中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 李劍平

　　蚊子為什么專門叮咬人？“嬰兒香”為何可人、甜蜜？蜘蛛會(huì)操縱“網(wǎng)戀”誘騙螢火蟲？

　　這些問題是國(guó)內(nèi)外一群科學(xué)家提出來的，他們對(duì)日常生活充滿好奇心。

　　近日，這群科學(xué)家及其團(tuán)隊(duì)被請(qǐng)到浙江省杭州市西湖體育館頒獎(jiǎng)臺(tái)，被授予2024菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)。今年的獎(jiǎng)項(xiàng)主題是“打破砂鍋問到底”，現(xiàn)場(chǎng)1800余名觀眾和線上觀眾，共同分享一場(chǎng)科學(xué)家們腦洞大開、尋找科學(xué)奧秘的科普盛宴。

　　2024年11月22日，杭州，“菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)”科技集市在西湖體育館開市。視覺中國(guó)供圖

　　小寶寶為何有“嬰兒香”？

　　為人父母都有這樣的體驗(yàn)，把鼻子放在小寶寶的臉蛋或頭上，能聞到一種特殊的奶香味，讓人感到溫馨舒適，甚至忍不住多聞幾下。這種香味被稱作“嬰兒香”，到底是嬰兒的真實(shí)體味，還是父母因?yàn)橄矚g小寶寶產(chǎn)生的心理效應(yīng)？獲菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)的德國(guó)埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)哈比爾·海倫妮·洛斯團(tuán)隊(duì)，揭開了這個(gè)謎團(tuán)。

　　他們找到一些年齡在3歲以下嬰幼兒、14歲至18歲青少年作為研究對(duì)象。為收集他們的氣味，科學(xué)家讓嬰幼兒穿上棉質(zhì)睡衣，青少年則在腋下放置一塊棉墊過夜，接下來請(qǐng)志愿者對(duì)這些氣味進(jìn)行鑒別。志愿者們?cè)诼勥^嬰幼兒的氣味樣本后，紛紛表示聞到“紫羅蘭花香”“香氛”的味道，這個(gè)判斷符合人們對(duì)嬰兒氣味的普遍印象。相比之下，志愿者們形容青少年的體味，帶有“汗液、尿液和麝香”的氣息。

　　哈比爾·海倫妮·洛斯研究團(tuán)隊(duì)還通過化學(xué)物質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，這種差異背后涉及皮脂腺和大汗腺的活躍程度。嬰幼兒的皮膚和汗腺未完全發(fā)育。可隨著年齡增長(zhǎng)尤其進(jìn)入青春期后，青少年體內(nèi)荷爾蒙變化顯著，皮脂腺和大汗腺的活動(dòng)增強(qiáng)，體味會(huì)發(fā)生變化甚至產(chǎn)生一些較為濃烈的氣息。

　　英國(guó)杜倫大學(xué)貝扎·烏斯頓等人研究胎兒對(duì)甘藍(lán)等食物味道的反應(yīng)，則獲得本屆菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，孕婦吃飯時(shí)，食物的味道能少量進(jìn)入到羊水之中。胎兒喜歡什么味道？貝扎·烏斯頓和同事對(duì)這個(gè)問題產(chǎn)生濃厚的興趣。

　　借助孕檢中常用的四維超聲波掃描，貝扎·烏斯頓團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)近100名懷孕在32周到36周的孕婦參加，胎兒已經(jīng)能做出不同的表情。他們準(zhǔn)備三種含有蔬菜干粉膠囊，分別是胡蘿卜、羽衣甘藍(lán)、不含味道的食物粉末。每一顆膠囊都相當(dāng)于50克新鮮蔬菜，孕婦們吃下20分鐘后觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，吃下無味膠囊的孕婦，胎兒沒什么反應(yīng)；吃下胡蘿卜膠囊的孕婦，有些胎兒嘴角會(huì)上揚(yáng)，表情接近笑容；吃下羽衣甘藍(lán)膠囊的孕婦，胎兒的嘴巴緊閉，嘴角下垂。

　　貝扎·烏斯頓等科學(xué)家不僅觀察判斷胎兒的好惡，還記錄胎兒嘴角等表情肌的運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，胎兒不僅能品嘗到食物的味道，還對(duì)不同的食物有明顯的偏好。對(duì)氣味與口感研究的還有中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所江雷團(tuán)隊(duì)。他們借助科學(xué)實(shí)驗(yàn)，找出酒精濃度、溫度對(duì)人的口感影響，被授予菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)有知有味獎(jiǎng)。

　　在精密儀器的觀察下，江雷院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，乙醇和水不是簡(jiǎn)單地混合在一起，而是形成一種乙醇－水分子團(tuán)簇。在溫度低時(shí)，分子呈現(xiàn)出一種四面體結(jié)構(gòu)；溫度高時(shí)，分子就會(huì)形成鏈狀，準(zhǔn)確測(cè)出了不同溫度下分子狀態(tài)的圖譜。這項(xiàng)研究給品酒師、釀酒師提供科學(xué)的依據(jù)與幫助。

　　蜘蛛搞起“網(wǎng)戀”殺豬盤

　　今年一篇由研究螢火蟲、蜘蛛專家合作發(fā)表的論文，揭示了節(jié)肢動(dòng)物行為的復(fù)雜性，即蜘蛛會(huì)操縱并利用獵物螢火蟲的物種求偶信號(hào)，搞起“網(wǎng)戀”殺豬盤，把獵物騙進(jìn)來殺熟。這項(xiàng)由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)付新華教授團(tuán)隊(duì)與湖北大學(xué)李代芹、張士昶教授團(tuán)隊(duì)合作研究的成果，獲得菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)生物學(xué)獎(jiǎng)。

　　這個(gè)“網(wǎng)戀”操盤手是大腹園蛛，受害螢火蟲則是邊褐端黑螢。當(dāng)大腹園蛛捕獲一只雄性邊褐端黑螢時(shí)，它們通常不會(huì)直接吃掉，而是用少量蛛絲將它包裹起來，在發(fā)光器上叮咬并注入毒液，然后放在蛛網(wǎng)中央。經(jīng)過這種“手術(shù)”的雄性螢火蟲，兩節(jié)發(fā)光器中只剩一節(jié)能夠工作，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看上去像一只雌性。

　　于是，不斷有雄性螢火蟲收到“雌性”的約會(huì)信號(hào)，落在對(duì)方身邊才發(fā)現(xiàn)是一張大蜘蛛網(wǎng)，跌入溫柔陷阱一命嗚呼。

　　這項(xiàng)研究實(shí)驗(yàn)是圍繞大腹園蛛和邊褐端黑螢進(jìn)行的。到目前為止，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種結(jié)網(wǎng)型蜘蛛，會(huì)針對(duì)雷氏螢、黃緣螢、武漢螢、黃脈翅螢等多種螢火蟲，展開這種“網(wǎng)戀”誘騙。這些螢火蟲的共同特點(diǎn)是，雄性會(huì)飛、雌性不會(huì)飛的物種。那些雌雄都會(huì)飛的螢火蟲，就可以免受這種騙局的傷害。

　　蜘蛛是怎樣發(fā)現(xiàn)這種誘捕方式，又如何在群體中流傳開來？是演化篩選出的先天習(xí)性，還是后天習(xí)得的技能？科學(xué)家們還在進(jìn)一步探索。不過，對(duì)于蚊子為什么專門叮咬人的問題，美國(guó)普林斯頓大學(xué)趙志磊等人則找到了科學(xué)答案。

　　趙志磊和同事為找到蚊子聞香識(shí)人的秘密，徒手喂蚊子6年，給蚊子大腦里安裝“燈泡”，獲得菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)瘋狂實(shí)驗(yàn)獎(jiǎng)。科學(xué)家使用基因編輯方法，把一段特殊的熒光蛋白“安裝”在蚊子神經(jīng)細(xì)胞上，用顯微鏡對(duì)準(zhǔn)蚊子那針尖兒大小的腦仁兒，觀察熒光蛋白發(fā)出的光線，找到蚊子分辨人類氣味的腦區(qū)。這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，解析了蚊子通過嗅覺區(qū)分人類的氣味，將進(jìn)一步設(shè)計(jì)避蚊和誘殺蚊子的產(chǎn)品，對(duì)控制流行的蚊媒傳染病有著重要意義。

　　什么樣的紙最容易傷到手指，丹麥技術(shù)大學(xué)卡雷·延森團(tuán)隊(duì)用彈道凝膠制成仿生手指進(jìn)行測(cè)試。彈道凝膠主要成分是動(dòng)物蛋白，能很好地模擬人體的皮膚和肌肉韌性。該團(tuán)隊(duì)科學(xué)家用30微米到220微米不同厚度的紙，從不同角度反復(fù)切割人造手指。經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，65微米厚的紙對(duì)人的手指?jìng)�害最大。為表彰卡雷·延森等科學(xué)家的好奇心與探索精神，2024年菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)授予他們團(tuán)隊(duì)物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　瓜果真菌別有洞天

　　菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)不僅授予科學(xué)家的科研成果，還嘉獎(jiǎng)熱心科普的群眾和科普工作者。浙江省湖州市德清縣網(wǎng)友鄧女士和中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所趙琪團(tuán)隊(duì)共同參與的“蘋果長(zhǎng)出白蘑菇”，就獲得菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)科學(xué)事件獎(jiǎng)。

　　2024年7月，德清縣鄧女士發(fā)現(xiàn)自家窗臺(tái)上一個(gè)蘋果柄處長(zhǎng)出一朵白蘑菇，并分享到社交平臺(tái)，引發(fā)網(wǎng)友們的圍觀，其中就有趙琪團(tuán)隊(duì)中的在讀博士許容聚。許容聚向鄧女士發(fā)出購(gòu)買意向的私信。

　　“這個(gè)長(zhǎng)蘑菇的蘋果留在家里沒有用，還不如送給科學(xué)家做研究。”鄧女士分文未取，按照對(duì)方的要求在裝有蘋果的泡沫盒里放置冰塊保鮮，快遞發(fā)往中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所。許容聚博士研究發(fā)現(xiàn)，這是一棵裂褶菌（又稱白參），是東南亞食用菌的一種。為繁衍后代，裂褶菌隨著大氣環(huán)流廣泛擴(kuò)散孢子，只要濕度適合就會(huì)抓住機(jī)會(huì)繁衍后代。

　　一個(gè)月后，科研人員對(duì)蘋果上的裂褶菌分離培養(yǎng)出第一批裂褶菌，并將其中部分裂褶菌快遞給鄧女士嘗鮮。鄧女士又在社交平臺(tái)展示了“裂褶菌炒蛋”。到今年9月，趙琪團(tuán)隊(duì)陸續(xù)收到12個(gè)地方寄來的18種水果白參。在分離培育后，這些裂褶菌都繁衍出自己的后代。

　　從事真菌研究的還有美國(guó)康奈爾大學(xué)羅伯特·謝潑德團(tuán)隊(duì)。他們發(fā)現(xiàn)許多蘑菇的菌絲能導(dǎo)電，可用光來調(diào)控菌絲的導(dǎo)電性，獲得菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)發(fā)明獎(jiǎng)。利用這個(gè)特性，科學(xué)家通過3D打印制造一組用于菌絲生長(zhǎng)的小房子，再培養(yǎng)杏鮑菇。然后，把小房子安裝到兩個(gè)小機(jī)器人身上。一個(gè)機(jī)器人有五個(gè)爪子，形似海星，運(yùn)動(dòng)的方式像海星和昆蟲的組合。另一個(gè)機(jī)器人用輪子取代肢體。兩個(gè)機(jī)器人的材料采用常見的金屬和塑料，控制它們電路的是杏鮑菇小房子。科學(xué)家用紫外線燈反復(fù)照射機(jī)器人。機(jī)器人體內(nèi)的杏鮑菇感受到光線變化，產(chǎn)生電信號(hào)輸入到芯片里，進(jìn)一步操作機(jī)器人身上的氣動(dòng)閥和直流電機(jī)，使機(jī)器人的肌肉和關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

　　今年獲得菠蘿科學(xué)獎(jiǎng)靈機(jī)一動(dòng)獎(jiǎng)的是，中國(guó)科學(xué)院院士孫立成與西湖大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)。為徹底弄清凍西瓜中分子的“穿墻術(shù)”，團(tuán)隊(duì)成員紛紛爭(zhēng)當(dāng)“吃瓜群眾”，并特意去采購(gòu)做果切剩下的西瓜皮，最終發(fā)現(xiàn)西瓜皮膜結(jié)構(gòu)、破解離子穿膜而過的秘密。這項(xiàng)成果發(fā)表在《自然·通訊》，構(gòu)建一種新型離子傳輸膜，幫助二氧化碳等溫室氣體轉(zhuǎn)化為有用的資源，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。