放屁虫放的屁近100℃,科学家搞清它强大火力背后的惊人机制了

2020-07-07 01:11 来源: 高考学习网 本文影响了:115人

很多人都玩过放屁虫,不小心被它喷一下,你起码几个小时都不好了,那种味道,真的终身难忘;但也有不少地方将放屁虫当做美味佳肴,油炸后吃得满嘴生香,爽歪歪。

但你知道放屁虫放屁背后的机制吗?特别是它们放屁时温度会达到惊人的近100℃,它们是如何产生这种奇臭无比的炙热气体,并把它们释放出来的呢?

来自美国加州大学伯克利分校和史蒂文斯理工学院的科学家们对此进行了研究。为了追踪放屁虫体内化学装置的工作原理,研究人员使用氢的同位素氘对专门合成的化学混合物进行标记,然后将其注入放屁虫的体内,或者掺在食物里,在几天内连续饲喂给放屁虫。

1592556817676450.jpg

然后科学家们把放屁虫放进冰柜里,在令虫虫极度不爽的环境中,不断拉扯它们的后腿,直到它们开始冒火,屁股一撅就开喷;或者对它们做手术,用头发把它们体内一些关键的管道结扎起来,然后对化合物进行取样。之后这些样本被送去用质谱仪检测,看哪些化学物质被掺入了放屁虫的“核”武器里。

结果表明,放屁虫体内有两种被称为苯醌的有毒类化学物质,一种是此前就已知道的由对苯二酚代谢而来的物质,另一种则是新发现的完全独立的前体:间甲酚——一种在煤焦油中发现的毒素。这些都是对人体有害的物质,可能导致癌症或遗传疾病,可以伤害脊椎动物的眼睛,对呼吸系统产生强烈的刺激。

此前的研究已经发现,放屁虫的腹部有一个储液室和一个反应室,由腺体生成的化合物过氧化氢和对苯二酚水溶液就储存在里面。当放屁虫受到刺激,储液室周围肌肉收缩,把这些水溶液送入反应室,在催化酶的作用下发生强烈反应,释放出大量热量,温度接近100℃,可以把五分之一的混合物蒸发成炙热的气体,然后阀门打开,又热又臭的气体猛地喷出,并发出爆炸的声音,向“敌人”发起致命攻击。

放屁虫体内存储的有毒物质大约可连续发起20次攻击,简直就是绵绵不绝,足以令敌人闻风丧胆。一些非洲放屁虫的喷口甚至可以旋转270度,以精准地发起攻击,不知道美军F35战斗机喷口的灵感是不是就来自于此,真这样的话,放屁虫可是立了大功。

1592556822689914.jpg

最令人难以置信的是,放屁虫依靠这种强大的防御机制,竟然能在被猎食者吞下后,连续施放“核”武器,令猎食者恶心反胃,最后不得不把它们吐出来。日本科学家曾经做过一个实验,反复刺激一些放屁虫,把它们的“核”武器消耗殆尽,然后和一些“核”武库充足的放屁虫一起,喂给蟾蜍吃。结果那些被科学家骚扰消耗完“核”武库的放屁虫全军覆没,没有一只生还;而近一半“核”武库充足的放屁虫,分别在12到107分钟后被蟾蜍吐出来,而且都活得上好,经受住了最致命的考验。

放屁虫这种独特的复杂防御机制很久以前就被研究过,一些神创论者把这种非凡的本领视作是上帝造物的证据,因为强烈的放热反应,加热至沸腾的液体,还有爆炸性的释放,放屁虫是怎么想到并进化出如此复杂而又环环相扣的功能的呢?

世界很奇妙,生命现象更是奇妙,只有我们想不到的,没有生命进化做不到的,随着科学研究的不断深入,未来我们还可能看到更多更复杂更奇特的生命现象。

这项研究发表在6月16日发表在《自然科学》杂志上。

参考:

The Science of Nature:Biosynthetic origin of benzoquinones in the explosive discharge of the bombardier beetle Brachinus elongatulus

相关信息