生物学家花了太多时间思考他在乔恩·斯图尔特身上发现的秘密

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


好的,我先坦白。是我。事情发生得很偶然。一天晚上我在看电视,乔恩·斯图尔特在节目上。我忍不住注意到了几件事,其中之一是他额头上的一些汗水正在穿过他的妆容。一旦我看到它,就无法移开视线。与其说是一滴汗水,不如说是一种半光泽。他闪闪发光,当他这样做时,我感到非常兴奋。

这些想法已经潜伏在我的潜意识中,但乔恩·斯图尔特的身体将它们带到了光明之下。就像工程兵团与强大的密西西比河作斗争一样,乔恩·斯图尔特的化妆师们与自然作斗争,以阻止他的汗水。但在那个特殊的夜晚,他们输了。堤坝决堤了,当它决堤时,我的想法开始了。这个想法不是关于斯图尔特本人,而是看到人类为了对抗汗水所能采取的极端措施,让我开始思考汗水最初的作用是什么。因此,这个新想法,如果正确的话,将改变我们对乔恩·斯图尔特衣服下面以及你的衣服下面正在发生的事情的看法。这个想法可能是对的。它也可能大错特错。实际上,在一段时间内,不知道是件有趣的事情。

为了解释,我需要给你一些关于科学的背景知识(别担心,我会回到乔恩·斯图尔特的额头)。科学部分是关于科学方法(测试和拒绝假设,以便在不是真相的情况下,尽可能地接近真相),部分是关于巫术。也许你知道,也许你不知道。巫术是没人谈论的事情。巫术是科学家风暴肆虐的大脑中的闪电。这是一种无法解释的混合,包括偶然性、观察和纯粹的谁知道是什么 [1]。它也是私人的。


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我们倾向于通过科学记者和/或讽刺电视记者的工作来了解科学。有时,科学家会违背自己的意愿,与记者谈论他们的发现。他们谈论已发表的论文和已知或几乎已知的内容。但通常当你听到科学家讨论他们“发现”了什么时,他们听起来,嗯,没什么热情。“是的,”他们说,“是我发现了……(在此处插入关于生物世界的一些难以理解的细节),我再激动不过了。”但通常他们似乎并不激动。他们似乎很无聊。也许他们确实很无聊。对于许多科学家来说,真正的快乐,那种原始而欢呼雀跃的快乐,不在于已揭示的发现,而在于未经检验的想法。

当科学大脑产生想法时,就像猫在跟踪老鼠。老鼠就是那个想法。人们首先听到它,小小的脚步声。或者可能是一种气味。一旦被发现,它就会在树叶中乱跑。与此同时,猫看着,感到兴奋。后腿收紧并绷紧。脚轻轻地敲打着。然后是猫猛扑的那一刻,随着猛扑,事情有了结果。我们看到的科学是在结果之后出现的。那是记者向世界展示科学家和她死老鼠的那一刻。我们没有看到老鼠逃跑的所有次数。更重要的是,我们没有看到科学家跟踪野生老鼠。我们没有看到那些激动人心的时刻——所有的毛发、生命和神秘感——当老鼠仍然在那里,还没有被揭示出它的本质,无论是改变世界的启示、胡说八道还是介于两者之间的东西。

我想让你体验一下在乔恩·斯图尔特的额头和其他部位(尤其是他的脚)上狩猎的乐趣,但在这样做时,我需要向你展示野生的、未经驯服的想法,这是一个赤裸的过程,但我会为你做。然后我们可以一起猛扑上去,看看我们抓到了什么。在阅读本文时,请随意观看《每日秀》。这对我很有帮助。

首先,我想告诉你像岩石一样的观察,当被斯图尔特的汗水引发时,让我首先看到了光明。看看你是否也能让它们产生火花。也许我错过了某些显而易见的东西。这种情况发生得最多。大多数时候,我后来意识到我忽略或误解了生物学的某些众所周知的方面。或者,也许今天让我感到兴奋的事情实际上很平凡。或者,也许我是对的,存在一个谜团,但我对解决方案是错误的。泥土是生的。但如果我要让你了解这个过程,我必须向你展示我现在所处的位置。展示一个未经检验的想法让人感到不舒服(我想阅读更多内容,给更多人打电话,弄清楚这个想法是否好),但我应该让你知道。你值得看到一个如此新颖的想法,它几乎没有被考虑过,一个你可能也会喜欢它四处乱跑的想法,或者至少你可能会喜欢它,直到有人猛扑上去,把它杀死在高高的野草中。

以下是基本情况。正如我其他地方所写的那样,我们的身体覆盖着其他物种。一英寸的皮肤可能容纳着数百种生命物种。你的皮肤的总表面,或者任何人的皮肤——从耳朵到肛门再到外面——可能容纳着数千种物种。这些物种中的很大一部分以我们身体渗出的物质为食。例如,生活在我们脚上的几种细菌,包括表皮葡萄球菌和枯草芽孢杆菌,会吃亮氨酸,一种我们脚汗中常见的氨基酸。当这些物种吃亮氨酸时,它们会放异戊酸气,闻起来像臭脚[2]。枯草芽孢杆菌的屁气味更难闻,但当吃亮氨酸时,这两种物种和其他少数几种都会发出臭味[3]。这是一个不可避免的结果,不需要特殊情况[4]。所有这些都是已知的,并且本身就包含了我即将提出的想法的暗示。你现在有了燧石。将它们与斯图尔特油腻的额头汗水混合。我暂停一下,让你尝试生火。

但是等等,你还需要一件事。最近我刚写完关于我们的阑尾可能是一个储存有益细菌的器官,一种古老的微生物森林(我们身体的野生生命)的想法。在撰写关于阑尾作为自然保护区的文章时,我还发现自己沉浸在更广泛的可能性中,即我们的身体可能不仅会寄生和容忍其他物种,而且实际上还会培育它们。

好了,背景知识足够了。你知道我所知道的。这是想法:如果身体上的物种有时对我们有利,有时会给我们带来损失(取决于条件和物种),那么自然选择可能会导致我们的身体进化出某种控制权,来控制哪些物种生活在我们身上,以及如何控制。它做到了。例如,我们的皮肤会产生防御素等抗生素,而这些抗生素在杀死谁或什么方面至少具有一定的选择性[5],尽管这种选择性尚未被很好地理解。我们皮肤上产生的抗生素是一种微小的棒,用来控制单细胞马匹。但是,如果我们的皮肤(像我们的阑尾一样)也提供胡萝卜,或者如果没有胡萝卜,则提供亮氨酸呢?更具体地说,如果从我们细胞中泄漏出来的氨基酸是有意泄漏出来的,以鼓励最需要它们的细菌呢?如果当我们的意识告诉我们使用抗菌湿巾时,我们潜意识的身体正在给皮肤上的数十亿个细胞提供食物呢?

你基本上都了解了。我现在知道的也不比你多。我的想法不是核物理,但我发现它很令人兴奋。当我发现以上所有内容后,我的大脑中的导线开始以一种有趣的方式微微发热,我开始更多地阅读关于氨基酸的资料。我以为已经有数千篇关于我们皮肤上的氨基酸的论文了。显然没有。我只找到了一些,而且都是旧的。我找到的论文倾向于表明我们的皮肤会产生许多氨基酸,并且产生的氨基酸的组成(或者说泄漏是更好的词)在我们身体的不同部位有所不同[6]。大多数汗液是由集中在我们头部(用于冷却)、手和脚(用于什么?....)的汗腺产生的。汗液中氨基酸的组成与我们吃什么无关。也许氨基酸与我们吃什么无关,因为我们的身体正在努力偏爱一套一致的/数量/任何微生物?也许吧。也许不是。

然后是乳齿象的问题。氨基酸是昂贵的,或者至少在历史上是昂贵的。现在我们可以吃热狗来获取氨基酸。曾经,我们为了获取它们的肉而杀死乳齿象,肉主要由蛋白质组成,蛋白质由氨基酸组成。那么,为什么乔恩·斯图尔特的身体(以及你的身体)会把它们泄漏出去,把所有来之不易的乳齿象汁液泄漏出去呢?我还没有做过,但我一直在想着弄清楚我们吃掉的氨基酸有多少比例从我们的皮肤中排出。这可能很大。也许你已经在做数学计算了。

至于这个故事的结局……,还没有出现。乔恩·斯图尔特继续出汗。他的身体上覆盖着细菌和氨基酸,他的化妆师们都爱心地涂抹着。也许他正在喂养他的细菌,或者至少他在除了化妆最厚的地方之外的所有地方都在喂养它们。或者,也许我错过了一篇关键论文。也许我错过了关于汗液或细胞或细菌的一些显而易见的事实。也许吧。我们仍然在这个想法平静前的风暴中。在我看来,它很漂亮,但随时可能被揭示为不是这样。科学家的脑海中有成千上万,甚至数百万个这样的想法。这些想法是科学最异想天开的乐趣,它隐藏的美妙之处。我们是如此无知。一切皆有可能。而且,在这个想法的早期阶段,在把它拉回来之前,把这个想法更进一步甚至可能更有趣,这让我想到乔恩·斯图尔特的手和脚。我理解为什么斯图尔特的头部会出汗,是为了冷却他的大脑,尽管这可能很不寻常。但是为什么他的手和脚会出这么多汗呢?他的每只脚每天都会产生一杯汗水。很难相信有人会死于手或脚过热,这导致了第二个想法。

如果我们的手脚出汗更多,以便为细菌提供更多养分会怎样?如果这些细菌反过来帮助抵御我们在手脚这些最容易暴露于真菌或细菌病原体的部位的真菌感染会怎样?如果我们的身体有意地用微观力量加强我们,而这些力量正是最需要的会怎样?我们可以找到一些暗示(或者至少一个兴奋的想法制造者可以...),表明这可能是正确的。例如,脚上最臭的物种枯草芽孢杆菌,已知会产生能够杀死脚癣的抗生素 [7]。

等等!这可能吗?难道是对乔恩·斯图尔特身体的深入思考,引导我们弄清楚汗液中为何、如何以及在何处充满了氨基酸吗?太棒了!跳起来,暂停一下,在我们之间陶醉于这个想法,一个既赤裸又奇怪的想法。向想法致敬!向这个世界上仍然可能被发现的东西致敬!向科学家们私下、赤裸的生活中所有未被记录的时刻致敬,在这些时刻,他们会在办公室里跑来跑去,对自己大喊“太棒了”。向所有这些东西致敬,然后当你完成欢呼时,停下来,微笑,惊叹,绷紧你的臀部。一个赤裸的想法只能放任其跑一小会儿。是时候猛扑上去了。让我们一起做吧。整理你的回应、编辑、对这个想法的担忧,当然还有你相反的引文。你甚至可以整理一些数据,但只有在你跑过你的办公室或房间几次,高兴地对自己“呜呼”之后才能这样做。

同时,我将回去看深夜电视。谁知道我还会发现什么。例如,莱特曼粗糙的额头上一定充满了尚未被发现的东西,尚未形成的想法。当然,还有真正巨大的生态前沿,那里潜伏着更多的谜团,例如热带雨林和杰伊·雷诺的下巴。

注释和参考文献

1 - 有时是美美地睡一觉。有时是喝一杯啤酒。更偶尔,嗯,请参阅 凯利·穆利斯

2 - 相比之下,汗液正常的、不太难闻的气味是醋酸,它也是由细菌产生的,但不同种类的细菌会吃不同的氨基酸和其他化合物。基本上所有“人类”的气味都是由细菌产生的。腋下的气味是由被称为棒状杆菌的细菌产生的,它们会吃我们腋下(以及我们的私处)特殊顶浆腺产生的化合物。即使是头发的气味,实际上,嗯,你明白我要说什么了,是生活在我们头皮和头发中的细菌的气味。然而,这些气味虽然是细菌性的,却会产生许多后果。它们会影响我们的爱情生活,并且正如最近的研究表明,它们甚至会吸引或未能吸引蚊子。如果你对蚊子特别有吸引力,那就责怪你的微生物吧。

3 - Ara, K. 等。(2006) 因微生物代谢引起的脚臭及其控制。加拿大微生物学杂志. 52, 357–364

4 - 这很好,因为只有你有手指,“拉我的手指”才有效。

5 - Peschel A, Jack RW, Otto M 等.金黄色葡萄球菌通过新型毒力因子MprF对膜脂进行l-赖氨酸修饰,从而抵抗人类防御素并逃避中性粒细胞杀伤。实验医学杂志 2001; 193:1067–76

6 - Hadorn, B., Hanimann, F., Anders, P., Curtius, H. C., 和 Halverson, R. (1967)。人体不同部位汗液中的游离氨基酸。自然 (伦敦),215, 416。

7 - Landy, M. W., G. H., Roseman, S. B., 和 L. G. Colio。1948 年。杆菌素,一种来自枯草芽孢杆菌的抗生素,对病原真菌有活性。美国实验生物学医学会会刊. 67:539-541。

图片:乔恩·斯图尔特 来自 BuzzAboutTV防守阵容 来自 艾德里安学院手心出汗 来自 Sweatypalmsandfeet.net杰伊·雷诺的下巴 来自 Premise PUNCH Tag

Rob Dunn is a biologist at North Carolina State University and a writer whose articles have appeared in Natural History, Smithsonian and National Geographic, among other publications.

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