滚蛋吧,病毒君
“毒王”蝙蝠|越研究越觉得神奇的动物
我们生活的地球存在很多致命病毒,如埃博拉病毒、狂犬病毒,还有17年前的SARS与现在的2019-nCoV冠状病毒,有些病毒传播速度快、死亡率高,像埃博拉死亡率高达90%,狂犬病发作后死亡率更是逼近100%。这些可怕的病毒都有一个共同点,都曾出现在蝙蝠身上。之前据科学家研究发现,近千种蝙蝠至少携带137种病毒,其中人畜共患的61种,也就比人人喊打的老鼠少了七八种,蝙蝠可谓名副其实的“毒王”。随着研究深入和新病毒的出现,相信数据还会继续增加。
这也是一群神奇的动物
蝙蝠作为一种喜欢的黑暗的动物颇为神秘,西方也它其与“吸血鬼”、阴森恐怖联系在一起。实际上,蝙蝠是一种哺乳动物,还是唯一能够远距离飞行的哺乳动物。绝大部分蝙蝠以昆虫和其他小节肢动物为食,只有3种以血液为食。随着人类对蝙蝠研究的深入,逐渐发现这是一种神奇的动物,并在很多方面受到启发,甚至希望将蝙蝠为人类所用,特别是在军事领域。更多内容请见下文:
今天超声波已为人所了解,并大量应用于医学领域
人类受蝙蝠启发发明了雷达的故事流传已久,《蝙蝠与雷达》还被收录进课本。遗憾的是,这种说法有待考证。蝙蝠是在夜里飞行的,还能捕捉飞蛾和蚊子;而且无论怎么飞,从来没见过它跟什么东西相撞。难道它的眼睛特别敏锐,能在漆黑的夜晚看见东西?相信几百年前,先人和我们有同样的疑惑,直到1793年,一个喜欢晚饭后散步的意大利科学家拉扎罗·斯帕拉捷(Lazzaro Spallanzani,1729-1799)看着黑暗中异常灵巧的蝙蝠,再也按捺不住心中的好奇,做了几个实验,为我们推开了求知的大门。
蝙蝠靠超声波探路
他先是放飞了几只蒙上眼睛的蝙蝠,只见蝙蝠抖动着带有薄膜的肢翼,轻盈地飞向夜空,并发出自由自在的“吱吱”叫声。见此,斯帕拉捷断定蝙蝠不是靠眼睛看路的,于是他又做了第二个实验。这次他把蝙蝠的鼻子堵住,在夜晚放了出去,结果,蝙蝠还是照样飞得轻松自如。斯帕拉捷得出蝙蝠不是靠鼻子探路的,于是他又做了第三个实验---在蝙蝠翅膀上涂上层油漆,蝙蝠依然不受影响。他只好接着做第四个实验---塞住耳朵,这次蝙蝠再也没有了之前矫健的身手,到处跌跌撞撞!斯帕拉捷恍然大悟,原来,蝙蝠是靠听觉来确定方向,捕捉目标的。
德国二战夜间战斗机,机头装有雷达天线,那时候虽然发明了雷达,但对超声波认识还不够清楚
但囿于当时的科技水平,斯帕拉捷无法提供进一步的解释,直到第一次世界大战后才有突破的可能。1920年,又有人提出蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围,蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,当时的人认为蝙蝠具有“回声定位”的本领是难以置信的。直到1983年采用电子测量器,才完全验证蝙蝠就是靠超声波来定位的,但这对于早期雷达和声纳的发明并无帮助,因为第一台实用雷达是由英国人罗伯特·沃特森·瓦特在1935年发明的。
苏联军舰舰桥往往天线林立,彼此间产生电磁干扰
这并不意味着研究蝙蝠定位的能力毫无用处,蝙蝠与雷达作为仿生学的经典案例,时刻提醒着人们:在雷达精度、抗干扰性和小型化方面,人类还有很长的路要走。毕竟,雷达技术发展到今天,与很难在数秒内捕捉到一只小小的昆虫;数万只蝙蝠住在一个洞里,每只蝙蝠仍然能够分清自己发出的超声波的回声,而不相互干扰。
蝙蝠数量巨大为这个无厘头方案奠定了基础
蝙蝠炸弹|终为核武让路
蝙蝠炸弹是二战时期美国一项大胆的试验项目,发起人是牙科医师莱特尔·亚当博士( Lytle Adams)。他设计的蝙蝠炸弹实际是一种特殊的“集束炸弹/子母弹”,炸弹内部装有多个子弹箱,里面装填的不是子炸弹,而是一只只墨西哥松尾蝠,编蝠身上固定着小型然烧装置。炸弹外壳有制冷装置,目的是降低蝙蝠的体温,使其进入冬眠状态,直到黎明前它们从飞机上投下。炸弹投下后,会打开减速伞,稳定姿态并降低下降速度,然后弹壳裂开,释放出里面的蝙蝠。
蝙蝠能携带比自身重得多的物体飞行
蝙蝠在阳光下一定会寻找阴影中的栖息地,比如房子、阁楼等。日本的房子都是木质的,一旦蝙蝠身上的燃烧装置爆炸,就会引燃木质建筑,让城市陷入火海;同时,与常规炸弹相比,给平民造成的伤亡更小。您一定感觉这个方案不太靠谱,但它却获得了资助,还差点成功。获得支持的原因如下:一是蝙蝠好抓,新墨西哥洞穴里轻易就能抓到数百万只;二是蝙蝠很强大,既能携带比自身重得多的物体飞行,还能转入冬眠,在此期间不需要食物和水。
一种特殊的子母弹
“试验”也表明这一设计具备可行性,只是蝙蝠释放的不是时候,测试过程中,蝙蝠提前逃脱,将用作测试场的卡尔斯巴德陆航基地烧毁大半。美军估计,空袭中一架B-24使用然烧弹可造成400起火灾,而用蝙蝠炸弹则可能造成3000-4000起火灾!遗憾的是,由于项目进度较慢、经济性不强,蝙蝠炸弹没能走到最后。美国把节约的项目经费用到了威慑力更强的项目,比如曼哈顿工程。直到现在还有史学家惋惜:美国应该大力推进蝙蝠炸弹这样的项目,那样就不必动用原子弹了。估计很多读者会赞同,除了蝙蝠们会反对。
先把自己的军营烧了
翼装飞行|有特种作战潜力
科学家们对蝙蝠飞行的空气动力学原理进行深入研究,发现蝙蝠和鸟类存在明显不同,蝙蝠在飞行速度较慢时,扇动翅膀的幅度和方式类似黄蜂,使得蝙蝠可在空中悬停或快速转弯。蝙蝠在飞行中翼的扇动与翼的柔韧性、弹性配合得天衣无缝,蝙蝠翼展面积之大能够有效保证它在飞行过程中只需消耗极少的能量就能获取足够升力。
独特的蝙蝠翼
人类据此发明了翼装飞行服。翼装发展至今,在设计和制造上已经有了很大进步,但基本原理没有变,即通过增加人体的迎风面积来增加升力,进而实现人在空中的无动力飞行。翼装由韧性和张力极强的尼龙材料制成,在双腿、双臂与躯干间缝制了大片结实、收缩自如、类似蝙蝠飞翼的翅膀。飞行运动员能通过双臂和双腿的调整,在滑翔中改变航向。
天门山翼装飞行世锦赛
作为极限运动的一种,只有少数勇敢者敢于挑战翼装飞行。有数据统计,到2012年,只有不到600人参与此项运动。瑞士的劳特布龙嫩(少女峰下的小镇)是翼装飞行迷的圣地,但也有28人殒命于此。张家界天门山连续多年举办翼装飞行世界锦标赛,到2019年已是第八届,不少高手齐聚于此展现精湛技艺。极限运动注定充满风险,2013年10月8日,匈牙利选手在天门山试飞过程中,由于落地前降落伞未能打开,不幸遇难。
瑞士阿尔卑斯山区的翼装飞行极限运动
蝙蝠的病毒与免疫力|一把双刃剑
从已有的研究成果看,奇葩的蝙蝠对很多奇葩病毒都有免疫力,与之共生共存,这主要靠特殊的身体结构、生理代谢,尤其是特殊的免疫体系和基因修复机制等;当然,也不排除蝙蝠食物链中有某种“解药”。随着对蝙蝠深入研究,我们既可能发现新的病毒(但若将其作为生物武器那就太可怕了),也可能彻底揭开蝙蝠对病毒的免疫的秘密,对人类抵御同类病毒必然有极大帮助。自然界总是相生相克,就像黄花蒿中提取的青蒿素能够治疗疟疾一样,只要我们有探索精神,哪怕一把钥匙开一把锁,我们也能找到这把钥匙。
吃我一脚,外国人真会玩(人真少)
毕竟科学在发展,曾给人类带来深重苦难的鼠疫、霍乱等甲类传染病,如今已非不治之症,这也是“物竞天择、适者生存”的进化过程。在原始森林,特别是热带雨林等人迹罕至的区域,各种生命相伴而生,形成了相对稳定的生态环境,人类对于这种纷繁复杂的生命链条理解并不深刻。随着大规模开发,人类不断侵占其他物种的领地,人畜共患疾病频现也就难以避免。我们对自然有要敬畏之心,要与野生动物和谐共生,否则今天的教训还会重演。(作者:军研吴小胖)