物种日历 21小时前
起猛了,蘑菇也能做电脑芯片了?
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欢迎收看自然小喇叭栏目的第 94 期,在过去的半个月里,我们搜罗了以下值得一看的自然新闻和研究:

1 )   蘑菇可能用于制作电脑芯片

2 )   真菌可以用于诱杀蚊子

3 )   工蜂会造反,推翻蜂王

4 )   蝾螈的全身再生方法

5 )   黑猩猩用飞虫给伤口治疗

6 )   北大西洋露脊鲸迎来新希望

蘑菇芯片

起猛了,蘑菇都能做电脑芯片了!?

蘑菇版芯片 | 参考资料 [ 1 ]

在一项新研究里,科学家发现,常见的香菇菌丝在经过处理后,可以像忆阻器一样工作——忆阻器是电子元件里的一种特殊类型,它的电阻值会根据之前通过电流的历史而改变,也就是说它有 " 记忆 " 能力,因此非常适合类脑计算。传统的半导体忆阻器制造往往要用稀土金属,且制造工艺复杂又昂贵,如果能用蘑菇来替代,就能实现绿色、环保,甚至可生物降解。

蘑菇忆阻器测试中 | The Ohio State University

为了测试蘑菇的潜力,科学家先培养了香菇菌丝网络,并将它们脱水后再微微加湿,让菌丝既稳定又具备适度的导电性。随后,他们在菌丝样本上接入电极,施加电信号,结果发现,这些蘑菇忆阻器能够以每秒 5850 次的速度切换电状态,并维持 90% 的准确率。另外,香菇菌丝对辐射有一定耐受性,意味着在航天电子或者极端环境下有优势。

不过,这项技术暂时还不能替代我们日常电脑里的芯片。比起现代 CPU 和 GPU,蘑菇忆阻器的速度仍然慢得多;而且现在样本尺寸还太大,在耐用性、环境适应性方面还有很多难题需要攻克。

真菌抗蚊

真菌不仅可以用来做芯片,还能用来杀蚊子。

最近科学家发现,一种叫做平沙绿僵菌(Metarhizium pingshaense)的真菌,会释放一种挥发性有机化合物。这种有机物名为长叶烯,闻起来有花朵的甜香,可以用来吸引昆虫猎物——其中就包括蚊子。花蜜是蚊子的重要食物来源,蚊子误以为这里可以采到花蜜,结果却会被孢子附着、感染,并在几天内死亡。

蚊子会被花香味吸引 | Abhishek Mishra / Wikimedia Commons

于是,科学家对平沙绿僵菌进行了基因工程改造,让它们能产生更大量的长叶烯,并确认无论是雄性还是雌性的蚊子都会被这种气味吸引。随后,他们在一个大房间里同时放置了真菌、人类和鲜花气味,结果蚊子的死亡率超过 90%——就算同时有极具吸引力的人类气味和别的鲜花味道,蚊子还是会上真菌的当。

蚊子被真菌诱惑 | 参考资料 [ 2 ]

蚊子在全世界的很多国家和地区都是大难题,它们把疟疾、登革热等疾病传播给人类,还很容易对常规杀虫剂产生抗药性。真菌杀蚊是利用蚊子的行为习惯来制造天然陷阱,更不容易让蚊子产生抗性——蚊子要进化出抗性,就意味着它们要放弃花蜜对它们的吸引力。

好消息是,这种真菌对人类是无害的,而且长叶烯本身在香水中已有应用,也是一些茶叶带有的香味成分。这种真菌还能通过稻壳、鸡粪这样的低成本材料大规模培养,有助于在资源有限的环境中使用。

工蜂造反

工蜂不只会埋头打工,必要的时候还会发起政变,更换自己的女王。

在一个蜜蜂巢穴中,蜂王扮演着重要角色。一只健康的蜂王每天可以产卵 850~3200 颗,相当于它自身体重的好几倍。但是,蜂王的权威并不是永恒的,在蜂王产卵减慢后,成千上万的工蜂就会启动改朝换代的流程,集体行动把现在的蜂王 " 废黜 ",并培育出下一代蜂王。

中间的花生状结构中是工蜂培养的下一代蜂王 | Shelley Hoover

在一项新研究中,科学家发现了让蜂王王位不保的原因——一种叫做油酸甲酯(Methyl oleate)的信息素。这是蜂王释放的一种化学物质,在它健康时会大量释放,让工蜂知道蜂王现在健康能干、有生产力;一旦蜂王被病毒感染,卵巢质量下降,产卵速度减缓时,这种信号也会变得衰弱,工蜂群体就会感知到领导现在状态不稳定,是时候更换蜂王了。

研究者正在检查蜜蜂蜂群 | Leslie Kennah

从进化角度看,蜂群废黜蜂王是一种群体的自我保护机制。如果蜂王的产卵能力持续下降,整个蜂群的繁衍和生存能力就会受到威胁。对于养蜂行业来说,抑制病毒和寄生虫可以保护蜂王的健康,而通过定期监测蜂王的产卵率和蜂群状态,可以识别出正在更替蜂王的蜂群,并作出如加强营养等应对措施。

蝾螈再生

全身都能再生的动物,到底是怎么做到的?

就是它——墨西哥钝口螈 | Ruben Undheim / Wikimedia Commons

这种看起来很呆萌的动物是墨西哥钝口螈(Ambystoma mexicanum),它是一种两栖动物,在成年时也会保留幼体形态,看起来像个永远长不大的萌物。它最著名的特点就是惊人的再生能力:缺了一条腿可以再长,甚至尾巴、眼睛、心脏和脊髓也能修复。

最近,科学家观察了墨西哥钝口螈在一条肢体后被截断的伤口,结果发现:不只是伤口处会启动再生程序,身体远处没有受伤的部位也会被激活并预备再生。也就是说,一旦某处受到伤害,整个身体都进入了修复和待命状态。如果事先激活了全身待命状态,它再断肢后的再生速度,会比未经激活的同类更快。

左前腿受伤断落的墨西哥钝口螈,正在准备再生 | HTO / Wikimedia Commons

进一步研究发现,这样的全身反应是由交感神经系统主导的,它通过不同的肾上腺素能受体,分别控制伤口局部和远处细胞的反应。不过,这种全身备战状态不是无限期的,一般在维持几个细胞周期后就会回落,可能是因为维持成本太高。

科学家认为,这种被动修复加主动准备的再生策略,对墨西哥钝口螈的野外生存很有利。在被捕食者追击或者受到同类攻击时,如果一条腿断了,身体的其他部位往往会接着受到伤害,预备好全身修复可以让它们加速恢复,更有可能存活下来。

黑猩猩用虫子敷伤口

黑猩猩会用虫子做 " 伤口护理 "。

最近,一项对东非黑猩猩群体的研究发现,它们在受伤以后,会抓飞虫并将其压在伤口上,仿佛把它们当成了疗伤的敷贴。在视频拍摄到的 5 起事件中,黑猩猩一般先从植物附近抓一只飞行的昆虫(而不是爬虫),然后用嘴和手指操作和固定,把虫子按压在开放伤口的表面,反复多次后才把虫子丢掉。

一个名叫 Fricka 的雌性黑猩猩正将一只飞虫敷在右大腿内侧的伤口上 | 参考资料 [ 5 ]

黑猩猩不仅会用虫子给自己疗伤,还会用同样的方式照顾同伴。科学家观察了一对黑猩猩兄妹,妹妹学会贴虫后,主动给受伤的哥哥用虫子按压伤口。动物界中主动帮其他个体处理伤口的情况很少见,这种为他人提供医疗辅助的行为,可能是同情和利他行为的体现。

当有黑猩猩在用虫子疗伤时,其他同群体的成员会静静地靠近、观看。科学家推测,贴虫并不是黑猩猩生来就会的本能反应,而是属于文化层面的行为,群体内的成员会通过社会学习来掌握这个方法

雄性黑猩猩 Damien 正在给自己贴虫,旁边的同伴在观察 | Kayla Kolff / YouTube

在人类社会里,用植物和虫来疗伤是很多文化的传统,人类已经发现一些飞虫具备抗菌抗炎、促进组织重建的作用。未来的研究中,科学家还计划采集昆虫的残体并进行 DNA 鉴定,确定黑猩猩使用的虫子是否真的有疗效。但他们初步推测,黑猩猩可能发现了某些昆虫对伤口的恢复有好处,并通过社会学习模仿传播,这也许反映了人类医疗文化的根源。

露脊鲸数量增长

曾经常见的海上巨兽,如今只剩下几百头了。

它们是北大西洋露脊鲸,体型很大,成年体重可以达到 10 吨以上。这种鲸游得慢、死后会浮上水面,很容易被捕捞。受到商业捕鲸行为的严重影响,北大西洋露脊鲸的种群数量就这样从几万头跌落到仅剩几百头,几近灭绝。

北大西洋露脊鲸 | NOAA

最近,这些海上巨兽终于迎来了一丝希望——据最近报告,这个物种的种群数量正在缓慢回升。目前它们的总数估计为 384 头,比前一年多出了 8 头,2020 年低谷期则为 358 头;到目前为止,今年还没有发现有个体死亡,记录的受伤情况也有所减少。另外,今年一共有 11 头幼鲸出生,其中有 4 位鲸妈妈是首次产仔。

这些好消息并非偶然,而是多方面努力的结果。近几年,加拿大和美国的相关海域对船速、渔具布置都实行了更严格的监管,降低了船只撞击和渔具缠绕地风险;利用空中调查、船只追踪、卫星监测等方法,科研团队可以更精准地监测到种群情况,比如母鲸产仔或者受伤、死亡事件,保护行动也更具有针对性。

北大西洋露脊鲸妈妈带着孩子 | Lisa Conger and Elizabeth Josephson / NOAA Fisheries

然而,即使数量在缓慢回升,北大西洋露脊鲸种群还是极为脆弱。不到 400 头的种群数量基数太低,对大型鲸类而言几乎是灭绝边缘。就算没有大量猎杀,这些鲸依然承受着人类活动和气候变化带来的威胁,任何一次重大死亡或者繁殖失败,都有可能让种群重回下坡路。

参考文献

[ 1 ] https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0328965

[ 2 ] https://www.nature.com/articles/s41564-025-02155-9

[ 3 ] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2518975122

[ 4 ] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674 ( 25 ) 01125-0

[ 5 ] https://www.nature.com/articles/s41598-025-16582-5

[ 6 ] https://phys.org/news/2025-10-world-rarest-whales-atlantic-home.html

作者:猫吞

编辑:麦麦

题图来源:The Ohio State University

本文来自果壳自然(ID:GuokrNature)

如需转载请联系 sns@guokr.com

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