在研究肺部時(shí)，人類(lèi)占據(jù)了所有的空氣，但事實(shí)證明，科學(xué)家們可以從蜥蜴身上學(xué)到很多東西。
普林斯頓大學(xué)的一項(xiàng)新研究展示了棕色蜥蜴如何以極其簡(jiǎn)單的方式解決自然界最復(fù)雜的問(wèn)題之一——呼吸。人類(lèi)的肺經(jīng)過(guò)數(shù)月甚至數(shù)年才能發(fā)育成巴洛克式的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，而 Anole 肺則在短短幾天內(nèi)發(fā)育成覆蓋著球狀突起的粗糙肺葉。這些類(lèi)似葫蘆的結(jié)構(gòu)雖然沒(méi)有那么精致，但允許蜥蜴像人肺一樣用氧氣交換廢氣。并且因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)利用簡(jiǎn)單的機(jī)械過(guò)程快速生長(zhǎng)，anole 肺為設(shè)計(jì)先進(jìn)生物技術(shù)的工程師提供了新的靈感。
“我們的小組對(duì)為了工程目的而了解肺發(fā)育非常感興趣，”威爾克家族生物工程教授兼該研究的首席研究員Celeste Nelson說(shuō)。“如果我們了解肺是如何自我構(gòu)建的，那么也許我們可以利用大自然用來(lái)再生或改造組織的機(jī)制。”
雖然鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的肺通過(guò)無(wú)休止的分支和復(fù)雜的生化信號(hào)變得非常復(fù)雜，但棕色 Anole 肺通過(guò)作者將其比作網(wǎng)狀壓力球的機(jī)械過(guò)程形成其相對(duì)適度的復(fù)雜性——這是辦公桌抽屜和 DIY 視頻中常見(jiàn)的玩具。研究人員稱(chēng)，這項(xiàng)研究于 12 月 22 日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，是有史以來(lái)第一個(gè)研究爬行動(dòng)物肺發(fā)育的研究。
anole 肺在發(fā)育幾天后開(kāi)始發(fā)育為中空的細(xì)長(zhǎng)膜，周?chē)幸粚泳鶆虻钠交?。在發(fā)育過(guò)程中，肺細(xì)胞會(huì)分泌液體，同時(shí)內(nèi)膜會(huì)像氣球一樣緩慢膨脹和變薄。壓力推動(dòng)平滑肌，使其收緊并散開(kāi)成纖維束，最終形成蜂窩狀網(wǎng)格。流體壓力繼續(xù)向外推動(dòng)有彈性的膜，從堅(jiān)韌的網(wǎng)狀物中的縫隙中膨脹并形成覆蓋肺部的充滿(mǎn)液體的球囊。這些凸起會(huì)在發(fā)生氣體交換的地方產(chǎn)生大量表面積。就是這樣。整個(gè)過(guò)程需要不到兩天的時(shí)間，并在孵化的第一周內(nèi)完成。蜥蜴孵化后，空氣從肺的頂部進(jìn)入，在空腔周?chē)D(zhuǎn)，
對(duì)于尋求代表人類(lèi)健康的自然捷徑的工程師來(lái)說(shuō)，這種速度和簡(jiǎn)單性是一種全新的設(shè)計(jì)范式。該研究還為科學(xué)家更詳細(xì)地研究爬行動(dòng)物的發(fā)育開(kāi)辟了新天地。
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