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问专家

2019-04-02

科学之谜 2019年11期
关键词:熔岩冰层单宁

献血者接种了疫苗,接受献血者是否能获得免疫能力?

疫苗是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。目前,大多数疫苗通过刺激免疫细胞,来产生抗体。当接种某种疫苗后,我们的免疫系统就会制造出专门的抗体,并通过巨噬细胞将疫苗中的外来物消灭。接种疫苗后,抗体会在人的血液中停留一段时间。与此同时,免疫细胞也会将此次“战斗”的记忆信息储存在我们的腋窝、脖子等部位的淋巴中,这些记忆可能会较长时间存在于我们的淋巴中,当我们再受到同类病菌攻击时为我们提供抵抗力。

而要探讨是否能通过献血来获得免疫力这个问题,我们需要从两个方面来考虑,一是血液中的抗体含量。一个人的身体中大约有4000到6000毫升血,平均每次献血量大约是400毫升,这400毫升血液中含有的抗体是非常少的。而另一方面,随着时间的推移,血液中的抗体会变少,而淋巴器官中虽然有记忆信息,但是不能通过血液传递给其他人。因此,献血不能替代接种疫苗来获得免疫能力。

澳大利亚昆士兰医学研究所教授 尼克·马丁

纸上的折痕为什么不会消失?

人类造纸的历史已近2000年,直到现在造纸的操作过程和材料都没有多大变化。人们先将木材、竹子、棉花等原料碾碎,使材料中的植物纖维暴露出来;再经过一系列工序将纤维分离出来,并重新结合,将重组的纤维压平、干燥后就可得到纸张。由于纸本质上是粉碎的植物纤维,因此用力折叠会将组成纸张的植物纤维折断,折断的纤维不能再恢复,纸上的折痕自然也就不会消失了。

相比之下,用动物皮来制作的纸张,比如羊皮纸,材料来自动物组织,动物组织比植物组织更具弹性和延展性,因此将羊皮纸折出痕迹之后,折痕也能很快消失。

美国科普作家 约翰·斯托顿

鱼能否在水以外的液体中生存?

对这个问题目前没有正式的研究,我们也不提倡对动物进行这种危险的实验。在回答这个问题时,我只根据鱼的生理特点来分析。

水生动物以水中的溶解氧来呼吸,为了利用水中的氧气,鱼类进化出了覆盖在血管上的羽状器官——鳃。当鱼张开嘴喝水时,它们会把水逼到鳃上,在那里溶解氧被过滤并通过它们薄薄的血管壁被吸收。液体中的含氧量对于鱼的生存至关重要,因此如果其他液体中溶解氧足够丰富,那么鱼或许能在其中生存一段时间,比如茶水,由于含氧量相似,鱼可能可以在茶水中生存一段时间。而像可乐这样的液体中的溶解氧含量很少,这会使鱼呼吸困难。

除了氧含量,溶质的浓度也会影响鱼的呼吸。牛奶、橙汁等液体中溶质的浓度和水中的溶质浓度完全不同。在溶质浓度明显高于或者低于鱼生活的水体时,鱼的细胞要么吸收太多液体而胀裂,要么无法从液体中获得水,而干死。

此外,液体的PH值等对鱼的生存也有影响。因此综合来分析,在某些液体中,鱼是可以生存一段时间的,而在另一些液体中鱼会很快毙命。

英国科普作家 卡西·拉希姆

成熟和未成熟的水果是否存在营养成分差异?

未成熟的水果和成熟的水果在营养成分上多少会有区别,但这是一个复杂的问题,一方面有些水果成熟前后营养变化相当小,比如香蕉;另一方面不同的水果本身含有的营养成分不同,因此它们的变化也不同。现在只选择一些较为普遍的变化来说。

大多数未成熟的水果吃起来有涩味,这个让我们感觉到涩味的物质叫做单宁。它是植物自身的一种代谢产物,是一种酚类物质,普遍存在于许多植物之中。单宁分为两种:不溶性单宁和可溶性单宁。不溶性单宁在口腔中不会产生涩味;而可溶性单宁在口腔的唾液中可以溶解,让我们感觉到涩。随着水果成熟,可溶性单宁转化成不溶性单宁或是生成淀粉等其他物质,涩味便消失了。同时,水果中的淀粉转化为有甜味的单糖,因此成熟的水果吃起来更甜。

而许多水果中,一些抗氧化剂的浓度会随着水果的成熟而提高,比如花青素,但是一些抗氧化剂,比如酚类化合物可能会随着水果的成熟浓度下降。而在一些水果中,维生素C的含量会随水果成熟而增加。

最后要提到的是,水果成熟前后,矿物质含量很少发生变化。

丹麦哥本哈根大学生物学家赫里克·格伦勒

一个事件视界质量为10亿吨的黑洞吞噬地球要多长时间?

这样一个黑洞非常迷你,直径大约只有10-15米,与一个原子相当,它只能吞噬碰巧遇到的粒子。如果把它放在地球表面,那么它会穿过地球,从另一端出来。鉴于它只能吞噬碰巧遇到的粒子,可以粗略估算出,它吞噬整个地球大约需要1028年,这远超宇宙的年龄。不过这个假设的前提是迷你黑洞没有霍金辐射。正常情况下,黑洞会因霍金辐射而损失物质,如果将霍金辐射考虑进来,那么这个迷你黑洞会很快消失,永远吞噬不了地球。

澳大利亚西澳大利亚大学天文学助理教授克里斯托弗·施普林戈布

极地冰川融化会使海水变淡吗?

海水的盐度与蒸发、降雨、风、河水及冰川融水的流入等因素有关。如果抛开其他因素,只探讨冰川融水对海水盐度的影响,那么答案很简单——极地冰川融化确实能使海水盐度降低,不过并不是地球上所有的海水盐度都会下降。

全球海洋虽然连成一片巨大的海域,但是每个海区的海水盐度、所含有的物质可能都有所区别,而要让这些不同“类型”的海水交换物质则需要洋流的帮助。洋流又受水密度、风、潮汐等因素影响。当冰川消融或者冰盖大规模融化时,大量淡水注入大海中,会改变洋流的流速、流向,甚至使洋流消失。如果洋流消失了,那么就无法将淡水运送到其他海域。因此大量冰川融水流入海中,它们可能只是降低靠近極地的局部海域的盐度,对远离极地的海域没有什么影响。

美国科普作家 玛丽娜·库珀·怀特

睡眠不足时为什么会感觉身体疼痛?

睡眠不足时经常会感觉头痛、肌肉疼痛,有时还会感觉关节疼痛。目前科学家还不能确定这种情况出现的原因。大部分科学家认为,睡眠不足会导致中枢神经过敏,使身体高度敏感,这导致我们对痛苦的耐受力降低。因此,即使是最轻微的刺激,也能导致相对较大的反应。此外,科学家还认为,睡眠不足时身体得不到充足的休息,会导致促炎分子的释放,使身体出现炎症,因此疼痛。

印度科普作家 马哈克·雅兰

如果一个人只吃肉会怎么样?

人体创造能量最简单的方法是把碳水化合物转化为葡萄糖,肉类中碳水化合物含量很少,在没有足够的碳水化合物的情况下,我们的身体只能燃烧脂肪和重要的蛋白质,对于减肥人士来说,这个过程可以减脂,但是却对身体有害。另外,人体无法自行产生维生素C,只能从蔬菜瓜果中获取。只吃肉,维生素C的摄入量会严重不足,我们的身体就不能产生胶原蛋白,从而患上坏血病。最后,如果只吃肉,没有粗纤维的摄入,那么人还会遭遇便秘的尴尬。当然,如果只是短期仅以肉类为食,那么不会有很明显的影响。

澳大利亚格里斯菲大学营养学家 迪斯·博文

当熔岩与冰层接触时会发生什么?

熔岩的温度可达700℃~1200℃,而冰层的温度最高是0℃,有人可能会认为,熔岩遇到冰层时会将冰融化,在冰面上“挖”出一条沟,但事实并非如此。科学家发现,当熔岩与冰层接触时,冰层表面会被迅速蒸发。这些蒸发来的气体在冰面形成一层“毯子”,使熔岩和冰之间的摩擦力降到最低,因此熔岩可以在冰表面流动,而不是“挖”出一道深沟。而这些气体不会固定在冰面上,而是试图从上方流过的熔岩中逃逸,这使熔岩冒起气泡,看起来像是在冰上沸腾。当冰上的熔岩开始冷却时,熔岩表面会形成一层厚厚的黑色物质。这层黑色物质将从冰层蒸发而来的气体困在其中,因此它是蓬松的。

印度科普作家 阿施施

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