周五. 8月 23rd, 2019

YueTa

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求您赏脸洗个澡吧,成天舔毛能弄干净吗?

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养猫的人大概都知道,给猫洗个澡那是难如登天。

结果凶残的人类发明了自动洗猫机这种东西丨imgur.com

但是又没人敢说猫不爱干净——说的人肯定没见过猫自舔:

图丨giphy

不光是猫,很多别的动物也不太喜欢像人这样洗澡。比如狗甩水:

为什么这些主子都不爱洗澡?佐治亚理工的胡立德(David Hu)教授——对,就是那位得到了菠萝科学奖和搞笑诺奖,研究动物尿尿速度和蚊子为什么不被雨砸死的家伙——在《实验生物学期刊》(Journal of Experimental Biology)上发表过一篇论文,主题就是动物怎么把自个弄干净的。

猫难洗,为毛啊?因为毛啊

要洗,先得知道洗啥。

胡立德教授和他的小伙伴们对27种哺乳动物和昆虫的“表面尺寸”进行了测量,你以为这个表面尺寸是把动物皮扒下来量?naive!胡教授研究的可远远不止是那层皮的面积。

这里说的动物们“真正的表面积”包括了动物们身上每一处可以藏污纳垢的角落;而这就涉及到一个关键因素:

你可能想不到,一只蜜蜂和一只松鼠的毛量其实差不多,都是三百万左右。但这远远落后于蝴蝶和蛾子。别看它们小巧玲珑,乍一眼看上去也不是毛茸茸的,但是它们有将近一百亿的毛量!

看到这里有没有下意识摸摸自己的头顶?呵呵,人类,你们脑袋上也就只有十万根毛你们造吗?

毛当然很有用。最明显的作用是保暖;脚底的毛可以减少打滑;极高密度的毛有助于蛾子的嗅觉,蟋蟀和蜜蜂能用毛感知气流,昆虫体表的毛可以起到防水作用——但更多的毛发意味着啥?意味着有更多的表面积可以吸附污垢和粉尘

道理很好懂嘛,你问问长发及腰的妹子拿脸盆洗头发时候有多难,要不然为什么是上大学时候迟到的主力军。

那么,按照这样计算,一只蜜蜂的真·表面积是一片吐司面包的尺寸。一只猫的尺寸有一个乒乓球台那么大。海獭就比较厉害了,一只就是一个专业曲棍球场。

这么多毛,脏了怎么办?

这些动物都面临着一个巨大的挑战——如何远离污垢?

虽说没有桑拿房,它们也有很多种方式能让自己干干净净的,虽然策略各不相同……胡教授把这些策略分成两类:“不可再生法”——依赖生物自己的能量,和“可再生法”——依赖外界能量

胡立德总结的8大方法分别是(A)刷;(B)分泌液体;(C)弹毛;(D)甩;(E)改变风向(睫毛);(F)改变风向(复眼毛);(G)莲叶效应;(H)蝉刺针。然而这个画风……丨论文原图

比如我们人类的好朋友汪星人,沾了水以后就会甩来甩去甩来甩去甩来甩去……像一个滚筒洗衣机。

费不费力且不说,甩水的时候这么丑真的好吗(嫌弃脸)!

好吧,这只汪不甩水的时候可能也很丑丨jenprozeny.cz

然而不要小看它,哺乳动物甩水的时候能给身上的水施加10到70倍重力加速度——好吧,比滚筒洗衣机甩干时的上百倍还是要弱一点儿的。

超越洗衣机的任务就要留给其他动物了。蜂鸟甩翅膀的时候加速度可以高达200g,但和蚊子比起来就太弱了——蚊子的振翅加速度高达2500g!这个级别足以把花粉、水滴、昆虫和螨虫什么的都甩走。

但是毕竟有极限:细菌太小,重量只有10^-12克,需要上万倍重力加速度——太不实际了。要更加可怕,因为口器咬得太牢,需要100000000倍重力加速度……所以野生动物身上叮几个蜱也是没办法的事情,它们会用咬和挠的方式把够得着的蜱弄掉,够不着就没辙了。

另外,现实中真的有相机CCD元件是使用高速震动的方式来除尘的。

人类会用发刷,刷完头发再洗刷子。昆虫也会,而且它们的刷子还高级得多。比如蜜蜂用来刷花粉的和梳理眼睛、触角和头部的刷子就是这样的(密恐慎入):

扫描电子显微镜下的蜜蜂,全是毛:(A)眼睛,(B)翅膀,(C)触角,(D)前肢,(E)后肢丨论文原图

刷完了洗也不可少,蜜蜂的刷子沾满花粉之后,就会再往上反刍一点点花蜜,然后揉搓双手,把花粉都团在一起,用腿把它压实,再装回后腿的毛上

有这么一个猫奴在油管上发了一段视频,全长四分钟左右,除了摄影机移动时发出的拖拽声外几乎没有背景音。拍摄主题只有一个:猫大人自舔。

魂淡!老子舔jio你也拍!”丨视频截图

别笑,是个完全正当的清洁方式——与之类似的还有用湿爪擦腺体分泌液体

舔靠的是唾液和舌头的共同作用,猫舌头上的凸起就是个好工具。舔不光能除灰,还有抗菌温度调节社交作用——对于猫来说,可控的舔还是比一头栽进澡盆里要舒服多了。

社交中的猫。等等这后续剧情有点不对……丨vine.co

如果我们不小心踩到了狗屎,很自然的动作就是在地面上蹭脚。竹节虫和甲虫也会这么做,但它们还更进一步:脚底在持续不断分泌液体,帮助清洁。蚂蚁更加高级,它们分泌的化合物还能破坏真菌孢子,但副作用是也会伤害植物花粉——这可能就是为什么蚂蚁始终没有像蜜蜂那样成为有效的传粉昆虫。

毛能当梳子用,但这可不是唯一的用法——有弹性的毛还能储藏并释放能量,像弹簧板一样把灰尘弹出去,一根250微米长的果蝇触角, 能产生500倍重力加速度的弹力;而壁虎脚上的硬毛也能提供100倍重力加速度。

相比之下,驯鹿这样的大动物就弱太多了,只有1-2倍——但扫掉夹在毛中间的大颗粒还是够用的。

比起上面那几种靠自己能量、因而不可持续的办法,下面这两种可就高明多了。

人为何长睫毛?不许说好看!睫毛出现那会儿还没有好看这个概念呢。

当然它能阻挡雨水,但挡水并不需要这么长,何况已经有眉毛分担这一任务了——现在认为,它更重要的工作是调节空气的流向。通过阻挡空气流经眼睛表面,它有效地阻挡了灰尘随风而来——理想的睫毛长度能降低50%灰尘。

昆虫不像哺乳动物,没有睫毛,但是它们复眼的小眼之间也有许多短毛,同样起到了改变风向躲避灰尘的作用。

如今“莲叶效应”已经很有名了:雨滴落在莲叶上的时候不会洇开,而是保留完整的水滴形状滚下去,途中还把落下的尘埃之类的东西一起卷走。

为什么?莲叶的表面到处都是纹路,要覆盖这些沟壑需要克服巨大的表面张力,还不如就老老实实当个水滴。

类似的现象在壁虎也有;人类据此制造的超疏水表面已经相当厉害了。

但这不是唯一的用法。的翅膀有更厉害的东西:针头。这些纳米级别的小针非常细小,对于人来说摸不到,但对细菌来说大小就正合适——正好能像扎气球一样,把细菌 “boom”地爆开

至于为什么人会蛋疼得研究这个嘛……胡立德教授笑而不语:你们这些肤浅的人类,以为我真的只会戴着马桶垫搞笑吗搞笑诺奖颁奖仪式上的胡立德,戴着马桶圈子——因为他的得奖研究是关于动物尿尿的丨pbs.org

弄懂像睫毛保护眼睛那种高效的清洁机制的话,在保护精密仪器免受污垢和粉尘侵扰时,我们也许能够找到更为节能的方法;但当然,更重要的还是向好奇心致敬啦。

作者:恩铭张

编辑:Ent,李小葵

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