科學的頭腦風暴破常識,十個蠶蛹剖腹連成串,最後是會發育出一串蝴蝶,還是會爛成一堆泥?
在本話題還沒開始,大家還不知道結果的情況下,先在評論區說一下你的想法吧。
蝴蝶,在文人故事裡,是愛情的象征。然而到了科學家的眼中,卻是一種神奇的物種,因為幼蟲化蝶的過程不僅神秘,還有着截然不同的“兩幅面孔”。這一次菌菌就跟大家來分享一下關于蝴蝶和毛毛蟲的獵奇“故事”。
幼蟲到蝴蝶的過程分為四個階段:卵、幼蟲、蛹、成蟲。
蝴蝶是毛毛蟲變的,這連幼兒園小朋友都知道,那麼不知道大家有沒有将蛹切開研究的經曆呢?
講真,把蛹切開這種事,菌菌幹過,但隻看到蛹裡面的一些粘稠的液體和少許白色的物質以及消化器官。但要說思維更加獵奇的還屬下面這位教授。
1942 年,哈佛大學卡羅爾·威廉姆斯教授,曾經針對蛹做了一系列的相關實驗。他将四隻同年的蛹分别做了不同條件的改變,通過這種改變,來觀察蛹發育到成蟲的這個階段。
第一隻蛹,作為對照樣本,不做改變。
第二隻蛹,直接攔腰切斷,然後用玻璃片貼合傷口,讓其愈合繼續發育。
第三隻蛹,依舊攔腰切斷,用玻璃片貼合傷口,但在玻璃片中間還有一段連接在一起的透明管,保證頭尾雖然分離,但是蛹内部的營養液還可以自由流通。
第四隻蛹:在(三)的基礎上,教授在透明管中放置了一顆球,這顆球會起到攔截營養的作用。
經過後續的觀察,教授發現,第二隻直接被攔腰切斷的蛹,在發生了這樣的劫難之後,上半身仍舊在發育,不過下半身卻是停止了發育。
而接下來的第三隻,卻出現了讓人十分震驚的變化,這隻被一根透明管子連接的蛹,竟然依舊在發育,而在透明管子中,可以清晰的看到它的體内發育出了纖維狀的結締組織,并且這隻蛹最後成功發育成成蟲,還飛了好長一段距離,最後因為玻璃片和透明管的重量和連接的不夠牢固,而摔落下來,最後死亡。
那麼大家猜一猜,第四隻會有什麼樣的變化?
按道理說,應該也可以繼續發育,一個球并不能将全部的營養液都隔離,可偏偏就這一顆球,直接阻止了蛹的發育。這就不對勁了,至少應該像第二隻一樣,上半身發育才對呀。
但正是這樣發育的差别,得出了一個很明顯的結論:蛹的生長激素位于上半身,而想要完全發育起來,蛹的傷口必須要完全愈合才能繼續發育,而這個實驗的第四個就是影響了蛹的傷口的愈合。
滾動的小球,會在輕微的運動中,影響結締組織的形成,同時也影響了蛹的上下半身的傷口愈合。
變态發育的關鍵部位
事實上,此前卡羅爾為了解蛹的大腦和前胸腺的位置,做過很多實驗。
比如将蛹的中間用結紮線隔斷,而這種狀況下,幼蟲的上半部分正常發育,但是下半部分就會停止發育,也正是這個時期,他的研究昆蟲的路開始越走越偏。
在他的學術報告中,曾經有一個讓人大為震驚的實驗。
這個實驗是将八隻蛹相互串聯,保持體内的液體可以相互流通,去掉頭部,然後給予它适合的發育環境,進行觀察。
從實驗中可以明顯地看出,這些沒有了頭部的蛹,無法繼續正常發育。
然而當他将冷凍過的蛹的頭部移植到了第一隻蛹的身體上的時候,這一連串的蛹竟然開始同時發育,并且最後發育出了八隻成蟲,不過這八隻成蟲都發育成了單獨的個體,但這個實驗結果,也足夠讓人震驚。
但也有人覺得這樣的實驗太過殘忍,也認為這個實驗也應該到此為止了。
可是這位教授還有更加大膽并且離譜的實驗。接下來,他将一隻蛹上半身的大腦和前胸腺移植到了下半身,并用玻璃片蓋住傷口使其愈合。因為蛹的大腦和前胸腺中,包含了蛹的生長激素,可以說這才是它能夠繼續發育的重要條件。
是不是很離譜,這樣的實驗,蛹能成功發育成成蟲就見鬼了。
可偏偏就是這樣一個離譜的實驗,卻讓蛹的下半身成功的發育,長成了蝴蝶的下半身。
成蟲下半身,一般是用來交配繁殖,因此即便是沒有了上半身的成蟲,依舊發育出了正常的雌性特征,并且分泌雌性激素,引來了雄性成蟲與之交配并且成功受精,最後還産下了卵。
在這裡,菌菌就有些好奇了,在這樣的情況下下産卵,孵化出來的幼蟲發育到成蟲,還是帶翅膀的嗎?會不會是完全“失憶”,發育成隻有下半部分,但是包含前胸腺的“新物種”呢。
針對完全變态的應激試驗
曾經有學者針對“記憶”,給幼蟲做了一個應激試驗。
那就是在幼蟲時期,給它聞乙酸乙酯的氣味,以及用弱電刺激幼蟲,讓它對氣味和電擊有了危險記憶。等到它的成蟲破繭的時候,再度讓它接觸乙酸乙酯的氣味以及用電擊的方式來刺激。
實驗結果:成蟲表現出了與幼蟲時期的應激反應一樣的狀态:遠離刺激氣味,面對電擊帶來的危險選擇逃離。
通過這些獵奇又離譜的試驗,給我們這一次讨論的話題,一個完美的實驗結果。
在包含了大腦和前胸腺等遺傳物質的前提下,10隻蛹的液體融合到一起,是完全可以繼續孵出蝴蝶的。
但倘若缺少了大腦和前胸腺,再多的蛹的液體融合到一起,也完全無法做到繼續孵化。
科學世界,神秘莫測,蝴蝶的美,是經曆過融化自身,吐絲成繭而得來,正如人在經曆風雨,艱苦奮鬥,方能邁向美好生活。
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