毛皮海狮岸上心跳加速 心率竟然在狂飙

欢迎收看自然小喇叭栏目的第107期，在过去的半个月里，我们搜罗了以下值得一看的自然新闻和研究：

1）瓶子草不仅吃虫，还给自己养虫

2）给植物贴“创可贴”，能治病

3）天气变暖，河狸提早钻出水面

4）毛皮海狮上岸躺平，心率竟然更高

5）30克的小鸟，如何穿越撒哈拉沙漠

6）刚发新芽就被吃光，橡树如何反击毛毛虫

食虫植物原来还要自己养虫子吃。

眼镜蛇瓶子草是一种食虫植物，叶片特化成管状的捕虫笼，顶端看起来像个昂首的眼镜蛇。因为生长在山地极度贫瘠的沼泽里，它们要靠自己捕猎和消化昆虫来补充氮元素。

眼镜蛇瓶子草（Darlingtonia californica）长这样 | Ian Poellet / Wikimedia Commons

但是，当科学家在瓶子草旁边蹲了几百个小时，发现造访瓶子草的胡蜂里，真被吃掉的竟不到2%——大部分胡蜂不仅没被吃掉，还吃饱了蜜，扬长而去。明明是以捕虫为生的植物，命中率却低成这样，到底是怎么活下去的？

最近，科学家采集了在瓶子草附近觅食的胡蜂和远处的胡蜂做对比，用质谱仪测定它们体内的氮同位素。食虫植物消化昆虫，花蜜中带有高比例的重氮同位素；胡蜂喝了这种花蜜，体内就会留下可检测的痕迹。结果发现，靠近瓶子草活动的胡蜂，体内重氮同位素含量明显增高，瓶子草花蜜已经是它们重要的饮食来源。

胡蜂正在瓶子草内部活动 | 参考资料[1]

过去人们以为瓶子草单向捕食昆虫，而这项发现则说明，实际情况可能是双方互利共生。植物偶尔消化一只胡蜂，在缺少氮元素的环境里得到补充；胡蜂则冒着极小的风险，稳定地获得营养价值远超普通花蜜的食物。

科学家认为，眼镜蛇瓶子草放走大量的来访者，是为了养活一个稳定的胡蜂种群，保证有猎物持续上门，以便在需要时吃掉它们。

给植物贴个创可贴，病就好了？听起来很荒诞，但这已经成真了。

当植物生病了，常规做法是往田里喷农药，但大量药物被风吹走，或者被雨水冲刷，真正能进入植物体内的少之又少，还可能顺带伤及周围的其他植物。因此，科学家开发出了一种能贴在植物表面的凝胶贴片，把药直接送进植物体内。

用凝胶给植物治病 | 参考资料[2]

凝胶由两种材料组合而成：聚丙烯酰胺提供弹性和强度，壳聚糖则负责在植物表面形成可逆的化学键。这款凝胶可以贴合光滑的叶片、有茸毛的茎秆等各种植物表面，贴上以后有雨水也不脱落；而且随时可以轻轻揭下来，不会损伤植物。透明的凝胶是透明的，不会影响光合作用。

更厉害的是，凝胶装载的物质不仅能到达贴附点，还能沿着叶脉扩散到全株。科学家把荧光量子点装入凝胶，贴在叶片上4小时后，量子点已经蔓延整株植物。在治疗实验中，只要48小时，加了抗生素的凝胶贴片就成功清除了植物的细菌感染。

人和植物通过凝胶“交流” | 参考资料[2]

这块凝胶甚至可以让人和植物在没有物理接触的情况下“交流”。科学家给捕蝇草贴上装了离子的凝胶，用导线连接到一个可穿戴设备上；人只要轻轻点一下设备，微弱的电信号就通过凝胶传入植物，捕蝇草便会立刻合拢叶片。

气候变暖，连河狸的作息都变了。

美洲河狸（Castor canadensis）不冬眠，但整个冬天几乎足不出户。在入冬前，它们会在巢穴附近的水下储备大量树枝，作为整个冬天的口粮。冰封之后，它们就蜷在冰下的巢穴里生活，靠储备粮度日，直到春暖花开才重新浮出水面。

河狸搬运树枝中 | Tom Koerner / U.S. Fish and Wildlife Service

为了研究气候如何影响河狸的出巢时机，科学家对加拿大一处大型的河狸栖息地进行了跨越17年的观测，并和当地的气温、降水、结冰融冰日期等数据对比。结果发现，河狸平均在冰下待144天，通常在每年的4月1日前后首次爬上冰面，重新接触外部世界。

气温是影响河狸出巢时间的最关键因素。气温每升高1°C，河狸的出巢时间平均提前约6天。换句话说，当夏天变得更热、秋天结冰延迟，河狸在冰外活动的时间也拉长了。这对河狸其实是好事，它们能囤更多树枝，冬天的存粮就更充裕。但活跃时间一长，它们与人类的摩擦可能也会变多，比如它们堵涵洞、啃树枝，可能会给人类造成麻烦。

河狸：我啃啃啃树 | D. Gordon E. Robertson / Wikimedia Commons

长远来看，随着气候变化，北美河狸的分布范围将向北推进，进入原本并没有河狸的北极冻原。作为生态系统工程师，它们所到之处的水文格局也会发生改变，对当地的生态系统可能会造成不小的影响。

明明在岸上躺平补觉，毛皮海狮的心率竟然在狂飙。

非洲毛皮海狮（Arctocephalus pusillus）每次出海，都要在海里待上几天，潜入深达一两百米的水下觅食，然后返回礁石上休息。在岸上休息时，它们看起来就只是在养精蓄锐。

岸上大躺平 | Giles Laurent / Wikimedia Commons

于是科学家决定测量一下。在最近发表的研究里，科学家在2003～2008年间，选取了南非和澳大利亚的12只雌性毛皮海狮，给它们各自配备了防水的心率记录装置，每10秒采集一次数据；连续追踪的天数最长有8.2天，横跨完整的下海加上岸周期。

结果发现，毛皮海狮在深潜时的心率大幅降低，南非亚种在最深处的心率一度降到每分钟10次，靠无氧代谢支撑肌肉的运转，同时也积累了大量乳酸。浮上水面时，它们的心率有所回升，但似乎还远远不够——直到6～8小时后，心率忽然飙升，峰值高达每分钟80～84次。之后，它们心率慢慢平稳下来，进入正常睡眠水平。另外，在海里觅食越辛苦的个体，上岸以后心率飚得越高，持续也越久。

下海很辛苦 | Elke Brüser / Wikimedia Commons

科学家认为，陆地上的心率飙升是在偿还下海时欠下的“生理债务”。通过加快心跳、加速代谢，它们可以把肌肉里残留的乳酸清理掉，重建深潜时消耗的氧气储备。在海里，它们要专心猎食，时刻警惕天敌，没有余力处理这些代谢废物；回到岸上，威胁少了，它们在躺平的同时正好安心恢复身体。

一种体重不超过30克的小鸟，每年要穿越撒哈拉沙漠和地中海，完成从瑞典到非洲的往返旅行。

就是它——欧歌鸲 | Dion Art / Wikimedia Commons

这种鸟叫做欧歌鸲[qú]（Luscinia luscinia），外形和亲戚夜莺有点像，体型则和我们熟悉的麻雀差不多。为了研究它们如何跨越撒哈拉沙漠，科学家给欧歌鸲安装了超轻型传感器，记录它们翅膀拍动产生的运动信号，从而判断在某个时刻它们有没有在飞行。

他们一共分析了10只欧歌鸲和11次完整的迁徙记录，横跨3年的秋季和春季。结果发现，它们需要4～5天便足够飞越沙漠。在这几天里，夜间传感数据显示翅膀在持续振动，而白天的信号却几乎归零。也就是说，它们只在夜晚行进，白天则几乎不动。

白天的撒哈拉沙漠确实不宜行动 | fr:Utilisateur:Jgremillot / Wikimedia Commons

这是个机智的节能策略。沙漠里白天地表温度极高，活动只会加速耗能和脱水；夜晚气温下降，消耗的能量少得多，此时的气流条件也有利于飞行。但这也是有代价的——欧歌鸲平时需要在地面翻找昆虫吃，如果白天完全静止不进食，就只能靠出发前储备的脂肪来维持能量。

这是目前最详细的小型候鸟穿越生态屏障期间的行为记录。科学家还指出，气候变暖正让沙漠白天越来越热，而欧歌鸲的策略是在白天停下来保存能量，如果停歇时的条件也逐渐恶化，这套策略就不一定还有效了。

为了抵抗邪恶毛毛虫的啃食，橡树想出了一套缓兵之计。

每年春天，舞毒蛾（Lymantria dispar）的毛毛虫孵化的时间，恰好与橡树树叶萌芽的时间差不多。嫩叶柔软又有营养，毛毛虫最爱吃。这对橡树来说就成了大麻烦——新叶一露头就迎来一波新出生毛毛虫的猛烈攻击，这些植物还跑不掉！

毛毛虫等着吃新叶 | Sven Finnberg

但橡树并非坐以待毙。在一项新研究里，科学家没有逐棵观测橡树，而是选择从太空俯瞰森林。利用雷达卫星数据，他们对德国巴伐利亚北部约2400平方公里的区域连续监测了5年。2019年，当地爆发大规模舞毒蛾侵害，卫星精确记录了哪些树被啃光，以及这些树在次年春天的变化。

橡树林 | DiscoA340 / Wikimedia Commons

科学家发现，橡树找到了一个有效的对敌策略。如果某年橡树遭到了毛毛虫的大规模啃食，第二年春天，它们就会晚3天发出新叶。这短短3天足以给毛毛虫一个大教训——舞毒蛾毛毛虫的生存窗口极窄，孵化后必须马上找到食物才能存活，一旦树木推迟3天，幼虫出来时找不到叶子吃，存活率就大大下降。对橡树来说，叶片受损程度因此能减少55%。

一些植物会生产大量单宁酸等化学物质来抵御捕食者的啃食，但这要消耗大量能量，而橡树只是推迟几天展叶，代价低得多。而且，这样的推迟并不是每年触发，只有前一年遭受大规模侵害后才会启动，所以昆虫很难通过进化来应对。