声音|听!昆虫分泌物能“唱歌”( 二 )


用声音感知
实际上,为了理解一个复杂现象,声学经常被用来连接两个不相关的领域 。除了昆虫分泌物,细胞、病毒、辐射、天体甚至“上帝粒子”等都能有自己独特的声音 。
声化技术的使用可以追溯到1908年甚至更早——德国物理学家盖革当时设计并制成了一台α粒子计数器 。辐射会使计数器中的气体电离产生电流脉冲,从而发出连续不断的咔嗒声 。该设备至今仍是核物理学和粒子物理学不可缺少的探测器,是实验室中敏锐的“眼睛” 。
新冠肺炎疫情期间,新冠病毒刺突蛋白结构也被转译成音乐 。美国麻省理工学院的Markus J. Buehler同样使用声化技术,给每个氨基酸分配一个独特的音阶音符,从而把整个蛋白质转换成初步的乐谱 。编钟声、拨弦声、长笛声代表了刺突蛋白质的不同方面 。研究人员认为,这种方法比传统的蛋白质研究方法(如分子建模)更快、更直观,可以帮助科学家更容易找到抗体或药物可能结合的蛋白质位点——只需搜索与这些位点对应的特定音乐序列 。
高能物理学家Piotr Traczyk为了纪念欧洲大型强子对撞机发现“上帝粒子”——希格斯玻色子,选取了搜索过程中的两张主要数据图,将其中一张图的数据转化为音符,最终谱写出一首希格斯玻色子重金属摇滚乐 。
另一方面,声音也能“创造”全新蛋白质 。Buehler团队将蛋白质的复杂结构转化成乐谱,随后给电脑一个序列,人工智能系统就能设计出一种在自然界中从未有过的蛋白质 。相关论文刊登于《APL生物工程》 。Buehler 表示,这样一种方法为制造全新的生物材料铺平了道路 。
不过,对于昆虫分泌物研究而言,声化技术还存在限制 。该技术仅限于对利己素的研究,可能在诸如信息素的研究中没有用处 。“信息素作用于同一种个体之间,利己素作用于物种之间 。信息素在进化过程中被精细地调节以引出特定行为,例如聚集、示警和繁殖等 。从化学角度来看,信息素通常比异种激素混合物简单得多——包含的化合物更少 。”Boev说 。
【声音|听!昆虫分泌物能“唱歌”】目前,研究人员正继续研究其他大型化学物质数据集,以开发挥发性物质声化创新方法 。Boev希望新方法能与现有的挥发性物质测试技术相互补充,特别是在昆虫较少的季节或难以获取足够分泌物的情况下 。

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