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小明的坦克世界T14带头大哥，一路平推
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左图为支架术前造影提示血管狭窄，右图为支架植入术后管腔狭窄解除\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E但现在，大家对于血管内支架的态度莫衷一是。虽然血管内支架已经成为治疗不少血管狭窄性病变的重要手段，但由于价格较为昂贵等原因，很多人质疑使用支架的必要性，并担心它对身体的影响。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E其实，国内发展血管内支架技术的时间并不算长。上世纪80年代初，随着数字减影血管造影技术的发展与完善，我国才逐步开展了血管内治疗技术。到了90年代初期，我国的医务工作先驱们逐步开展了冠状动脉支架植入术、外周血管支架植入术，随后神经介入领域逐步开展了经皮穿刺球囊扩张成形术。至本世纪初，又逐步开展了颅外脑血管支架植入术。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E1.血管内支架临床应用现状\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E目前的血管内治疗技术已经非常成熟。包括复杂外周动脉病变、冠脉病变、颅内动脉狭窄等病变，都可以通过血管内支架技术予以治疗。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E理想的血管内支架应该具有一定的支撑强度、抗拉强度及韧性，同时具备抗凝血活性。目前，应用到临床当中的血管内支架材料主要有医用不锈钢及镍钛合金两种，少数支架内部涂层少量抗血小板药物。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E很多人说，植入支架后，就不能进行核磁共振检查了。确实，从理论上来讲，体内植入支架后，不建议行核磁共振检查，但这并非绝对。上述材质的支架，都是无磁性或者弱磁性，手术后6周进行核磁共振检查不会产生不良风险。当然，具体情况还要考虑核磁共振仪器的磁场强度，能否行核磁检查，应该与主治医师及影像科医师共同商量，确保患者的绝对安全。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E2.血管内支架临床案例\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&3a58fce7e59.png\& data-rawwidth=\&548\& data-rawheight=\&257\&\u003E　图2\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E一老年男性患者，反复发作眩晕、站立不稳，造影检查，可见左侧椎动脉起始段重度狭窄（图1 左侧）；临床考虑椎动脉狭窄导致小脑、脑干供血不足，引起脑缺血症状反复发作，随后给予椎动脉支架植入术，术后椎动脉狭窄解除，脑供血明显改善（图1 右侧），上述症状未再次发作。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E3.哪些疾病需要实施血管内支架治疗？\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E支架治疗可以涉及到全身各部位的血管。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E冠心病患者由于冠状动脉狭窄，导致心肌供血不足、心肌梗死，可进行冠脉支架植入，以扩张狭窄的血管，改善心脏的血供。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E外周血管病变的患者，如髂动脉、锁骨下动脉狭窄患者，同样可以进行血管内支架植入术，以改善肢体的血供。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E而脑血管狭窄患者，可进行血管内球囊扩张成形术或者支架植入术，改善脑卒中血供、覆盖斑块防止其脱落引发卒中。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E４.进行血管内支架治疗后的注意事项 \u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E首先，因血管狭窄行支架植入手术的患者，应该继续口服抗血小板、降血脂药物治疗。由于血管内植入支架后，局部血管内膜增生、血小板聚集，容易再次狭窄，因此抗血小板治疗是终生的过程，患者切勿认为植入支架后就不会再次发病。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E其次，外周血管植入支架后，应该限制局部剧烈活动，以减少支架与血管壁的相互作用力，保持支架的稳定性，而冠脉支架及脑血管支架植入后的患者，由于支架位置深，可不需限制活动。另外，支架植入后，应该定期复查局部血管超声或者造影，如果早期发现支架内再狭窄或者支架断裂，要及早处理。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&6b5715fbef5cdb46ced3e60.jpg\& data-rawwidth=\&226\& data-rawheight=\&141\&\u003E\u003Cp\u003E “科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E本文由科普中国移动端出品，转载请注明出处。\u003C\u002Fp\u003E&,&updated&:new Date(&T00:41:56.000Z&),&canComment&:false,&commentPermission&:&anyone&,&commentCount&:8,&likeCount&:45,&state&:&published&,&isLiked&:false,&slug&:&&,&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&sourceUrl&:&&,&publishedTime&:&T08:41:56+08:00&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&url&:&\u002Fp\u002F&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F0e81e12fb181b9af7e53b_r.jpg&,&summary&:&&,&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&meta&:{&previous&:null,&next&:null},&snapshotUrl&:&&,&commentsCount&:8,&likesCount&:45},&&:{&title&:&“隆诗恋”木兰定情！深扒为什么花开正艳是木兰&,&author&:&kepubolan&,&content&:&\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E出品：中国科普博览\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E作者：中国科学院武汉植物园 夏丝雨 李娜\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&8f7de874d13c83ef5f4e3c7.jpg\& data-rawwidth=\&832\& data-rawheight=\&554\&\u003E\u003Cp\u003E近期，吴奇隆与刘诗诗在巴厘岛大婚，整个婚礼梦幻温馨，“皇阿玛”的证婚使得整场婚礼仿佛穿越的《步步惊心》。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E“四爷”与“若曦”也将剧中的木兰情节带到了现实婚礼中！\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E从“若曦”为“四爷”烧制的木兰茶杯，以及“四爷”为“若曦”准备的木兰簪子，到他俩为婚礼准备的木兰雕花请帖、木兰花装饰蛋糕，甚至回礼的红包、婚宴现场的布置，都充满着木兰的元素。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&54afa02dce6a1bc128838f.jpg\& data-rawwidth=\&512\& data-rawheight=\&288\&\u003E图1 木兰茶杯 \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&a9d9cdc2b84c6b0bfba7ac.jpg\& data-rawwidth=\&823\& data-rawheight=\&377\&\u003E图2 木兰簪子\u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&d643a410ba444bf6eae78f.jpg\& data-rawwidth=\&832\& data-rawheight=\&554\&\u003E图3 木兰花装饰蛋糕\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&d1f2eb753e81b3e3584f.jpg\& data-rawwidth=\&432\& data-rawheight=\&624\&\u003E图4 回礼红包\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E虽然剧中的“水泽木兰”是作者桐华杜撰的，但丝毫没有影响吴奇隆和刘诗诗对木兰的喜爱。我们不妨借这场婚礼更深地了解下，让这对新人如此欣赏的木兰，究竟有着怎样的魅力。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E1. 木兰花\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E木兰通常指木兰科木兰属的植物，我们不知道吴奇隆和刘诗诗喜爱的到底是哪个种的木兰，我们可以简单了解下几种常见的木兰属的植物。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E（1）白玉兰\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E白玉兰为中国著名的落叶乔木，生长在我国黄河流域以南至广东北部，现广泛种植在各大城市及家中庭院，枝广展，呈阔伞形树冠，嫩枝和芽密被淡黄色微柔毛。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E白玉兰的花期在2～3月（亦常于7～9月再开放一次）。花蕾呈卵圆形，直立，芳香，花先叶开放，花期为10天左右。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&ee823e846bacfc37cef510.jpg\& data-rawwidth=\&700\& data-rawheight=\&468\&\u003E图5 白玉兰\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E玉兰花外形极像莲花，盛开时，花瓣展向四方。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&ed865f54c4ab29169eec5fdf5385ddf1.jpg\& data-rawwidth=\&700\& data-rawheight=\&467\&\u003E 图6白玉兰\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E白玉兰的果期在8～9月，聚合果圆柱形，在庭园栽培种常因部分心皮不育而弯曲。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&6bb05ca720ee04c001b664a49f9191e9.jpg\& data-rawwidth=\&525\& data-rawheight=\&645\&\u003E图7白玉兰果实\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E白玉兰洁白如玉，晶莹皎洁，溢满清香，被上海市选定为市花，象征着一种开路先锋、奋发向上的精神。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E（2）广玉兰\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E广玉兰原产于美洲、北美洲以及中国长江流域及其以南地区。花期在5～6月，花白色，有芳香；花被片9～12，厚肉质，倒卵形；雄蕊长约2厘米，花丝扁平，紫色，花药内向，药隔伸出成短尖；雌蕊群椭圆体形，密被长绒毛；花柱呈卷曲状。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&0ac82079d5cdff2af4f823a0.jpg\& data-rawwidth=\&466\& data-rawheight=\&700\&\u003E图8广玉兰花蕊\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E广玉兰的果期在9～10月，聚合果圆柱状长圆形或卵圆形，密被褐色或淡灰黄色绒毛；蓇（gū）葖（tū）背裂，背面圆，顶端外侧具长喙；种子近卵圆形或卵形，外种皮红色。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&e31f57f180c9e3b66a53e834e69532b2.jpg\& data-rawwidth=\&710\& data-rawheight=\&532\&\u003E图9广玉兰种子\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E广玉兰树姿雄伟壮丽，叶阔荫浓，耐烟抗风，对二氧化硫等有毒气体有较强抗性，可用于净化空气，常做道路绿化。由于广玉兰的花朵很大，形似荷花，故又称“荷花玉兰”。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&521f2f5da72c152b9f1c.jpg\& data-rawwidth=\&710\& data-rawheight=\&472\&\u003E图10荷花玉兰\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E3）紫玉兰\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E紫玉兰是落叶灌木，高达3米，常丛生，是著名的早春观赏花木。花期在3～5月，花叶同开，花蕾呈卵圆形，被淡黄色绢毛。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&072bc84ad5d9bcacda0955e32efbf643.jpg\& data-rawwidth=\&700\& data-rawheight=\&467\&\u003E图11紫玉兰\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E花单生顶端，盛开时钟形，花被片9，每三片排成1轮，外面紫红色，内面白色。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&f34e34fe79fb36cc1dc0d3ac89a95444.jpg\& data-rawwidth=\&2000\& data-rawheight=\&1471\&\u003E图12紫玉兰\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E果期8～10月，聚合果矩圆形，淡褐色。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&38d6d6d96941dfab54d4dbb.jpg\& data-rawwidth=\&700\& data-rawheight=\&465\&\u003E图13紫玉兰果\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E2. 辛夷\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E木兰花还有个别名叫作辛夷，辛夷是一种中药药材，指木兰花的干燥花蕾，多用于治疗感冒头痛、各种鼻炎、鼻窦炎等。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&ddfddeb1ce64bfe5b78a92.jpg\& data-rawwidth=\&700\& data-rawheight=\&269\&\u003E图14辛夷 \u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E《本草纲目》中记载，“肺开窍于鼻，而阳明胃脉环鼻而上行，脑为元神之府，鼻为命门之窍；人之中气不足，清阳不升，则头为之倾，九窍为之不利。辛夷之辛温走气而入肺，能助胃中清阳上行通于天，所以能温中治头面目鼻之病。” \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&39c5bf50f532d762f180ab.jpg\& data-rawwidth=\&1200\& data-rawheight=\&1683\&\u003E图15辛夷\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E3. 木兰花与花木兰\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E还有一个跟木兰花名字很像，但比木兰花名号更为响亮的人物——花木兰。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&430b1cb6dbe15c531538.jpg\& data-rawwidth=\&2600\& data-rawheight=\&1460\&\u003E图16花木兰VS木兰花\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E历史上还出现了很多关于花木兰与木兰花的诗词，譬如白居易的《题令狐家木兰花》。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&1cdc3a8fea101f.jpg\& data-rawwidth=\&5847\& data-rawheight=\&3270\&\u003E图17题令狐家木兰花\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E白居易在此处借木兰花，代指巾帼女英雄花木兰，既寓意了花木兰的故事，也赞美了木兰花的美丽。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&3a197a4b139fb2140534.jpg\& data-rawwidth=\&1024\& data-rawheight=\&609\&\u003E图18木兰花\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E4. 木兰哪里找\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E我国是现代木兰属植物的分布、保护和发源中心。木兰属植物兼有乔木和灌木，有常绿类和落叶类，适应性、抗逆性、抗污染能力较强，如白玉兰、紫玉兰有较强的抗二氧化硫能力，广玉兰则有很强的吸滞粉尘的能力等。此外，木兰属植物通常花色艳丽，花开时一片芬芳，是城市道路绿化、庭院绿化、居民区绿化的优良选择。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&cfd0ed713f0be5a5a70a.jpg\& data-rawwidth=\&700\& data-rawheight=\&468\&\u003E图19行道树木兰\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E目前我们常用于绿化的木兰科植物有白玉兰、广玉兰、鹅掌楸、凹叶厚朴、深山含笑等。
\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&082aeec7ce11f779f7eba3.jpg\& data-rawwidth=\&451\& data-rawheight=\&700\&\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&709bbc4de5ecb284d20eb3.jpg\& data-rawwidth=\&427\& data-rawheight=\&700\&\u003E\u003Cimg src=\&aa82fa589.jpg\& data-rawwidth=\&451\& data-rawheight=\&700\&\u003E图20景观树木兰\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E和各位一样，我也没收到他俩婚礼的木兰雕花请帖！唉，去不了巴厘岛咯！还是到小区楼下找找正开着的木兰花比较实在吧！ \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&da6dcdbac5cc45c7ed1f82.jpg\& data-rawwidth=\&350\& data-rawheight=\&232\&\u003E图21木兰花\u003C\u002Fblockquote\u003E本文中所有图片均来自网络，具体来源见水印。&,&updated&:new Date(&T02:12:45.000Z&),&canComment&:false,&commentPermission&:&anyone&,&commentCount&:3,&likeCount&:13,&state&:&published&,&isLiked&:false,&slug&:&&,&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&sourceUrl&:&&,&publishedTime&:&T10:12:45+08:00&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&url&:&\u002Fp\u002F&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F8f7de874d13c83ef5f4e3c7_r.jpg&,&summary&:&&,&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&meta&:{&previous&:null,&next&:null},&snapshotUrl&:&&,&commentsCount&:3,&likesCount&:13},&&:{&title&:&带你看隐藏在蝗灾等动物团体行为背后的极简规则&,&author&:&kepubolan&,&content&:&\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E出品：科普中国\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E制作：中国科学院昆明动物研究所 王建红\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E监制：中国科学院计算机网络信息中心\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E没有领袖的团体--就近原则\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E我们生活在团体社会，尤其中国人，从幼儿园、小学开始，“集体主义精神”就贯穿在玩耍、读书、做操、甚至吃饭之中。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E集体主义并不只在人类社会中存在，很多动物都有极强的集体主义精神。陆地上的蚂蚁、蜜蜂、非洲大草原迁徙的角马，天空中的大雁、椋鸟，海洋中的鲸鱼和每年在海水和淡水之间洄游的大马哈鱼……它们都是团体行为的动物楷模。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&b077e37ee4.jpg\& data-rawwidth=\&2592\& data-rawheight=\&1944\&\u003E图1罗马上空的欧洲椋鸟（王建红拍摄于意大利罗马） \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&ae51c1c8d14b734ebda1.jpg\& data-rawwidth=\&1944\& data-rawheight=\&2592\&\u003E图2 罗马上空的欧洲椋鸟（王建红拍摄于意大利罗马） \u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&c1a786ba90.jpg\& data-rawwidth=\&800\& data-rawheight=\&429\&\u003E图3 英国格雷特纳小镇上空，每年冬季，傍晚，欧洲椋鸟在小镇上空盘旋（\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Fwww.52qixiang.com\u002Fnews\u002F2F14714.html\& data-editable=\&true\& data-title=\&英国苏格兰5万只椋鸟空中群舞 宛如黑云\& class=\&\&\u003Ehttp:\u002F\u002Fwww.52qixiang.com\u002Fnews\u002F2F14714.html\u003C\u002Fa\u003E） \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&fd91cee177636.jpg\& data-rawwidth=\&900\& data-rawheight=\&581\&\u003E图4 英国格雷特纳小镇上空，每年冬季，傍晚，欧洲椋鸟在小镇上空盘旋（\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Fwww.52qixiang.com\u002Fnews\u002F2F14714.html\& data-editable=\&true\& data-title=\&英国苏格兰5万只椋鸟空中群舞 宛如黑云\& class=\&\&\u003Ehttp:\u002F\u002Fwww.52qixiang.com\u002Fnews\u002F2F14714.html\u003C\u002Fa\u003E） \u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&8dbeb9f481aed2fe56fdc2a.jpg\& data-rawwidth=\&1151\& data-rawheight=\&647\&\u003E图5 哥伦比亚河内陆河流尽头的大马哈鱼，疲惫而安宁，它们产下卵之后，便在这里终息。(王建红拍摄于美国波特兰)\u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&ed3025c1edf5f.jpg\& data-rawwidth=\&721\& data-rawheight=\&480\&\u003E 图6海洋中的群鱼（\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Fwww.wiworld.com.cn\u002FItem\u002F21413.aspx\& data-editable=\&true\& data-title=\&盘古运通-国家地理摄影精品欣赏\& class=\&\&\u003Ehttp:\u002F\u002Fwww.wiworld.com.cn\u002FItem\u002F21413.aspx\u003C\u002Fa\u003E）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E 这些动物的集体主义精神绝不逊于我们的国庆阅兵方阵，最神奇的是它们的群体没有领袖，“人人”平等，却高度统一。而我们人类的群体倘若没有领袖，将是一团散乱的乌合之众。为什么动物的群体能够如此协调，仿佛是一只动物在行动，而不是成千上万只动物在行动？ \u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E意大利科学家站在罗马博物馆楼顶，对入冬之后，每天傍晚在罗马上空肆意狂舞的欧洲椋鸟（European starlings\u003Ci\u003E, Sturnus vulgaris\u003C\u002Fi\u003E）进行录像分析，重现3D模型，最终得以揭秘。谜底可能令你大吃一惊，群鸟们履行着一条非常简单的原则：彼此只看周围大约6只同伴的行为，只要和它们保持一致就行。于是，我们看到，罗马上空的欧洲椋鸟，像巨大的礼花爆炸，在空中绽放，却彼此牢固地粘在一起。随即又像一朵游动的云，飘到其他地方，继续绽放……\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E仔细想一下，这个规律和斯坦利·米尔格兰姆（Stanley Milgram）的“六度分隔理论”有雷同之处。1967年，米尔格兰姆通过一个有趣的实验证明，世界上所有互不认识的人，最多只要通过6个中间人，就可以互相知晓。到了2000年后，依然有学者通过互联网证实地球上两个完全陌生的人，建立社交网络的最短路径平均只需要6个人。Jon Kleinberg在数学模型上也证明了这个理论，称之为“小世界现象”。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E当我们把自己看作是一只一只鸟儿，最多通过另外6只鸟，便可以任意和其他人构建联系，这样的网络使我们不禁感叹“世界真小”！这个小世界也存在于我们大脑神经元的微观网络中。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E魔鬼的瞬间变身--逃避原则\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E电视上报道的蝗灾很可怕，模样丑陋的飞蝗组成浩浩荡荡的大军，所向披靡，它们停留之处，一片狼藉……这是我们所说的“自然灾害”。然而，蝗虫并非总是露狰狞，它们平时是草丛里可爱而害羞的蚂蚱，颇受小朋友的喜爱。是什么原因使它们摇身变成蝗虫“敢死队”呢？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E 好奇的科学家对会迁飞的蝗虫（\u003Ci\u003ELocusta migratoria\u003C\u002Fi\u003E）进行了研究，这种蝗虫独处时是绿油油的大家闺秀，迁飞时是土黄色的敢死队。早先它们被认为是两个物种，直到1921年，才被俄国科学家证明是一个物种，但是有两个形态。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E 揭示蝗虫魔鬼变身的实验很有趣：在一个有限的场地中，当蝗虫数量是20只时，蝗虫各自往不同的方向自由走动或跳跃，此为无序状态。当蝗虫数量增加，达到60只时，有序的群体行为出现，蝗虫开始朝着一个方向移动，在场地里打圈。实验中，一位博士后意外发现录像结束时，少了一只蝗虫。他十分惊讶，在蝗虫群变时，究竟发生了什么？他把录像带倒回去放，结果发现，蝗虫在互相碰撞中，情绪变得恶劣，继而相互撕咬，从素食者一下变成了凶猛的肉食者，最后一只同类毙命，被吃掉了。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E 如果是碰撞促使蝗虫发怒，那么，它们身体哪一部分负责感受拥挤，从而诱发愤怒呢？用画笔或锯齿刷轻轻刮刷蝗虫身体的各个部位，一分钟刷一次，持续四个小时。最后人们发现，当刷子持续刷蝗虫的后腿，它们变得异常焦躁。而刷其他部位时，它们一般会后退，躲到一边。说明，蝗虫的后腿是它们魔鬼变身的开关之一。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E后来，科学家又发现5-羟色胺这种在牛奶中含量很高，可以安神，与人类焦虑、抑郁相关的神经递质，调控着蝗虫的魔鬼骤变。最后，人们恍然大悟，原来蝗灾的发生很可能是因为蝗虫彼此害怕被吃掉，所以拼命向前飞。当后面的蝗虫追赶前面的蝗虫，前面蝗虫的后腿受到剧烈“刮刷”，它们便情绪高昂地向前狂奔。于是乎，浩浩荡荡的蝗虫大军形成。此时，它们的体色从柔美的绿色变成日本军服的土黄色，杀气腾腾，急不可耐。而罪魁祸首就是——因为恐惧。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E 大雨过后，植物萌动，大批蝗虫同时达到成年期，此时，过分的拥挤造成彼此咬食现象，为了逃生，大批蝗虫开始乌云般结集，起飞，你追我赶，像疯了一样。可见，蝗灾并不是蝗虫有意为之，而是为了生存的不得已之举。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E 这可谓团体拥挤的阴暗面。就像人群，密度稀疏时，大家彼此离得很远，像气流一样闲散，每个人都很可爱。但是一旦异常拥挤，密度加大，气流变成水流，继而变成固体，流动阻滞，踩踏事件发生。每个人都可能迫不得已变成可怕的凶手，其唯一的动机是逃离恐惧。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&5f0c4edd.jpg\& data-rawwidth=\&581\& data-rawheight=\&339\&\u003E 图7 蝗虫的体色，左侧是单独喂养的蝗虫，体为绿色，性情温顺。右侧是在拥挤状况下饲养的蝗虫，体色发生了变化，性情开始暴躁（引自文献图片）。 \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&becad9423d7.jpg\& data-rawwidth=\&581\& data-rawheight=\&339\&\u003E图8用画笔刷蝗虫的后腿，将使独居而温顺的蝗虫性情变得暴躁。绿色、黄绿、黄色、红色依次表示画笔刷该部位导致暴躁的程度，从弱到强，刷绿色部位不导致暴躁（引自文献图片）。（Stephen J. Simpson and Gregory A. Sword. Locusts, Current Biology， 2008，Vol 18 No 9, R364-366.）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E蚂蚁的最佳路径--节省原则\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E不知你是否注意到蚂蚁行走的路线，它们从巢穴外出觅食，总是走一条捷径，而不是四面八方到处寻食。它们怎么知道哪一条路最短最有效？它们看得见远方吗？——显然不可能，丁点大的蚂蚁即便站起来，也只能看到前方一点点距离。那么，你会说，它们是靠信息素来导航。的确，信息素是重要的标记，就像小狗走到路边要翘起后脚，撒尿标记一样。但是，这么多蚂蚁，它们如何准确辨别信息素呢？原理也很简单！ \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&eb09cf337a01b24a9c471c.jpg\& data-rawwidth=\&754\& data-rawheight=\&707\&\u003E图9从左至右，依次是A,B,C路线，可见中间的B路线最短，信息素涂抹得最浓，最终，蚂蚁只选择B路径\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E起初，蚂蚁外出时，并无明确目标，所以，它们分兵出发，我们假设它们有三个小分队，A队走了不归之路——那条路上什么也没有。几小时之内，回来的蚂蚁很少；B队走了不久就发现一块饼干，可能是小朋友吃饼干时不小心掉了一块。B队蚂蚁5分钟到达饼干处，迅速把饼干渣搬运回来，撂在巢内，马上又出发，2小时内可以往返12次，也就是说，信息素在这条路上来回涂抹24次；C队绕了几个弯，最后也发现了饼干，但速度比B队慢一些，单程需要15分钟，2小时来回4次，信息素涂抹8次。一段时间之后，蚂蚁边走边留下的信息素在三个队伍中明显不同，仿佛一只蜡笔，在三条路线中反复涂抹，B路线因为蚂蚁高效，蜡笔来回涂抹得最粗，也就是说，这一条路线的信息素最浓。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E接下来，拥有小小脑袋的蚂蚁，开始往中间B路线集中，原因非常简单：被浓厚的信息素所吸引。于是，B大道信息素更浓，更多的蚂蚁奔赴B大道，蚂蚁大军逐渐集中，最后就只有一条队伍了。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E这也是我们在爬山的时候，经常会看见横空出现的一条捷径，“因为走的人多了，便成了一条路”。和蚂蚁的信息素类似，不过我们人类是靠眼睛，小蚂蚁靠的是辨别化学物质——信息素的浓度。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E人类的物资运输，快递发放，以及汽车导航等其实也是履行这个简单原则，首选近距离。这也是最为节省能量的办法。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E可见，动物气势磅礴的团体行为，虽然参与者众多，却井然有序，只要履行一些简单的原则就能做到。种种发生在动物的团体行为，在人类社会中均能觅见踪迹。了解动物的行为，便能洞察我们人类行为的进化轨迹。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&192facc9c6b8.jpg\& data-rawwidth=\&226\& data-rawheight=\&141\&\u003E\u003Cp\u003E“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E本文由科普中国移动端出品，转载请注明出处。\u003C\u002Fp\u003E&,&updated&:new Date(&T01:11:30.000Z&),&canComment&:false,&commentPermission&:&anyone&,&commentCount&:46,&likeCount&:595,&state&:&published&,&isLiked&:false,&slug&:&&,&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&sourceUrl&:&&,&publishedTime&:&T09:11:30+08:00&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&url&:&\u002Fp\u002F&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Ffd91cee177636_r.jpg&,&summary&:&&,&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&meta&:{&previous&:null,&next&:null},&snapshotUrl&:&&,&commentsCount&:46,&likesCount&:595},&&:{&title&:&百花绚烂的背后—植物的性\nSex of Plants-The Art of flowers&,&author&:&kepubolan&,&content&:&\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E出品：科普中国\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E制作：中国科学院西双版纳热带植物园 刘光裕\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E监制：中国科学院计算机网络信息中心\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E动物通过生儿育女来延续香火，而植物通过开花结果来繁衍后代。为了保证种群基因库代代相传，植物经过亿万年的时间，进化出了古老的孢子生殖、快速高效的无性生殖，以及五彩缤纷的有性生殖。特别是植物有性生殖的进化，为世界增添了色彩，为人类提供了无限的美感。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E植物的繁殖器官—花，是当今世界最为缤纷多彩的植物构建。直到1.25亿年前，花才第一次出现在地球之上。在短暂的地质历史时期内，有花植物数量剧增，形态、颜色、组成都快速进化，展示出极为复杂的繁殖策略。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E在此，我们以植物的性为题，为您解读植物繁殖的秘密。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E1. 孢子：最古老的繁殖方式\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&f593c86b94f1bffde9836c.jpg\& data-rawwidth=\&733\& data-rawheight=\&493\&\u003E图1 蕨类孢子\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E孢子，是苔藓、蕨类、藻类和真菌类等植物繁殖的方式。自然界中，有很多植物既没有花，也没有种子，而是依靠独特的“孢子”来繁殖后代。如图中的蕨类孢子，它生于叶子背面，是一种没有营养的单细胞，成熟后可直接发育成为植株。孢子这种简单繁殖方式早在几十亿年前的寒武纪之前的藻类植物中就已经盛行，如今依然被诸多的“低等植物”使用，孢子无疑是植物繁殖最重要的方式之一。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E2. 无性繁殖 ：克隆\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&abbfa0885bdf.jpg\& data-rawwidth=\&733\& data-rawheight=\&489\&\u003E图2 景天科植物“不死鸟”\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E在植物界中，很多植物繁衍后代并不需要开花结果，只需要一个枝条，一块根茎，甚至一片叶子即可繁殖出一个新个体。这种无性生殖又名克隆生殖，在进化上属于很原始的繁殖策略，但也是植物最为重要的生存策略之一。如景天科植物——不死鸟对这个策略应用自如，它可以通过珠芽繁殖，快速产生大量后代。从名字中的“不死”二字，我们就能感受到它顽强的繁殖能力和生命力。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E3. 花与性：花儿为什么那样红，那样黄，那样白 \u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&5eaf48c854c3b0ca1f1ec0b.jpg\& data-rawwidth=\&967\& data-rawheight=\&676\&\u003E图3 多姿多彩、形态万千的花朵（上为一品红、左下为大果西番莲、中下为天南星珠芽磨芋、右下为蓖麻）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E花是植物的繁殖器官，或者说是植物最重要的性器官，其功能都是为了吸引传粉昆虫，并结出果实。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E为了达成这个看起来很单一的目的，花为何却如此多样？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E这是一个颇为难解的谜题。我们且通过一些经典案例来了解一下花的多样性，如一品红的花实为变态的叶，西番莲花实为特化的花丝，磨芋的花为独特的佛焰苞，蓖麻花则为上下分离的雌雄花序。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E4. 无油樟的意义：达尔文之谜\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&ad1acb35c4d3aeb81df6ad.jpg\& data-rawwidth=\&1600\& data-rawheight=\&900\&\u003E图4 世界上现存的孑遗植物无油樟，雌雄同花，同时被认为是世界上最早的花（文献图）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E1898年，伟大的达尔文在《物种起源》里，提出了一个令他颇为不解的谜题。达尔文说，如果物种是逐渐演化的，那么为什么在几十亿年的时间里，有花植物都不曾出现，而到了白垩纪的时候（距今1.4亿年，约恐龙大灭绝之后），有花植物突然就大量出现了呢？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E通过多年的研究，科学家发现了世界上现存最为古老的有花植物是无油樟（\u003Ci\u003EAmborella trichopoda\u003C\u002Fi\u003E），一种生活在澳洲孤岛上不起眼的小灌木。基因组分析表示：无油樟具有2亿年历史，刚好处于裸子植物与被子植物进化的过渡阶段，其染色体突然加倍，很可能是促进无油樟产生花朵的原因。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E5. 石中花语: 化石中的花起源 \u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&51ef3d053f9d55f3afc595c.jpg\& data-rawwidth=\&1023\& data-rawheight=\&441\&\u003E图5 最古老的有花植物辽宁古果和李氏果，及最早的菊科植物化石（文献图）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E默默无言的化石，总能告诉我们很多自然的历史。管中窥豹，通过三个植物化石，辽宁古果、李氏果和菊科头状花序，我们可大致了解一下花的进化历史。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E（1）辽宁古果（\u003Ci\u003EArchaefructus liaoningensis\u003C\u002Fi\u003E）。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E据化石复原后的图像，得知其为出水开花植物。辽宁古果距今1.45亿年，被认为是世界上最早的花。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E（2）辽宁出土的白垩纪（距今约1.24亿年）真双子叶化石——“李氏果”（\u003Ci\u003ELeefructus mirus\u003C\u002Fi\u003E）。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E这植物外形和毛茛科植物很像，簇生的单叶呈三裂状，还有一个假果，是迄今发现最早的有花植物。化石保存完好，精美无比。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E（3）菊科（如蒲公英、向日葵、雏菊）是世界上最大的科之一，具有2万多种植物。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E在阿根廷发现的一个化石（\u003Ci\u003ERaiguenrayun cura\u003C\u002Fi\u003E），表明菊科的历史超过了4千5百万年，抑或更久。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E6. 植物也分公母\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&8ec80bb5a24de0b9e93b24dd.jpg\& data-rawwidth=\&733\& data-rawheight=\&407\&\u003E图6 葎草（\u003Ci\u003EHumulus japonicus\u003C\u002Fi\u003E）为雌雄异株植物，它有一条硕大的性染色体Y，但并不直接决定葎草的性别\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E人类很早就意识到了植物的性别问题。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E中国人在2200年前的《尔雅》一书中，就认识到桑树具有公母的差异。植物的性别系统，可简单分为雌雄同花，雌雄异花，雌雄异株。桃梨杏梅，乃经典的雌雄同花，雌蕊与雄蕊生于同一朵花之上；南瓜的雌花和雄花都在同一植株上，称之为雌雄同株异花；还有一种则完全分公母，像桑葚或葎草，雌雄个体开不同的花，称之为雌雄异株。植物还有其它一些更为复杂的性别系统，如番木瓜，我们将在下一个故事中详细介绍。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E7. 番木瓜的神奇：只用公母是无法完全形容植物的性别的\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&427a96ea54.jpg\& data-rawwidth=\&1268\& data-rawheight=\&846\&\u003E图7 番木瓜的雄花（左二），变性花（中）和雌雄同花（右）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E番木瓜是热带地区常见的水果，雌雄异株，稀松平常，通常分为公番木瓜和母番木瓜树。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E然而颇令老百姓不解的是，有时候公树上也会结出木瓜来。这到底是怎么回事？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E原来番木瓜树具有五种性别，分别是雌株、雄株、雌雄同花、雄全同株（雌雄同花+雄花）、雌全同株（雌雄同花+雌花），而且番木瓜性别极为不稳定，在受损或温度、营养等外界条件改变的情况下，会发生性别变换，如温度升高后会从两性花变为雄花，刀砍或受损之后会变为雌花。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E遗传上，番木瓜的性别决定由三条染色体控制，除去X和Y染色体外，还具有一条独特的性染色体，雌性为XX，雄性为XY，雌雄同花为XY^h 。番木瓜的性别决定模式，不仅神奇而且与动物的性别决定存在某些相似之处，被称为性别研究的“活化石”。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E8. 植物奇妙的性别变换
\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&cec88d2b558e8e1b129c5fb.jpg\& data-rawwidth=\&600\& data-rawheight=\&432\&\u003E图8 开瓣百合花枝上会出现雌雄同花和雄花，根部营养较低的情况下，第二年便会转为雄花（图A为雌雄同花，B为雄花）（文献图）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E植物的性别不仅形式多样，而且遗传机制复杂，植物的性别也并非一成不变。例如滇西北地区的开瓣百合（Lilium apertum），它的性别转化和资源分配就极为巧妙。开瓣百合花枝上会出现雌雄同花和雄花，根部营养较低的情况下，第二年花朵转为雄花，等营养好了，下一年又开出雌雄同花，性别受前一年根茎储存的营养所决定。自然界约有0.1% 的植物会发生性别转化，非常神奇。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E9.为什么很多花都是雌雄同体\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&ecdacde2a84f929ddc37ea7c.jpg\& data-rawwidth=\&733\& data-rawheight=\&491\&\u003E图9 酸脚杆的雌蕊和雄蕊（酸脚杆的雄蕊还特化为黄色和紫色两种，黄色为广告之用，紫色才拥有可育的花粉）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E在植物界中雌雄同花是最普遍的性系统，同时也被认为是有花植物中最原始的性系统。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E为什么植物倾向于把雌雄蕊放在同一朵花内？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E雌雄蕊在一起可保障传粉昆虫一次拜访即可完成传粉和受精，可大大节约“广告成本”。 因为一套吸引物，如花瓣、花蜜和气味等，可以诱使传粉者接触植物两个性别的器官。对于雌雄同花的植物来说，传粉动物的一次访问，不仅能给柱头授粉，而且能从花药中带走花粉，使植物两个性别的功能同时受益。这种雌雄同花的性系统既保证了有效传粉，又节省了吸引传粉动物的成本。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E10. 无性与有性之差异 ：土豆的秘密\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&fda610a7f3e68a8ee5009a2.jpg\& data-rawwidth=\&979\& data-rawheight=\&410\&\u003E图10 土豆的有性繁殖和无性繁殖（文献图）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E无性繁殖的优点是，无需把能量分配给不能生产后代的雄性，而且可以保证后代的基因完全是自己的。无性繁殖可以让植物快速占领某一空间，赢得生存的先机，其缺点在于亲缘繁殖，积累的有害基因无法去除，最终很难适应新的环境。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E有性繁殖可以通过雌雄受精过程，增加遗传多样性，增加后代抵抗严酷环境的生存能力。然而，有性繁殖需要第三方传粉者的帮助，授粉和感染病毒的风险增大，其次有性繁殖只有一半的基因传递给了后代。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E有一些植物，如土豆，既可通过无性繁殖快速扩张，又能通过有性繁殖开花结出果实，把植物无性繁殖和有性繁殖的特征都体现出来了。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E有性繁殖结种子不容易但后代抗性强，无性繁殖品质容易衰退但繁殖速度快。有性和无性各有优劣，每种植物的性别系统都是自然进化历史和对环境适应的一个折中选择。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E 11.自交与异交：植物的双保险策略 \u003Cbr\u003E\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&2828faf0f.png\& data-rawwidth=\&1057\& data-rawheight=\&659\&\u003E图11 垂花悬铃花\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E植物进化出精巧的花朵，本质上是为了促进异交，提高后代遗传多样性，然而植物大量开花吸引传粉者的同时，难免发生自交。异交与自交，成了一对利弊相对的生殖策略。自交在雌雄同体的植物中不可避免，天长日久，自交成了植物的一种繁殖保障策略。如垂花悬铃花，就拥有一种雌蕊反卷运动的方式来保障繁殖。它刚开花时努力促进花粉外散，以促进异交，而在开花后期，花柱会反卷主动接收花粉，自交以保障繁殖。有后代总比没后代的好，不是吗？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E12. 花粉的艺术\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&d7286fa72dde7ac0fd551997bdf24421.png\& data-rawwidth=\&819\& data-rawheight=\&896\&\u003E图12 锦葵科的黄葵产生的金黄色花粉\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E花粉相当于动物的“精子”，它是有花植物雄性产生的繁殖细胞。花粉英文名为Pollen，意思是“强大的，充满元气的”，正好表明了花粉对于植物的含义。在植物界中，大多数植物都倾向于产生大量、单一颗粒的花粉，“只要能成事，无论大小多少”，如上图中锦葵科的黄葵所产生的金黄色花粉，数量非常多。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E然而，有一些植物则是豪赌型的，如兰科植物，它们的花粉聚集成块状（图13），每块花粉中含有若干粒花粉。因此，兰花的繁殖极其依赖传粉昆虫。由于把宝都压在了少数几次传粉之上，因此兰花的传粉方式非常神奇，一些种类的传粉比“耍杂技”还妙，或香或臭，或拟态，甚至有性欺骗的情况，令人啧啧称奇。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E13. 兰花的性欺骗\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&df96dc7aa3a43cbd547854.jpg\& data-rawwidth=\&700\& data-rawheight=\&461\&\u003E图13 眉兰（Ophrys speculum）（图\u002FNG）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E兰花是植物界中最为精美、奇特和多样的植物类群之一。兰花的花粉进化成了块状，高度依赖昆虫的传粉。为了吸引昆虫的拜访，兰花可谓无所不用其极，甚至还进化出了性欺骗的手段来达到传粉目的。如生活在意大利Sardinia岛屿上的一种眉兰，这种兰花通过模仿雌蜂的样子（看起来很像雌蜂），并散发出雌性激素来诱骗雄蜂前来交配，以帮助其传粉，从而传宗接代，堪称植物界最狡猾的植物之一。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E14. 隐藏的性：无花果一对一的专性传粉\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&bdb343ba2fc.jpg\& data-rawwidth=\&733\& data-rawheight=\&489\&\u003E图14 木瓜榕( Ficus auriculata )，它只能被大果榕小蜂( Ceratosolen emarginatus) 传粉\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E试问，上图中的是果，还是花？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E想必你一定会回答是果实。然而，这其实是榕树的花，被称为隐头花序。小花都藏在里面呢。此树名为木瓜榕，它只有通过唯一的大果榕小蜂传粉之后才能成功结果，大果榕小蜂也仅在木瓜榕雄果内产卵才得以繁衍后代。这种植物只能与一种传粉动物相对应，形成一对一的专性传粉关系。榕树与榕小蜂的专性传粉，被认为是协同进化的经典案例。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E15. 性别比例：植物界单身狗也很多\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&cb55dac173fabedb61760c1.jpg\& data-rawwidth=\&1269\& data-rawheight=\&692\&\u003E图15 丝瓜花为雌雄同株异花，通常丝瓜雌花较少，这张照片中的花全是雄花\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E理论上，任何一种生物的雌雄比例都应该是数量相当的，1:1是最佳、最稳当的策略，谁也不吃亏。然而，实际情况下，生物的性比很容易发生波动，甚至有一些生物的性比差异能达到100多倍，非常极端。如图中丝瓜花全是雄花，丝瓜通常情况雌花数量很少，十几朵花中才有一朵雌花，性比严重“失衡”。开雄花是一种简单粗暴的策略，投入较低，特别是在营养贫瘠的条件下，植物会优先选择开雄花，因此“单身狗”在植物界中便也成了常态。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E结束语：\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E植物的有性繁殖和动物的一样，具有雌雄的差异，但植物的生殖模式和秘诀并不比动物的简单。从遗传学的角度看，无论是动物还是植物，其性别系统都是非常复杂的，起源和分化各不相同，但又有一定的相似性和遗传学基础。从文化的角度来说，动物的性相对更容易被人类感知，科学家们对性的研究，也正是出于对动物的探索开始的。动物的性是生物界最受关注的话题，特别是人的性行为，则形成了人类社会最为复杂的文化之一。这或许就是科学家为何对生物的性如此感兴趣的原因。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E希望这篇以“植物的性”为主题的文章，能激发你对植物的“兴趣”。这无疑是我们谈植物的性，最想达到的目的。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&6b5715fbef5cdb46ced3e60.jpg\& data-rawwidth=\&226\& data-rawheight=\&141\&\u003E\u003Cp\u003E“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E本文由科普中国移动端出品，转载请注明出处。\u003C\u002Fp\u003E&,&updated&:new Date(&T01:32:12.000Z&),&canComment&:false,&commentPermission&:&anyone&,&commentCount&:7,&likeCount&:68,&state&:&published&,&isLiked&:false,&slug&:&&,&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&sourceUrl&:&&,&publishedTime&:&T09:32:12+08:00&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&url&:&\u002Fp\u002F&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F5eaf48c854c3b0ca1f1ec0b_r.jpg&,&summary&:&&,&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&meta&:{&previous&:null,&next&:null},&snapshotUrl&:&&,&commentsCount&:7,&likesCount&:68},&&:{&title&:&中国微重力卫星升天，说说大家对微重力的几大误解！&,&author&:&kepubolan&,&content&:&\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E出品：科普中国\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E制作：寒木钓萌\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E监制：中国科学院计算机网络信息中心\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E日凌晨，中国微重力卫星“实践十号”成功升空，目的是利用太空中的微重力环境进行科学研究。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E问题来了，太空不都是失重环境吗？这个微重力又是怎么回事？还有，在微重力环境下，有哪些神奇的效应？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E微重力环境下的大不同\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E太空环境与地面截然不同，很多地面上的经验不能轻易照搬到太空，否则将可能带来灾难。而人类要进军太空，就要深入研究太空微重力环境下各种与众不同的现象，并掌握其规律以便在生命科学、材料科学等方面获得新突破。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&54fa9f725a6ab438f0ccf97f8a8c5649.jpg\& data-rawwidth=\&660\& data-rawheight=\&348\&\u003E图为NASA在国际空间站上做的燃料实验，火焰呈球形。 \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&b38eb2b147e7d11e5e2f.jpg\& data-rawwidth=\&1464\& data-rawheight=\&1036\&\u003E蜡烛的火焰在地面和太空中区别。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E美国阿波罗登月计划中，阿波罗12号曾发生电线短路并引发火灾，还好没有影响到任务。而阿波罗13号就不同了，它在前往月球的途中，距离地球大约32.2万公里时，氧气罐爆炸并导致电线起火，最终，宇航员只能无奈地对休斯顿指挥中心说了一句非常有名的话：“休斯顿，我们出问题了。”此次登月任务最终失败。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E显然，航天器在太空出现火灾是致命的，我们需要深入研究微重力环境下的种种燃烧现象，以此指导航天器的防火设计以及有效的灭火措施。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E例如，通过研究微重力环境下的燃烧，研究人员发现了一个奇怪的现象。即，某些物质，比如庚烷液滴在燃烧时，当火焰熄灭以后，并没有停止燃烧，而是还在持续不断地“燃烧”，只是这种燃烧我们看不到火焰而已。试想，如果我们一直不知道这种现象的存在，那么有一天航天器上类似这些物质起火时，当我们以为火灾已灭，但其实还没有，后果将不堪设想。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&46edfaa987.jpg\& data-rawwidth=\&710\& data-rawheight=\&542\&\u003E微重力环境下，流体的表现与地面也不相同。图为NASA航天员Scott Kell在微重力环境下做的水球“乒乓”展示。两个拍子击打水球，就像打乒乓球。 \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&df27d55bed.jpg\& data-rawwidth=\&235\& data-rawheight=\&188\&\u003E水球滴入颜料后立即变色。 \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&1fe926a9b47b207acd3c02c.jpg\& data-rawwidth=\&600\& data-rawheight=\&448\&\u003E水球中加入发泡物质后，像一颗宝石般的水球开始膨胀。 \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&ccb5c3048e0.jpg\& data-rawwidth=\&272\& data-rawheight=\&163\&\u003E而且水球还喷射出了一颗绿色小液滴，你看到了吗？\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E失重与微重力\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&acd.jpg\& data-rawwidth=\&304\& data-rawheight=\&427\&\u003E\u003Cp\u003E当我们站立时会受到向下的地心引力，还有向上的支撑力。那么，平时我们感觉到自己有多重时，这种感觉到底是来自地心引力，还是来自支撑力？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E显然，答案是来自支撑力。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E那这是不是说，如果失去支撑，我们就将失去对重力的感觉？是的，这就是我们常说的失重。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E例如，一个人从高处坠落，在坠落的过程中，因为失去了支撑，所以此人将体验到类似太空中才有的失重。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E既然自由坠落能产生失重，那么，空间站等航天器中的失重是否也是因为它们每时每刻都在向地面坠落的缘故？答案也是肯定的。不光人造卫星、空间站在向地球坠落，连月球也在一刻不停地向我们砸来…… \u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&acee53ee2b0185f.jpg\& data-rawwidth=\&466\& data-rawheight=\&466\&\u003E\u003Cp\u003E我们从山顶水平扔出一块石头，此时，你能否认，这块石头没有在坠落吗？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E不能。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E石头虽然在水平方向前进，但这根本就没有妨碍到石头也在坠落的事实。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E既然，我们不能否认上面的事实，那我们也不能否认人造卫星、空间站、月球等也在一刻不停地向地面坠落。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E现在我们已经知道，要想造出失重的环境，可以让物体自由坠落，如自由坠落的电梯、飞机等。不过这只能带来短暂的失重，而各种航天器如空间站、卫星等则是长期处在失重环境，这些家伙在不停地坠落，却又一直没有掉落到地面，这真是好极了！\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E什么是微重力？\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E说完了失重的成因，现在咱们继续探讨“微重力”。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E微重力就是微小的重力吗？显然不是！\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E我们平常说的重力是由地球引力产生的。而引力跟距离的平方成反比，所以，不少人会误认为，人造卫星所在的轨道因为距离地面比较远，因此地球对它们的引力很小，所以叫做微重力。这是不对的。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E地球表面的重力加速度g≈9.8m\u002Fs^2，即一个原先静止的物体从高处坠落，1秒后速度为9.8米每秒，第二秒后速度为19.6米每秒。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E众所周知，重力的大小跟重力加速度密切相关，所以，我们常用重力加速度g来衡量重力的大小。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E距离地球越远，重力加速度就越小，然而，就算是在距离地面200千米的高度，重力加速度也没有降多少，大约为0.94g，而在1000千米的高度，重力加速度为0.75g。也就是说，一个物体在地面重100N，到了1000千米高度，依然受到75N的地球引力。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E国际空间站离地球的距离不超过420千米，因此，它受到的地球引力并没有减少多少。实际上，我们还可以这样想，地球的半径就有6372公里，所以，类似国际空间站、天宫一号等等这样的航天器，可以说，它们几乎就在地球表面，受到的地球引力没有减少太多，这是理所当然的。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E因此，如果我们把“微重力”理解为微小的重力，或者是微小的地球引力，肯定是不对的。只有当距离地球很遥远时，才会出现地球引力很小的情况，如下图： \u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&a0ab203825.png\& data-rawwidth=\&354\& data-rawheight=\&402\&\u003E\u003Cp\u003E显然，唯有距离地球几十万公里以上时，其受到的地球引力才可称之为微引力，微引力和微重力是两回事。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E那么，大众媒体所说的微重力又是怎么回事呢？它是怎么产生的？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E通常我们说的微重力环境，它其实跟地球引力的关系不是那么大，因为它主要是由其它外在因素造成的。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E为了说明这些外在因素，咱们来举一个例子。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&06177bcfceac7621dfa324.jpg\& data-rawwidth=\&317\& data-rawheight=\&500\&\u003E\u003Cp\u003E上文已经说，在地面附近做自由落体时，因为失去了支撑，也就失去了对重力的感觉，这就是失重。然而，咱们再仔细想想，一个跳水运动员在空中时，难道她真的就失去了所有支撑？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&e99a8247bdf.jpg\& data-rawwidth=\&594\& data-rawheight=\&396\&\u003E\u003Cp\u003E答案是没有，因为还有空气阻力，这个阻力会给运动员一个微小的支撑，使其还能感受到一丝极其微弱的“重力”。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E同理，国际空间站、天宫一号和各种近地轨道卫星，它们在高速运行时，其实也会受到太空残余大气的阻力，并带来“微重力”。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E举个极端的例子，如果国际空间站在运行的过程中，由于未知因素突然遭遇一大团极其浓密的气体，大气阻力导致其运行速度急剧变慢。此时，之前还漂浮在空间站里面的航天员，他们将会迅速往前冲去，并砸在前方的舱壁上，这个冲过去的过程，其实就跟苹果掉落并砸在牛顿身上的过程是一样的。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E以上，只是说了产生微重力的一个主要因素，实际上还有别的因素，如航天器进行姿态调整时产生的推力、人员在航天器内的走动，以及重力梯度等等，在此我们不再一一细说。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E从地面到太空的微重力\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E要想获得微重力环境，最好的当然是大型空间站。但它们通常都很贵，比如国际空间站的建造和维护成本就高达上千亿美元。而且，由于种种原因，我国并没有参与到国际空间站的建设当中，不过没关系，预计4年以后，中国就将拥有一个成熟完善的空间站。但是在这之前，使用卫星是一种相对省钱快捷的方式，比如我国今天发射的“实践十号”微重力卫星。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E除了以上这些，还有那些能获得微重力环境呢？很多，比如失重飞机。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&ec1f29a7cbef.jpg\& data-rawwidth=\&900\& data-rawheight=\&697\&\u003E图为失重飞机在俯冲期间提供微重力环境\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cimg src=\&920eb1d848c3b3efcb0a.jpg\& data-rawwidth=\&413\& data-rawheight=\&402\&\u003E\u003Cp\u003E很多人误认为，失重飞机只有在俯冲时才会提供微重力环境，然而并非如此。上图中，失重飞机在黄色区域有向上的加速度。此时，飞机内是超重环境，这跟你坐电梯快速上升，或者是电梯快速下降后急剧减速一样，都会感觉自己变重了。而蓝色阶段为失重（微重力环境）阶段，为什么上升还会有失重呢？如下图： \u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&b0ff6ff5003da.jpg\& data-rawwidth=\&400\& data-rawheight=\&300\&\u003E\u003Cp\u003E人造卫星的轨道为一个椭圆，但是，如果你从局部去看，如上图两个绿色箭头所指的那一段，是不是就是一个抛物线呢？而失重飞机就是特意营造了这么一个抛物线轨道，这个小抛物线轨道，你可以认为是飞机短暂地变成了一颗人造卫星，并短暂地环绕地球飞行。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E现在的失重飞机不但面向各国的科研单位开放，还面向众多想体验失重的普通人，当然，体验价格不菲。某运营失重飞行的公司为了宣传，不但把霍金弄上天过了一把瘾，还把一位著名模特请上天失重了一回。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E除了失重飞机，其实还有一种更简便的方式，那就是从高处直接砸下来，简单又粗暴，快捷又方便，这就是微重力落塔。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&5fd29cfab97cb.jpg\& data-rawwidth=\&538\& data-rawheight=\&1486\&\u003E图为中国科学院力学研究所的落塔，它是继德国Bremen落塔之后世界上第二座在地面上建成的超百米落塔，高116米，可获得3.60秒的微重力时间。 \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&b0b15a0dfde08aa6d8c92b2a2c540148.jpg\& data-rawwidth=\&265\& data-rawheight=\&600\&\u003E德国Bremen落塔，高123米，可获得至少4.74秒的微重力时间。 \u003Cbr\u003E\u003Cimg src=\&bdffa2c0f46f551ebb7ed.jpg\& data-rawwidth=\&900\& data-rawheight=\&600\&\u003E除了科学研究功能，德国Bremen落塔也是一道亮丽的风景线（也许是他们比较会照相）\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E“实践十号”是一颗技术要求较高的返回式卫星，也是中国科学卫星系列中，继暗物质探测卫星“悟空”之后，发射的第二颗卫星。在太空的这段时间里，它将进行微重力流体物理、微重力燃烧、空间材料科学等实验。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E祝愿它圆满完成任务！\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E参考资料：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E1.《空间微重力燃烧研究现状与展望》 张璐
刘迎春\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E2.
Micro-g environment wiki\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&5b550e02b.png\& data-rawwidth=\&226\& data-rawheight=\&141\&\u003E\u003Cp\u003E“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E本文由科普中国移动端出品，转载请注明出处。\u003C\u002Fp\u003E&,&updated&:new Date(&T00:45:29.000Z&),&canComment&:false,&commentPermission&:&anyone&,&commentCount&:73,&likeCount&:263,&state&:&published&,&isLiked&:false,&slug&:&&,&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&sourceUrl&:&&,&publishedTime&:&T08:45:29+08:00&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&url&:&\u002Fp\u002F&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F46edfaa987_r.jpg&,&summary&:&&,&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&meta&:{&previous&:null,&next&:null},&snapshotUrl&:&&,&commentsCount&:73,&likesCount&:263},&&:{&title&:&中国首颗微重力科学实验卫星实践十号：我这么厉害，上天算什么，我还能回来呢！&,&author&:&kepubolan&,&content&:&\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E出品：科普中国\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E制作：幻彩宝宝科普创新公社\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E监制：中国科学院计算机网络信息中心\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E我国首颗微重力科学实验卫星——“实践十号”已于日凌晨发射升空。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E据悉，“实践十号”是专门用于微重力科学和空间生命科学的实验平台，为我国空间微重力研究提供新的技术手段。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&6cf128cc03e.jpg\& data-rawwidth=\&673\& data-rawheight=\&460\&\u003E图1 实践十号微重力实验卫星外观\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E按照计划，实践十号将在太空中利用特殊的空间环境展开19项科学实验载荷任务研究，并将在轨完成科学实验，其回收舱将在结束太空飞行后，把11个项目的实验样品带回地球，探索宇宙中新的科学奥秘。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E同时，它也是我国已发射的科学实验卫星中，实验项目和数量最多的一颗。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E目前，各国科学家致力于通过各种方式营造微重力环境开展研究，如抛物线飞机、探空火箭等实验平台，利用他们的自由飞行可以获得几十秒或几分钟的微重力环境。但如果想要进行长时间微重力科学实验，就必须运用“实践十号”这样的科学实验卫星。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E作为我国首颗专门的微重力科学实验卫星，实践十号的独特之处有哪些？实践十号上又将进行哪些科学实验？实践十号的发射对于我国航天事业的发展有怎样里程碑式的意义？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E我们特邀实践十号卫星工程科学应用系统总师、中国科学院微重力重点实验室副主任康琦研究员，对这些问题进行了解答。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&bcfc595d7.png\& data-rawwidth=\&1026\& data-rawheight=\&684\&\u003E图2 实践十号卫星工程科学应用系统总师、中国科学院微重力重点实验室副主任康琦研究员\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E与众不同的“实践十号”\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E康琦研究员表示，实践十号卫星是中科院空间科学先导系列中第二颗科学实验卫星，它将充分利用太空中长时间的微重力环境和复杂的辐射环境，开展微重力科学和空间生命科学领域的科学研究。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E实践十号引人注目的重要特点，就是其承担的科学项目多、涉及的领域广，它总共承载着19项科学任务，其中微重力科学实验项目有10项，包括流体物理、微重力燃烧和空间材料科学，剩余9项为空间生命科学实验项目，涉及到流体、燃烧、材料等微重力科学领域以及辐射生物学、重力生物学、空间生物技术等空间生命科学领域。同时，作为一颗返回式卫星它的特点也得到了充分的体现，比如对返回地球后的材料及生物样品可以进行后续的处理和深入的分析，从而获得珍贵的科学数据。正是由于实践十号具有这些显著的特点，使其区别于普通的卫星，具有与众不同的重要价值。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E微重力环境研究——瞄准最前沿\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E据悉，“实践十号”科学实验项目从最初规划至今，已走过了10年历程，它是中国科学卫星系列中唯一的返回式卫星，也是承担科学实验项目数量最多的卫星，为开展微重力科学和空间生命科学研究搭建起一个高效、短期、综合的空间实验平台。康老师解释道，长时间、高微重力水平，是微重力科学研究的一个基本要求，在这个环境中，浮力对流、重力沉降以及分层、静压力基本消失，航天器在轨飞行可以提供足够长的微重力时间和良好的微重力环境，实践十号的微重力水平可以达到10^-3g（g为重力加速度），为空间科学实验提供了理想的实验环境，这就如同在太空中搭建了一个微重力实验室。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&6d9e409ef0e0e56fc6cfe.jpg\& data-rawwidth=\&500\& data-rawheight=\&332\&\u003E\u003Cp\u003E作为我国首颗专门的微重力科学实验卫星，它的发射将为我国微重力科学领域产生深远的影响，那么究竟什么是“微重力环境”？开展微重力研究又怎样的科学价值？康琦研究员给出了答案。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E康琦研究员解释说，微重力是一个比较专业的科学名词，实际上就是我们所熟悉的“失重”。在任何一个空间中，当其微重力水平达到了10^-3g或者10^-4g（g为重力加速度），就是处于明显的“失重状态”。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E位于北京国家微重力实验室的百米微重力实验落塔，是我国进行微重力研究的重要实验设备，然而高度百米的落塔只能够给科学家提供短短3.5秒的微重力时间，想获得更长的微重力时间、进行更深入的研究工作，还是需要到太空当中去寻找。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E卫星在轨飞行时，提供了较长时间的微重力环境，这也为实践十号所搭载的实验项目提供了非常良好的实验条件。在太空微重力环境下物质运动以及生命活动有很多特殊的规律，而实践十号卫星中所搭载的科学实验项目正是充分利用微重力环境的这些特殊性来开展科学实验。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E以实践十号科学实验项目中有关煤的燃烧实验为例，人类之所以要在太空中开展这种主要在地面应用的实验项目，是因为在地面进行的煤燃烧是一个多因素作用的结果，特别是浮力对流掩盖了许多燃烧的基本过程，而在太空中我们把重力因素排除之后，其燃烧机制和特点、及物性参数的测量会发生怎样的改变，这些研究成果对于提高地面煤燃烧的效率是非常有指导意义的。除此之外，实践十号空间生命科学实验项目中，有关于植物、动物以及现在医学界的研究热点——造血干细胞及胚胎发育的研究，对于未来空间科学的发展也具有深远的意义，比如人类在太空中进行长期的驻留、甚至是进行太空旅行、太空迁移，这些科学实验项目将提供关键性的科学依据。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&42dfb0e5a6e9f44a620403.jpg\& data-rawwidth=\&499\& data-rawheight=\&257\&\u003E图4 煤燃烧箱内部结构\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cb\u003E前无古人的创新\u003C\u002Fb\u003E\u003Cp\u003E康琦表示，实践十号科学实验卫星所进行的微重力科学研究，包括基础性研究和应用性研究，并带有鲜明的中国特色，例如“微重力下煤燃烧及其污染物生成特性研究”就是要利用微重力环境，揭示中国典型煤种的单个颗粒和煤粉颗粒群在流动解耦、传热传质各向同性理想状态下的着火、燃烧和污染物生成的基本规律，准确获得地面无法得到的一些基础数据，发展更完善的煤燃烧理论和模型；“微重力条件下石油组分热扩散特性的研究”将有可能改良人类目前的原油分布预测精度；“微重力条件下非金属材料燃烧特性的研究”则要观察微重力条件下材料着火的规律，并与重力条件下的燃烧进行对比，从而推动中国建立自己的航天防火规范。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&dc5f46fd3026922cea62ac2f552c2bb2.jpg\& data-rawwidth=\&766\& data-rawheight=\&188\&\u003E图5 落塔实验中观察到的液滴进入微重力环境后外形的变化\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E空间材料研究的转折点\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E据介绍，在实践十号返回式卫星上，专门搭载了一个材料科学研究的多功能炉，在这个实验仪器中将进行八种新材料、新工艺的研究，包括半导体材料、合金材料以及金属材料。在地球表面，由重力效应而产生的浮力对流、重力密度分层等现象，会对熔体材料生长过程产生极大的影响，出现不同程度的缺陷，材料的性能和质量受到很大的影响。晶体生长和材料制备在现代通信及电子产业中有很重要的地位，而在微重力环境下开展晶体生长研究，可排除浮力对流和重力沉淀效应的干扰。康琦表示，科研人员也将研究微重力环境下晶体生长和凝固过程，从而理解材料从熔体中形成的界面动力学，为改善地面晶体生长工艺奠定基础。通过微重力环境抑制溶质浮力对流，获得地面重力场中难以生长的高质量材料。通过此次实践十号空间科学实验研究，有望改善特殊材料的加工工艺过程以及促进新材料新性能的开发与应用，为我国空间材料的发展做出新的贡献。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&80bcd1c5099fddc20c463f28aa73fc53.jpg\& data-rawwidth=\&497\& data-rawheight=\&576\&\u003E图6 实践十号卫星非金属材料燃烧箱\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E作为我国首颗专门的微重力实验卫星，实践十号上每一项科学实验均经过严格遴选、反复论证，前无古人的创新性研究将成为我国空间科学发展的重要契机，它承载着国人对于宇宙空间科学的求知欲望，探索更多不为人知的奥秘。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E航天大国补上空间科学短板\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E康琦研究员表示，空间环境利用，是世界航天大国发展的基本点，包括空间技术、空间应用和空间科学，除了注重空间技术与空间应用的发展，航天强国更注重的是空间科学的发展。NASA（美国国家航天局）、ESA（欧洲航天局）在这方面取得的成果都非常突出。作为一个航天大国，我们在空间技术以及空间应用方面做出了让世人瞩目的成绩，但是从航天大国转变成一个航天强国的时候，空间科学领域实际是我们的一个短板。如果我们想要实现从航天大国向航天强国的转变，通过自主创新实现对世界的科学发展做出贡献，空间科学的进步是必不可少的。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E作为一个发展中国家，在空间应用的基础上发展空间科学，是我们的一个基本策略。我们国家近期也启动了四颗科学实验卫星，作为其中之一的实践十号主要利用了返回式卫星这项先进的航天技术，完成微重力科学和空间生命科学的相关实验项目，与载人航天技术相比，具有成本低、微重力水平高等特点，通过及时返回对生物样品进行分析和处理，取得众多创新性成果。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E宇宙空间是人类最好的实验室，同时占据了科学上宏观和微观两个世界的前沿，发展空间科学将极大推动我国前沿基础学科的发展。未来实践十号有望挖掘出更多地面上被重力掩盖的科学奥秘，并为航天工程与技术的发展提供强有力的科学支撑。我们也很期待，它将为人类带回怎样的“惊喜”。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cimg src=\&5b550e02b.png\& data-rawwidth=\&226\& data-rawheight=\&141\&\u003E\u003Cp\u003E“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E本文由科普中国移动端出品，转载请注明出处。\u003C\u002Fp\u003E&,&updated&:new Date(&T01:23:45.000Z&),&canComment&:false,&commentPermission&:&anyone&,&commentCount&:12,&likeCount&:45,&state&:&published&,&isLiked&:false,&slug&:&&,&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&sourceUrl&:&&,&publishedTime&:&T09:23:45+08:00&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&url&:&\u002Fp\u002F&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fbcfc595d7_r.jpg&,&summary&:&&,&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&meta&:{&previous&:null,&next&:null},&snapshotUrl&:&&,&commentsCount&:12,&likesCount&:45},&&:{&title&:&揭秘实践十号上那些“高冷”的实验&,&author&:&kepubolan&,&content&:&\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E出品：科普中国\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E制作：幻彩宝宝科普创新公社\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E监制：中国科学院计算机网络信息中心\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E北京时间4月6日1时38分，我国首颗微重力科学实验卫星实践十号发射升空，正式开启太空之旅，它将完成19项微重力科学和空间生命科学实验。据悉，最终搭乘上实践十号的19个项目是从200多项申请中筛选出来的，所有科学实验都具有创新性，并且拥有很强的科学研究价值。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E那么这些听起来十分“高冷”，看似距离我们的生活十万八千里，却兴师动众必须“上天”才能做的实验具体是什么呢，又具有哪些科学价值？多了也解释不完，针对其中关于胶体和液晶的实验项目——胶体有序排列及新型材料研究，我们特别邀请中国科学院微重力重点实验室主任、实践十号卫星科学应用系统主任设计师王育人研究员进行了解释说明。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&8cbf257c64ddbbee22de5.png\& data-rawwidth=\&550\& data-rawheight=\&445\&\u003E图1 实践十号卫星在轨模拟图\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E为何不远万里到太空做实验\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E材料在液态和固态的相互转化过程中，有序结构（晶体）和无序结构（非晶体）的竞争形成一直是物理和材料科学领域最关键、最具挑战性的前沿科学问题。在《Science》杂志总结的目前亟待解决的125个重要科学难题中就包含了这一项目。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E据王育人研究员介绍，本次实验任务主要研究在空间中的胶体液滴蒸发过程和液晶相的形成过程。那么为什么要到太空中研究胶体和液晶的这些物理过程呢？王育人研究员解释道，主要是由于在地面研究胶体体系有序-无序转变的过程中，会受到重力沉降、浮力对流等因素的影响，从而掩盖了其相变过程（物质有固相、液相、气相，相变是指物质从一种相转变为另一种相的过程）中的物理本质。在这些影响下，人类无法准确认识其自组装行为的本质规律，所以对于这些问题的深入研究只能够通过空间实验来完成，利用太空中重力接近于零的微重力环境，探索目前在地面上仍然无法揭示的微观物理规律。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&e12ab91ed3.jpg\& data-rawwidth=\&574\& data-rawheight=\&535\&\u003E图2 “实践十号”胶体材料箱载荷模装示意图\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E你都不知道胶体有多“自觉”\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E王育人研究员介绍，胶体一般是指材料颗粒的尺度小于一微米的物质混合在另一个均匀介质中所形成的混合体系。日常生活中人们能看到许多胶体，如牛奶、泡沫塑料、发胶、涂料、泡沫刮胡膏、胶水，甚至灰尘、泥浆、烟雾等。胶体有很多独特的性质，如布朗运动、电泳、丁达尔效应（光进入胶体发生散射并呈现出不同色彩）等，但更特殊的性质在于它们的“自觉性”——即胶体的自组装能力：只在本身粒子的相互作用下，就能自然地聚集在一起，形成一种稳定的结构性排列，而无需外力干预。通常只要温度、光照等外部环境因素发生变化，胶体就会作出反应而发生这种自组装，因此它更容易形成大面积的有序结构。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E胶体颗粒形成的有序结构不仅可以制备具有特殊光学特性的新型材料，如光子晶体，光学开关，离子探针等，还可以用于催化，吸收和分离工业中。但是由于在地面上胶体颗粒会受到重力沉降的影响或者是浮力对流的干扰，在这些影响下，人类无法准确认识其自组装行为的本质规律，而且，观察微米尺度胶体颗粒动态运动的过程也是非常困难的。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&e2fbfa87e3bba.jpg\& data-rawwidth=\&501\& data-rawheight=\&362\&\u003E图3 胶体颗粒自组装现象\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E“上了天”的液晶还是液晶吗\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E晶体是指在原子尺度具有极其有序排列的一类物质，比如日常生活中用作装饰的闪闪发光的宝石，其中的原子就具有空间上的周期性排列。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E但是大多数晶体是指固体，而液晶比较特殊，它既具有空间排列的有序性，本身又像水一样具备液体的流动性质。我们大家经常看电视，有一类常见的电视就是液晶电视。液晶这种物质具有很多不同的物质形态，称为液晶相。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E那么，进入太空后的液晶会有怎样的性质变化？“上了天”的液晶还会是液晶吗？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E王育人研究员进行了解释：在空间中研究液晶相变过程及相形成的机制，主要是来确定不同浓度条件下所形成的液晶相的不同之处。在地面上进行该类实验研究，由于沉降的作用、重力的影响，无法确定液晶相形成的具体条件，而在太空中排除了重力等因素的干扰，观察微重力条件下液晶相的分布与地面实验的区别，利用空间中液晶大范围均匀分布的便利条件，探索晶核的产生和液晶相的形成与演化过程，从而较为准确地确定液晶产生的条件，在科学上突破地面实验无法解决的重大基础科学问题。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cimg src=\&6534afa6b5a1ffac62ea908.jpg\& data-rawwidth=\&1269\& data-rawheight=\&845\&\u003E图4 中国科}