人的个性是从哪里来的？是基因决定了智商吗？
猴子也会歧视？植物也有免疫系统？
衰老是一种病？气候变化会导致战争？
世间万物皆毒药，只是剂量还不够？
……
《三联生活周刊》资深科学记者、“中国好书”奖获得者袁越，
汇集生命科学领域的前沿发展，编选适合青少年阅读的“科学八卦”，
将科学家的成果通过自成体系的小故事介绍给读者，
严谨专业，深入浅出。书中脑洞大开的原创插画，
更是让你在醍醐灌顶的同时，多了拍案叫绝的喜悦。
来一场万物内部的旅行，
收获的不仅是知识，还有科学的思维方法。
*文章节选自《在万物内部旅行》（袁越 著 三联书店 2022-6）
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菠菜铁含量小数点事件
一个故事要想流传开来，根本不必是真实发生过的。它只要有一个绝妙的卖点，再加上一点大道理就行了，太空笔就是这样一个故事。
光明日报出版社曾经出版过一本《小幽默大道理》，收集了396个笑话并逐一总结中心思想，其中一个笑话是这样说的：
加拿大航天部门首次准备将宇航员送上太空，但他们很快接到报告，宇航员在失重状态下用圆珠笔根本写不出字来。于是，他们用了10年时间，花费120亿美元，终于发明了一种新型圆珠笔（太空笔）。
而俄罗斯人在太空中一直使用铅笔。
该书为这个故事总结的大道理是：“如果抓不住问题的本质，就难免做出舍近求远事倍功半的傻事。”
这个故事流传很广，而且衍生出了很多不同的版本。其中一个版本把铅笔的发明人改成了小学生，把大道理改成了嘲讽某些科学家死脑筋。但不管怎么改，铅笔都是一个出乎意料的绝妙卖点，最后的大道理看上去也都很正确，让人挑不出什么毛病。
可惜的是，这个故事是编造出来的。铅笔由于笔芯容易折断等原因，不适合在太空使用。太空笔是一家私人公司发明的，据说只花了100万美元。因为这种太空笔很好用，如今美国和俄罗斯的宇航员都已经改用太空笔了。
另一个流传更广的故事是关于菠菜的。记得小时候曾经听到过一个说法，因为菠菜富含铁元素，所以是补铁的最佳食品。但是今天恐怕只有老人还相信这个故事了，年轻人应该都听说过一个关于菠菜铁含量的“小数点事件”，据说最初测量菠菜铁含量的科学家点错了小数点，把数据无缘无故地扩大了10倍。这件事被美国卡通画家席格（E. C. Segar）知道了，当时他刚刚创作出一个漫画人物波沛（Popeye），此人是个海员，小臂很粗，翻译成中文时便改称其为“大力水手”。席格对营养学很关注，遂决定让大力水手在漫画里每天吃一罐罐装菠菜。随着大力水手卡通系列的流行，菠菜富含铁的故事迅速传遍整个西方世界，但营养学家们谁也没有想到去核实一下当初的实验数据，终于让菠菜莫名其妙地流行了很多年。
这个故事同样有一个黑色幽默风格的绝妙卖点，以及一个听起来非常正确的大道理。有相当多的文章都提到过这个小数点事件，并教育读者不要轻信传言，任何事情都要以事实为依据。有意思的是，写这些文章的人谁也没有想过去核实一下这个故事本身的事实依据是否准确，直到2010年才终于有一个较真儿的人，为我们揭开了谜底。
此人名叫麦克·苏顿（Mike Sutton），是英国诺丁汉特伦特大学（Nottingham Trent University）犯罪学系的一名助理教授。有一天他在备课的时候决定引用一下这个故事，便顺手打开谷歌，搜了搜这个小数点事件的原始出处。搜索的结果全都指向1981年出版的《英国医学杂志》（BMJ）上的一篇文章，作者是英国南安普敦大学（University of
Southampton）的生物学家汉布林（T. J. Hamblin）。汉布林声称点错小数点的那个化学家名叫沃夫（Wolf），时间是1870年，这个错误直到20世纪30年代才被德国科学家发现并改正。
苏顿去图书馆找来这篇文章，惊讶地发现文章没有列出涉及这个事件的引文。苏顿给汉布林发邮件询问，后者很快回复说自己也记不清了，只记得这篇文章是应BMJ主编的邀请写的。因为文章计划刊登在BMJ的圣诞特刊上，所以主编要求他“写得幽默一点”。身为犯罪学家的苏顿博士觉得这事有些蹊跷，决定把它作为一个案例好好研究一番。
此后苏顿花了很多时间泡图书馆，查阅了大量相关文献，结果令人失望，既没有找到传说中的这个粗心大意的沃夫，也没有找到汉布林所说的20世纪30年代的德国科学家，反而是在一篇20世纪30年代发表的论文中看到美国威斯康星大学的科学家曾经误把菠菜铁含量数据增加了20倍，不过这个错误两年之后就被他的同事改正过来了。
有趣的是，苏顿调查后发现，大力水手吃菠菜并不是因为铁含量高，而是因为维生素A含量高。苏顿找到了这个漫画系列早期的一幅画，大力水手亲口说他认为维生素A能帮助他长肌肉。那么，为什么大家都认为大力水手觉得菠菜含铁多才吃呢？苏顿认为这是因为大力水手体力超群，曾经被人叫作“铁人”，也许正是这个外号被误读，以讹传讹，最终把“铁”这个字安到了菠菜的头上。
那么，菠菜的铁含量到底多不多呢？根据美国农业部提供的数字，每100克煮熟了的菠菜含铁3.57毫克，和大部分绿色蔬菜差不太多，比牛肉都高。不过，蔬菜中含有的铁元素不如肉中的铁元素容易被吸收，所以如果你只想补铁的话，吃菠菜并不一定就是最佳方案。
苏顿把自己的研究成果发表在2010年出版的《犯罪学互联网杂志》（Internet Journal of
Criminology）上。这是一本需要同行评议才能发表文章的杂志，文章质量有一定的保证。
苏顿在文章的开头引用了英国皇家学会的一句名言：不随他人之言（Nullius in verba，英文大意是On the Word of No
One）。在这个互联网时代，这句话显得尤为贴切。很多网上流传的故事听起来都无比正确、无比传奇，如果认真核查消息来源的话，它们很可能都是假的。
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和温度赛跑，看谁死得快？
你还记得小时候的冬天是怎么过的吗？二十年前是否真的比现在更冷？今天的动植物和二十年前相比到底有什么不同？这种不同和气候变化有关系吗？类似的问题很多人都琢磨过，但答案很可能千差万别，因为大多数人对于二十年前的记忆都是模糊的，全球气候的变化速度又是那么慢，人类对于逐渐发生的变化完全不敏感。另外，人们身边发生的许多生态变化，比如可察觉的物种迁徙或者树木发芽时间的变更等，大都可以归因于人类活动的影响或者局部气象异常，与全球气候变化无关。所以，研究气候变化对生态系统的影响，必须在大的时间和空间尺度下进行，这就需要有长期而准确的观测数据做后盾。其实，以数学为基础的近代科学历史很短，职业科学家有组织地对自然界进行系统观测只有 100多年的时间。但是，历史上还是能找出很多业余科学家和博物学爱好者做过相对可靠的观测记录，比如有个英国家族自 1736年开始每年都记下池塘里听到的第一声蛙鸣的日期，这个习惯一直保留到了 1947年。问题是，这些记录大都以日记、地方志或者旧杂志的形式散落在民间，收集起来十分困难。两位美国科学家卡米尔·帕米森（Camille Parmesan）和盖里·佑赫（ Gary Yohe）以惊人的毅力收集了大量这类民间记录，范围涵盖 1598个物种。两人对这个庞大的数据库进行了“元分析”（ Meta-analysis），这是一种对来自不同研究的结果进行汇总分析的统计工具，是数学界公认的进行这类研究的最佳分析方法。结果显示，其中有 59%的物种都表现出对全球气候变化有着某种程度的改变和适应。两人把分析结果写成论文发表在 2003年出版的《自然》杂志上，这篇文章第一次系统地证明，全球气候变化已经对全球生态系统产生了影响。两人甚至计算了这种影响的程度：陆生物种的栖息地每十年向极地方向移动 6.1公里，向高山上移动 6.1米（海拔），每年开春后陆生物种复苏的时间每十年提前 2.3天。这样的速度看起来很缓慢，但如果移动的路径被挡住，麻烦就来了。墨西哥北部有一种斑蝶（ Checkspot Butterfl y），近年来其栖息地一直在向北移动。但当它们迁移到美墨边境时却继续不下去了，因为那边是美国第七大城市圣地亚哥，繁华的城市挡住了它们迁移的路径。研究人员估计，如果人类不帮忙的话，这种蝴蝶活不过本世纪就将灭绝。如果所有物种都一起改变，问题也许还没那么严重。但是不同物种应对温度变化的能力有所不同，麻烦就来了。北半球有一种蛾子（ Operopthera brumata），其幼虫只能吃新生橡树叶，因为只有新生的叶子才足够软，大了就硬了，幼虫嚼不动。于是，经过多年的进化，这种蛾子每年春天孵化，正好赶上橡树发芽。实验证明，蛾子是依靠温度感知春天来临的，而橡树则是根据上一个冬天寒冷日子的天数来决定发芽的时间。全球变暖让北半球的春天来得越来越早，蛾子幼虫感受到了温度变化，从卵中钻了出来，可橡树只计算了上一个冬天最冷的那几天的天数，全球气候变化暂时还未影响到这个数字，于是它们仍然按兵不动。刚刚孵化出来的蛾子幼虫没有树叶吃，坚持不了两天就得饿死。蛾子种群数量的下降已经开始影响到鸟类的生存了，因为很多种鸟靠吃蛾子幼虫为生。爬行类动物面临的问题更严重，因为很多爬行动物的性别比是由温度决定的。有一种美国鳄鱼，如果孵化温度在 32℃以上，孵出来的幼崽就都是雄性的，如果低于 31℃，则全部变为雌性。还有一种热带彩龟（ Chrysemys picta），其幼崽的性别比例也是由孵化时的环境温度所决定的。研究表明，这种彩龟的性别比已经受到了全球气候变化的影响，生物学家预计，如果冬季气温再上升一点点的话，新生彩龟将全部是雌性的。也许有人会说，进化的力量一定会让斑蝶慢慢适应高温，让蛾子慢慢改变孵化时间，或者让爬行动物调整性别决定的阈值，这个说法没错，但进化不是一天两天就能发生的，需要漫长的过程。人类活动造成的全球气候变化本身不是什么了不起的事情，问题是它发生的速度太快了，许多物种还没等适应就被消灭了。
如今任何一个小学生都会知道，即使你从小就砍掉老鼠的一
条腿，长大后它也不会生出一只缺胳臂少腿的残疾小老鼠来。不管 你多么坚持不懈地拉伸老鼠的脖子，它们的后代也不会变成长颈 鹿。用生物学的名词来解释，这就是说后天得来的性状是不会遗传给下一代的。别小看这件事，在基因的秘密没有被发现之前，人类曾经为这个理论争吵了好多年。但如今任何一个中学生都会告诉你，后天性状之所以不会遗传，就是因为遗传性状是由基因决定的。不管后天条件如何变化，基因是不会变的。如今任何一个大学生都会告诉你，基因就是DNA，或者更准确地说，是DNA长链上的字母（碱基对）顺序，比如AATCGG之类的。这个顺序决定了蛋白质的构成，也就决定了细胞和个体的性状。如今基因检测之所以如此火爆，就是因为人类迫切地想知道基因序列是如何影响人体健康的，从而更好地预测疾病的发生。科学家们则希望找到两者之间的对应关系，以便为疾病的诊断和治疗找到突破口。总的来说，生命的这个特征应该是件好事，它给了生命一个重新开始的机会。想想看，如果一个母亲因故瞎了一只眼，她绝不会因此而担心生出残疾的孩子来。但是，这个理论正在受到挑战。科学家们发现，至少在某些情况下，基因是会“记仇”的！早在2002年，美国阿肯色大学医学研究中心的科学家就通过实验发现，如果在小鼠发育的早期人为改变它们的食物成分，会对它们后代的健康产生不利的影响。后续研究证实，这是幼鼠DNA上的甲基修饰物发生了变化所致。这种甲基修饰物相当于在基因序列的特定地方插上“小旗子”，这些“小旗子”改变了DNA的活性，从而改变了细胞的性状。换句话说，即使两只小鼠的DNA序列完全一样，也会因为“小旗子”的位置不同而产生不同的结果。这个结论其实是很容易理解的。多细胞生物每个细胞的基因基本上都是一样的，它们之所以会分化出各种各样不同类型的细胞，部分原因就在于所插的“小旗子”不同。研究这一现象的学问叫作“表观遗传学”（Epigenetics），以和普通遗传学区别开来。简单来说，普通遗传学研究的是基因序列对生物性状的影响，表观遗传学研究的则是基因序列之外那些能够改变生物遗传性状的因素。比如，DNA分子上的那些“小旗子”（甲基）就是可以遗传的，所以在那个实验中，小鼠们把后天环境的变化遗传给了它们的后代。自从发现了这一现象后，表观遗传学领域进展神速，因为它颠覆了前人的经验。想想看，如果一位母亲在幼年时期吃了不洁的食物，或者喝了遭受污染的水，结果不仅仅她本人的身体健康会受到影响，而且还会把这一不良影响传递给她的后代，这该是一件多么可怕的事情啊！不幸的是，越来越多的证据表明，这完全是一件有可能发生的事情。这个令人震惊的结果足以为我们敲响警钟。随着人类生活水平的提高，我们的居住环境正在逐渐恶化。有一种理论认为，这是经济发展过程中必须付出的代价，但表观遗传学理论告诉我们，环境对人类的改变是可以遗传的，不但我们的生活会受环境污染的影响，我们的后代也将为此付出代价。举例来说，人类的很多精神疾病一直没能找到相对应的致病基因，但有科学家认为，致病基因确实存在，但不能只从基因序列中去找，还应该仔细检查一下基因的后天修饰物，也就是那些小旗子。比如，美国杜克大学医学院人类遗传学系副教授西蒙·格雷戈里（Simon Gregory）及其同事在2009年10月出版的BMC医学杂志上发表论文指出，人类的自闭症很可能与一种催产素受体（Oxytocin Receptor，OXTR）基因的甲基修饰物有关。这些“小旗子”很有可能就是由于某种后天环境因素的影响而插上去的。2010年10月29日出版的《科学》（Science）杂志的封面故事就是关于表观遗传学的。著名的美国霍华德·休斯医学院（Howard Hughes
Medical Institute）教授丹尼·雷恩伯格（Danny Reinberg）为这个专题撰写了一篇综述性文章，指出除了DNA甲基化之外，还有很多细胞因素也可能会对基因的作用方式带来影响。这些以前一直被忽视的细胞因子帮助细胞们“记住”了它们的生存环境，并把这一信息遗传给了下一代。▼
在万物内部旅行
袁越 著 黄依婕 绘
ISBN：9787108074126 定价：49.00元
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