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卓老板聊科技第二季002 哺乳动物为什么不长绿毛
http://www.100md.com 2016年9月28日 磕学家
     一、一个中国文化熏陶下的日本物理学家汤川秀树

    汤川小时候接受的是正统的中国文化熏陶,但他也是一位获得1949年诺贝尔物理奖的日本人。他的世界观很让人感兴趣,他在科普上花的心思不小,他的观点是:从微小的物质世界入手,引发人们的兴趣。

    二、中国和日本识字率对比

    1937年日本士兵中98%的人小学毕业,而那时中国士兵文盲比例为95%;1995年统计数据,中国青壮年人口的文盲率才降低到4.8%。

    三、哺乳类动物大都是色盲

    除了灵长类外的其他哺乳类动物大都是色盲,因为他们只有2种视锥细胞。视锥细胞负责分辨颜色,视杆细胞负责识别有没有光。爬行动物、鸟类、鱼类大都有4种视锥细胞,但是他们缺少视杆细胞,所以夜盲症的情况很普遍。

    四、人类眼睛的差异

    有6%的人是红绿色盲,94%的人正常,而且有颜色识别障碍的人中绝大多数都是红绿色盲,其他类型占比非常少。绝大多数男性视锥细胞的绿色素基因和红色素基因的比例是2:1,但是也测到了,1:1和3:1的情况。比例不同的男人对红色和绿色的感受强度有明显的区别,也许拥有3:1的男人来说,将来会发展出4色视觉。

    五、拥有4种视锥细胞的画家

    Concetta Antico 是一名拥有4色视觉的印象派女画家,她第四种视锥细胞对偏橙的黄色敏感。科学家进行详细测试后发现这是她基因突变导致的,突变的位置在X 性染色体OPN1MW上。拥有4色视觉的人目前发现都是女性,占女性总比例2%,而且女性相比男性更不容易患上红绿色盲。不幸的是Concetta Antico 的女儿是红绿色盲。

    六、为什么猫狗没有绿色的毛?

    哺乳类动物的天敌往往也是哺乳类动物,作为红绿色盲的哺乳类动物,绿色的毛和灰色的毛没有什么区别,并不能提供更好的保护,然后产生绿色的毛依然需要搭建完整的绿毛基因,这全部依赖于随机的基因变异积累绿色毛的编码。

    一个物种的基因序列非常庞大,每次复制时都会以一定极低的比例出现复制错误,复制产生的基因变异的量远比环境因素突变导致的基因突变大的多。这也导致绝大部分可观测到的变异都是有害的。所以即便出现了绿毛的个体,他们也基本都是不健康的个体。

    就算产生了健康的绿毛个体,这段编码也一样有风险产生变异而没有表达出来,可就算是表达失败了,也因为绿毛的形状本来就是可有可无的,而依然不会导致他们的后代被淘汰。

    所以一方面绿毛基因非常难产生,另一方面绿毛基因非常容易丢失,于是我们最终很难见到绿色毛的个体。

    七、灵长类为什么会有别于其他哺乳类动物,拥有3色视觉

    生活在树林中的灵长类主要以植物和果实为食,而很多果实的发育都是在末期,含糖量才提升,所以大小一样的果实含糖量的变化更多体现在颜色上的细微变化,如果一种基因变异可以让生活在这里的动物轻松识别出浅红、深红、浅绿、浅绿的话,一下就能因此获得更高糖分的果实,这是一种巨大的生存优势。

    而灵长类的3色视觉其实有2条曾经是同一种视锥细胞基因倍增后变异出来的,这两条基因序列如果对比,有98%是相同的,所以才会在感受光波的峰值上那么接近,一个530nm,一个560nm。

    八、不光看到的世界不同,听到的世界也不同

    人在出生时听觉的频率范围是20-20000Hz,但是内耳毛细胞的数量大约5万个,只会减少不会增加,所以大部分人到了60岁,听力上限会衰减到6000Hz,所以同一个声音他们和年轻人听上去,音色是不同的。

    九、科学领域的讨论的特点

    为了解决大家感受到的世界不一样的问题,科学家们决定采用统一标准:一个人在声称某观点之前要说明自己是在什么环境条件下,用了什么设备,每一步都是如何操作的,得到了怎样的结论,这样的结论可以推导出哪些道理,而另外一个人假如不同意,那么也要在尽量一致的环境条件下,用同样的设备,模仿他的对手的每一步操作,得出另一个结论,如果他没这么做,就开始争论,那么这个圈的所有人都不会理睬他的声音。旁观者感兴趣也会采用同样的方式参与讨论。