一些魔法生物体的故事

热爱未知，比如宇宙和清晨

Jack Rowan

正是达·芬奇在 15 世纪开启了我们今天所了解的生物仿生学。

仿生学是什么？

仿生学，是防弹衣从贝壳上借来的一层盔甲，是现代建筑对白蚁巢穴的致敬，是学习海豚做出的泳衣面料，是火车设计师从翠鸟取来的一笔灵感；仿生学是中国的一个村子，宏村，居民在 800 年前将村子布局成了一头牛的样子：不仅形状上的模仿，更是搭建了一套依照动物的消化系统而修建的水利网络，仿照肠道的水道可使净水流经居住的地方，污水则汇集来灌溉农作物。

仿生学，是生命体对生命体的模仿， 对大自然过程的模仿，让生命体吸取到最具魔法才能的技术。

elbrus

1917 年，苏格兰生物学家达西·汤普森发表了一本划时代的著作《生长与形态》 （On Growthand Form） ，探索物理规则对于生物外形的影响： 为什么一种动物，比如一条鱼，要依据其生长环境来「构建」自身 ——是为了应对水的压力，还是为了能在捕食者面前逃离？

在《生长与形态》一书所罗列的规则中，得到的简约答案是： 节约 。

大自然凭借几条第一性原则和充分的大数据与时间，得到了最佳的解法，它总是以尽可能少的物质来构建自身，而生物体必须「发明」适应这种需求的外形：蜜蜂的蜂房、硅藻的骨架、鸡蛋的外壳、鸟类昆虫甚至种子的飞翔设备...

许多人类觉得魔法般不可思议的事物，其他生命体不需要 （动一下） 脑子就能实现。

这个周末就在研究仿生学，为了进一步探索本在我们身边的奇妙大自然。读到了一本《当自然赋予科技灵感》，里面有好几个关于地球生命体的魔法例子，非常有趣。

臭樟木

造一朵贴地飞行的云

曾经在软科普计划里面写过：如何使 300 吨的水悬在空中不落？造一朵云。

那，如何在一个几乎不下雨的地方收集水？答案是种一棵臭樟木。

「他们说，那棵树总是被一团云环绕，沿着它的叶子流下充沛的水，将大水库充满。」 19 世纪初的游记作家贝尔纳丹·德·圣皮埃尔写下这段话。

他听旅行者们说，在铁岛的山里，有一棵树每天为这个岛提供巨量的水—— 这棵喷泉树，岛上的居民将它叫做伽罗埃 （Garoé） ，也就是臭樟木 （因为木材和叶子具有一种的特殊的气味） ，岛上的居民懂得利用它来收集水。

坐落于加那利群岛中的铁岛虽然有充足的风和雾，但几乎没有雨水，这给居住于此的植物和人类提出了一个重要难题：如何获取水？ 臭樟木自身构筑了解决方案。 组成雾的水珠被风吹到树的光滑叶子上，水珠在此凝结并且汇集成为水流，随后浇灌根部 （当地人在途中放置了集水器） ，充足的水源也让臭樟木能够长到近 40m 的壮观高度。

圣皮埃尔将耶罗岛上的臭樟木称作圣树，还讲过其他一些夸张的故事：树能够「在一个晚上灌满 8,000 个木桶」……

事实上，历史学家证实，这里的确曾存在一棵如此巨大、因而能提供如此多水的臭樟木，但它在 1610 年被飓风连根拔起了。 后来，在这棵树原址的附近形成了一些水池。

真是一种自带云雨的树。

莲花

它们似乎永远不会脏

1997 年，巴特洛特教授在用电子显微镜观察植物时，发现某些植物不需要清洗，它们似乎永远不会脏。

这说的是 「莲花效应」 ，一种自然界中魔法般的现象，指的是某些植物 （尤其是莲花，还有某些多肉植物和苔藓植物） 的叶片表面具有超疏水和自清洁的特性。

但也正是这些植物， 它们的表面在显微镜下是最粗糙的 ——与人们通常的印象正好相反，想要干净，表面不光滑更好。纳米级别上，莲花的叶子是由不规则的粗糙表面所覆盖，就好像上面散布着许多突起。这些突起使得水无法停留：只要有一颗水珠与叶子的表面发生接触，它就会滚起来，而不能浸润。

David Clode、Swapnil Deshpandey

事实上莲花的叶子之所以能够自洁，主要是因为它具有疏水性： 水珠在滚动时，就带走了叶片上的灰尘。

自科学家们发现莲花效应之后，最初被模仿用于生产建筑的涂料和涂层，如今它已经广泛应用于我们的工业界，比如光学设备、玻璃和设备等。还有莲花漂亮的造型，也多被建筑设计师们借鉴使用。

为什么莲花在传统文化被视为神圣之物，也许就是因为它出淤泥而不染。

Aly Ko

此外， 莲花还具有神奇的抗衰老的能力。

事实是，它们保持了长寿的纪录：人们在沈阳的一处考古遗址中挖掘了 1,300 年前的莲子，经过精心培育， 它们成功发芽了。

这种保存能力来自它们的保护壳，这种果壳极其坚硬，而且完全隔绝了有可能使种子萌芽的空气和水。另外，莲子中有修复酶，能帮助它抵抗细菌和极端温度的侵袭，还可以让受损部分自我修复：这些具保护性的酶能在分子层面上修复衰老。

通体不失神性。

海绵

它们到底是什么玩意儿？

关于海绵的首要问题就是，它到底是个什么东西？

软趴趴、安安静静地待在水底；没有器官，包括没有生殖器官，没有肌肉，也没有消化系统和呼吸系统，神经系统十分原始；由两层细胞构成，一层在里，一层在外；活着的海绵，通常具有鲜艳的颜色，比如蓝色、黄色、紫色、红色...

它似乎是全世界最佛系的水里植物——但是，海绵其实被归类为动物。

这 是因为它由动物细胞组成，动物细胞需要有机物维持生命：组成海绵的每个细胞，并没有一种单独的组织功能， 它们只是简单地聚集在一起 ；它们能够持久生长则是得益于它们骨骼的生长。

作为地球上最古老的多细胞动物之一， 海绵代表了单细胞机体与多细胞机体之间的一个过渡 ：它能够以稳定的方式聚集细胞，但又不需要它们有各不相同的功能。

海绵给了我们关于生命形式的无限联想与灵感。

海绵、合成海绵与电子通信之间的联系是什么？答案是纤维。

我们都知道第一项从海绵获得灵感的发明：合成海绵。由于海绵看起来太像一个现成的工具了，自古以来就被人类打捞起来用于家庭清洁，也用于滤水、填充安全帽等 （我们所使用的海绵其实是动物的骨架，由海绵生产的多孔纤维，此时所有活细胞都已经离开了它）