《超级生物探寻指南》:一场关于不可思议的生物、进化智慧和人类健康的环球之旅

《超级生物探寻指南》:一场关于不可思议的生物、进化智慧和人类健康的环球之旅

今天为你解读的这本书名字叫超级生物探寻指南。

这是一本非常有意思的科普书,主要讲的是大自然里各种有趣的超级生物的故事。

什么是超级生物呢?我们可能会问,比如最大的、最小的、最古老的或者是跑得最快的生物都是什么?因为这些最特殊的生物都能极大地引起我们的好奇心。

但是奇怪的是,这些问题在科学界并没有受到关注,反而还被忽视了。

这是为什么呢?因为在某种程度上,超级这两个字在科学界意味着一种极端现象,是一个一张纸。

我们都知道科学要讲究严谨嘛。

对,这种存在于正态分布曲线最边缘的数。

是要排除在外的,这样才能消除极端纸可能会对统计分析造成的影响。

就像评委打分,去掉一个最高粉,去掉一个最低粉也是一样的道理。

因此啊,真正关于这些超级生物的科学研究其实是非常少的。

那这些超级生物还有关注的必要吗?答案是肯定的。

我读完这本书啊有一个强烈的感受,如果要用一句话总结,那就是我们所遇到的一切极端难题,大自然其实已经给出了解决方案,而这些超级生物就是我们不可忽视的答案。

与其说他们是一张纸,倒不如说他们代表了一种可能性。

这些超级生物为了生存要不断地寻找各种方案,一场意味着产生新方案的可能性,所以超级生物。

并不是自然进化中偶然的错误,而是一种必然结果。

而且我认为这些超级生物它们能存活到今天,本质上都是特定环境下的一个成功解决方案,是一套成功应对环境的算法。

那就是经过漫长的时间,经过反复的试错,最后被证明有效的算法,他们不仅是人类的伙伴,更进一步来说,在我们能够精密使用算法的智能时代,超级生物还是我们人类能够抄作业的对象,他们是针对各种极端复杂问题已经写好的解决方案。

今天的这本书就将带领我们走进这些超级生物的有趣世界。

本书作者马修蒂拉布兰特,是美国犹他州立大学新闻学副教授,也是一位记者。

通过与各个领域的生物学家共同探索和交流,他在这本书中不仅为我们揭示了超级生物背后隐藏的秘密,还讲述了自己在世界各地追寻这些生物的精彩故事。

接下来我就分成两个部分为你解读这本书,带你一起走进这场充满惊喜和震撼的超级生物探寻之旅。

第一部分,我们先来认识一些拥有超能力的生物,看看它们给人类的科技发展带来了哪些启发。

第二部分我们再来说说从这些超级生物的身上,我们能了解到哪些关于生命的答案呢?他们是如何对抗自然疾病的?又有怎样的生活方式呢?好,接下来我们就进入第一部分。

作为人类,我们经常会对大自然产生一些错觉,比如。

我们可能会认为植物根本不会思考,很多动物既可以是餐桌上的食物,又可以供我们娱乐。

人类是万物之长,所以我们是整个地球最聪明的生物。

但是事实真的是这样吗?实际上,要论每一个单点技能,我们可能大部分都比不过自然界的生物。

我们不会飞,我们不能在海底生存,我们没有动物跑得快。

在每一个单项技能中,都存在很多比人类强太多的生物,他们就像▁x战警或者蜘蛛侠一样,拥有各式各样的超能力。

所以作者认为,现在人类科技在做的就是要模仿这些生物的超能力,通过深入研究学习他们到底是怎么发挥出超能力。

比如困扰航空界多年的工程问题有损,给出了行为层面的。

解决方案。

有损是目前世界上速度最快的鸟,是名副其实的飞行超人。

有损,在高空中俯冲的速度可以达到每小时三百公里以上,这是个什么概念呢?相当于一点二秒内就能飞过一个足球场的长度。

有损,在捕猎的时候通常会先飞到猎物的上方,将翅膀收起来,让空气阻力降到最小,然后像出膛的子弹一样突然向下攻击猎物。

他们在空中的姿色真正体现了什么叫让子弹飞不过有损的。

这项飞行超能力早期并没有引起航空工程师的关注,还有工程师一度认为,航空工业已经超越了向鸟类学习飞行知识的阶段,直到近几年,有科学家深入研究后才。

发现原来航空界多年一直没有解决的飞机失速问题,我们可以从有损的身上找到答案。

飞机失速啊指的是当机翼的方向与迎面而来的气流方向有较大夹角的时候,就会导致明显的气流分离和向上的升力突然减少,飞行高度快速降低,最坏的结果就是飞机失控坠落。

科学家们观察到,当有损快速俯冲的时候,他们似乎已经知道翅膀的哪些部位会有空气流动不畅的问题,因此他们会在背部和翅膀上的某些区域伸出一些短小的羽毛来阻止气流分离。

于是科学家利用从有损实验中学到的知识,设计了一种附着在飞机机翼边缘,可以自动调整的翼片,这个一片在飞机高。

又下降的过程中可以自动地弹起,阻止气流分离。

你看,认为我们已经超越了像鸟类学习飞行知识的这种想法,其实是一种骄傲自大的表现。

再比如啊,你肯定想象不到一直被人类当作害虫的飞蛾大纳鸣,实际上他们在感知层面创造了一个自然界的听觉奇迹,给人类的声音技术领域带来了很大的参考价值。

还好在从他们身上学到更多的声音世界的经验之前,我们暂时没有找到将他们消灭殆尽的办法。

在大腊明的腹部有一对鼓膜,听觉器官能够听到声音的频率最高可以达到三百二十千赫兹,也就是每秒震动三十二万次。

这是个什么概念呢?我们都知道人类。

能听到的声音频率是在二十赫兹到二十千赫兹之间,低于或者高于这个声音范围,也就是所谓的次声波和超声波,我们都是听不到的。

一般海洋哺乳动物的听觉比较灵敏,能听到的最高声音频率基本上是在两百千赫兹以下。

所以能听到三百二十千赫兹的这个声音频率,在自然界是非常罕见的。

那大明为什么能够拥有这种听觉生态位呢?有人推测可能是为了躲避他们的天敌蝙蝠。

但是奇怪的是啊,蝙蝠最高的回声定位叫声在达到差不多两百千赫兹之后,就很难再提高了。

那么为什么大大明的听觉范围还要多出每秒十万字的震动余量呢?科学家们通过研究分析,有两种可能性。

第一种可能性是,虽然目前的蝙蝠种类声音频率最高只能达到两百千赫兹,但是很有可能很早之前就灭绝的一些蝙蝠,他们的叫声频率更高,所以呢导致在进化过程中,大纳明还是保留了这种能够听到更高的声音频率的基因。

另一种可能性是蝙蝠和飞蛾展开了一场听觉进化的军备竞赛,所以飞蛾就干脆采取了一种先发制人的适应性变化,通过进化出远远超过目前需要的听觉范围。

飞蛾听觉频率上限提高了,不仅可以对蝙蝠的出现做出更快的反应,还可以为蝙蝠的下一次进化适应预留一些回旋余地。

不过这还不是他最特殊的地方,飞蛾的超能力就在于当听觉频率感。

这范围扩大之后,他们可以过滤掉自己不想听到的噪声,使自己能够专注于想听到的声音。

有科学家就模仿飞蛾的这种处理模式,设计了一种仿生麦克风,不仅可以应用于助听器,也可以应用于一些探测人体内部特定压力信号的微型医疗设备。

而且这种声音系统还可以用于工业领域,为那些监控嘈杂环境的安全工程师增加了一种发现问题征兆的手段。

同样是在感知层面的超能力。

还有一种生物很有意思,它是世界上最小的哺乳动物,名字叫小臭蛆。

它启发我们用另外一种完全不同的方式看世界。

尽管臭瘸和许多穴居动物一样视力不是很好,但他仍然拥有一种在不到三十毫米。

脑内发现潜在率,并决定是否发起攻击的超能力。

要知道,三十毫秒意味着小臭蛆凭借着自己只有六十四毫克的大脑,创建猎物图像的速度要超过人脑处理眼睛收集到图像的速度。

那他到底是怎么做到的呢?科学家们发现,秘密就在小臭焗的触须上。

对于英国谢菲尔德大学机器人研究中心的神经学家来说,这项令人惊叹的生物学超能力,正好可以解决一个机器人研究面临的新挑战。

原来机器人基本上都是依赖可见光谱的接口,比如照相机、激光束等方式与外界进行交互。

现在科学家们制造了一个臭皮机器人,这款机器人没有摄像头,但却可以用。

直八根触须根部磁铁的运动来绘制出周围环境的地图。

未来这种机器人可以在其他传感器效果不佳的地方工作,比如说烟雾弥漫的房间、堵塞的管道、被厚厚大气层包裹的行星,或者是使用光会危害动物生命的深海海沟。

好,我们刚刚说了,在行为和感知层面上,自然界中那些拥有超能力的生物。

其实啊你肯定想不到,在思维层面上,自然界还有一位记忆大师,可以帮助我们更好的设计自动驾驶技术,他就是蚂蚁。

我们都知道蚂蚁擅长合作、觅食、筑巢或者是战斗,当他们聚在一起形成蚁群的时候,能体现出不可思议的集体智慧。

不过有新的研究表明,即使是在个体。

层面,蚂蚁也非常聪明,他们是名副其实的记忆大师。

一般情况下,我们从一个地方去到另一个地方,大部分靠的是视觉记忆,再加上一些听觉刺激。

如果我们要找的是一个什么饭店,说不定还会记住一些嗅觉信息。

而蚂蚁要收集和记忆的线索比我们人类多太多了,他们不仅会利用周围事物的形状、大小和运动来判断自己目前在哪儿,确定前进方向,而且还会利用太阳的位置、光的偏振模式、风的方向、气味的微小变化、脚下地面给他们的感觉,甚至是离开蚁巢之后已经走过的部署来记忆路线进行导航。

认知科学表明,人类的短期记忆一般是不会超过四个模块,而同时处理和记忆这么多信息。

对于我们来说基本上是无法做到。

但蚂蚁不一样,他们的超能力就在于他们有多个记忆模块,一旦出现偏差,他们既可以单独使用某个模块,也可以组合使用多个模块。

因为他们不固定依赖某一个特定的表征,所以当他们周围的世界发生变化的时候,比如说天黑了,或者是风向发生变化,又或者是有一个很大的障碍物突然出现或者是消失,他们只需要调用不同的模块,就可以大大降低迷失方向的可能性。

因此,科学家们在研究自动驾驶汽车问题的时候,就从蚂蚁的这项超能力中得到了启发。

对于自动驾驶汽车来说,仅有一个智能模块,实际上根本不足以判断如何遵守交通规则,比如利用gps定位系统进行导。

好,一旦在某些偏远地区失去卫星信号,gps就无法工作。

再比如,利用激光测距,可以准确地估算出与静止物体之间的距离,不过一旦遇到移动的物体,计算就不准确了。

交通路况极其复杂时,要想成功通行,自动驾驶汽车就不能依赖标准统一的地图,而是必须像蚂蚁一样,通过独立行动,从多个可用的信息模块中获取信息,然后再利用这些信息综合判断后解决问题。

我们可能需要虚心接受一个事实,蚂蚁这种小小的节肢动物,无论是个体还是群体,在迅速处理复杂信息的记忆、思维方面都比我们人类聪明得多。

大自然的每一分钟都在展开你死我活的竞争,是否拥有超能力直接。

安息着各种生物的生死存亡。

比如世界上最大的油齿鲸类抹香鲸,可以利用奇特的回声定位技术,快速锁定深海中要猎杀的乌贼。

再比如世界上跑得最快的昆虫是一种在美国加州人行道常见的皮马,它的奔跑速度高达每秒三百二十二个,身体长度相当于每个小时能跑两千公里,是高铁速度的五倍左右。

还有世界上行动最慢的哺乳动物三指数了,因为每天消耗的热量只有一百千卡,身体代谢特别低,所以能够经受住捕食者环境变化和其他压力的考验,反而成了最强悍的生存者。

类似这样超级生物的故事,在这本书中,还有很多作者对于超级生物了解的越多。

思考问题的角度啊也就越来越清晰。

我们可能经常会问这样一个问题,自然界的生物到底有没有什么超能力?也许今天换一个问题会更有价值,那就是我们是否已经足够聪明到了解这些生物有多聪明了呢?好,我们刚刚认识了一些拥有超能力的生物,从他们身上我们找到了很多复杂问题的解决方案。

不过除了学习这些技能型的生存智慧,超级生物对于我们理解自身生命也很重要。

在自然界的生老病死面前,人类是渺小的。

在了解这些超级生物的过程中,实际上我们也在更好的看清自己。

所以接下来第二部分我们就讲讲从这些超级生物的身上,我们能了解哪些关于生命的答案。

他们是如何对抗自然疾病的?又有怎样的生活方式呢?你肯定想象不到,有一个好消息是,我们可以从大象的身上找到对抗癌症的方法。

陆地上现有的最大哺乳动物非洲象的存在,本身就已经充分体现了自然界的魔力。

为什么这么说呢?我们都知道导致癌症发生的其中一个原因是细胞分裂,细胞每次分裂的时候都会复制自己的dna,由于各种原因,这种复制有时会出错。

细胞分裂的次数越多,出错的概率也就越大,出现过的错误就越容易被一次又一次的重复。

非洲象能够仅用几年的时间就从三百磅重的小象长成一万多磅重的大小,说明它进行细胞分裂的次数之多。

难以想象。

所以按照我们前面的推断,小项好像很难活到成年时期,因为他们患癌症的概率是人类的一百倍。

但事实上大象几乎不会得癌症,这是为什么呢?因为科学家们发现大象体内有很多与易癌基因相关的一种叫p五三的情。

接受p五三基因的指令后,大象体内突变的细胞就会放弃抵抗,他们会通过一个叫做细胞凋亡的过程结束自己的生命。

科学家们从大象体内提取dna后,制成了一种合成p五三蛋白,然后注射到癌细胞中。

在实验过程中,他们发现所有的癌细胞都无法逃脱这种壮士断腕之举。

癌细胞先是萎缩,然后烟消云散,没有留下任何可以变异的东西。

目前这些科学家们正在研制微型输送工具,将合成的大象蛋白输送到哺乳动物的肿瘤中。

陆地上最大的哺乳动物能够帮助我们找到对抗癌症的方法。

那最小的生物能告诉我们什么呢?作者发现,要想更多地了解生命的奥秘,我们就得先找到世界上最小的生物。

因为随着基因分析的发展,越来越多的科学研究表在很多动物群体中,体型和基因组长度之间存在着某种正向关系。

要知道我们人类有三十亿个碱基对,而大多数微生物也都有数百万个歼击队。

剪辑队的数量越少,基因组程度越短,科学研究也就越容易开展。

最后经过漫长的探索,科学家们找到了。

一种叫丝状支原体的超级细菌,它常年寄生在牛和羊的肠道里,基因组只有一百二十多万个,歼击队可以跻身世界上已知最小的基因组之列。

研究这种世界上最小的生物,或许能够让我们彻底弄明白,到底哪些基因才是维持生命必须的,从而也能够更好的理解各个基因的独立作用和他们发挥出的协同作用。

如果我们再把目光投向世界上最古老的树和动物,就会发现为了活得更久,他们不仅拥有特殊基因加持的光环,还有一套经过验证长期有效的生活方式,这是一个长寿秘诀。

世界上最古老的树啊是一种叫颤扬的杨树,颤是颤抖的颤。

为了更好的记忆,大家给他取了个。

昵称叫潘多,在拉丁语中潘多的意思代表我蔓延。

人们最早是在二十世纪,在美国犹他州发现潘多,它的一根成熟的树干跟大海中的蓝鲸生长差不多,它有超过四万多根的树干。

科学家们通过研究推测,潘多可能有八万岁,这就相当于它的诞生和人类从猿人进化成首批现代人后,第一次走出非洲的时间差不多。

那为什么潘多可以活这么久呢?科学家们发现,简单是攀多能够长寿的必备要素之一。

潘多的生存方式极其简单,它是克隆体采取无性繁殖,虽然不能养育后代,意味着他们在进化上肯定是停滞不前的,但科学家认为,这样潘多就不需要耗费开花结果所需的。

大量能量,因此他们可以利用所有可以利用的水、阳光和养分,发展强健的根系,庞大的根系结构在表层土壤的保护下不会受到任何影响,能够抵抗外界的环境变迁。

可见潘多把所有的能量都用在了生存这一件事上。

其实简单的生活方式也是世界上最古老的动物。

春是单根海绵的长寿秘诀,他看起来像一条褐色的大丝瓜,和我们想象中的动物的样子相去甚远。

他没有嘴巴和眼睛,也没有腿和脚蹼。

科学家们估算,春是单根海绵,至少在海底生存了超过一点一万年。

不过除了追求简单,科学家们还发现巨大的环境压力也是春是单根海绵。

能够保持长寿的要素之一。

他所在的深海海槽底部每平方厘米的压力超过了两百一十斤,也就是相当于一个指甲盖的大小的地方,要承受超过两百一十斤的压力。

而且在漫长的生存时间里,海水温度波动幅度极大,最低可以达到近乎结冰的零点八摄氏度,最高可以达到让他们热得难以忍受的十摄氏度。

但是就像拳击手比赛前做准备一样,春是单根海绵,每天都在做训练,这件事儿已经持续了数万年,因此他们的适应性非常强。

众多科学研究表,在地球上存在时间较长的生物,基本上都受益于这三要素,简单的生活、挑战性的环境以及细胞生存能力。

这里的细胞生存能力说的其实也就。

是良好的基因表达。

那对于人类来说,这个三要素的长寿秘诀适用吗?这个问题其实人类探寻了几千年也没有找到准确的答案,但是作者在这本书里说的三要素倒是给了我们一个思考方向。

二零一六年,作者在探访人类长寿地中国广西的巴盘屯的时候啊,遇到了一位心脏病学家叫约翰带。

按约翰代的估计,巴盘屯可能是世界上最长寿的地区之一。

这里每一百名居民中就有一个人活到了一百岁,还有几位老人的年龄甚至超过了一百一十岁。

约翰大爱和作者说,如果你认真观察这里人们的生活,你会发现长寿的秘诀没有那么复杂,就是简单朴素的生活方式,但这并不是说他们的。

生活没有压力。

恰恰相反,这里的老人每周七天都在地里干活,一直要劳作到九十岁甚至是一百岁。

至于某种形式的细胞生存能力这个要素,约翰大爷通过调研后发现,那里的人们所拥有的金没有什么特殊性,这并不代表他们的身体不具备优异的细胞生存能力,而是说我们所有人的身体可能都具备这种能力。

你看科学家通过调研得出的利于长寿的生活方式啊,正是这些看起来特别朴素日常的道理,这些道理可能就是正确的方向。

当我们持续运动,当我们乐观地看待这个世界,当我们保持健康的饮食习惯的时候,我们人类所拥有的细胞其实就能很好地适应这个世界。

好,今天的这本超级生。

有探寻指南的精华内容,我就为你解读完了。

在这本书的最后,作者说自己正在和时间赛跑,因为他意识到人类之所以现在还有向超级生物学习的可能,是因为这些生命的存在。

而遗憾的是啊,实际上他们中的很多物种已经濒临灭绝,这对于人类来说将会是一个巨大的损失。

自然孕育了人类全部已知的生存解决方案,未来它还会为人类提供更多未知的生存解决方案。

我们需要也必须对自然的所有生物保持应有的敬畏之心。

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