放屁蟲放的屁近100℃,科學家搞清它強大火力背後的驚人機制了

2020-06-19 徐德文科學頻道


放屁蟲放的屁近100℃,科學家搞清它強大火力背後的驚人機制了

很多人都玩過放屁蟲,不小心被它噴一下,你起碼幾個小時都不好了,那種味道,真的終身難忘;但也有不少地方將放屁蟲當做美味佳餚,油炸後吃得滿嘴生香,爽歪歪。

但你知道放屁蟲放屁背後的機制嗎?特別是它們放屁時溫度會達到驚人的近100℃,它們是如何產生這種奇臭無比的炙熱氣體,並把它們釋放出來的呢?

來自美國加州大學伯克利分校和史蒂文斯理工學院的科學家們對此進行了研究。為了追蹤放屁蟲體內化學裝置的工作原理,研究人員使用氫的同位素氘對專門合成的化學混合物進行標記,然後將其注入放屁蟲的體內,或者摻在食物裡,在幾天內連續飼餵給放屁蟲。

放屁蟲放的屁近100℃,科學家搞清它強大火力背後的驚人機制了

然後科學家們把放屁蟲放進冰櫃裡,在令蟲蟲極度不爽的環境中,不斷拉扯它們的後腿,直到它們開始冒火,屁股一撅就開噴;或者對它們做手術,用頭髮把它們體內一些關鍵的管道結紮起來,然後對化合物進行取樣。之後這些樣本被送去用質譜儀檢測,看哪些化學物質被摻入了放屁蟲的「核」武器裡。

結果表明,放屁蟲體內有兩種被稱為苯醌的有毒類化學物質,一種是此前就已知道的由對苯二酚代謝而來的物質,另一種則是新發現的完全獨立的前體:間甲酚——一種在煤焦油中發現的毒素。這些都是對人體有害的物質,可能導致癌症或遺傳疾病,可以傷害脊椎動物的眼睛,對呼吸系統產生強烈的刺激。

放屁蟲放的屁近100℃,科學家搞清它強大火力背後的驚人機制了

此前的研究已經發現,放屁蟲的腹部有一個儲液室和一個反應室,由腺體生成的化合物過氧化氫和對苯二酚水溶液就儲存在裡面。當放屁蟲受到刺激,儲液室周圍肌肉收縮,把這些水溶液送入反應室,在催化酶的作用下發生強烈反應,釋放出大量熱量,溫度接近100℃,可以把五分之一的混合物蒸發成炙熱的氣體,然後閥門打開,又熱又臭的氣體猛地噴出,並發出爆炸的聲音,向「敵人」發起致命攻擊。

放屁蟲體內存儲的有毒物質大約可連續發起20次攻擊,簡直就是綿綿不絕,足以令敵人聞風喪膽。一些非洲放屁蟲的噴口甚至可以旋轉270度,以精準地發起攻擊,不知道美軍F35戰鬥機噴口的靈感是不是就來自於此,真這樣的話,放屁蟲可是立了大功。

放屁蟲放的屁近100℃,科學家搞清它強大火力背後的驚人機制了

最令人難以置信的是,放屁蟲依靠這種強大的防禦機制,竟然能在被獵食者吞下後,連續施放「核」武器,令獵食者噁心反胃,最後不得不把它們吐出來。日本科學家曾經做過一個實驗,反覆刺激一些放屁蟲,把它們的「核」武器消耗殆盡,然後和一些「核」武庫充足的放屁蟲一起,餵給蟾蜍吃。結果那些被科學家騷擾消耗完「核」武庫的放屁蟲全軍覆沒,沒有一隻生還;而近一半「核」武庫充足的放屁蟲,分別在12到107分鐘後被蟾蜍吐出來,而且都活得上好,經受住了最致命的考驗。

放屁蟲這種獨特的複雜防禦機制很久以前就被研究過,一些神創論者把這種非凡的本領視作是上帝造物的證據,因為強烈的放熱反應,加熱至沸騰的液體,還有爆炸性的釋放,放屁蟲是怎麼想到並進化出如此複雜而又環環相扣的功能的呢?

世界很奇妙,生命現象更是奇妙,只有我們想不到的,沒有生命進化做不到的,隨著科學研究的不斷深入,未來我們還可能看到更多更複雜更奇特的生命現象。

這項研究發表在6月16日發表在《自然科學》雜誌上。

參考:

The Science of Nature:Biosynthetic origin of benzoquinones in the explosive discharge of the bombardier beetle Brachinus elongatulus

徐德文5分鐘科學頻道公眾號:xudewen028,最新、最前沿、最有趣!



相關焦點

  • 放屁蟲放的屁近100℃,科學家搞清它強大火力背後的驚人機制了
    很多人都玩過放屁蟲,不小心被它噴一下,你起碼幾個小時都不好了,那種味道,真的終身難忘;但也有不少地方將放屁蟲當作美味佳餚,油炸後吃得滿嘴生香,爽歪歪。但你知道放屁蟲放屁背後的機制嗎?特別是它們放屁時溫度會達到驚人的近100℃,它們是如何產生這種奇臭無比的炙熱氣體,並把它們釋放出來的呢?來自美國加州大學伯克利分校和史蒂文斯理工學院的科學家們對此進行了研究。為了追蹤放屁蟲體內化學裝置的工作原理,研究人員使用氫的同位素氘對專門合成的化學混合物進行標記,然後將其注入放屁蟲的體內,或者摻在食物裡,在幾天內連續飼餵給放屁蟲。
  • 屁溫高達100℃,放屁甲蟲為什麼沒把自己燙熟?
    放屁甲蟲相信不少人都見過,它的學名也被稱為射炮步甲,光聽名字就能知道這是一種,能以「放屁」抵禦敵人的蟲類,那麼你知道放屁甲蟲的屁溫高達100攝氏度,但為什麼沒有將自己燙熟呢?其實這主要是因為放屁甲蟲的屁,主要是依靠化學反應來禦敵的,而在它不需要通過這種方法攻擊敵人時,放屁甲蟲是將兩種不同的物質存儲在不同囊中的,這樣只有在放屁的瞬間才會完成化學反應,而這些反應所產生的高溫是不會存儲在肚子中除此之外,放屁甲蟲的兩個化學囊之間,還存在著一個瓣膜和一個隔膜,在它放屁的時候就會以極高的頻率來回閉合,這樣也將化學反應產生的高溫將到最低
  • 放屁甲蟲無敵防禦機制,被活生生吞下,放個「屁」再讓蟾蜍吐出來
    無獨有偶,有一種甲蟲在「臭屁蟲」的基礎上,將防禦機制升級了,可以說將逃跑的藝術發揮到了極致。它的名字也非常有威懾力:射炮步甲。「化學屁」,開水一樣燙,且呈酸性射炮步甲,也叫做放屁甲蟲,但和我們常說的臭屁蟲並不是同一種。這是一種小型甲蟲,體長5-13毫米,看起來毫不起眼,但是它的「屁」什麼有威力。
  • 非凡的「屁」背後的化學機理是什麼?
    放屁蟲,是約500種「放屁」的甲蟲的統稱。它們有個共同的特點,在受到威脅時,可以從腹部末端「噗」的一聲噴出一股強烈的、刺激性的高壓化合物熱霧,從而抵禦入侵者,同時也給自己有機會和時間逃走,故將這類甲蟲稱為放屁蟲。
  • 放屁頻繁,放臭屁、響屁,分別是怎麼回事?哪個更傷身?
    僅次於這三者的就是放屁,身體裡的「氣毒」基本就是通過放屁來排洩出去的。屁的成分主要包含了二氧化碳、甲烷以及身體中產生的多餘氣體。這些氣體不斷地累積在身體中,就會干擾正常的消化以及其他的生理過程,得不到釋放也就如同「毒素」一般,會對身體構成威脅。正是如此,幾乎每個人每天都會放屁,放屁的次數也和身體內氣體的多少有著關係。
  • 臭屁溫度高達100℃,放屁蟲為什麼不會被自己的屁燙傷?
    放屁蟲,顧名思義,它的武器就是屁,火熱毒辣,惡臭撲鼻。放屁蟲跟你可不一樣,你在大庭廣眾下放屁時唯恐大家知道,憋著氣小心翼翼悄無聲息地放,心裡還默默禱告最好不臭。而放屁蟲放屁時唯恐大家不知道,會發出砰地一聲爆炸聲,然後噴出熱氣騰騰的臭屁,就像發射炮彈一樣,所以它還有一個比較文雅的名字,叫做炮彈甲蟲(Bombardier beetle)。
  • 孩子放屁背後暗藏學問,不同的屁傳遞不同信息,父母要弄得懂
    文|媛媽育兒日記原創,歡迎個人轉發和分享寶寶玩得正開心,突然「噗」的一聲就放了個屁,往往這時家人都會覺得很可愛。的確,這無傷大雅,關鍵是有的寶寶不僅放屁頻繁、聲音大,臭味還很濃,實在讓人擔憂是不是腸道有點什麼狀況。
  • 放屁越響代表身體越好?不敢放的「屁」,最終去哪了?
    說到放屁,大家肯定會非常的尷尬。確實假如我們在公眾場合放屁的話,確實不雅,尤其是特別響的屁,更是讓人特別的尷尬。響聲很大的屁到底好嗎?平時不敢放的屁又到哪裡去了?響屁到底好不好?代表了什麼?首先我們的身體放屁主要有兩種情況,吃進去的食物在進入腸道之後就會有一些物質幫助身體消化食物會產生氣體。另外還可能是因為吃了一些容易產生氣體的食物導致放屁。放屁是非常正常的事情,是我們的身體在排除廢氣而已。
  • 屁多、屁臭、和很少放屁,哪種是不正常的?屁多屁少和什麼有關?
    形容一件很不值一提的事情,我們會把它說成「屁大點的事情」。在大眾心中,放屁是一件很小的事情。但實際上,屁事關係健康,屁是身體健康的晴雨表,通過放屁,能夠窺探身體的健康狀況。屁的來源有二,一是吃飯、說話時吸入口腔中的氣體。這些氣體會經過消化系統,最後以屁的形式排出去。
  • 放屁次數多是在暗示什麼問題?如果憋著不放,屁去哪裡了?
    其實放屁屬於一種非常正常的行為,因為人吃五穀雜糧難免要進行放屁,但是放屁也是有一定限度的,一個正常健康的成年人每天放屁的次數能夠達到
  • 一個「屁」引發的悲劇:放屁是人之常情,無屁的人可能身體更危險
    邵篪[chí]因為在上朝的時候放了個屁,引起了皇帝的不滿,將他貶為知州,又因為邵篪有著捲曲的鬍鬚,所以當時的人就嘲笑地稱他為「洩氣獅子」。宋遷和母親一起去阿奴家喝酒,宋遷的母親不小心放了一個屁,阿奴聽到了以為是宋遷放的,就跟宋遷說:「你的母親還坐在上面,你怎麼可以這麼沒有禮貌?」
  • 人每天放多少個屁正常?屁多、屁少,又是暗示什麼問題?
    不過每個人每天的放屁次數都是不一樣的,有的人屁很多,有的人屁卻很少,在產生差異之後,也就有人產生擔心,害怕是自己的身體出現問題。對於放屁多少,有關知識還真是要了解清楚,與健康有關係。每天放多少屁算正常?
  • 羊放屁也要管?科學家是認真的!
    甲烷100年的GMP數值是25,這個數字的意思是,以100年為期限,排放1噸甲烷所產生的溫室效應,與排放25噸二氧化碳的效應等同。羊和牛一樣,都是反芻動物,吃草會導致它們在通氣時釋放很多甲烷和二氧化碳。近年來,有越來越多的聲音指出,來自畜牧業的甲烷排放是導致溫室效應的因素之一。
  • 人放屁時點火體內會爆炸嗎
    有一部分好奇的人進行了實驗並分享了結果,因為令人難以置信的放屁竟然會被點燃。但放屁產生了氣體,濃度太低一般是爆炸不了的。但也不排除意外。早前國外一則報導的新聞廣為流傳:在一次腸道手術時, 因電手術刀工作時短路產生電火花,使腸道內溢出的屁發生爆炸……在某些視頻中,放屁的產生的火力看上去相當可觀。為什麼會這樣?
  • 老是放響屁是怎麼回事?一天放多少次屁算是正常現象?你都知道嗎
    老話說臭屁不響,響屁不臭,但是很多人經常放的是響屁。而且每次放屁的時候,總是連續放好幾個,聲音很大也讓人很尷尬。要知道在人們的印象中,一天頂多是放兩三個屁,有的時候一個月都不會放一次屁。所以,對於經常放響屁的人們來說,最擔心是身體生病導致出現這樣的情況。
  • 硬憋回去的屁去了哪裡?關於「放屁」的這些趣事你知道多少?
    對於放屁這件事,不同的人不同的場合對它的態度是截然相反的,比如說我們在飯店吃飯的時候或者某個聚會上,此時突然遇上腸道排氣,我想沒有什麼比這個更尷尬的事情了,相反,如果是對於腸道手術的醫生來說,病人能否正常排氣非常重要,腸部動過手術後會影響它的蠕動,怎麼判斷腸蠕動恢復正常呢,最簡單的粗略判斷方法就是病人有沒有放屁,那對於這些病人來說,屁大點事可是非常重要的事
  • 屁多屁少,都是身體在報警!千萬別錯過這些「屁事」背後的大問題
    憋回去的屁,你不讓它暢快的從下面溜出去,那它真的會從你上面出去的。別尷尬,雖然是從上面出去的,但是並非你所想的那種形式。使勁憋著不放屁,氣體在腸道內濃度越來越高,而後這些氣體會進入血液,經過全身的循環,在肝臟重新又經過了一遍過濾,之後再順著血液被輸送到肺部,經過呼吸排放出去。
  • 公開賽上公開放屁 分貝驚人的奧沙利文這樣化解尷尬
    在近日舉行的斯諾克北愛爾蘭公開賽,火箭奧沙利文對陣史蒂文斯的比賽中,火箭放了一個響屁。不過他很快就機智地化解了尷尬。受疫情影響,近一年的各類斯諾克公開賽都是在空場條件下進行的,因為比賽本身就畢竟安靜,地上掉根針都能聽得見,更別提火箭的響屁了。從當時的電視轉播畫面中,能聽到一聲相當響亮的屁。
  • 放屁次數多,暗示腸癌靠的近?消化科醫生:確實要當心1種屁
    小美屁多的情況已經很長時間了,同事勸小美去醫院檢查一下,但是小美一直覺得是小問題,可能是自己飲食問題導致的,但是隨著放屁次數越來越多,大便糖稀且有明顯的腥臭味,小美最終還是選擇去醫院檢查,檢查發現是腸癌。放屁次數多,就暗示腸癌?
  • 羊放屁引發溫室效應?紐西蘭人:那要不我讓它們少放點……
    全球的反芻動物們每年會用打嗝與放屁的方式向大氣中排放數量驚人的甲烷,其對溫室效應的促進效果相當於31億噸二氧化碳。紐西蘭已經開始使用名為「育種值」(breeding value)的指標幫助畜牧業從業者選育「甲烷排放量」較少的綿羊。具體做法是:將一頭接受「甲烷排放量」測試的種羊和它的屁關在小屋裡50分鐘,並在14天後進行第二次測試。