5分钟生物课：100 个脑洞大开的趣味问答

你相信鱼在水中也憋气吗？你知道植物用什么“语言”进行交流吗？果子狸是SARS的“元凶”吗？植物真能防辐射吗？……

你的脑海里是否总有些念念不忘、却又不知道该问谁的古怪问题？清华大学生物学博士冯智帮你收集和解答了100 个有趣的生物学问题！从宏观到微观，从个体到基因，从陆地到海洋，5分钟普及一个知识点，帮你多角度了解生物学研究的新进展和峰回路转。

这书一本写给中小学生的生物学科普入门读物！

作者简介

冯智

清华大学生物学博士，新锐人气科普作家。联手百度知道打造科普直播专栏，与喜马拉雅合作录制《神奇动物乐园》音频专辑，受众超百万。曾接受《中华之声》栏目组直播专访，在知乎、抖音、哔哩哔哩、简书等平台拥有众多粉丝。

第一章 第4课

为什么后颈肉是猫的“命门”？

对于“喵星人”的主人而言，要是自家小猫不听话，确实让人很头疼。有些主人也曾试过很多方法，但似乎都不能让它们安静下来。不过，很多经验丰富的养猫人都知道一个秘密：当你用一个普通夹子夹住猫咪后颈时，猫咪就会拱起背部，尾巴收到两腿中间，像被定住一般不能动了；去掉夹子，猫咪又恢复正常，活蹦乱跳起来。难道这就是传说中的“点穴神功”？

显然，这是开玩笑的。对于这个现象，大家有不同的猜测。有人认为猫脖子后的肉是“死”的，捏上去不疼；还有人认为掐猫脖子后的肉可以阻断神经通路。不过，这些猜测都没有说明问题。科学家检测了猫咪的各项生理指标，发现猫咪被夹住后颈时的这种乖顺行为与恐惧或伤痛无关，因为瞳孔没有放大、心跳也没有加速的迹象。事实上，猫咪不但瞳孔没有放大，反而心率和呼吸都会减缓，呈现出一种很舒服的状态。

仔细观察猫妈妈和猫崽崽的互动，你会发现，猫妈妈挪动幼崽使用的就是这种方式。特别是在野外遇到危险时，猫妈妈会叼着小猫逃走，而猫妈妈叼的位置，正是小猫的后颈。科学家用了一个更为恰当的词来描述这种镇静行为——捏掐诱导的行为抑制现象。

科学家认为，这种行为与“母猫运送幼猫”有一定关系。在自然界中，幼年动物被妈妈“点穴”叼起的现象在很多动物中都存在，比如小鼠、兔子、狗等。相似的镇静效应不仅在小鼠中存在，也在婴儿中存在。人类抱婴儿的举动跟哺乳动物叼幼崽的行为类似，而且，当母亲抱着哭泣的婴儿来回走动时，婴儿也有三个典型的生理反应——停止哭泣、顺从和心跳减速。

为了进一步探究这种行为背后的机制，科学家用小鼠进行了研究。他们利用局部麻醉和药物阻断的方式，影响小鼠后颈皮肤的感知，结果小鼠再被叼起时，没有表现出充分的行为抑制效果，也就是没有表现顺从的一面，这说明触觉输入在小鼠捏掐诱导的行为抑制现象中扮演了重要角色。科学家进一步通过手术移除小鼠的一部分脑区，发现这种现象与小脑皮层有关。换言之，如果没有感觉到后劲被叼住，幼崽就不会安静下来；小脑接收不到信号，幼崽就不会顺从。事实上，这一简单的行为背后隐藏着深刻的进化法则。因为幼崽行动力有限，且不听话，存在迷路以及被其他捕食者发现的危险，所以，母亲通过叼住它们的后颈进行转移，这是一种保护机制。因此，小猫要是不听话，主人可以尝试揪住猫颈后方的这块肌肉，给小猫一种“我被妈妈叼起来”的错觉，这样它就会特别乖巧。当然，一旦放开这块肌肉，小猫又会变得活蹦乱跳起来。

第5章  第1课

凭一根头发可以检测DNA 吗？

人的头发里藏着很多秘密。人可能会说谎，但头发只会“说实话”。在法医眼中，习惯性吸毒者的毛发会嵌入微量毒品，因此，通过毛发可以鉴定一个人有没有吸毒。考古学家甚至可以通过头发了解古人的生活习惯。

在电视剧中，我们会看到这样的情节：有人偷偷剪下某人的一根头发，然后拿去验DNA。那么，仅凭借一根剪下的头发，就能实现DNA 检测吗？

事实上，剪下的头发并不能检测DNA。真正能够检测DNA 的，是头发的毛囊。你可以尝试迅速将一根头发连根拔起，然后仔细观察头发的根部，会发现有一些白色的透明物质，这个就是毛囊。只有带毛囊的头发才能够检测DNA。如果是剪下来的头发，DNA 含量很少，因此，用来做亲子鉴定一般是不行的，而且一根头发也做不了，需要3~5 根。

准备头发样品时需要细致些。首先，拔头发时要快、准、狠，最好一起拔下符合数量要求的带毛囊的头发。成功与否就看是否能看到根部有白色物质。其次，头发拔下来后，为保证毛囊不被粘掉，需要在空气中晾一分钟，最后用干净的白纸包好再送检。由于人类基因组的复杂性，对全部遗传信息进行检测，在DNA 鉴定中并不是通常采用的手段。常规的操作是，找到人与人之间代表个体差异的遗传信息标志就可以了。现在经常用于实践的标志物是SNP（单核苷酸多态性）。另外，电视剧中关于亲子鉴定的桥段，偷偷剪下刚出生宝宝的头发去检验，实际上这种方式并不严谨。只有五岁以上的人的头发才有用，因为刚出生的婴儿头发比较细，拔下来一般没有毛囊，提取不到DNA。

还有一个问题，如果现有的样本做不了DNA 检测该怎么办？对法医来说，并不是每一个现场都能够提取到DNA 物质，在很多情况下，DNA 的完整性是缺失的。在这种情况下，头发就成为一个更好的生物样本。不过，对于头发的利用，要分情况看待。比如在分析蛋白质方面，头发可以发挥自己的优势。相比脆弱的DNA 随着时间和在环境中暴露容易被毁坏，组成头发骨架的角蛋白及相关蛋白性质就非常稳定，可以留存很长时间，研究人员从而可以利用蛋白质组学的方法进行检测。目前，研究者正在寻找能代替DNA 鉴定的另一种可靠选择，这一选择也有机会成为身份鉴定的辅助手段，类似于SNP。如果研究者能够在DNA 中发现特点，那么也很有可能在蛋白质中找到相似的特点，毕竟DNA 是合成蛋白质的重要线索。在蛋白质中找到可以辨识的标志，也就会形成单氨基酸多态性。这些单氨基酸多态性，在不能获取DNA 的时候，会成为重要的鉴别个人身份的蛋白质标记。相关科学家指出，高达1000 种蛋白质标记可用来鉴别个体身份，未来通过这种方式可以在全球人口中挑出具体的某个人来。

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