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  一项新研究报告称,彩色蛋只演化出一次,现代鸟类的蛋壳色素沉着机制源自恐龙。这一新成果近日发表于《自然》杂志。  在现存的羊膜动物(鸟类、爬行动物和产卵哺乳动物)中,鸟类是唯一会产下彩色蛋的物种。最近在某些化石恐龙蛋壳中发现了和彩色鸟蛋一样的红棕色和蓝绿色色素。然而,对于鸟类是从其恐龙祖先那里遗传了蛋壳着色机制,还是单独演化出这种机制,却一直不甚清楚。  美国康涅狄格州耶鲁大学的JasminaWiemann及其同事使用拉曼光谱仪分析了一组化石蛋壳,其中包括所有主要恐龙的代表,以便寻找色素沉着的证据。他们在所有手盗龙蛋壳中都发现了保留下来的色素痕迹,进而绘出斑点图案(手盗龙是一种小型双足恐龙,通常长有羽毛)。研究者判定,它们的色素沉着方式应该和现代鸟蛋中的色素一样。  相比之下,鸟臀目恐龙和蜥脚类恐龙(鸟类远亲,包括三角龙和梁龙)有着无色素的蛋壳,这证实了这些恐龙的蛋一直是无色的,而不是因为蛋壳石化失去了色彩。综合而言,这些发现表明,彩色蛋在类鸟的兽脚亚目恐龙中只演化出一次,这些色素从那时起一直延续至今。  相关论文信息:DOI:10.1038/s41586-018-0646-5

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  世界上最大的鸟曾经重达半吨,在它的故乡马达加斯加的森林里,它比其他小生物高得多。但这种鸟在300年前就已灭绝。  现在,基于头骨扫描的新证据,科学家认为这只3.5米高的象鸟可能不像之前猜测的那样白天觅食,而是一种夜视动物。  关于马达加斯加的象鸟,人们知之甚少,它们的骨骼在该岛的沼泽中保存得很差,大多是碎片。直到最近,科学家还认为它们最近的亲戚是新西兰的巨型恐鸟(已灭绝)。他们还认为,像恐鸟一样,象鸟在白天也很活跃。  但最近的DNA分析表明,象鸟可能还有一个更近的近亲:不会飞的夜行几维鸟。  为了了解更多关于象鸟生活方式的信息,研究人员获得了两种象鸟的头骨,并用电脑断层扫描仪测量了它们的内部结构。研究人员近日在《英国皇家学会学报B》上报道说,扫描结果显示,它们几乎没有负责处理眼睛所看到的东西的视叶。  科学家说,这意味着这些巨大的鸟几乎看不见。但一种象鸟的嗅球——大脑的嗅觉中枢——比预期要大得多,而另一种象鸟的则略大于预期。因为住在森林里的鸟类往往有更好的嗅觉,所以这似乎讲得通。  其小的视叶和放大的嗅觉中枢类似于几维鸟和濒危的鸮鹦鹉的大脑解剖结构,鸮鹦鹉是另一种夜间活动的新西兰鸟类。科学家说,这表明象鸟只在夜间活动,就像几维和鸮鹦鹉一样。  如果这是真的,就可以解释为何象鸟在人类入侵马达加斯加后还能存活这么久。  相关论文信息:DOI:10.1098/rspb.2018.1540

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《鸡密大作战》讲座讲座现场互动环节全国中小学科普共享图书馆乌鲁木齐首批揭牌仪式同学们踊跃回答问题中小学科普共享图书馆一角  “很多人吃过恐龙?”“恐龙跟现代什么动物是亲戚呢?”“恐龙是如何灭亡的?”……10月21日,在新疆塔城地区沙湾县一所小学,中国科学院昆明动物研究所昆明动物博物馆馆长李维薇向同学们抛出了一系列问题后,分别从恐龙的分类、恐龙存在的依据、部分恐龙逐步演变成鸡等方面,为同学们作了一场生动的科普讲座。  这场讲座是“科普共享创未来”系列公益活动的一部分。10月20日至24日,由中国关心下一代工作委员会教育中心、中国科学院标本馆科普网络委员会联合主办的“科普共享创未来”系列公益活动来到新疆,先后走进昌吉市、塔城地区沙湾县、乌鲁木齐市、吐鲁番市,开展全国中小学科普共享图书馆揭牌、科普联盟科学家进校园科普讲座、科普共享进社区等系列公益活动。  中国关心下一代工作委员会教育中心事业发展部副主任陈春蓉告诉《中国科学报》记者:“从2015年开始,我们每年都在新疆开展系列科普公益活动,通过科学普及来支援边疆建设。”中国科学院标本馆科普网络委员会主任王海峰希望,本次活动能成为科学界和教育界沟通的桥梁,共同持续打造一个优秀的科普品牌,服务新疆下一代科普教育。  科普共享图书馆开馆  10月21日,“科普共享创未来”系列公益活动率先在沙湾县拉开序幕,沙湾七小举行了首个新科童益全国中小学科普共享图书馆揭牌仪式,沙湾三中举行了全国中小学科普共享图书馆创建授牌仪式,当天主办方还为科普辅导员和科普小志愿者颁发了证书及聘书。  沙湾七小科普辅导员周永鹏说:“科技教育有利于孩子创新精神和实践能力的培养,科普共享图书馆的建立将让我们学校的科技教育工作更加完善。”  10月22日,“科普共享,知科普创未来”昌吉市首届中小学生科普共享阅读征文比赛、新科童益全国中小学科普共享图书馆昌吉市第一批创建授牌活动启动仪式在昌吉市第十小学举行。据悉,全国科普共享图书馆在昌吉市首批已授牌5所学校,标志着昌吉市创建全国科普共享图书馆项目的全面启动。  首批授牌学校之一、昌吉市第十四小学校长仲燕说:“建立科普共享图书室后,每个学生不仅能阅读到众多科普读物,还能定期参加各类科普类活动,开拓了学生的视野,激发了学生爱科学的热情。”  10月23日,乌鲁木齐4所学校新建的中小学科普共享图书馆正式开馆。3000册各类科普读物、1名科普辅导员、10名科普小志愿者及1套电子借阅设备,成为每个科普共享图书馆的“标配”。当天,在乌鲁木齐市第37中学科普共享图书馆内,科普辅导员刘晓云给学生们介绍了借阅流程。  乌鲁木齐市第37中学党支部书记李君说:“全校有1300余名学生,原有的图书馆里课外科普读物数量有限,科普共享图书馆建成后对培养学生们丰富的兴趣爱好很有帮助。”  记者从中国关心下一代工作委员会教育中心了解到,中小学科普共享图书馆及青少年共享培训中心项目将在全国开展,计划在全国建立3000个共享图书馆。共享图书馆将从线上线下同步搭建,通过“新科童益”网络平台的大数据建设,管理所有科普图书的流动状态;线下申请学校如无图书馆,将为其创建新的科普共享图书馆,如已有图书馆,将在现有图书馆的基础上丰富科普图书,并进行线上系统搭建。  “科普讲座真有意思”  中国关心下一代工作委员会教育中心主任黄浦指出,为了给中小学生们开展更丰富的科普讲座活动,中心特别邀请中国古动物馆、北京天文馆、中国气象局气象与科普中心、中国科学院国家天文台、中国科普作家协会等200多名专家学者,成立了科普联盟专家团队,定期给各个设立科普共享图书馆的学校举行科普讲座活动。此次活动中的“联盟科学家进校园”科普知识讲座备受好评。  北京天文馆《天文爱好者》杂志常务副主编李冰为学生们带来了题为《天文让生活更美好》的讲座。在互动环节,李冰不仅深入浅出地回答了学生们提出的天文问题,并鼓励学生们要养成勤于观察、善于思考的好习惯。  听完李冰的讲座,沙湾七小学生刘秉程说:“感谢李冰老师带领我们走进天文的世界,讲座很有意思,我也想切身去了解、体验地球之外那神秘浩瀚的天空。”  中科院南京地质古生物研究所办公室副主任陈孝政的科普报告题目是《岁月菁华—听化石讲故事》,这也是他第一次到新疆做科普。他告诉《中国科学报》记者:“新疆的孩子缺乏接触一线科研和科普人员的机会。”沙湾县四中学德育主任胡景辉也表示:“这种组织外地专家进校园的活动在沙湾还是第一次。”  在昌吉市第七中学,李维薇的《鸡密大作战》讲座别具一格。“我此次科普分享并非以传统的授课形式进行,而是让孩子们化身科学小侦探,用科学的方法和科学证据去推演与鸡这一物种相关的科学知识。”她对《中国科学报》记者说,“我结合了新疆拥有恐龙化石的地域特色,让孩子们从熟悉的恐龙,一步步通过科学的逻辑推演了解到在中国发现了带羽毛的恐龙,联系到其实有一支恐龙演化成为鸟类,鸡是一种鸟类等科学知识,希望能激发孩子们今后对科学的热爱。”  致力推动科普进校园  5月28日,习近平总书记在出席两院院士大会时提到:“当科学家是无数中国孩子的梦想,我们要让科技工作成为富有吸引力的工作、成为孩子们尊崇向往的职业,给孩子们的梦想插上科技的翅膀,让祖国的科技天地群英荟萃,让未来科学的浩瀚星空群星闪耀。”  此次中国关心下一代工作委员会教育中心携手中国科学院标本馆科普网络委员会共同在新疆地区开展科普活动,也给相关科普工作者带来新的启发,有助于今后更好地进行资源对接。  “与高校科研院所等单位的老师们面对面交流的机会,对新疆的孩子们来说是非常难得的。每场报告活动中,同学们都能够认真听讲、积极互动,展现出了很高的求知欲望。”几天的行程让王海峰感受到,“做好科学普及和科学教育工作,让中国科学院的优质科普资源真正服务下一代,是我们所义不容辞的责任。”  正如沙湾县青少年活动中心主任朱灯所说:“这次活动对我们沙湾县青少年的科普工作起到了一个积极推动作用,今后我们还要通过各种渠道,培养孩子们学科学、懂科学、用科学的意识,做好青少年的科普工作。”  (原载于《中国科学报》2018-10-29第5版创新周刊)

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  暑假总是动物园最热闹的时期,而动物园里的“雉鸡苑”,往往是小朋友们最喜欢逗留的地儿。在这里,总有几只华丽富贵的红腹锦鸡,或是身披蓝色战袍的蓝马鸡,或是自带波点元素的珍珠鸡,它们一般都傲慢无比,闲庭信步笑看花开花落。  其实,这些名字里都带“鸡”的家伙们,它们跟我们日常说的“鸡”可能还不一样。不信你百度一下“雉”,它会告诉你,“雉”是一种鸟。或者说,“雉”,就是我们通常说的“野鸡”。  中国是世界上雉类资源最为丰富的国家,在52属、182种雉类当中,占据26属63种,是名副其实的“雉类王国”。这63种鸟类中,又有55种属于雉亚科,其中有至少23种只分布在中国。  那么,“家鸡”和“野鸡”,它们之间是什么关系?  这个问题并没有明确的答案。根据场合的不同,作为家鸡祖先的几种原鸡,还有一些拥有靓丽羽毛的雉类,甚至孔雀,都可以被归入“野鸡”的范畴。这种不够严谨的用词,其实正说明我们熟悉的家鸡,来自一个“庞大家族”的事实。  但在对鸡形目下的雉科进行分类研究的时候,传统的分类方法遇到了挑战。  这是因为,在漫长的地球历史上,雉科鸟类为了适应生存环境,曾经发生过大量的趋同进化,就像金枪鱼、海豚和鱼龙都为适应海洋环境并且高速游泳,进化出了流线型的身体一样。  所以,如果只按照鸟类的外形进行分类,那么得到的雉类、鹑类、孔雀类以及角雉类等分支,每一支里的各种动物其实无法追溯到共同的祖先。这就像一户人家的户口本,漏写了户主的孙子,却把邻居写进来了一样。  那这事就说不清楚了么?也不是,得益于分子生物学的手段,中国科学院昆明动物研究所与四川大学合作,详细研究了鸡形目鸟类细胞线粒体中的遗传信息。通过对基因组的分析,鸡形目特别是雉科的“分类树”终于被成功建立起来了。白腹锦鸡(学名:Chrysolophusamherstiae,又名铜鸡、箐鸡),刘光裕供图红腹锦鸡(学名:Chrysolophuspictus,又名金鸡),刘光裕供图  科研人员不仅分清了“家鸡”和“野鸡”的分类,还在名画中找到了野鸡的更多信息。  最近,中国科学院昆明动物研究所张亚平与杨晓君团队合作,发现国宝级名画《芙蓉锦鸡图》中所画的锦鸡,兼具红腹锦鸡和白腹锦鸡的部分特征,相关成果发表于《国际鸟类科学期刊》。  北宋末年长于中国画的皇帝宋徽宗,还注意到并且忠实地记录了一起雉类发生杂交的案例:在他的传世名作《芙蓉锦鸡图》上,与芙蓉花相伴的那只大鸟身上,同时有红腹锦鸡和白腹锦鸡的特征!  研究人员认为,画中的锦鸡是一只杂交个体;但这只独特的鸟究竟是在野外被捕获并送入宫廷,还是在宋徽宗的苑囿里诞生,就不得而知了。毕竟,红腹锦鸡和白腹锦鸡的自然分布区域有一定重叠,因此在野外和圈养条件下都有杂交的记录。这说明在距今大约900年前,中国古代画家忠实地记录了鸟类杂交。  该工作还建议生物学家和收藏家开展合作,共同发掘中国古代花鸟画中蕴含的丰富的生物多样性信息。芙蓉锦鸡图,图片来源于网络  其实一个成果的产生与一个研究所的长久的积累是有密切关系的,中国科学院昆明动物研究所在雉科的研究方面,有着悠久的历史,仅在明星动物——白腹锦鸡的科研方面就硕果累累。  世界鸟类红皮书将白腹锦鸡列为“近危”种,我国野生动物重点保护物种名录将其列为二级重点保护物种。  中国科学院昆明动物研究所在白腹锦鸡的生态生物学研究过程中,做到野外和笼养相结合;宏观与微观相结合。  科研人员先后完成了“白腹锦鸡野外生态生物学观察”;“白腹锦鸡的饲养繁殖、营养与能量代谢、羽毛生长与脱换等,笼养白腹锦鸡觅食活动的观察,笼养白腹锦鸡繁殖期的时间分配”;“白腹锦鸡幼鸟骨骼系统的生长发育研究”;“白腹锦鸡机体的营养成分的分析,营养及能量代谢分析”;“同功酶的比较研究”;“线粒体DNA的比较研究”;“染色体组型和G带研究”。  同时,科研人员根据所完成的研究内容,编辑成研究专著,于1992年由中国林业出版社出版了《中国雉类——白腹锦鸡》一书。多学科对一个物种进行了比较全面的研究,在国内尚属首次。该项目荣获云南省1990年度科学技术进步三等奖。  现在,你是不是迫不及待,想见到丰富多彩的“野鸡”们?欢迎走进中科院昆明动物博物馆,它们美美地在二楼等你们哟。

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  充满危险的世界,植物们是怎么生存下来的?它们或者凭借着强大的繁殖能力,或者依靠着变态特化的植物器官,更有高级者通过制造“化学武器”来保护自己。  植物为了生存、繁衍或适应环境产生了各种各样的化学物质,植物中的化学成分的“进化”拉开了自然界中各类物种的军备竞赛,“有毒”与“解毒”,“生存”与“死亡”,进化在竞争中展开。各物种的协同进化,推动了生物的不断演化,直到今天我们见到的模样。危险而又美丽多彩的自然是孕育植物化学成分的“摇篮”(图片来源于网络)  隐秘而伟大,这就是植物中的化学成分。而只需要点出几个历史的片段,就会发现它们无处不在:  “鸦片”,来源于植物罂粟,一度影响了中国的近现代史。  “青蒿素”,来源于植物黄花蒿,抑制着非洲大陆疟疾泛滥的功臣化合物。  “紫杉醇”,来源于植物红豆杉,治疗肿瘤的世界知名化学成分。  “尼古丁”,来源于烟草,让人又爱又恨争议最多。  “阿司匹林”,史诗级的具有开创性的药物。  还有征服了世界的咖啡、茶叶、各种香料……与植物化学相关的生活用品(图片来源于网络)  我们的实验室——植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室就是研究植物中奇妙化学成分的殿堂。  要想了解我们实验室,就来看看“日常三部曲”和“三个问题”吧。一间普通而又经典的植物化学实验室  实验室日常三部曲  那么这个奇妙的实验室是如何开展研究的呢?按照研究阶段的进行划分可分为提取-分离-鉴定。  提取  提取阶段以溶剂为核心,目的是为了将物质从植物的组织中“抽提出来”,得到植物化学成分的混合物。  这个阶段看似简单但却与日常生活最为相关:如小餐馆里各类药材泡酒,生活中冲泡的咖啡、茶叶,甚至做菜用的各类调料,都是通过溶剂(如水)将化学成分从肉眼可见的“物质外壳”里“抽出来”。提取步骤:新鲜植物——溶剂提取(化学成分)——回收溶剂——提取浸膏  当然这个阶段我们只能发现溶剂颜色或者气味发生了变化,植物外形本身可能变化不大(颜色和气味除外)。公众对这个阶段的认识不够,也没有有效的手段去监控,因此才有了部分不良商户通过这个方法对药材进行提取后再将药渣晒干返卖给消费者的事。  分离  上一步我们从植物里提取的成分其实是混合物,如来源于植物的中药材(如甘草)通过煎煮得到一大碗棕色的“汤药”,其中可能有数十甚至上百种化学成分。  这时,就要利用植物中化学成分不同的性质,通过不同的填料、溶剂系统、分离方法将不同的成分从混合物中分离得到单体。  分离阶段就是把一群“样貌各异”“骨骼清奇”并“各具特长”的化合物,通过各种“体育比赛”筛选出来,或短跑“苏炳天”,或跨栏“刘翔”,或女排“朱婷”,并将所有参赛情况记录下来,以便逐一找出不同特点达到明确区分的目的。分离前的化学成分各类分离方法  我们可以先对混合物“以貌取人”:先用石油醚萃取一下,比较“胖”的“亲油”化合物被分组到一堆;“微胖界”的被乙酸乙酯分到一组;特别“瘦”的、没什么脂肪的都溶解在水中聚在一起,再通过葡聚糖凝胶层析柱让它们来个3000米跨栏跑。总之,我们通过不同的项目最终将这群“人”一一区分出来并逐一登记下它们走到“终点”的情况。  当然也会遇到一些常见的“极端”情况:样貌相似的孪生兄弟(手性分子),身材能力性格都差不多,通过了各个项目后还能同时到达终点。这时需要更为严苛的项目来仔细区分它们微小的差别,如手性分离材料、高效液相色谱,好比负重30公里越野铁人三项,总归能把细小的能力差别放大成距离差异,最终孪生兄弟也会先后通过终点被记录下来。  在这个阶段,充满了“枯燥重复而又漫长”的科学实验,你可以看见或者检测到各种各样填料中那些不同的成分在“运动”中显露出自己的本色,也可以通过各种显色方法或者仪器检测观察出微观世界的比赛进展。  鉴定  鉴定阶段以分析仪器检测为核心,目的是为了对不同时间“冲过终点”的单一化学成分进行判别,比如“身高”几许,“体重”如何,“肤白貌美”还是“骨骼清奇”。植化界的“天眼”:各类化学成分结构信息检测仪器  我们首先用核磁共振仪、质谱仪、X-晶体衍射仪、气-质联用仪从某一个方面检测出这些化学成分的“外貌”信息,然后汇总信息,分析出这些化学成分外貌图。  然后我们需要把外貌图和其他植物化学成分进行比对,看看它们是否也存在于其他植物里面;如果在其他植物里没有发现过这个化合物,那么恭喜你,你可能中了大奖:在人类史上首次从植物中观察并得到新结构的分子。  新药研究终极三问  我们探索的脚步是否就停止在“日常三部曲”呢?这些灿若星斗的分子,如繁星般缀满我们知识的宇宙,是否只是为我们人类提供了一个美丽的幕帐呢?当然不是!我们的“星辰大海”:来自植物的天然产物  它们从何而来?它们将要何去?它们可有何用?  如果你脑海中出现了以上三个问题,恭喜你理解了我们的学科并开始思考科学问题了。为了求知而进行研究是一种科学研究的状态,为了求知来改善我们的生活则是另外一种。  学科之间的交叉、衍伸、融合从没有像今天一样剧烈而频繁。如果单从植物化学学科来看,系统高效地发掘植物中这些奇异的分子,研究它们的结构特点、了解它们的分布规律,本身就是一门纯粹的科学。但如果将其放到新药发现的科学研究中,它们就变成了新药研究中源头创新的重要一环,即为新药的研究提供了众多的候选分子个体。  药理学家们通过对这些化学成分进行细胞筛选、动物体内筛选、志愿者体内筛选、病患者临床试验,一步步把这些具有“治疗效果”(生物活性)的化合物筛选出来,再通过化学家的修饰甚至合成,制造出我们日常使用的药品来。  如果把疾病看作一把锁,打开这个锁就表示治愈。那么这些化学分子就是一把把的钥匙,有的齿孔不对根本打不开(无效),有的可能齿孔基本能对得上,需要化学家再打磨一下齿孔(修饰一下结构)。比如本实验室研究的“抗抑郁症天然药物1类新药奥生乐赛特”,其分子来源于传统中药,经过活性筛选、结构修饰、动物实验后发现其治疗抑郁症效果明显,因此获得临床试验的批件,为近五年我国批准的3个1类单体天然药物之一,也是国家重大新药专项4个十三五重点推进的项目之一,并入选国家制造强国建设战略咨询委员会发布的《中国制造2025》重点领域技术路线图。活性筛选结构修饰  我们就是这样在浩繁的植物世界中发掘并鉴定着宝贵的天然分子,记录着它们的信息。虽然科学的历程总是荆棘满路,有趣的科学实验室重复一千遍也会变得枯燥乏味,但是我们总是记得孙汉董院士的寄语:“做研究,尤其是我们做基础科研的一定要有坐‘冷板凳’的精神”。  植物化学冷问答冷到没朋友!  植物随处可见,于是就随时有朋友问我们一些奇奇怪怪的问题,然而,我们的回答不一定能让他们满意……(图片来源于网络)  1.三、五十万的投入?咱再聊聊  问:老师,我们家乡有个植物可以治疗肿瘤,你们实验室是不是可以化验一下?看看能不能做成药赚钱?  答:可以呀,但是要找到里面确定的化学成分再去做生物活性再按照国家标准做临床试验时间有点长哦,你等得起吗?还要花点钱呀。  问:要等多久?花钱没事呀,三、五十万的还是给得起的。  答:前期采样、分离鉴定时间短,运气好大概一年半到两年吧,后面临床前研究稍长点也要个两三年吧,临床试验时间长要七八年,拿到批件可以上市的话就比较快了。三、五十万,是每月吗?不错可以的……诶,朋友别走呀,咱再聊聊,这个药物做成的概率还是比买彩票强好几十倍的呀……  2.就算把杯子煮了吃下去也没用  问:儿子呀,微信朋友圈在传用红豆杉木杯喝水可以预防和治疗癌症,是不是真的呀?  答:老妈,首先红豆杉是国家保护植物不能乱砍,另外它的化学成分紫杉醇也没有预防肿瘤的效果,再者这个成分含量很低,就算把这个木头杯子煮了吃下去这个量也非常少,达不到治疗效果,况且一天一个您也消化不了呀。还是用保温杯泡点枸杞喝喝吧,至少味道好呀。  3.运气不好的不要试  问:最近经常熬夜加班,身体有点虚。听朋友说附子炖排骨可以大补,还有一些民间有毒的植物也是如此,可以预防感冒,预防各类疾病都效果奇好,是真的吗?  答:大补不大补的我不知道,炖得不好要命可是真的。在没有搞清楚植物里面的化学成分和生物活性之前,运气不好的最好不要去试。还是多锻炼身体,有规律的休息吧!  (本文图片除标注来源之外均为作者提供)

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  根据日前发表在《自然》杂志上的一项研究成果,蒲公英的种子是用一种之前被科学家认为在现实世界中根本行不通的方式飞行的。  当一些动物、飞机或种子飞行时,它们的翅膀或类似翅膀的表面在与空气接触时形成了一种被称为涡流的循环空气环流。这些涡流可以帮助维持将动物、机器或种子提升到空中所需的力量。  研究人员之前认为,一个独立的涡流太不稳定,因而无法在自然界中持续存在。然而,蒲公英轻而蓬松的种子使用的涡流恰好出现在它们的表面之上,并将种子提升到空中。  蒲公英的种子长有细长的花丝,它们像自行车轮子上的辐条一样从一根中心柄上放射出来,这一特征似乎是它们飞行的关键。  英国爱丁堡大学植物科学家、该研究合作者NaomiNakayama说,许多昆虫在它们的翅膀或腿上都生有这种类似滤过器的结构,这表明在飞行或游泳时使用分离的涡流可能相对普遍。  研究人员很好奇这些生有刚毛的种子是如何在空中停留的,因为它们看起来与其他植物(例如枫树)翅状的种子大不相同。这些翅状结构就像鸟或飞机的翅膀一样,上下产生不同的压力以便飞行。  为了找到问题的答案,Nakayama和她的同事把蒲公英种子放在一个垂直的风洞里,并用激光照射种子,以便观察种子周围的气流变化。  就在此刻,研究人员看到了种子上方的涡流。爱丁堡大学应用数学家、该研究合作者CathalCummins说,种子辐条之间的空隙似乎是这些分离涡流保持稳定性的关键。通过辐条运动的空气和在种子周围运动的空气之间的压力差产生了涡流环流。  Nakayama指出,以前的研究已经发现蒲公英种子的细毛总是在90根到110根之间。她说,这是一种“可怕的一致性”,这种一致性是非常重要的。  当该研究团队尝试设计小型硅制圆盘模仿这些辐条时,他们制作了一系列开口的模型——从固体圆盘到92%为空气的圆盘,就像蒲公英种子上的结构。当研究人员在风洞中测试这些种子模型时,他们发现,只有最接近蒲公英种子的圆盘才能维持分离的涡流。  研究人员指出,如果圆盘上的开口数量比蒲公英种子少10%,则涡流就会不稳定。Nakayama说,这些种子看起来飞行效率很低,因为它们有这么大的开放空间,但正是这些开口使得独立的涡流环流能够保持稳定。  英国哈特菲尔德市皇家兽医学院比较生物力学家RichardBomphrey说,很高兴看到我们每天都能看到但却没有被完全理解的东西得到了充分的分析。他表示:“尽管人类已经能够以9马赫的速度飞行,但还存在着一些我们不知道的空气动力学机制。这一发现真是令人兴奋。”  蒲公英是菊科多年生草本植物。蒲公英为头状花序,种子上有白色冠毛结成的绒球,花开后随风飘到新的地方孕育新生命。  相关论文信息:DOI:10.1038/s41586-018-0604-2

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