
2013年的搞笑諾貝爾獎(Ig Nobel)今天公布,共有物理學獎,化學獎,生物-天文學獎,公共衛生獎以及心理學獎,醫學獎等各種競爭項目.其中獲獎者的研究究竟有多大價值?還請大家一睹為快.
2013年的搞笑諾貝爾獎(Ig Nobel)今天公布,其中物理學獎頒給了意大利科學家阿爾伯托·米內蒂(Alberto Minetti)、尤里·伊萬年科(Yuri Ivanenko)、吉尼那·卡佩里尼(Germana Cappellini)、納迪亞·多米尼西(Nadia Dominici)和弗朗西斯科·拉夸尼蒂(Francesco Lacquaniti),因為他們發現,一部分人有能力在池塘的水面上飛奔而不沉下去——前提是,如果這些人和那個池塘在月球上的話。
在水面上飛奔是只有少數動物能夠完成的一項絕活。事實上,大部分能夠成功完成這一“壯舉”的生物都是水黽科昆蟲,它們利用表面張力漂浮在水面上,支撐自己輕盈的體重。但是,由于表面張力與周長成正比,而體重與體積成正比(差不多與周長的立方成正比),所以表面張力無法承載更大的動物。
大一些的動物采用另一種策略避免自己沉入水中,那就是奔跑:它們用充沛的體能踩擊水面,產生水動力(hydrodynamic force),反作用于腿部,以支撐它們的體重。雙冠蜥就是具備這種能力的典型代表,它們通過超快速踩水(每秒8次),能夠在水面上奔跑。北美??在求偶時也會高速踩水,每秒達到7次,最遠可以在水面上飛奔超過20米——而它們的體重,可以達到1.5千克。
雙冠蜥通過超快速踩水(每秒8次),能夠在水面上奔跑
在各類武俠片里,大俠們借助輕功能夠輕易在水面上打斗,但現實生活中,科學家通過研究雙冠蜥在水面上奔跑的行為,計算得出了一個毫不出奇的答案:我們太重太弱,無法在水面上奔跑。按照估算,水動力不可能承載起我們的體重,除非我們能以超過30米/秒的速度踩擊水面——這個速度需要的肌肉力量是普通人的大約15倍。
一種方式可以稍稍繞開這一限制,那就是增大腳掌的面積——或者說,穿著巨大的鞋子或者腳蹼來奔跑,不過,有科學家計算過,就算一個人的體力非常好,踩水的速度非常快,能夠達到10米/秒,他要在水面上飛奔,腳掌(鞋底)面積也必須達到1平方米才行。
于是,意大利的那幫物理學家就想到了另一個點——減輕體重。當然,他們不是在提倡減肥,而是假設在更小的重力環境下來研究這個問題。確切地說,他們研究的是:穿著相對較小的腳蹼(不到0.1平方米),在較弱的重力環境下(大約是地球重力的20%),特定的踩水動作能否讓水面支撐起人體的重量。
至于為什么要這么做,他們在論文中給出了回答:“據我們所知,以前還沒有人在這樣的重力環境下測試過人到底能不能在水面上奔跑。”
他們在研究中采用了理論與實踐相結合的辦法。盡管人類和蜥蜴不論是體形還是體態都大相徑庭,他們還是把前人研究雙冠蜥時發展出來的水動力模型,套用到了人類身上。除此之外,他們還設計了一套實驗裝置,讓自愿者在模擬出來的不同的弱重力環境下踩水。通過這兩種方式,他們找出了讓人能夠像雙冠蜥和北美??那樣在水面上飛奔所必須的踩水頻率、重力大小和質量的正確組合。
那些意大利科學家還設計了一套實驗裝置,讓自愿者在模擬出來的不同的弱重力環境下踩水
當人體質量為66千克,腳掌(腳蹼)長度為0.17米,踩水速度為2.504米/秒,每次踩水持續時間0.295秒時,他們的模型預言,低于0.22倍地球重力加速度的環境中,人就有可能在水上跑起來。
踩水速度和踩水持續時間的數據是他們在實驗中獲取的,這是人類在地球環境下體能足以維持的數值。他們的模型還表明,在月球重力環境下(0.16倍地球重力加速度),每秒踩水1.7次的話,能夠在水面上奔跑的人,但體重不能超過73千克,否則還是會沉下去。
接下來,輪到人體實驗華麗登場了!他們的實驗表明,人能夠在水面上跑起來的最高重力加速度,大約是0.22倍地球重力加速度。在不到0.1倍地球重力加速度的環境中,所有自愿者都能夠“水上飄”。重力加速度越大,就會有越多的人沉到水里。他們在實驗中還發現,自愿者選擇的踩水頻率和踩水速度與重力環境無關,所以就算真的到了月球上,人類可能也會以同樣的方式踩水。
這項研究到底有什么意義呢?當然不是為了到月亮上去玩“水上飄”。這些意大利科學家在論文中寫道,“這些問題涉及比較生理學。”這一點倒是很顯然,因為他們把蜥蜴模型套用到了人類身上。“除此之外,對水面上這種運動模式的重組和適應,或許有助于設計制造仿生機器人,也有助于尋找新的運動技能。”好吧,這就有些讓人撓頭了。
或許,要等到人類重返月球的時候,這項研究才能夠有真正的實用價值吧。
化學獎:洋蔥為什么“催人淚下”?
做回鍋肉要用洋蔥做配菜,我想也沒想,手起刀落,可眼睛逐漸感到一股濃烈氣體的刺激,眼淚也流了出來。洋蔥釋放出的這股濃烈的氣體究竟是什么?為何會使人流眼淚?它是否對人體有害呢?
催淚因子:含硫氣體
洋蔥中的催淚因子(lachrymatory factor,LF)主要是由一類烷基半胱氨酸硫氧化物(ACSO)經一些特殊的酶作用而產生的。最早的時候,人們一直以為催淚因子只是由蒜氨酸酶單獨作用產生,直到2002年日本學者發現洋蔥中還存在另一種關鍵酶的作用——催淚因子合成酶(lachrymatory-factor synthase)。這種酶也影響洋蔥催淚因子的產生。
完整的洋蔥細胞只存在風味前體物質烷基半胱氨酸硫氧化物(ACSO),這種物質是一類含硫的物質(硫是洋蔥生長過程中重要的元素,也是形成辣味的元素),目前發現種類主要有4種:即S-甲基-L-半胱氨酸亞砜(MCSO)、S-丙基-L-半胱氨酸亞砜(PrCSO)、S-丙烯基-L-半胱氨酸亞砜(1-PeCSO)和S-烯丙基-L-半胱氨酸亞砜(2-PeCSO),其中,1-PeCSO占最多,ACSO在鮮洋蔥中占0.668%,其中80%為PeCSO,其他只占20%。其中,風味前體物質在細胞質中,而蒜氨酸酶在液泡中,相互過著和平的日子,互不打擾。
但當用刀切洋蔥的時候,細胞受到外力作用破碎,液泡中的蒜氨酸酶就會獲得與ACSO接觸的機會,并將ACSO水解成硫代丙醛-S-氧化物,同時還生成丙酮酸和氨,其中,硫代丙醛-S-氧化物就是導致人眼睛流眼淚的主要成分,也被人們稱之為催淚因子。
這些分解產生的物質有熱辣味并使嘴唇有灼燒感,由于具有揮發性,它還可以刺激人眼部角膜的神經末梢,人體則通過神經系統活動命令淚腺分泌淚液,把刺激性物質沖走。這就是洋蔥使得人們情不自禁留眼淚的原因。
如何避免洋蔥的“催淚彈”?
切一次洋蔥就要哭一次,這樣的經歷的確不好,人們試圖找到解決的辦法。
蒜氨酸酶的參與是產生刺激性氣味的必要因素,所以,要想減少刺激性氣體的產生,必須盡量避免蒜氨酸酶的作用。
溫度對酶催化反應速度的影響很大。酶催化反應都有一個最佳溫度。溫度越低,反應速度越慢;當溫度升高,反應速度加快;但溫度過高會導致酶逐漸變性。如果蒜氨酸酶變性失活也就無法催化生成催淚物質,這也是為什么炒洋蔥的時候不會催淚的原因。
而洋蔥經低溫處理后,催淚物質有減少,可能就是因為低溫導致蒜氨酸酶的活性降低,在冷凍及融化過程中,蒜氨酸酶的活力不可逆的損失近40%。所以,如果擔心洋蔥導致流眼淚,切之前,先把洋蔥放冰箱冷藏室放幾個小時,或者放冷凍室約半小時,將洋蔥的整體溫度降下去,但又不至于凍住了。
除了蒜氨酸酶,催淚因子合成酶也非常關鍵。催淚因子合成酶作用于催淚因子合成過程中的關鍵物質,這個特殊的反應讓科學家們想到,可以通過基因技術將催淚因子合成酶控制住,使得這種酶無法產生作用,這樣就阻止催淚物質的產生。目前已經研發出這樣的轉基因洋蔥,但還沒有大規模生產食用。
科學家們研究來研究去,家庭主婦們早就發現最簡單的辦法:刀上沾些水再切洋蔥。洋蔥產生的刺激性氣體都是溶于水的,所以,如果怕弄到眼睛里,可以將洋蔥泡在水里剝或者切。當然,研究發現鹽水和糖水泡對洋蔥風味物質的吸附作用會更好。
洋蔥是健康食品?
很多人都很不喜歡洋蔥,不僅是因為它會讓人流淚的刺激性,還因為食用后口中長久不散的難聞氣味,引發社交尷尬。雖然含硫氣體讓洋蔥氣味難聞,“催人淚下”,但有很多研究發現,洋蔥中的含硫氣體可能對健康有好處。
研究發現,新鮮洋蔥汁中的含硫化合物有抑制細菌繁殖的作用,對于洋蔥本身是一種保護作用;洋蔥組織降解產生的硫代亞磺酸酯,則有助于抗哮喘和消炎;從洋蔥中提取出的一些物質還有低血糖、降低膽固醇的效果,對減少癌癥發生風險也有一定促進作用。不過,通常來說,洋蔥都是作為調味增加香味的配菜使用,大家無需過分迷信洋蔥的健康作用,而將它作為主菜食用。
生物-天文學獎:仰望星空 低頭滾屎
你或許以為屎殼郎只會埋頭吃屎,但實際上它們異常地關注著天空。來自南非和瑞典的科學家發現,在非洲的夜晚,雄性蜣螂會在銀河輕柔星輝的指引下,滾著屎球兒沿直線前進。他們的研究報告1月24日在《生物學進展》(Current Biology)上發表。
我們都知道鳥類和人類會依靠星星導航;但是,研究人員表示,這是第一個表明昆蟲身上具有這種能力的有說服力的證據。這也是已知的首個動物依靠銀河而不是星星辨識方向的例子。
瑞典隆德大學(Lund University)的瑪麗·達克(Marie Dacke)說:“即使是晴朗、沒有月亮的夜晚,許多甲蟲仍舊能分辨方向,沿直線前進。這使我們懷疑這些甲蟲利用星空進行定向——這一壯舉,就我們所知,以前從未在昆蟲身上被確認。”
達克和她的同事發現,在星空下蜣螂能夠滾著糞球走出一條直線,但在陰天時就失去了這樣的能力。在天文館里,在完整的模擬星空下和在只顯示一條彌散的銀河時,這些甲蟲都好好地走在直線上。
研究人員解釋說,這樣的觀察結果是說得通的——夜空灑滿了星星,但絕大多數星星對蜣螂的小復眼來說都太暗了。
達克的同事、隆德大學的生物學教授埃瑞克·沃倫特(Eric Warrant)說:“在陰天時屎殼郎走不了直線——就只是轉圈圈而已!好在南非這里陰天不多。”不過,他補充說,在其他地方生活的屎殼郎會需要別的能力來導航。
雄性蜣螂在找到一個合適的牛糞堆后,會把一小塊糞弄成一個球,然后滾著糞球兒離開。雄性滾糞球的目的是為了吸引雌性,后者會在交配成功后把卵產在糞球上。因此,沿直線滾著糞球對于雄性屎殼郎而言非常重要,這樣可以保證它們不會返回原地,在那里遇見其他雄性把自己的糞球偷走。
南非金山大學(Wits University)的馬庫斯·伯恩(Marcus Byrne)教授和他的研究團隊此前證實,蜣螂會使用太陽、月亮以及偏振光進行定向。在實驗中,他們給甲蟲戴上“帽子”以使光線無法進入甲蟲眼中。
伯恩團隊還發現,在蜣螂找準了用于定位的光源后,會爬上糞球表演一出定向之“舞”。
制造糞球
戴上了“帽子”的屎殼郎
戴“帽子”的屎殼郎
馬庫斯·伯恩(Marcus Byrne)在金山天文館(Wits Planetarium)進行實驗
現在,后續研究證實了屎殼郎也會用銀河進行定位。這一結果預示著,其他夜行性昆蟲也有可能用星星引導它們夜間的活動。
對屎殼郎來說,并不是所有的光源都同樣有用。研究者進行了一系列實驗,觀察蜣螂在單一光源和多種光源下的定位情況,并根據結果推測蜣螂對可用光源有一個使用優先次序,比如當月亮和銀河同時出現時,它們只會利用其中的一種。沃倫特還說:“有趣的是,這種偏好順序在每一只屎殼郎都是不同的,這意味著屎殼郎的這種能力并不像想的那樣天生固定!”
公共衛生獎:鴨子與“小伙伴”
我懷著無比嚴肅的心情搜到了這篇論文。和普通的論文一樣,第一段照例是介紹研究的背景,可我硬生生被背景中那龐大的信息量給閃瞎了狗眼……
這篇論文是關于鴨子吃了人類的小伙伴以后,如何界定該不該截肢的,可是我們又很奇怪,鴨子是那么矮小的動物,又沒有尖銳的牙齒,要怎么吃掉那陽物呢?我們在背景里找到了答案。原來在20世紀70年代,泰國的妻子面對花心的丈夫,選擇了“你不給我幸福,我也不給你性福”這樣一種兩敗俱傷的報復手段。這種手段具體說來就是“等到丈夫入睡后,迅速地用菜刀將丈夫的命根子切下”。用論文的原文來說,這種方法在當時“很時尚”(fashionable)。
丈夫自然是要痛醒的。那么倘若被丈夫從妻子手中搶回了他的塵柄,連忙跑到醫院就診,并成功縫合,豈不是不能起到報復的作用了嗎?別急,人民群眾的智慧是無窮的。當時一般的泰國家庭都是建立在支撐柱上,而屋子下面都是留給豬,雞或者鴨子(終于出現關鍵詞了!)來住的,而一般的泰國家庭不幸又經常開著窗子。于是手起刀落之后,順便對窗外做一個拋物運動也就很順理成章了(你們考慮過小伙伴的感受嗎?)。
有調查稱,某三家大醫院在7年的時間里處理了100起這樣的病例,因此外科醫生也積累了相當多的經驗(這是種什么樣的經驗……)。鑒于將來可能出現的這種病例,醫生希望能將他們的經驗廣而告之,造福更多男同胞。
在詳細分析了18例病例后,文章作者認為微創手術(microsurgical technique)是用于治療的最好方法。可是畢竟微創手術需要很多器材的支持,不是所有的醫院都能做得起來的。因此文中討論了一種更具有普適性的手術方案,被稱為“地洞法”——將離群的小雞去皮并連回原位之后,把它埋在包裹蛋蛋的皮膚下,僅露出雞頭。6~8周之后,再用這層皮膚包裹重見天日的陽峰。
關于手術的具體細節原論文里描述得很精彩,這里附上截圖一張,其余的圖片大家可以去圍觀原文。
除了手術方案之外,其他細節的處理也很值得贊(tǔ)揚(cáo)。在與技術相關的篇章里,作者討論了如何處理那些被截下的樣品,我們可以在其中看到各種送樣的方式。其中值得表揚的是用塑料袋裝滿了冰塊帶來的,而最有泰國特色的是用香蕉葉子包起來帶來的……不管送來的時候是什么樣子的,一般都要對樣品進行生理鹽水的沖洗和除污。之后作者也介紹了如何對患者進行安撫,包括告知患者“雖然要住一段時間的醫院,但是生理功能是可以得到恢復的。”
事實證明作者并不是撒善意的謊言,他們提供的手術方案確實簡單易行成功率高。只要沒被肢解,沒腐爛,沒被鴨子吃掉,那么基本上還是能修復的。有什么依據?其中某一名病人聲稱在手術后的1個月就忍不住啪啪啪了好嗎!
心理學獎:喝醉了,覺得自己更漂亮
怎樣迅速提高自己的自信?喝酒。都說“酒壯熊人膽”,也許是因為喝酒能提高對自己的評價。法國心理學家Laurent Begue發現,人們在喝酒以后的確會認為自己更有吸引力了,并因此獲得了2013年搞笑諾貝爾獎。這是一個什么樣的研究?來看看英國心理學協會博客的介紹吧。
已經有很多研究證明了“醉人眼里出西施效應”:即人飲酒后,會覺得他人變得更有吸引力。現在又有研究從另一個方面提出問題:醉酒后,我們眼中的自己是不是也變得更有吸引力了呢?
勞倫·貝格(Laurent Bègue)在法國的一間酒吧里詢問了19名顧客,請他們評價自己的吸引力,并同時對他們做了酒精檢測。結果發現,酒鬼們身上的酒精含量與他們自認為的吸引力程度是正相關的,就是說,喝的越多的人,認為自己越有吸引力。
但這也許和酒精本身無關,也許是因為那些長的好看的人更喜歡喝酒?
為了尋找真相,貝格和他的同事們對86個法國男人進行了一項更加全面的實驗。實驗中,一半的參與者每人喝下了相當于6小杯伏特加酒精量的酒,喝酒組中有一半被告知他們喝下去的是含酒精的薄荷檸檬味飲料,另一半則被告知他們喝下去的是一種不含酒精但是有酒味的飲料;剩下的參與者每人喝下了一杯實際不含酒精的薄荷檸檬味飲料,飲料組中的一半被告知他們喝下去的是含酒精的飲料(研究人員在這些人的酒杯上沾了些酒,使它們聞起來有酒味),另一半則被告知他們喝下去的是不含酒精的飲料。
參與者們喝完飲料后片刻、酒精開始發揮作用后,研究人員請每位參與者在攝相機前為這個虛構的飲料公司的產品拍攝一段小廣告。隨后,研究人員會給每位參與者播放他們自己剛剛為這飲料拍攝的廣告,并請他們評價自己的吸引力程度。
隨后的結果發現,那些認為自己喝過酒的參與者——不管是喝的真酒還是假酒——對自己的吸引力程度評價比那些認為自己沒喝酒的參與者要高。也就是說,并不是酒精使人認為自己更有吸引力,而是認為自己喝了酒的想法一定程度上提升了對自己吸引力程度的評價。當然,這個提升的程度也是有限的。
也許是因為那些自認為喝醉了的人確實比那些自認為清醒的人更有吸引力?由22名大學生組成的評審團也觀看了上面這組參與者拍攝的廣告錄像,而從他們的判斷中無法證明那些自認為喝醉酒的人在別人眼里更有吸引力。所以,以為自己喝醉了所以認為自己更有吸引力的想法,完全就是幻覺。
為什么我們認為自己喝醉了就變得更有吸引力呢?研究人員認為這也許和酒精在人們心中的隱喻有關。如果人們腦中習慣性的把“酒精”和“吸引力”聯系在一起,一旦人喝了酒,就會更容易產生與“吸引力”有關的想法。例如,過去的研究發現,在很多電影中,喝酒的角色通常都比不喝酒的角色展現出更多魅力。
巧合的是,在最近剛剛發表的一項研究中,研究人員向100名年輕男性詢問關于飲酒會對一個普通年輕男人的性格產生何種影響的問題,參與者們都各自作了回答。研究人員發現答案中普遍提到的有:責任心下降、神經質和外向度提高、坦誠度降低、合群度降低等等。
隨后研究人員又請參與者回答飲酒如何影響自己的性格,普遍的回答也有責任心下降、神經質和外向度提高等,但并不包含“合群度下降”,實際上他們認為自己在喝醉的時候會變得更加隨和。
所以,人們不僅認為自己喝醉時更有吸引力,而且盡管實際上醉漢在他人眼里有點令人討厭,但自己看來,喝酒只會讓自己更加人見人愛啊!
醫學獎:聽《茶花女》的小鼠活得久!
“搞笑的/諾貝爾/醫學獎頒給了/一群給小鼠聽歌的科學家/據說/聽歌劇聽古典的小鼠/心臟移植后能活得比較長……”
這段話得按《茶花女》中《飲酒歌》的曲子唱出來才有背景音樂范兒——事實上,今天獲頒2013搞笑諾獎醫學獎的科學家們也在頒獎典禮上唱了一段《飲酒歌》。
獲獎的科學家來自日本、中國(!)以及英國。他們追求科學與藝術的完美結合,利用小鼠研究音樂對免疫功能的影響。研究結果表明,給做完心臟移植手術的小鼠聽歌劇,能夠讓小鼠活得更久。
受試小鼠都進行了同種異基因的心臟移植,這意味著小鼠的免疫系統會對移植到自己體內的心臟進行排斥。研究者將這些小鼠分成幾組,分別向它們播放歌劇(《茶花女》)、古典音樂(莫扎特的作品)、新世紀音樂(恩雅的作品),或者從100到20000赫茲不等的6種不同頻率的單調聲響(這是得多令小鼠抓狂……)對照組則是鼓膜穿孔(鑷子戳的)的聾小鼠,以及只在心臟移植前聽歌劇的小鼠。
研究者記錄了小鼠的存活時間,發現聽單頻聲響和新世紀音樂的小鼠很快就就因為排斥反應而離開鼠世,對照組的小鼠存活的時間也很短(被戳聾真的不會影響免疫么?)。
但是,終于到了這個“但是”——如果你是一只從心臟移植完畢就開始聽歌劇或古典音樂,聽了整整一周的小鼠——恭喜你,你能比其他小組的悲劇小鼠多活好些天了。以術后存活時間的中位數作為衡量標準,聽歌劇和古典音樂的小鼠分別能活26.5天和20天,而其他小鼠的存活時間中位數都只在10天左右。
隨后,研究者還測定了小鼠體內調節性T細胞的生成情況,以及與抗炎有關的白細胞介素-10(IL-10)的表達譜。結果表明,聽歌劇的小鼠可能通過上調白細胞介素-10的表達,誘導調節性T細胞的生成,從而抑制對移植物的排斥反應。
研究者總結說,像《茶花女》這樣的歌劇對免疫系統具有調節作用,提出大腦對聽覺刺激的處理可能會影響到外周免疫應答過程。不過,他們也告誡同樣想探索這個領域的研究者(如果有的話),在研究不同音樂類型和播放深度對排斥反應的抑制效率時,需要用更大的動物進行實驗。
如果有科學家做一下讓猴子聽《環辣椒醬》或者讓兔子聽《狐貍之歌》的研究,不知道有沒有機會在若干年后再登上搞笑諾獎的領獎臺?
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本文標題:2013搞笑諾貝爾獎一籮筐
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