喜乐99在线娱乐|喜乐99娱乐首页|点击进入_喜乐99娱乐官网 剥开科学的坚果,让科学流行起来 Thu, 03 Aug 2017 23:32:31 +0000 zh-CN hourly 1 /?v=4.3.11 /wp-content/uploads/cropped-单独喜乐9Logo-32x32.png 喜乐99在线娱乐|喜乐99娱乐首页|点击进入_喜乐99娱乐官网 32 32 喜乐99在线娱乐|喜乐99娱乐首页|点击进入_喜乐99娱乐官网 /archives/98049 /archives/98049#comments Thu, 03 Aug 2017 23:32:31 +0000 /?p=98049 本文作者:史 军

如果是从生(吃)活(货)的角度来讲的话,有北瓜。如果是从植物学的角度来讲的的话,没有北瓜。北瓜只是一些区域对笋瓜和某些南瓜品种的称呼,就像把马铃薯讲成山药蛋一样(顺便一提,马铃薯的中文正名是“阳芋”,是不是略茫然?是不是很想揍分类学家?)。

先说西瓜和冬瓜,这两个很容易与南瓜和北瓜区分。

从夏季最受欢迎的瓜开始。图片来源:pixabay

从夏季最受欢迎的瓜开始。图片来源:pixabay

西瓜主要吃的是发达的胎座瓜瓤,也就是种子着生的部位,从部位上等同于人类的胎盘(是不是有点吃不下的感觉?没关系,欢迎大家把西瓜快递给我)。之所以叫西瓜,因为这东西是从西域传入的。

至于冬瓜,无论是口感还是外形都太容易跟其他瓜区分了。之所以叫冬瓜,还是因为皮厚耐存放,冬天就靠它了。

那么,问题来了,南瓜的亲戚们该如何区分呢?

南瓜属有一大票兄弟,但是真正在人类世界活跃的只有5种,分别是日本派南瓜(Cucurbita argyrosperma)(这个瓜是最罕见的,好像不太招中国人待见),鱼翅瓜(C. ficifolia),笋瓜( C. maxima),南瓜(C. moschata)和西葫芦(C. pepo),广义上都可以叫南瓜,但是人家各有各的名字。对于第一次发现新大陆的老外而言,这也是个大问题,英语里有两个词指南瓜属的蔬菜,squash和pumpkin,代表了不同用途的瓜。

先说区别大的吧。

日本派南瓜

这个名字是我直译过来的,因为它并没有一个专用的中文名称。看样子就像是南瓜和西葫芦的结合体。既然学名和日本有关,叫它倭瓜倒是比较合适,但倭瓜这个ID被南瓜抢注了。

日本派南瓜。图片来源:wikispecies

日本派南瓜。图片来源:wikispecies

鱼翅瓜

蒸熟之后,里面的果肉可以分成像鱼翅一样的丝,所以叫鱼翅瓜,这玩意儿水水的口感显然不符合中国人的口味,并不常见。

鱼翅瓜在中国最大的荣誉,大概是在二月河的《乾隆皇帝》里出了一回场——乾隆吃过的东西还不少。图片来源:维基百科

鱼翅瓜在中国最大的荣誉,大概是在二月河的《乾隆皇帝》里出了一回场——乾隆吃过的东西还不少。图片来源:维基百科

西葫芦

这家伙可是夏季常见的蔬菜,西葫芦虽然长得很像南瓜,但通常是在鲜嫩的时候吃的,老了吃也不像南瓜这样“面”。

但是,西葫芦品种外形之多变,远超一般人的想象。

以上都是西葫芦! 图片来源:维基百科

以上都是西葫芦!
图片来源:维基百科

以上的三种都不太“像”南瓜,且容易与南瓜区分,但下面的两种,就很难分辨了。

南瓜

有朋友说,南瓜不就是那种磨盘状的果子吗?对,那是“正品南瓜”,但南瓜的长相丰富多彩,长的、短的、圆的、方的(呃,这个是人为的)都有。而且,这玩意儿还有个名字叫“中国南瓜”,大概是因为中国人太好这口了,把这个物种发扬光大了。

这是“标准身材”的南瓜。图片来源:BARBARAELLEN KOCH PHOTO

这是“标准身材”的南瓜。图片来源:BARBARAELLEN KOCH PHOTO

但注意了,这个也是南瓜。图片来源:维基百科

但注意了,这个也是南瓜。图片来源:维基百科

还有颇似西葫芦的南瓜,这个品种叫做Aehobak,多用于韩国菜。图片来源:维基百科

还有颇似西葫芦的南瓜,这个品种叫做Aehobak,多用于韩国菜。图片来源:维基百科

笋瓜

这家伙长得跟南瓜几乎是一模一样的,连味道都几乎一模一样,所以被称为印度南瓜。它跟南瓜的主要区别在果柄处,南瓜是喇叭状的,笋瓜是直筒状的。区别就这么点,其他特点都是一毛一样。

是不是有一种错乱的感觉?图片来源:Andrew Zimmern

是不是有一种错乱的感觉?图片来源:Andrew Zimmern

值得一提的是,笋瓜的果实是南瓜家族里,乃至整个植物界里最大的。2017年“最大笋瓜”的世界纪录,是德国人Beni Meier种出来的,重达1054公斤。

俄勒冈动物园给大象的万圣节礼物。图片来源:oregonzoo

俄勒冈动物园给大象的万圣节礼物。图片来源:oregonzoo

市场上常见的南瓜家族只有两个物种,中国南瓜(南瓜)和印度南瓜(笋瓜),说起来,这两个名字都有些不靠谱,不管是中国南瓜还是印度南瓜,它们的老家都在美洲大陆,在那里,南瓜有超过5000年的种植历史。直到16世纪之后,才被欧洲探险家带回欧亚大陆,并且在这里发扬光大。至于中国人吃到南瓜,那已经是明朝之后的事儿了。不过,这并不妨碍它们成为中国餐桌的宠儿。

所谓的“北瓜”,实际上是对笋瓜的一个称呼。但是,注意了,南瓜的变异很大,笋瓜的变异也很大,所以你吃到的究竟是笋瓜(北瓜),还是南瓜,其实并不一定。

不管南瓜北瓜,只要好吃就是好瓜,就不要纠结于南北了。

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喜乐99在线娱乐|喜乐99娱乐首页|点击进入_喜乐99娱乐官网 /archives/98041 /archives/98041#comments Wed, 02 Aug 2017 23:31:50 +0000 /?p=98041 本文作者:窗敲雨

本文来自窗敲雨的公众号“酷炫科学”

vrain-bacteria-info-1

这是一段画质感人的小动画,它总共只有5帧,每一帧都是36 × 26的超粗糙黑白像素。但它又十分特别,科学家们成功地将这段小动画以DNA编码的形式,存入了一群活的大肠杆菌当中,然后又用高通量测序的方法重新读取数据,还原出了图像。7月12日,哈佛医学院的研究者们在《自然》上发表了这项研究成果。

这里所使用的图像,是电影史上一个经典的开端:埃德沃德·迈布里奇所拍摄的奔跑的马。

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研究者们把每一帧图像分解成一个个黑白像素点,然后用DNA编码每个像素点的灰度参数以及它们所处的位置。然后,研究者再用基因编辑技术CRISPR将每一帧的信息依次按顺序插入了细菌们的基因组。存入的信息大约共有2.6kB。

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他们分别试验了静态的和动态的黑白像素图,结果,从细菌当中还原出的画面可以达到90%的准确程度。

下面是静态图像的还原效果,一只像素化的人手:

vrain-bacteria-info-4

(左边是原始图像,右边是经过N代生长之后从细菌中还原出的图像)

我们可以用细菌保存小电影了吗?其实并不能。毫无疑问,目前这项技术仍有很大的局限性,比如,按顺序逐帧“写入”的速度相当慢,前后一共花了5天。另外每一个像素点的信息其实都是单独一段序列,能拼出整幅图得靠一大堆细菌数据的集合才行。

最后还是回到一个最老套的问题:这东西到底有什么用?其实和之前介绍过的彩色感光细菌类似,研究者这样做的目的,主要还是完善技术,以及测试生物技术应用的种种可能性。现在并不能说,在DNA和活细胞基因组中存储信息,是一种实用的方法,但是,毕竟各种好用的新东西,都是在不断尝试中诞生的,所以这些尝试还是有它的价值所在。

顺带一提这种方法只是把编码好的信息存进了活细胞,并不代表生物自己能“读取”其中的信息,读取还是只能通过测序进行,所以是不可能用它来移植记忆的。而且哺乳动物细胞也还不适用这种操作。

原论文:doi:10.1038/nature23017


附一点CRISPR的解释:

vrain-bacteria-info-5

CRISPR/Cas系统可以看成是细菌的一种免疫机制,细菌用它来抵抗病毒感染。

这套系统会把外来入侵的DNA片段,放进细菌基因组的特定位置“存储”下来,这样就能对相应的病毒产生“记忆”。存放病毒特征的这段DNA叫“规律间隔成簇短回文重复序列”(真特么长),它的缩写就是CRISPR。

当病毒再入侵时,通过“记忆”的片段,细菌可以产生对应的RNA,以此引导核酸酶去剪切入侵的病毒基因。这个酶就叫Cas。

生物学家们可以用这套系统做很多事情。它为研究者提供了一把有针对性的“基因剪刀”,可以在需要的地方“裁剪”DNA分子。而在这个研究里,利用的则是把外来DNA存储“记忆”的部分,这样就可以把编码好的信息,放进大肠杆菌的基因组。

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喜乐99在线娱乐|喜乐99娱乐首页|点击进入_喜乐99娱乐官网 /archives/98073 /archives/98073#comments Tue, 01 Aug 2017 23:30:03 +0000 /?p=98073 本文作者:瘦驼

今年1月6日,一只名为Tilikum的虎鲸离开了世界。它两岁被人捕获,随即被送往水族馆,自此,再也没有回到大海。随后的30多年里,它三度杀人——要知道,从未有野生虎鲸伤害过人类,只有它,一头在水族馆里饱经折磨、精神失常的虎鲸这么做过。

“表演”中的虎鲸Tilikum,图片来自orcahome.de

“表演”中的虎鲸Tilikum,图片来自orcahome.de

然而,圈养虎鲸的悲剧,并非只有这一例。今天,我要讲另一个故事。

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这是一张用C-17运输机空运鲸的照片。这张照片有什么故事呢?

1979年,人们在冰岛Reyðarfjörður附近海域活捉了一头雄性幼年虎鲸,当时人们推测它有三岁。虎鲸的寿命很长,在野外活到五、六十岁很平常。捕鲸人将这头小雄鲸命名为Keiko。Keiko是日语“庆子”的音译,命名人显然对日语一知半解,起码不知道那是个女孩的名字。

人们捕捉虎鲸,并不是为了它的肉或者皮,活着卖掉它会更有得赚。1964年,人类第一次发现活捉的虎鲸幼崽可以在水池里被养活并教会各种把戏。于是,其后的20年,世界各地的水族馆都以拥有一头虎鲸为荣耀。在水池里卖力表演讨生活的虎鲸给人类,特别是孩子带来了太多欢乐,从某种程度上说也确实让虎鲸这种生物更多得被人类熟知。

1970年,威尔士附近海域人们捉住了一个12头虎鲸组成的家庭中的7头。在捕捉和贩卖过程中,5头鲸死亡,只有一头被卖到了水族馆。 (Wallie Funk/Associated Press)

1970年,威尔士附近海域人们捉住了一个12头虎鲸组成的家庭中的7头。在捕捉和贩卖过程中,5头鲸死亡,只有一头被卖到了水族馆。 (Wallie Funk/Associated Press)

Keiko被卖到冰岛Hafnarfjörður水族馆。三年以后,被转卖到加拿大安大略海洋世界公园,并被训练表演各种把戏。在安大略,Keiko的健康状况急转直下,患上了严重的皮肤溃疡。于是,1985年,又被甩手给墨西哥城的一个游乐园。

直到今天,人类圈养条件下的虎鲸平均寿命只有二十多岁。成年体长超过一辆中巴车的虎鲸是一种大洋性海洋哺乳动物,不但体型巨大,而且有着复杂的家庭和社会结构。狭小的水池,孤独地为了食物终日表演,这样的生活条件会极大地损害它们的健康。

于此同时,有研究发现Keiko经历过的那种捕猎,已经影响到了某些区域虎鲸种群的数量。动物保护主义者从上世纪70年代末开始呼吁停止圈养虎鲸。这种声浪催生了一部电影。

1993年,《威鲸闯天关》(Free Willy)上映。主演,正是Keiko。

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当人们在影院里为Willy逃出人类的牢笼欢呼后,自然就会问,Keiko怎么样?电影的制作方华纳兄弟影业公司顺水推舟,1995年2月和商人Craig McCaw共同发起了一个基金,以给Keiko一个更好的生活环境,并最终让它返回大洋。美国俄勒冈州的俄勒冈海岸水族馆接受了这个基金和美国数百万中小学生的捐款共计700万美金,为Keiko建造了一个更大的水池和其他设施。1996年1月7日,Keiko搬入新家。快递公司UPS为Keiko提供了一架C-130作为专机。入住俄勒冈之后仅一年,Keiko的体重就增长了一吨之多。

Keiko返回大洋的计划并非得到了一致的支持。包括许多海洋生物学家在内的反对者认为被圈养了这么久,Keiko重新野化的可能性很小。推动这个项目的科学家也承认了这一点,但是他们认为通过无线电和卫星信标的帮助,人们可以随时介入,帮助Keiko处理难题。

在所有反对Keiko野化的言论中,挪威政治人物Steinar Bastesen的一句话最为著名:“Keiko应该被杀掉,把肉拿去救济非洲的饥民。”

Steinar Bastesen出身捕鲸渔民,是一位坚定的捕鲸支持者

Steinar Bastesen出身捕鲸渔民,是一位坚定的捕鲸支持者

不管怎样,1998年9月9日,Keiko搭乘一架C-17战略运输机飞回了它的故乡冰岛。那架C-17在降落时损坏了起落架,修理的费用就超过了一百万美金,所幸机上人员和Keiko都没有受伤。

Keiko正在被从水池吊运到专用的空运水箱中

Keiko正在被从水池吊运到专用的空运水箱中

在C-17里,除了装着Keiko的水箱,还有一大批其他用品

在C-17里,除了装着Keiko的水箱,还有一大批其他用品

在冰岛,Keiko先是在冰岛的一个小海湾里学习野外生存技巧,2002年8月初,它终于随着一群野生虎鲸离开了海湾,进入开放海域。但是3周之后,有人在挪威海岸发现了正在向人摇尾乞怜的Keiko,甚至有人爬到了它的背上玩耍。

来自youtube视频截图

来自youtube视频截图

Keiko的守护者们立即赶到挪威,经过身体测量和血液检查,好消息是Keiko在从冰岛到挪威的1000多公里旅程中进食过,说明野化训练是有成效的。但是显然,它并没有融入任何一个野生的虎鲸群。

此后的15个月,Keiko守护者一直在挪威陪它,驾船守护它的行踪。它接触过不少虎鲸群,每次都是若即若离的保持几百米的距离。

2003年12月12日,Keiko死了。尸检推测死因可能是肺炎。它只活了26年,差不多是圈养虎鲸的“标准”寿命,野生虎鲸平均寿命的一半。Keiko的尸体被埋葬在挪威。

Keiko的墓

Keiko的墓

跟虎鲸一样,海洋馆里的其他鲸目动物,比如长鳍领航鲸和各种海豚,同样深受圈养生活的伤害。小小的水族馆水池完全无法满足这些需要巨大生活空间的社会性动物的需要。圈养鲸目动物的死亡率远高于其野外种群的死亡率,这与大多数动物被圈养后寿命会延长的现象截然相反。

这些大脑发达、行为复杂的鲸目动物生着天然的上翘嘴角,这让人们在欣赏它们的”表演”时少了很多负罪感——毕竟它们都看上去很快乐。

如今,越来越多的国家和地区开始限制或禁止鲸类的表演。智利、匈牙利、哥斯达黎加和印度已经在其国内全面禁止了海豚和虎鲸的圈养和表演,美国的纽约市、夏威夷州和南加州当地政府也相继通过法令禁止了此类表演。

根据一项2014年的调查,现在全世界有超过300个饲养着鲸类动物的水族馆,分布于63个国家和地区。日本有57家,中国44家,美国34家,俄罗斯24家,墨西哥24家。跟世界其他地区的潮流相反的是,受巨大利益的驱动,我国最近几年进行鲸类表演的水族馆的数目正在迅速增加。例如,珠海长隆海洋王国拥有9头从俄罗斯进口的虎鲸,还在今年2月上马了一个人工繁育虎鲸的项目。

这个海洋公园的海豚表演区被官方称作“海豚湾”,而这个词,在更广泛的语境下更多的指向日本和歌山县太地町的海湾。那里以每年例行的海豚捕杀活动闻名于世。在国际舆论的压力下,太地町近些年来缩小了活动规模。鲜为人知的是,海豚湾被捕杀的海豚,除了供食用外,更有相当一部分被用于活体出口,送往世界各地的海洋馆。根据联合国环境规划署自然保护监测中心(UNEP-WCMC)的数据,从1975年到2012年,日本报告出口了668头活海豚,其中,330头出口到中国大陆,46头到韩国,34头到美国,27头到香港,25头到台湾,其它国家进口数量较少。

正当有些地方人们正在拆掉海洋馆的鲸类水池,让它们闯出天关的时候。在我国,这个水池的池壁却在不断加高。

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喜乐99在线娱乐|喜乐99娱乐首页|点击进入_喜乐99娱乐官网 /archives/97996 /archives/97996#comments Fri, 28 Jul 2017 23:22:20 +0000 /?p=97996 本文作者:云无心

本文首发于腾讯较真平台

痛风是困扰许多中老年人的一种疾病。痛风来源于体内尿酸的累积,而尿酸是嘌呤的代谢产物。于是,避免高嘌呤食物,就成了预防痛风最重要的一条原则。

忌口是病人永远的痛……图片来源:pixabay

忌口是病人永远的痛……图片来源:pixabay

高蛋白食物往往伴随着高嘌呤。于是,高蛋白的大豆和豆制品,也就被痛风病人以及担心痛风的高尿酸人群“拉黑”了。2011年发表在《亚太临床营养杂志》(Asia Pac J Clin Nutr)上的一篇综述提到过一项调查,48%的医务人员也认为豆制品会导致痛风。

然而,事实并非如此。

干大豆的嘌呤含量的确很高,每100克中的含量接近200毫克(不同来源的大豆嘌呤含量相差较大)。这个含量比猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉、鱼肉等常见肉类还要高。不过跟真正的高嘌呤食物比起来,还是要低一些。中国人常吃的高嘌呤食物是各种动物下水,比如肝、腰、心、脑、胰脏等,以及野味、鹅、某些鱼类(比如沙丁鱼、青鱼、三文鱼等)、扇贝等等。每100克这些食物的嘌呤含量一般都在200毫克以上,像猪腰子超过300毫克,猪肝也接近300毫克。

从这些数字来看,似乎大豆的确是应该避免的高嘌呤食物。但是,人们很少直接吃大豆,一般是做成豆浆或煮熟了吃。在大豆浸泡吸水的过程中,有一部分嘌呤会溶到水中而被丢弃。而从大豆变成豆浆或者煮大豆,含水量也要大大增加,让100克豆制品中的嘌呤含量大大降低。比如豆腐,每100克中的嘌呤往往不到70毫克,而煮熟的大豆则还不到50毫克。这些含量,跟西兰花、豌豆、菠菜、青椒、香蕉等嘌呤含量比较高的蔬果已经差不多了。

因为大豆含有高嘌呤,把豆腐和高蛋白的荤菜并列为痛风患者的“危险食品”,是不公平的。图片来源:pixabay

因为大豆含有高嘌呤,把豆腐和高蛋白的荤菜并列为痛风患者的“危险食品”,是不公平的。图片来源:pixabay

2011年《亚太临床营养杂志》上的那篇综述收集了6项流行病学调查,没有一项显示食用豆制品跟高尿酸或者痛风相关。而5项临床研究则显示,食用大豆蛋白会增加血浆中的尿酸,但增加量不具有临床上的关注价值。而美国的一项研究则显示,吃植物蛋白最多的五分之一人群,比吃得最少的那五分之一人群,痛风风险要低27%。

2012年在《营养、代谢与心血管疾病》(Nutrition,Metabolism & Cardiovascular Diseases)上发表的研究则详细分析了豆制品与高尿酸风险的关系。这项研究统计了3978位上海中老年男性的食谱并检测了他们的尿酸值。分析发现:蛋白摄入总量与高嘌呤风险无关,但是如果把动物性蛋白与植物性蛋白分开统计,则动物蛋白摄入量越高,高尿酸风险越高,而植物蛋白摄入量越高,高尿酸风险反而越低。进一步分析显示:

总的大豆类食物食用量与高尿酸风险无关;

大豆食用量与高尿酸风险无关;

豆浆以及从豆浆进一步加工成的豆制品与高尿酸风险负相关,吃这些豆制品最多的五分之一人群,比吃得最少的五分之一人群高尿酸风险低20%。

豆腐的冤屈可以洗清了。图片来源:pixabay

豆腐的冤屈可以洗清了。图片来源:pixabay

虽然这只是一项流行病学调查,说明的也只是“相关性”而不是“因果关系”,但结合其他的流行病学调查和临床研究,做出“食用豆腐等豆制品,不增加痛风风险”的结论,还是合理的。

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喜乐99在线娱乐|喜乐99娱乐首页|点击进入_喜乐99娱乐官网 /archives/97974 /archives/97974#comments Wed, 26 Jul 2017 23:21:19 +0000 /?p=97974 本文作者:Ent

裂唇鱼(Labroides dimidiatus)靠给大鱼吃寄生虫为生,因此俗名清洁鱼或者医生鱼。我在CalAcademy的水族馆见过,留下的印象也就是在大鱼身边看两眼、咬一口走人,哦不走鱼。

但是当时没意识到的问题是:这么小到看不见的一口,得咬多少才能吃饱?

工作中的清洁鱼。拍摄者:Alex Mustard

工作中的清洁鱼。拍摄者:Alex Mustard

1996年 Alexandra Grutter 在海洋生态学进展上发了文章。他们观察了大堡礁的野生裂唇鱼,结论是这些鱼平均每天要吃掉1218只寄生虫(大部分是巨颚水虱科的)。

没错,1218只。它们平均每天花256分钟觅食,所以觅食状态下是每分钟吃掉4.8只。这哪里是医生看病的节奏,果农摘苹果还差不多……

但是就算在大堡礁,也不能一天跑遍一千多条鱼吧?(其实它平均检查两次才能吃到一只虫,所以是检查了两千多次。)其实,一条清洁鱼一天会访问同一条鱼几十次。而且野生环境里清洁鱼不止一条,所以一条典型的客户——比如黑鳍粗唇鱼(Hemigymnus melapterus)——每天会接受144次检查,吃掉61条寄生虫。

“谁叫我?”图片来源:underwaterkwaj.com

“谁叫我?”图片来源:underwaterkwaj.com

然而最可怕的数据是:平均而言黑鳍粗唇鱼身上只有11条寄生虫啊!

这个数字怎么会比每天被吃掉的虫子少呢?其实不难理解。想象一个不断上菜不断来客人的流水席,任何时候桌上的菜可能只有十几道,但是一天下来被吃掉的菜可以远远超过这一数字——只要客人够多,周转够快,就没问题。这样的场景在海洋生态里很常见。

但这就意味着,这些可怜的黑鳍粗唇鱼,成了这道流水席上的餐盘子。

对于清洁鱼而言,这样的生活似乎倒还不错,它们每天睡11个半小时,剩下时间里只有4个半小时用来觅食,周围到处是取之不尽的食物,趁客户不备还能咬一口美味的体表黏液层,只要别被其他围观客户发现就行(2011年有实验表明,当别的鱼在围观的时候,清洁鱼会变得更收敛更诚实)。与其说这是当医生或者清洁工,不如说是自助餐吧。

学名为Epinephelus tukula的大型石斑鱼在接受清洁鱼的“口腔护理”。 拍摄者:Jurgen Freund

学名为Epinephelus tukula的大型石斑鱼在接受清洁鱼的“口腔护理”。
拍摄者:Jurgen Freund

可是想象一下客户面临的鱼间地狱:黑鳍粗唇鱼每天生活在寄生虫的包围中,环境里不停地有虫子趴上来,虽然有清洁鱼时不时来咬走,但马上又会有新的寄生虫补充,就这样陷在无尽的寄生循环里。甚至人为干扰也没有用:研究者给捕获的鱼打了药之后放归,但最多6天之内,它们的寄生虫就全部回复到打药之前的水平……

这时候再想想自然界里有25%的生物是寄生的,想想各种塞满寄生虫的野生动物,好像也就能够理解了呢。

参考资料

Alexandra Grutter. Parasite removal rates by the cleaner wrasse Labroides dimidiatus. Mar Ecol Prog Ser Vol.130:61-70, 1996.

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喜乐99在线娱乐|喜乐99娱乐首页|点击进入_喜乐99娱乐官网 /archives/97980 /archives/97980#comments Tue, 25 Jul 2017 23:20:49 +0000 /?p=97980 本文作者:瘦驼

“老人往南航飞机发动机里撒硬币祈福导致飞机延误”的离奇事件,以“警方不予追究”,和“某些机场在远机位登机时额外派人把守发动机”这样更离奇的结局收尾了。

在这起事件引发的广泛讨论中,有一种声音非常有趣——既然发动机这么“脆弱”,何不在进气口上罩个纱网呢?这样硬币、砂石、飞鸟或者人体就都不会被钻到发动机里作乱了。就像电风扇外面的保护罩一样。这么简单直接的思路,怎么可能没人干呢?

老飞机的“口罩”

飞机不飞的时候,拿个盖子或者罩子把发动机进气口排气口什么的封起来,这是很常见的做法。图片来源:aircraftcovers.com

飞机不飞的时候,拿个盖子或者罩子把发动机进气口排气口什么的封起来,这是很常见的做法。图片来源:aircraftcovers.com

那发动机工作的时候能不能戴口罩?

Me-262双发喷气式战斗机。图片来源:网络

Me-262双发喷气式战斗机。图片来源:网络

这是一张珍贵的老照片,照片里的飞机,是世界上第一代喷气式飞机中最著名的一种——二战时期德国梅塞施密特的Me-262双发喷气式战斗机。在Me-262的机翼下,挂着一对Jumo-004型轴流式涡轮喷气发动机。这种70多年前的发动机是现代涡轮喷气发动机的直系祖先。在后来的日子里,人们对喷气式飞机的构型进行了大量的尝试,今天的飞机已经跟Me-262很不一样了。然而当今大多数的涡轮发动机拆开来看,跟Jumo-004的结构没有什么大的变化。

每台Jumo-004最大可以产生8.8千牛顿的推力,如何布置这两台在当时看来推力强劲的发动机,梅塞施密特的工程师们颇费了一番思量,在综合了结构设计、可维护性、武器装备等因素之后,Me-262采用了翼吊式布局,也就是把发动机挂在机翼下面。这样的好处之一就是不需要为发动机设计复杂的进气道。如果把发动机埋在机身里,怎样让空气流入发动机就是一个大难题。涡轮喷气发动机工作时需要大量的空气,以Jumo-004为例,它最大的空气流量大约是每秒20千克。如果进气道设计不好,发动机就有可能“上不来气”或者“噎到”。想象一下冬天迎着大北风走路的时候。你是不是经常被风噎住无法呼吸?

翼吊式布局省了进气道设计的难题,但同时产生了一个副作用,那就是进气口离地太近了。那时候的机场很多条件不好,跑道就是土质的或者草地的,吸进杂物就会损坏发动机。如果仔细看这张照片,你会看到发动机进气口上有一个半球形的罩子。说明当时梅塞施密特的工程师们确实想过“进气道保护罩”这个主意,并且还真试了。

飞机加盖,得不偿失

这张照片之所以珍贵,是因为这是我唯一找到的证明Me-262用过进气口保护罩的实证。不管是留下来的文物还是其他的照片上,都看不到这个装置。这也许说明口罩的实验结果并不理想。不理想的原因可能有以下几个:

它很尴尬。能被它拦住的细小杂物(包括硬币)对发动机很难产生毁灭性的破坏,而那些致命的大动能外物,不管是因为速度快还是质量大,一层口罩显然是拦不住的。反而撞烂了的保护罩本身就成了致命的碎片。

做个结实耐操的?理论上可行,但是带来的额外重量和对进气的阻挡,又会让飞机的性能显著下降。

喷气式飞机经常飞行的区域经常会造成机体结冰,不但会增加飞机的死重,还会严重破坏飞机的气动外形,被气流吹落的碎冰块还可能会撞坏飞机。进气道保护罩这样的结构是最容易产生积冰了,堵住进气道不说,碎冰被吸进发动机……防止结冰或者除冰的方法不是没有,又要增加额外的复杂性,重量、成本、可靠性……

说白了就是不合算,跑道上的杂物可以派人及时清扫。鸟撞虽然不罕见,但是一次撞坏所有发动机的严重空难,航空史上屈指可数。提高发动机的可靠性,保证飞机一个发动机损坏的情况下还能安全飞行,这些举措更有意义。毕竟发动机损坏也不只有吸入异物这一种可能。

常年看守机场的倒霉战斗机

现在确实有一类飞行器的涡轮发动机外面罩着口罩,这就是直升机。下图是美国西科斯基CH-47支奴干重型运输直升机后机身的特写,可以看到莱康明T55涡轮轴发动机的进气口上罩着圆锥形的金属网。

直升机的“口罩”。图片来源:cqplanespotting.blogspot

直升机的“口罩”。图片来源:cqplanespotting.blogspot

为啥?看下面这图就明白了。

烟尘滚滚……图片来源:ukforcesafghanistan.wordpress.com

烟尘滚滚……图片来源:ukforcesafghanistan.wordpress.com

直升机的巨大旋翼会把地上一切没有固定好的小玩意儿吹得到处飞,发动机要是不加口罩,没几次就得报废了。不光是这种罩网,很多直升机发动机进气口上还装着离心式的沙尘分离装置。

直升机能装口罩,除了迫不得已,它们发动机空气流量较小,飞行速度也慢,基本上也不会飞到积冰区那么高,也是一个原因。

如果战斗机之类的,也要在这样恶劣的跑道起降,那也得想点办法。比如前苏联米格设计局的经典产品米格29,它定义为前线战斗机,所以设计指标上就有在野战机场起降的能力。为了防止杂物打坏发动机,米格的设计师干脆在进气道里设计了一块可以移动的盖板。注意,是盖板,不是网罩。在起降的时候盖板可以完全封死进气道入口。那发动机的空气从哪来?在机身上部开了两扇巨大的百叶窗,起降时百叶窗打开进气。

这复杂的设计不但本身增加了额外的重量,而且百叶窗占用了珍贵的机体空间,让米格29载油量很少。后来米格29作战半径小的缺点一再被用户诟病,为了摆脱“机场守卫者”的绰号,在后期的改进型里,这个防杂物的设计被取消了,省出来的空间变成了油箱。

大难不死的美国大兵

二战以后,喷气式飞机发展的速度比音速还快。喷气式发动机的推力越来越大。当今在役最先进的发动机,是装配在美国F-35战斗机上的普惠的F-135涡轮风扇发动机,它的个头比Jumo-004大一点,重量是老祖先的两倍多一点,而最大推力一台顶二十台,达到了182千牛顿,换成更直观的单位,那差不多是19吨力。推力惊人意味着吸力也超群,F-135的空气流量差不多每秒200千克。

凑近这样的大吸力“油烟机”是什么感觉?放心,今天我不会给大家看西红柿鸡蛋汤。

1991年2月20日,“沙漠风暴”结束前一周,美军罗斯福号核动力航母正在海湾游弋,各种军机昼夜不停的起降。这天夜间,一架格鲁曼A-6“入侵者”攻击机滑上起飞线,准备弹射入夜空,把成吨的炸弹扔到伊拉克人头上。这种外形很像长了翅膀的蝌蚪的重型飞机,装配了两台普惠的J-52涡喷发动机,每台的最大空气流量大约每秒80千克。这架A-6被挂上了航母的飞机弹射器,飞行员把油门推到最大,就准备上天了。这时,20岁的大兵JD Bridges鬼使神差,觉得要再检查一下弹射器挂钩是不是跟飞机的前起落架连接好了,于是猫着腰钻了过来。

剩下的你都看见了,B哥变成了马克夏加尔名画《生日》的男主角,可惜他要亲吻的是死神。火光一闪,甲板上的其他大兵肯定闪念了,完了完了,要刷甲板了。

马克夏加尔名画《生日》。图片来源:网络

马克夏加尔名画《生日》。图片来源:网络

然而B哥没死,他被卡在了进气道里,头盔、护目镜和马甲都被吸进了发动机,产生了火光。飞行员意识到出了问题马上把发动机给关了。B哥只受了点轻伤,这是事故发生之后几小时,舰上的文宣录下来的采访镜头。

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说到钻进气道,这位仁兄钻得就比较安全。

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这是一位美国大兵,在检查第一种完全隐身设计的飞机——F-117A的进气道。诶?这位仁兄的下半身怎么还隐形了呢?按说从进气口不应该能看到他的身体吗?凑近了看就有意思了。

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F-117A的进气道口上真扣了金属网。不过,这网子挡的东西可不是异物,而是雷达波。再借A-6的进气道特写看一下,从进气口往里看,就是发动机了。不知道B哥看到这照片会不会又抽过去。

图片来源:2007 C. Ishmael

图片来源:2007 C. Ishmael

旋转的发动机叶片是一个强烈的雷达反射源,洛克希德臭鼬工厂的工程师们,用精心设计的金属网阻挡了特定雷达波的照射。而今天更多隐身设计的飞机,会用弯曲的进气道避免雷达波直射发动机。不管哪种方式,都会影响进气道的效率,但是,对KPI而言,隐身才是最大的要求,没办法,忍了。

客机另有出路

说了这么多跟大家生活没啥关系的军用飞机,再回过头来说民机。听起来民机似乎没有军机那么“有劲儿”,但是发动机的吸力可不是这么回事。喷气式发动机都是把一定量的气体加速到某个速度“扔出去”的装置,无非就是动量守恒。要让动量大,要么提高喷气的速度,要么增大喷气的质量。战斗机的需求更多是高速,所以喷气速度就要大一些,而且要适当减少发动机的直径,这样还能减少一些阻力。

而民航发动机对经济性非常敏感,要大推力,还省油,就需要适当降低喷气速度,而增加喷气质量。所以民用飞机发动机是越来越粗。

民用大飞机发动机的空气流量非常惊人。比如撒币事件的主角,CFM56-5B发动机,最大的空气流量可达每秒300千克。大家可能对空气的密度没什么直观的认识,这么说吧,如果你坐在一架空客A320客机里,飞机只需启动一台发动机,就可以在不到一秒的时间里把整个机舱抽成真空。而像波音777装配的通用电气GE-90这样的,直径3米多的超级航空发动机,最大的空气流量更是高达每秒一吨多。

下次坐飞机如果在经济舱前排靠窗的位置,不妨留意一下发动机侧面画的警示标志。

图片来源:网络

图片来源:网络

再如果赶上下雨天跑道有积水,在起飞滑行的时候,也一定请留意一下发动机前面。不出意外你会看到一种奇妙的景象——一股小小的龙卷风从地面升起钻进了发动机里。

龙吸水!图片来源:Stars and Stripes

龙吸水!图片来源:Stars and Stripes

当然绝大多数时候不会像上图这么夸张,那是波音的YC-14短距起降战术运输机验证机某次吸水龙卷的照片。这种情况发生在发动机转速达到某个特定值的时候,从地面向上进入发动机的气流特别明显。

波音的工程师 Yoram Yadlin和 Arvin Shmilovich 用软件模拟了这种情况。

图片来源:aviation.stackexchange.com

图片来源:aviation.stackexchange.com

此时地面上的杂物,也很容易吸进发动机。那怎么办?同样还是波音,在50多年前波音737刚推出的时候,世界民航的业态跟今天还有很大不同。很多航空公司都有在条件较差机场操作波音737的需求,为了减少发动机吸入地面异物,工程师在发动机进气口下面装了一个喷嘴,把从发动机引出来的高压气流从这里吹出来,就可以减少这种垂直涡流的力量。

图片来源:aviation.stackexchange.com

图片来源:aviation.stackexchange.com

现在,你已经基本见不到这些玩意儿了。毕竟民航在进步,机场修的越来越好,跑道外来异物管理水平越来越高。撒币老太这种奇葩,满世界也不会有第二个了吧。

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