在这些温泉周围,生活着丰富的动物群:长度超过2米的巨型管虫、软体动物、海葵 、蛞蝓、螃蟹、虾、鱼等等。
      在这个特殊的环境中生活,需要能耐高温,例如巨型管虫能够忍受80℃的水温;需要能忍受从地底喷射出来的硫化氢、重金属等对其他动物来说是致命的物质;还需要能对付强酸环境,那里的海水的pH值低于3,比醋还酸,所以那里的软体动物没有壳;那里的海水产生的巨大压力能达到海平面气压的1000倍,所以动物身体内不能有任何含空气的组织,否则将会被压扁。
      但是最意外的是:这是一个不依赖阳光的、自给自足的生态系统,维持该生态系统的能源正是有毒气体硫化氢,其生产者是某些能耐100℃以上高温的化能自养型细菌。硫化氢不断地从热液口喷出,与海水中的氧发生反应,释放出能量,细菌就利用这些能量将二氧化碳合成有机物。有的动物,例如软体动物,就以细菌为食。有的动物,例如巨型管虫,则与细菌共生,细菌长在管虫的组织中,管虫吸入硫化氢、氧、二氧化碳供细菌利用,细菌排出的代谢废物成为管虫的食物,管虫排出的废物则又成为蟹、虾的食物。当然,还有些动物,例如鱼类,是靠捕捉其他动物为生的。
      自1977年以来,在世界许多地方都发现了深海热液口生物群落,那里的生物绝大部分都是从未发现过的新物种,平均每10天就会发现一个新物种。但直到现在,只有1%的海底被考察过,我们对那里的生物仍然几乎一无所知。有研究人员估计,可能有多达1亿种物种生活在深海,比地球其他地方的所有物种都多。深海热液口的动物和细菌并非完全不需要来自“上面”的东西:它们不能没有氧气,而氧气是植物光合作用产生的。所以,那里的生命终究还是依赖阳光的。
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  • 一种奇妙蝴蝶的重生
    在维多利亚女王时代的英国,采集蝴蝶制作标本是一项非常流行的爱好,其中最受追逐的标本之一是大蓝蝶。实际上这种蝴蝶既不是最大,也不是最蓝。它并不是一种最美丽的蝴蝶,被特别看重的原因可能是它数量非常稀少,而且生长在人迹罕至的荒野。至今,收藏在英国的博物馆里大约有3000个大蓝蝶标本。进入汽车时代以后,到大蓝蝶栖息地采集更加方便了,有的地方的大蓝蝶已经绝迹,保护变得更为迫切。
    1930年,英国建立了第一个大蓝蝶保护区,围起栅栏,雇了一名铁匠在那里看守不让人采集标本,停止在那里烧荒,并禁止放牧。那里原来生活着一个较大的大蓝蝶种群,但是在受保护9年之后,这个保护区里的大蓝蝶就一只不剩了。此后还有更多的大蓝蝶保护区逐渐建立起来,但是大蓝蝶的数量却越来越少。1950年代时英国大约还有数万只大蓝蝶,到1972年时只剩下了300多只。1975年英国通过的野生动植物保护法首次把大蓝蝶列为法定保护对象,但已无济于事。1979年,英国整个国家最后一只大蓝蝶 死去。
    大蓝蝶在英国灭绝的前夕,牛津大学杰里米·托马斯等人追踪残存的大蓝蝶的生活史,发现了大蓝蝶灭绝的秘密。早在上个世纪20年代,英国著名博物学家佛罗霍克在研究了大蓝蝶20年之后,已发现了它与蚂蚁存在着奇妙的关系。托马斯和佛罗霍克等人的研究表明这一关系要比人们想像的还要奇妙得多,也重要得多。
    大蓝蝶对生活的要求极为挑剔,离不开一种百里香植物和一种红蚁。每年的六、七月间,是英国大蓝蝶飞翔的季节。每只大蓝蝶成虫的寿命只有四、五天。在短暂的生命结束之前,雌大蓝蝶必须找到合适的百里香产卵。这些百里香必须是生长在红蚁巢的边上,而且刚刚开放。她把卵产在百里香的花蕊里。一、两周后,幼虫孵化出来,就以百里香的花为食。在吃了大约两周的花宴,蜕了三次皮之后,幼虫掉到了地上,等待路过的红蚁发现它。
    大蓝蝶幼虫靠分泌蜜汁吸引红蚁。红蚁发现大蓝蝶幼虫后,只要用触角拍打它,大蓝蝶就会分泌蜜汁,一些红蚁尝到了蜜汁,把会把它带回到地下蚁巢。在蚁巢里,其他红蚁和红蚁幼虫围上来,分享大蓝蝶幼虫的蜜汁。等到蜜汁被吃完,大蓝蝶幼虫失去了利用价值,就有生命危险,所以它还必须能够保护自己,像红蚁幼虫那样蠕动,散发出红蚁的气味和声音,让红蚁误以为大蓝蝶幼虫是它们当中的一员,允许它继续在蚁巢中住下去。
    大蓝蝶幼虫必须在蚁巢中整整待上10个月,这里不仅能躲避天敌,而且还有营养丰富的食物供享用。在给了红蚁一点小甜头后,大蓝蝶幼虫在蚁巢内四处走动大吃红蚁的卵和幼虫,把自己吃成大胖子。在这种情况下,大蓝蝶幼虫仍然危险重重。如果蚁巢中有蚁后,她会误以为大蓝蝶幼虫是一只以后也将变成蚁后的超级红蚁幼虫,从而发出化学信号让工蚁把它杀死。如果蚁巢的规模太小,或者红蚁又搬来了一只大蓝蝶幼虫,红蚁的卵和幼虫不够吃,大蓝蝶幼虫最终也会饿死。
    所以大蓝蝶幼虫藏身的蚁巢规模要足够大,不能有竞争同伙,还不能有蚁后。在满足了这些苛刻条件之后,大蓝蝶幼虫才能在蚁巢内安全度过秋、冬、春三季,在蚁巢内结茧、化蛹,在夏天来临时变成蝴蝶,从蚁巢中走出,飞翔而去。
    如果没有红蚁的收养,大蓝蝶不可能生存。红蚁本身对生活环境也有一个要求:它们喜欢温暖,在朝南向阳的山坡筑巢,而且地面上的草的高度最好少于2~3厘米。如果草的高度太高,把阳光遮住了,蚁巢的温度太低,红蚁幼虫会冻死。
    大蓝蝶的栖息地被划为保护区后,禁止烧荒和放牧,反而让那里草的长势失去控制,让大蓝蝶更快地灭绝。即使是在没有保护的地区,山坡的放牧也越来越少。本来,还有野兔吃草能对之有所制约,但是在1950年代,一种传染性很强的病毒入侵英国,让野兔患上致命的粘液瘤病,野兔的数量锐减99%。随着草皮越长越高,大蓝蝶依赖的那种红蚁迅速消失,被另一种较耐寒冷的红蚁取而代之,这种红蚁也喜欢吃大蓝蝶幼虫的蜜汁,但能识破伪装,将它杀死。等到草皮高度超过10厘米,连百里香也难以生长、繁殖了。
    这些发现来得太迟,无法拯救英国大蓝蝶的灭绝。但是大蓝蝶在其他国家还有幸存,可以从那里引进。英国逐渐恢复了52处百里香草地,并进行管理,通过割草、放牧绵羊控制草皮的高度,红蚁数量也随之上升。1983年起,大蓝蝶被从瑞典带到英国释放,它们逐渐在30多个地方成功地繁衍下来。到2008年,英国大蓝蝶的数量已多达数以万计。
    大蓝蝶成了第一个成功获得重生的濒危蝴蝶物种,这一切都是由于对它的习性和灭绝的原因有了较为透彻的了解。英国大蓝蝶因人类的盲动而灭绝,因科学的进展而重生。生态学的研究让人类有了逆转环境恶化的能力,但是如果环保不建立在科学的基础上,想当然地采取行动,结果反而会更为糟糕。

    8 min
  • 最耐渴的动物
    世界上什么大型哺乳动物最耐渴,人们首先会想到的就是骆驼。的确,骆驼极其耐渴。在炎热干燥的沙漠中,人如果24小时不喝水将会因为脱水而死亡,但是骆驼却可以长达一周不喝一滴水也能生存下来。

    但是,与生活在非洲撒哈拉地区半沙漠地带的弯角大羚羊相比,骆驼的这点本事就不值一提了。

    弯角大羚羊可以长达10个月不喝一滴水。
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  • 一天应该吃多少蔬菜?
    蔬菜是对我们身体健康非常重要的一类食物,它能够给人体提供各种必需的维生素、矿物质、膳食纤维素,还可能含有一些能起到预防慢性病作用的保健物质,而热量又比较低,所以是一种非常好的食品,是健康饮食结构里不可或缺的重要成分。

    那么一个人一天应该吃多少量的蔬菜呢?这要根据一个人的性别、年龄、身体状况、每天的活动程度等等来综合考虑。简单地说,一个人一天需要吃的蔬菜大概是600毫升~700毫升。大家可能觉得奇怪,为什么要用体积来表示这个量,而不是用重量,比如说多少克来表示?这是因为用体积来表示的话,大家更容易估算。实际上大家吃东西的时候,很少还要去称一称食物重量,但是如果告诉大家体积,看一眼是比较容易估算出来的。

    对于煮熟的蔬菜和生的蔬菜、叶子的蔬菜和不是叶子的蔬菜这个量有没有区别呢?有的。如果吃的是生的叶子蔬菜,这个量应该加一倍。也就是说,200毫升的生的叶子蔬菜等于100毫升蔬菜的量。

    除了每天要吃这么多的蔬菜,大家还要注意,吃蔬菜要多样化,不要只吃某一种或者某一类的蔬菜。虽然各种蔬菜总体来说都是对人体有益的,都含有各种各样的营养素,但是不同类别蔬菜的营养价值不一样,或者说,它们含的维生素、矿物质或者其他有益物质的比例不一样。

    这个比例大致可以通过蔬菜的颜色表现出来,所以一般来说我们可以根据蔬菜的颜色和它的营养价值把蔬菜分成几类。第一类是深绿色的蔬菜,包括西兰花、芥蓝、菠菜、青菜(也有人叫它小白菜),还有深绿色的生菜。它们的优点是富含维生素K。第二类是红色或橘色的蔬菜,包括胡萝卜、西红柿、南瓜、红薯,还有辣椒或者红色的甜椒。它们的优点是富含胡萝卜素。第三类是淀粉类的蔬菜,包括玉米棒子、马铃薯、青豌豆。它们的优点是富含钾元素。第四类是各种豆类,包括大豆、扁豆、荷兰豆、蚕豆、干的豌豆。它们的优点我们以前谈过(《吃豆制品能够取代肉制品吗?》)。第五类是其他的蔬菜,就是不属于上述四类蔬菜的都归为其他的蔬菜,包括黄瓜、大白菜、白萝卜、四季豆、芹菜、蘑菇、青椒、洋葱、生菜、菜花等等。

    这个分类主要是根据不同营养成分占的比例来划分的,有一些跟大家想象的差别比较大。例如有人可能觉得白萝卜、胡萝卜属于同一类,其实不是的。胡萝卜是属于红色或橘色类的蔬菜,而白萝卜属于其他类的蔬菜,因为这两者的营养成分实际上差别很大。还有像西兰花和菜花,一般人也以为是同一类的蔬菜,其实不是。西兰花是属于深绿色的蔬菜,而菜花是属于营养价值比较差一点的其他类蔬菜。还有同样都是甜椒,青椒属于其他类的蔬菜,而红色的甜椒则属于红色或橘色类的蔬菜。

    所以我们吃蔬菜的时候,各类的蔬菜都要吃,而不要说只偏重于吃一类或者两类的蔬菜。当然这并不是说让大家在一天之内就要把这五大类的蔬菜都吃到,但是在一周之内,这五大类的蔬菜应该要混合着吃。
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