金钱能买来书籍，买不来知识；金钱能买来礼物，买不来真情。

①松鼠过水的时候，用一块树皮当作船，用自己的尾巴当作帆和舵。

②它们是十分警觉的，只要有人稍微在树根上触动一下，它们就从窝里跑出来，躲在树枝底下，或者逃到别的树上去。

③松鼠的叫声很响亮，比黄鼠狼的叫声还要尖些。

植物会说话

丹尼尔·查莫维茨

    ①五角菟丝子作为一种蔓生植物，因不含叶绿素，需要寄生在其他植物中吸取其营养方可生存。它幼苗的颈尖以小圆圈的方式探测周围环境，寻找它所偏好的植物，就像我们蒙住眼睛时用手试探周围环境，或是深夜在厨房找灯的开关时的样子。实验人员不论将番茄放于什么地方，菟丝子的藤始终朝着番茄方向生长。为了证实菟丝子能够嗅出番茄所在位置这个猜想，孔苏埃洛·德莫拉埃斯将它和番茄分别放入一个密闭的盒子里，两盒之间用管子相连保证空气对流，结果它总是朝着管子方向生长。又在棉签上涂上番茄提取液，它还真中了圈套，朝着涂有提取液的棉签生长。此后，她拿成分非常相似的番茄和小麦的提取液做实验，尽管二者都含有一种挥发性化合物β_月桂烯，但因番茄还释放出两种能吸引菟丝子的挥发性物质，而小麦不含这两种挥发性物质，且还会释放一种令菟丝子讨厌的气体，菟丝子当然向着番茄方向生长。

    ②1983年，戴维·罗德斯发现，一棵柳树被天幕毛毛虫啃噬过，临近柳树的叶子变得不受毛毛虫欢迎，是因为后者的叶子中含有不合毛毛虫口味的酚类和单宁化合物，而那些较远的健康柳树却不含这些化合物。受损柳树和临近健康柳树之间，没有共同的根，树枝间也没有相互接触。被啃噬的柳树是通过空气向临近健康柳树发出了一种信息素信号，即通过化学信号对它们说：“当心！保护好自己！”接着，杰克·舒尔茨以杨树和唐枫幼苗为对象进行实验，支持了罗德斯的观点。

    ③“植物之间可以相互交流”！罗德斯的这一发现，颠覆了我们以往对植物的认识。然而这些报道大多缺乏正确对照，或结果被夸大，往往受到其他科学家的驳斥。在过去的10多年里，大量植物通过气味进行交流的现象已被反复证实。但问题是，植物真的能彼此交流（有意识地发出预警）吗？是否健康植物只是“偷听”到了临近受损植物的自言自语（而非受损植物有意告知它们）？马丁·海尔提出了疑问并展开深入研究。他知道，利马豆植株被甲虫侵扰时会有两种反应：被啃噬的叶片会向空气中释放一些挥发性化学物质；而花则会产生花蜜，吸引以甲虫为食的节肢动物。——那它为什么会释放这些化学物质呢？

    ④他从三棵利马豆植株中选取了4张叶片做实验：从被啃啮过的同一植株上选择了2张叶片——第1张被甲虫啃啮过，第2张没有；第3张为临近的、未被啃啮过的健康植株；第4张为被隔离的、未被啃啮过的健康植株。通过气相高端分析技术鉴定，第1，2，3张叶片周围空气中都含有挥发性物质；第4张叶片周围则没有。这说明受损植株临近的健康植株不易遭受到虫害侵扰，却没有得出他们想要的结果。

    ⑤海尔调整了实验设计来检测他的假设。将两株植物放在一起，但用塑料袋将被啃啮过的叶片封闭24小时。然后按照上一个实验的方法选择4张叶片进行检测，结果发生了变化。被啃啮过的叶片仍然释放化学物质，但同一植株的同一根藤以及邻近藤上的其他叶片却与对照叶片相似——它们周围空气中没有这些化学物质。解下密封袋，用小风扇将袋中的气体向两个方向吹：一是向这根利马豆藤上方的临近叶片，二是朝着远离利马豆的空气中。结果发现，接触到袋中气体的植株叶片自己也开始释放同样的气体，且植株还会分泌花蜜。那些没有接触到气体的叶片和植株则与以前一样。

    ⑥几十次实验结果一致，秘密揭开了：被啃啮过的叶片释放气体，是为了保护植株自身的其他叶片不受攻击。即当一张叶片受到昆虫或细菌的侵害时，会释放出气味，警告同一植株上的其他叶片保护自己，抵御将临的侵袭。就像中国长城上的烽火台，守卫者们用点燃烽火的方式传递信号，警告其他守卫塔有敌人来袭了。临近植株则以嗅觉方式“偷听”受损植株自身叶片间的“嗅觉对话”，便做出反应以保护自己免受伤害。当然，利马豆这种气味信号只能传播一两米远，但这一发现为人类保护树木和作物提供了崭新的思路……

    ⑦每种植物都有自己特殊的气味。植物和动物也可以利用这些气味进行复杂的交流。比如花的香气可以吸引授粉者，果实的香气可以吸引采摘者，这些都有利于种群的繁衍。植物显然没有嗅觉神经，不能将气味信号传到大脑进行诠释。但是像菟丝子、利马豆一样的其他植物，都能够对信息素做出响应，只要觉察到空气中有挥发性化学物质，它就能将气味信号转化成一种生理反应，这当然也是一种嗅觉，且是出于生存的需要。

狗为何比猫更亲近人

李小凤

    ①狗是人类最早开始驯养的动物。虽然专家对于确切的年代还有不同的意见，但已有考古证据显示，大约1.5万年前就有了家犬，而它们实际加入人类生活的时间还可能再往前推数千年。狗除了能狩猎、能战斗，还能警告有野兽或人类入侵。时间一代代过去，人和狗一起演化，能和对方有良好的沟通。最能满足人类需求、最能体贴人类情感的狗，就能得到更多的照顾和食物，也更容易生存下来。

    ②猫的驯化大约始于6000年前的古埃及。那时候人类已进入农耕社会，生存资料和食物资源已经不那么匮乏了，不仅能够维持生活，而且有了库存。当人类有了余粮后，就要与老鼠进行斗战，而猫就是最好的武器。非洲野猫的幼猫很容易被驯养，一般认为，很可能就是目前家猫的主要祖先。

    ③忠于人类是狗的天性。美国哈佛大学生物学教授爱德华·威尔逊认为，今天的狗在保护主人不受伤害时显示出来的勇气和韧性，来源于它们祖先的群居生活。群居的狗有强烈的集体生活本能，它服从于比自己更强大的人，或者是团队的领导者。狗有敏锐的听觉和嗅觉，能够尽早地发现猎物，或追逐猎物，或咬猎物。在狩猎过程中，它们对人类非常有帮助。从那时起，人类就积极地饲养狗，那些更忠诚于主人的狗就更有机会进行繁殖。

    ④随后在农耕社会中，人类为了得到更肥沃的土地，出现了部落间的势力竞争。因此，人类对外部的人也开始抱有很强的戒备心理。在这个过程中，狗对陌生人的戒备心理，以及通过叫声告知人们有异常发生的能力，也发挥了很大的作用。因此，人类和狗的感情也越来越深厚。

    ⑤但是在猫看来，老鼠是自己捕捉的，和人类没有关系，所以获得食物是自己独自的功劳，它只是和人类建立了一种共存的互利关系而已，没有必要对人类那么忠诚，更没有必要过分讨好人类。

    ⑥在2005年12月出版的《自然》杂志上，美国科学家公布的人类基因图谱表明，人类基因比犬类多300余个，狗有360多种遗传疾病与人类相同。由于长期选择性繁殖，许多狗种也很容易患有与人类同样的基因疾病，如癌症、心脏病、聋哑、失明等。尽管所有的狗99%的基因是相同的，但剩下1%的基因差异却决定了狗的品种。从遗传学上讲，正是由于不同狗种在外形上的巨大差异，以及它们共同的遗传基因，狗成为进行遗传学研究的上佳选择。

（节选自《百科知识》2019.02A，有删改）

    九旬美国物理学家阿瑟·阿什金因为发明“光镊技术”，获得2018年诺贝尔物理学奖。很多科研界人士甚至压根没听说过“光镊”这种技术。“光镊”虽然内涵深奥，但其实稍加简介就能让普通人建立概念。今天，我们就先试着让大家了解一下这个能够以光的力量来操纵细胞的诺贝尔奖成就。

“光镊”诞生的发想——光之力

    伴随着上世纪60年代以来激光束流相关的产生、控制技术的进展，利用光来操作微小物体的“光镊”随之登上了历史舞台。阿瑟·阿什金教授曾在贝尔实验室和朗讯科技公司任职，他很早就开始进行光操控微粒的研究工作，并最终于1986年公开了他的第一代“光镊”。

    大家都知道光可以协助动物产生视觉，可以为植物提供能量来源，可以加热物体，但是对“光的力学领域”可能并不熟悉。实际上，光镊正是利用了“光的力”（也译为光压、辐射压等等），并诞生了举世瞩目的成果。

什么是“光的力”？

    中学物理中，我们已经了解了光同时具有波和粒子的双重性质，所谓波粒二象性。与人体被飞来的棒球击中后产生冲击一样，光的粒子即光子在接触物体后，同样会对该物体施加力的作用。

    你可能会感到奇怪，既然如此，我们为什么没有被强烈的日光或者探照灯击倒在地呢？

    这是因为，光的压力大概仅仅在10亿分之一到100亿分之一N这个数量级 ， 所以说能用肉身感受到光压的人显然是不存在的。

    然而，越是微小的物体，就越容易被微小的力所撼动。例如，红血球、细菌一类人体细胞或者微生物等等都对光压非常敏感。来自光的微小压力可以让微小的物体在不受到积压破坏的前提下进行移动。

光镊是如何让光操控微粒成为可能的

    具体来说，光镊系统一般由照明光路和控制光路构成。

    照明光路负责采集成像所需的信号，而控制光路用来控制和限制微小物体的运动。控制光路的核心是汇聚性能特别好的激光束发射系统。

    激光的特性之一就是可以被汇聚到一个十分微小的光斑上，这是普通光源所无法实现的。

    对于所要操控的微小物体来说，这种激光束汇聚形成的强聚焦光斑会形成一个类似“陷阱”的机构（称为三维光学势阱），微粒将会被束缚在其中。

    一旦微粒偏离这个“陷阱”中的能量最低点（即位置的稳定点），就会受到指向稳定点的恢复力作用，好像掉进了一个无法摆脱的“陷阱”一般。如果移动聚焦光斑，微粒也会随之移动，因此便能实现对微粒的捕获和操控。

光镊技术早已大显神通

    光镊技术在生物学研究领域已经有了相当广泛的应用，例如将不同细胞挤压在一起，或者向细胞中注入微量物质或者微小物体一类场合，都是光镊大显身手的时机。

    又比如，在环境科学领域，经常会有区分水中数种微小物体的需求，利用光镊可以将各种物质在无损条件下容易地分离，给之后的精密分析创造良好的条件。

    此外，在操控的同时，鉴于激光波长良好的稳定性和高精度，光镊还可以同时获得大量空间测量数据。

    一个有趣的应用实例就是，有研究人员利用光镊测量了驱动蛋白在微管上行走的距离数据，从而推算出驱动蛋白每走一步的能量正好相当于一个ATP水解所释放的能量，堪称光镊操控性和测量性结合的绝好案例。

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    其实，直到笔者打出“光镊”两个字的时候，搜狗输入法还没有录入这个词组……相信对于绝大多数人来说，光镊都是一个相当陌生的概念。光镊技术所代表的一系列微操控技术，的的确确为人类在诸多领域带来了极为便利的工具。此番斩获诺奖，虽然出乎大多预测所料，却也名副其实。相信随着诺贝尔奖的颁发，光镊技术必然会在世界范围内掀起一股科普风潮。