一鲸尿，万物生？| 一周趣科学vol.53

海洋巨兽竟是生态快递员

在蔚蓝海洋深处，座头鲸群正进行着史诗般的迁徙。它们不仅是地球上体型最庞大的生物，更承担着鲜为人知的生态使命——作为海洋养分的高速传送带。

科研团队最新发现，大型鲸类每年通过尿液、粪便、蜕皮等途径，向热带海域输送约4000吨氮元素。这些养分如同天然肥料，滋养着珊瑚礁生态系统中至关重要的浮游植物，进而支撑起整个海洋食物链的运转。

这种养分运输具有独特的时空规律：成年鲸类在阿拉斯加湾、南极洲等高纬度海域大快朵颐，每天增重可达13公斤。当冬季来临，它们停止进食，凭借储存的脂肪完成上万公里的迁徙。在温暖的热带繁殖区，鲸群通过排泄释放出积累的养分，其尿液日产量最高可达950升，远超人类每日排泄量的500倍。科学家用巨型传送带来形容这个自然奇迹。以夏威夷鲸类保护区为例，鲸群输送的养分总量是当地海洋物理运输的两倍。这种集中式投放相当于将广袤海域的养分收集起来，精准投放到特定区域，犹如为珊瑚礁生态系统打造专属营养站。

历史数据显示，在工业捕鲸尚未兴盛的年代，鲸类运输的养分规模是现在的三倍以上。特别值得注意的是，地球上体型最大的蓝鲸的贡献尚未被完全量化——这个神秘物种的繁殖地至今仍是未解之谜。研究还揭示了动物在星球物质循环中的独特地位。正如植物通过光合作用维系大气平衡，鲸类作为海洋养分运输者，构建起跨越海洋盆地的生物通道。它们的迁徙轨迹，实质上构成了地球生态系统的生物循环网络。

随着国际社会加强鲸类保护，部分种群数量已出现回升。这项发现不仅刷新了人类对海洋生态的认知，更反映了每个物种在维系地球生命网络中的独特价值。当我们在碧波中瞥见鲸影，看到的不仅是优雅的海洋精灵，更是维持海洋生机的关键工程师。

鲸鱼迁徙可以在海域之间传输营养

（图片来源：A. Boersma）

读懂狗语有多难？你可能一直在误解狗狗

和狗狗共同生活就像一场双向奔赴的默契游戏。当你递出零食，它摇着尾巴叼走食物时，你会觉得彼此心意相通——它一定在说谢谢。但亚利桑那州立大学的最新研究给人类泼了一盆冷水：我们可能从未真正读懂过狗的情绪。

人类在判断狗的情绪时，总是不自觉戴上两层滤镜。第一层是场景滤镜：看到主人拿出牵引绳就认定狗在开心，见到吸尘器启动就断定狗在恐惧，即便狗的表情和肢体动作完全一致。第二层则是拟人滤镜，人们习惯将自身情绪投射到宠物身上，比如狗低头躲闪时，主人往往解读为愧疚，而实际可能是害怕继续受罚。研究者通过两组实验验证了这种认知偏差。他们拍摄了同一只狗在不同场景下的反应：正向场景如展示零食，负向场景如轻声责备。第一组实验中，384名参与者观看带背景画面或纯狗画面的视频；第二组实验中，485人观看经过剪辑的颠倒场景视频（快乐场景配负面事件，反之亦然）。结果显示，无论是普通养宠家庭还是动物专家，判断依据几乎都来自场景而非狗本身的行为。

为何人类总在误解狗？莫利纳罗指出，这源于我们对跨物种交流的过度自信。人类习惯用文化、情境甚至自身经历解读情绪，但犬类的表达系统完全不同。例如，当狗对吸尘器和牵引绳展现出相同的肢体语言时，人类却根据物品属性得出相反结论。这种误读可能导致错误互动，比如在狗狗紧张时误判为兴奋而继续刺激它。想要真正理解自家宠物，研究者给出三步建议：

首先，承认认知局限：放下人类天生擅长读狗情绪的预设，意识到误判是常态而非例外。

第二，建立个体档案：每只狗的性格表达都具有独特性，需长期观察自家宠物的微表情和习惯动作。

第三，剥离场景干扰：当狗出现特定行为时，先忽略周围环境，专注分析它的耳朵角度、尾巴摆动频率等生理信号。

这项研究不仅揭示了人与宠物间的认知鸿沟，更指向更深层的启示：跨越物种的情感连接，需要主动放下人类的傲慢。当我们不再用拟人化滤镜美化误解，才能真正看见那个摇尾巴的生命个体——它或许不会说人话，但始终在用专属的语言诉说心声。

养宠物绝不是“自我感动”

（图片来源：Deanna Dent/ASU）

定期献血可能会降低白血病风险

随着年龄增长，人体骨髓中的造血干细胞会像老树生出新枝般积累基因变异。这些变异形成的细胞克隆群，有时会成为白血病等血液癌症的温床。英国弗朗西斯·克里克研究所的新发现，揭示了定期献血者血液中的特殊变异模式，为理解血液健康提供了全新视角。

科研团队联合德国癌症研究中心，对两组特殊人群展开研究：一组是40年间献血超过120次的定期献血者，另一组是总献血不足5次的对照组。通过分析血液样本，他们发现两组人群的克隆多样性水平相近，但细胞群构成存在显著差异。在关键基因DNMT3A的变异观察中，定期献血者的突变位置与白血病前期突变明显不同。为验证这一发现，科学家在实验室中对人类干细胞进行基因编辑，分别引入两类变异，并模拟献血后促红细胞生成素(EPO)升高的生理环境，以及感染引发的炎症环境。

实验结果显示，定期献血者特有的DNMT3A变异细胞在EPO环境中表现活跃，但在炎症环境中生长受限；而白血病前期变异细胞则呈现完全相反的特性。当研究人员将两类变异细胞移植到小鼠体内模拟献血压力时，发现前者能促进红细胞生成且未癌变，后者却导致白细胞异常增殖。

这项发表于《血液》杂志的研究表明，定期献血带来的周期性失血压力，可能会筛选出有利于应对血液损失的良性变异。这些变异既能增强造血系统应对失血的能力，又避开了致癌风险。研究负责人解释，适度刺激造血系统的活动，可能引导干细胞选择促进自我更新的有益变异，而非致病突变。不过科学家强调，当前样本量较小，不能直接得出献血能降低白血病风险的结论。研究组计划扩大样本规模，进一步追踪不同变异在白血病发展中的作用。该发现不仅揭示了环境压力对基因选择的影响机制，也为未来开发靶向治疗提供了新思路。

这项突破性研究让我们意识到，人体每天都在上演精妙的基因选择剧目。干细胞在应对环境挑战时做出的每一次选择，都可能影响着数十年后的健康轨迹。科学探索的迷人之处，正是在这些微观世界里发现生命自我调节的智慧。

骨髓中的造血干细胞

（图片来源：Hector Huerga Encabo）

精确地用水波控制漂浮物的走向

小伙伴们可能有过这样的生活经历：玩水的时候游泳圈不小心漂走了，然后我们用石头扔向游泳圈的首尾，尝试让波浪把游泳圈带回来。科学家决定给这个方法上上强度。新加坡南洋理工大学领衔的国际科研团队近日取得突破性进展，他们通过特殊方法让水波形成精密结构，像无形之手般精确操控水面漂浮物。这项发表在《自然》杂志的研究，或将为海洋环保、船舶导航甚至量子研究开辟新思路。

在实验室水槽中，研究人员通过3D打印的环形装置产生特定声波，使水面形成螺旋、漩涡等复杂波纹结构。这些稳定存在的水波能像镊子般捕获米粒大小的泡沫球，使其在指定路径上旋转移动，轨迹偏差不超过4毫米。即便遭遇外界干扰，这些水波结构仍能保持稳定。

该研究灵感源于光学操控技术。团队曾用光波捕获酵母细胞等微粒，发现调整光波可移动被困粒子。水与光同属波动介质，这启发了他们尝试用水波实现类似操控。通过与中、西两国科学家合作，团队成功将光学理论转化应用于水力学领域。

这项技术的应用前景广阔：可精准收集水面油污或化学品泄漏，提升环保清理效率；或许还能引导失去动力的船舶安全移动。研究团队下一步计划探索水下波纹操控，并尝试将技术缩小至微米级别，用于细胞等微粒的精准操作。更有趣的是，水波形成的漩涡结构与量子现象存在相似性。科学家认为，这项研究可能成为探索光波、电子量子特性的新型实验平台。匿名评审专家指出，该成果具有深远科学价值，可能在多个领域引发连锁突破。

从实验室水槽到浩瀚海洋，这项突破让我们重新认识水的力量。当科学与想象力碰撞，无形的波浪或将托起未来科技的航船。

研究者称，这项技术可以用水波来控制船只运动

（图片来源：南洋理工大学）

作者：牧心