身邊常見(jiàn)的“花大姐”十年席卷美國(guó)城市，科學(xué)家：它們上海市區(qū)來(lái)的，老CITY了

每周一，【把科學(xué)帶回家】的編輯們將為你帶來(lái)一些有趣的本周新聞，幫你輕松地開(kāi)啟這一周！??????

【第76期】看點(diǎn)

科學(xué)新聞

“花大姐”席卷美國(guó)城市，科學(xué)家：它們上海市區(qū)來(lái)的，老CITY了

大開(kāi)眼界

?鴿子變“間諜”？俄羅斯初創(chuàng)公司把活鴿子改造成遙控生物無(wú)人機(jī)

煩人技巧+1：如何讓鞋底和地板摩擦出吱吱聲？

身邊常見(jiàn)的“花大姐”十年席卷美國(guó)城市，科學(xué)家：它們上海市區(qū)來(lái)的，老CITY了

就在我敲出這篇新聞的時(shí)候，窗臺(tái)上正躺著一只斑衣蠟蟬尸體。

由于會(huì)對(duì)莊稼和行道樹(shù)造成損壞，所以斑衣蠟蟬被視為害蟲(chóng)|Wikipedia by WanderingMogwai

這種外號(hào)叫“花大姐”的害蟲(chóng)，自2014年首次出現(xiàn)在美國(guó)賓夕法尼亞的一個(gè)小鎮(zhèn)后，現(xiàn)已遍布東部20來(lái)個(gè)州，而且主要在城市中繁衍壯大。最近，一項(xiàng)研究向人們揭示了斑衣蠟蟬在美國(guó)城市如魚(yú)得水的原因：它們的“祖先”也是城里人，來(lái)自上海市區(qū)！

先前的研究已經(jīng)大致推測(cè)出斑衣蠟蟬來(lái)到美國(guó)的路徑：它們先在2004年左右進(jìn)入韓國(guó)西部，隨后又在2014年左右隨著集裝箱闖入美國(guó)。因此在新研究中，科學(xué)家分別在上海和美國(guó)東北部的多個(gè)地點(diǎn)收集斑衣蠟蟬樣本，并對(duì)它們進(jìn)行基因測(cè)序。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上海的斑衣蠟蟬可以分為多個(gè)種群——市中心和郊區(qū)林地中的種群個(gè)體基因存在明顯差異。而在美國(guó)，紐約、新澤西和康涅狄格州的斑衣蠟蟬基因高度相似，大概率由一個(gè)種群擴(kuò)張而來(lái)，且極有可能就是上海市中心種群的后代。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，上海市區(qū)和美國(guó)的斑衣蠟蟬擁有一些相似的基因突變，這些突變與殺蟲(chóng)劑和環(huán)境污染等壓力條件有關(guān)。

上海及美國(guó)的斑衣蠟蟬采集點(diǎn)|資料[1]

“這就像是在說(shuō)，這些昆蟲(chóng)已經(jīng)在上海適應(yīng)好了城市環(huán)境，因此當(dāng)它們抵達(dá)另一個(gè)城市時(shí)，已經(jīng)具備了耐受類(lèi)似壓力的能力，比如殺蟲(chóng)劑、尾氣污染等，這讓它們能夠更好地適應(yīng)其他變化。”紐約大學(xué)生物學(xué)家、該研究的作者之一克里斯汀·溫切爾表示。

斑衣蠟蟬在美國(guó)城市發(fā)揚(yáng)壯大的故事也透露出另一個(gè)問(wèn)題，即在城市化和全球化加劇的今天，城市可能起到了“進(jìn)化訓(xùn)練場(chǎng)”的作用。當(dāng)一個(gè)物種適應(yīng)了一個(gè)地區(qū)的城市，便可能在地球另一邊的城市中輕松安家，入侵物種問(wèn)題也許會(huì)變得更頻繁。

目前，這些斑衣蠟蟬沒(méi)準(zhǔn)兒正在把美國(guó)城市當(dāng)作“進(jìn)化訓(xùn)練場(chǎng)”，準(zhǔn)備向更多地方發(fā)起征途。

【大開(kāi)眼界】

?鴿子變“間諜”？俄羅斯初創(chuàng)公司把活鴿子改造成可遙控的生物無(wú)人機(jī)

人類(lèi)羨慕鳥(niǎo)類(lèi)的飛行能力數(shù)千年，從飛機(jī)、直升機(jī)到四旋翼無(wú)人機(jī)，總算實(shí)現(xiàn)了飛天夢(mèng)。但俄羅斯一家初創(chuàng)公司覺(jué)得單純模仿自然還不夠，所以直接改造自然——把鴿子變成了可人工操控的生物無(wú)人機(jī)。

莫斯科神經(jīng)科技公司Neiry把鴿子的大腦當(dāng)作天然的飛行控制器。工程師在鴿子顱骨中植入微型電極，連接頭部的電刺激器，通過(guò)向大腦特定區(qū)域發(fā)出“溫和刺激”，讓鴿子產(chǎn)生向左或向右飛行的動(dòng)機(jī)。這種操控十分隱蔽，鴿子日常行為完全正常，只有接收到特定信號(hào)時(shí)，才會(huì)像無(wú)人機(jī)遵循GPS定位一樣，按預(yù)設(shè)路線飛行。

該公司近日宣布，這群搭載刺激器和太陽(yáng)能背包的賽博鴿子，已成功完成按計(jì)算機(jī)指令在實(shí)驗(yàn)室里往返飛行的測(cè)試。

下次看到一只盯著你看的鴿子，或許不是錯(cuò)覺(jué)——背后可能正有人通過(guò)它的眼睛，觀察著周?chē)囊磺小＃麼eiry

相比于傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)，鴿子版生物無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)堪稱(chēng)碾壓。普通四旋翼無(wú)人機(jī)續(xù)航不過(guò)30分鐘，而鴿子一天能飛行近483千米，無(wú)須更換電池或頻繁降落；它能輕松穿越復(fù)雜地形、擠進(jìn)狹小空間，惡劣天氣也無(wú)法輕易讓它迫降。

更關(guān)鍵的是，人們習(xí)慣性地會(huì)對(duì)天空中的無(wú)人機(jī)保持警惕，卻絕不會(huì)懷疑停在電線上的一群嘰嘰喳喳的鴿子，這種天然隱身術(shù)讓它成為隱蔽監(jiān)視的絕佳工具。

Neiry首席執(zhí)行官稱(chēng)，這款生物無(wú)人機(jī)可用于監(jiān)視、基礎(chǔ)設(shè)施巡檢、環(huán)境監(jiān)測(cè)和搜救等民用領(lǐng)域。有神經(jīng)學(xué)專(zhuān)家指出，能搭載相機(jī)的鴿子，理論上也能攜帶病原體，在軍事領(lǐng)域具備極高價(jià)值。

盡管該公司一再?gòu)?qiáng)調(diào)技術(shù)僅用于民用，卻仍難以打消外界對(duì)其軍事應(yīng)用的猜測(cè)。并且，這一技術(shù)也引發(fā)了外界的倫理爭(zhēng)議。Neiry公司表示，內(nèi)部生物倫理學(xué)家已認(rèn)可該技術(shù)，稱(chēng)其與騎馬操控動(dòng)物無(wú)異，但杜克大學(xué)的生物倫理學(xué)家卻直言，通過(guò)電極操控動(dòng)物的自主意識(shí)，是將有感知的生命體當(dāng)作工具，與訓(xùn)練牧羊犬有著本質(zhì)區(qū)別。

煩人技巧+1：如何讓鞋底和地板摩擦出吱吱聲？

當(dāng)我們穿著運(yùn)動(dòng)鞋走路或打籃球時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)出清脆的“吱吱”聲，你有沒(méi)有想過(guò)，這種聲音是怎么發(fā)出來(lái)的？

“那是鞋底和地板摩擦發(fā)出的聲音。”你可能會(huì)這么說(shuō)。的確，就像粉筆劃過(guò)黑板、汽車(chē)剎車(chē)時(shí)偶然發(fā)出的刺耳聲音一樣，這種現(xiàn)象都是由物體的摩擦引起的。在這些現(xiàn)象背后，有一個(gè)共同的物理學(xué)原理——粘滑振動(dòng)。

網(wǎng)絡(luò)

“粘滑”是指一種粘滯和滑動(dòng)交替發(fā)生的間歇性運(yùn)動(dòng)。它并非由恒定的摩擦力引起，而是由于摩擦系數(shù)隨滑動(dòng)速度變化而產(chǎn)生的非線性效應(yīng)。最典型的特征是靜摩擦系數(shù)大于動(dòng)摩擦系數(shù)（死去的物理知識(shí)在發(fā)起攻擊）。

德國(guó)工程師斯特里貝克發(fā)現(xiàn)，摩擦系數(shù)并非常量：在靜止或極低速時(shí)達(dá)到最大；隨著速度增加，摩擦系數(shù)會(huì)急劇下降。這種不穩(wěn)定性導(dǎo)致了振動(dòng)的產(chǎn)生。

斯特里貝克曲線丨wikimedia commons

與粉筆劃過(guò)黑板不同，鞋底是相對(duì)較軟的物體，而地板是剛性物體。哈佛大學(xué)材料科學(xué)家Adel Djellouli在看籃球賽時(shí)對(duì)此產(chǎn)生了好奇，并與同事展開(kāi)深入研究。他們利用高速攝像機(jī)和麥克風(fēng)記錄了運(yùn)動(dòng)鞋在光滑玻璃板上滑動(dòng)的過(guò)程。

如果把畫(huà)面放大，你會(huì)看到當(dāng)運(yùn)動(dòng)鞋保持抓地力時(shí)，鞋底的微小結(jié)構(gòu)會(huì)以每秒數(shù)千次的頻率改變形狀，那些微小結(jié)構(gòu)可能會(huì)短暫地離開(kāi)地面，然后再重新與之接觸。每次出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，界面處就會(huì)傳出一種特殊的脈沖，這些脈沖的頻率跟吱吱聲非常一致。

雖然摩擦和鞋底吱吱聲之間的關(guān)系早已為人所知，但這項(xiàng)研究第一次深入探究其背后的機(jī)制。丨Adel Djellouli

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，鞋底的紋路也會(huì)影響出現(xiàn)的聲音。當(dāng)他們把扁平、無(wú)紋理的橡膠塊放在玻璃上滑動(dòng)時(shí)，只觀察到一系列混亂無(wú)序的波紋，沒(méi)有聽(tīng)到吱吱聲。布滿(mǎn)花紋的鞋底則更有可能發(fā)出清晰尖銳的聲音。

還有研究發(fā)現(xiàn)，相比慢速滑動(dòng)，快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的吱吱聲更加明顯。此外，橡膠厚度的改變也會(huì)導(dǎo)致音調(diào)的變化。

雖然在工程界，人們一直試圖消除這種噪聲以保持摩擦力的穩(wěn)定，但由于粘滑振動(dòng)極其難以預(yù)測(cè)，目前尚無(wú)完美的解決方案。不過(guò)，這項(xiàng)研究不僅讓我們理解了球鞋的響聲，未來(lái)或許還能幫助科學(xué)家進(jìn)一步探索地球板塊摩擦產(chǎn)生的聲波機(jī)制。

撰文丨劉六七、阿嫻、Ziv

參考資料：

斑衣蠟蟬

[1]https://royalsocietypublishing.org/rspb/article/293/2064/20252292/480066/Cities-as-evolutionary-incubators-for-the-global

鴿子無(wú)人機(jī)

[1] https://united24media.com/latest-news/russia-launches-first-brain-chipped-bird-drones-for-surveillance-over-cities-13769

[2] https://www.moroccoworldnews.com/2026/02/278338/neiry-launches-early-testing-of-pigeon-biodrones-equipped-with-brain-implants/

粘滑振動(dòng)

[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/1945817633040610462

[2] https://www.nature.com/articles/d41586-026-00295-4

[3] https://www.cbc.ca/radio/asithappens/basketball-shoes-noise-sound-squeaky-9.7109124

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