世界不思議

放屁蟲放的屁近100℃,科學家搞清它強大火力背後的驚人機制了



很多人都玩過放屁蟲,不小心被它噴一下,你起碼幾個小時都不好了,那種味道,真的終身難忘;但也有不少地方將放屁蟲當做美味佳餚,油炸後吃得滿嘴生香,爽歪歪。
但你知道放屁蟲放屁背後的機制嗎?特別是它們放屁時溫度會達到驚人的近100℃,它們是如何產生這種奇臭無比的炙熱氣體,並把它們釋放出來的呢?
來自美國加州大學伯克利分校和史蒂文斯理工學院的科學家們對此進行了研究。為了追蹤放屁蟲體內化學裝置的工作原理,研究人員使用氫的同位素氘對專門合成的化學混合物進行標記,然後將其注入放屁蟲的體內,或者摻在食物裡,在幾天內連續飼喂給放屁蟲。

然後科學家們把放屁蟲放進冰櫃裡,在令蟲蟲極度不爽的環境中,不斷拉扯它們的後腿,直到它們開始冒火,屁股一撅就開噴;或者對它們做手術,用頭髮把它們體內一些關鍵的管道結紮起來,然後對化合物進行取樣。之後這些樣本被送去用質譜儀檢測,看哪些化學物質被摻入了放屁蟲的“核”武器裡。
結果表明,放屁蟲體內有兩種被稱為苯醌的有毒類化學物質,一種是此前就已知道的由對苯二酚代謝而來的物質,另一種則是新發現的完全獨立的前體:間甲酚——一種在煤焦油中發現的毒素。這些都是對人體有害的物質,可能導致癌症或遺傳疾病,可以傷害脊椎動物的眼睛,對呼吸系統產生強烈的刺激。

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此前的研究已經發現,放屁蟲的腹部有一個儲液室和一個反應室,由腺體生成的化合物過氧化氫和對苯二酚水溶液就儲存在裡面。當放屁蟲受到刺激,儲液室周圍肌肉收縮,把這些水溶液送入反應室,在催化酶的作用下發生強烈反應,釋放出大量熱量,溫度接近100℃,可以把五分之一的混合物蒸發成炙熱的氣體,然後閥門打開,又熱又臭的氣體猛地噴出,並發出爆炸的聲音,向“敵人”發起致命攻擊。
放屁蟲體內存儲的有毒物質大約可連續發起20次攻擊,簡直就是綿綿不絕,足以令敵人聞風喪膽。一些非洲放屁蟲的噴口甚至可以旋轉270度,以精準地發起攻擊,不知道美軍F35戰鬥機噴口的靈感是不是就來自於此,真這樣的話,放屁蟲可是立了大功。

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最令人難以置信的是,放屁蟲依靠這種強大的防禦機制,竟然能在被獵食者吞下後,連續施放“核”武器,令獵食者噁心反胃,最後不得不把它們吐出來。日本科學家曾經做過一個實驗,反覆刺激一些放屁蟲,把它們的“核”武器消耗殆盡,然後和一些“核”武庫充足的放屁蟲一起,喂給蟾蜍吃。結果那些被科學家騷擾消耗完“核”武庫的放屁蟲全軍覆沒,沒有一隻生還;而近一半“核”武庫充足的放屁蟲,分別在12到107分鐘後被蟾蜍吐出來,而且都活得上好,經受住了最致命的考驗。
放屁蟲這種獨特的複雜防禦機制很久以前就被研究過,一些神創論者把這種非凡的本領視作是上帝造物的證據,因為強烈的放熱反應,加熱至沸騰的液體,還有爆炸性的釋放,放屁蟲是怎麼想到並進化出如此複雜而又環環相扣的功能的呢?
世界很奇妙,生命現象更是奇妙,只有我們想不到的,沒有生命進化做不到的,隨著科學研究的不斷深入,未來我們還可能看到更多更複雜更奇特的生命現象。
這項研究發表在6月16日發表在《自然科學》雜誌上。
參考:The Science of Nature:Biosynthetic origin of benzoquinones in the explosive discharge of the bombardier beetle Brachinus elongatulus

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