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一级方程式赛车对车手的身体有什么影响?

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一级方程式(F1)是单座赛车的最高水平赛事。如果稍微多了解一些的话,你可能会感到非常惊讶,人类竟然可以仅仅是坐在带有发动机的金属椅子上,就可达到接近每小时500公里的速度。这就引出了一个问题:作为高风险职业,车手们肯定会经历副作用。

我们在电视机前所看到的,也许是他们只不过是坐在车里,绕着封闭的轨道行驶。你可能会认为他们主要需要良好的运动协调来完成这个重复的任务,而不像其他职业运动中的运动员那样需要到处跑,挑战自己的体能和耐力。你可能从来不认为他们是真正意义上的运动员。

如果你真这样想,那你就大错特错了。

事实证明,F1车手需要保持最佳的身体状态,因为以如此惊人的速度驾驶这些赛车会将他们的身体推向一些超出职业运动的极限。这也是为什么一场F1比赛不会超过2个小时,为了车手的安全,严格限制时间。

F1比赛给所有参与方都施加了很大的身体压力,当然,车手的压力要比维修站的工作人员大得多。F1车手所面临的压力源包括重力、热压力和肌肉力量。

首先,不用火箭科学家就能猜出司机在开车时受到的重力的波动。在高速驾驶轻型汽车时所产生的空气动力,加上高效的制动系统,会导致施加在驾驶员身上的侧向、纵向和垂直的力载荷。

总有你不知道的事,F1车手可以承受到高达3g的垂直加速度。在地球上,我们承受的重力一般为1 g或9.8m / s,3g则意味着等于我们平常所承受的重力的3倍。这与宇航员在太空发射期间所经历的加速度相同。

研究表明,暴露在如此高的重力水平下,再加上急转弯、不断加速和减速时重力水平变化的频率和速率,会消耗车手大量的能量。

前F1红牛车手马克·韦伯表示,他在驾驶时有时会屏住呼吸,因为在大于3g的重力情况下呼吸非常困难。研究还发现,重力在2-3g时,司机的视线会变得模糊,周边视物能力也会恶化。

在这项运动中,最糟糕的压力之一是车手在高速驾驶时所承受的高温。车手们穿着多层防火服装,比如Proban或Nomex,这些衣服会吸收热量。再加上引擎散发的热量,在很短的时间内,会导致车手以汗液的形式流失多达5%的体液。F1车手每次比赛可能损失2-4公斤的体重。其结果当然是脱水,进而影响注意力持续时间和运动协调性,这就是为什么在高温下会更容易发生事故。

此外,这些汽车在踩油门或刹车时所需要的肌肉力量与驾驶其他车辆时是不一样的。

车手需将约60公斤的力施加在刹车踏板上,在大约100分钟的比赛中,车手会踩到刹车踏板超过250次。当转向时,每转一次弯需要约15公斤的转向力,而这在每场比赛中会发生1000次左右。综上所述,我们可以有把握地得出这样的结论:F1车手的体能水平与其他职业运动员差不多。

驾驶员高度警觉的状态增加了这种高辛烷值努力的情绪压力成分。对赛车手进行的研究发现,在比赛中,他们的心率可以达到每分钟190次。

除了上面详细描述的证据充分的影响之外,普遍的猜测是,当这些顶级驾驶员以高速驾驶时,汽车和引擎的振动会对他们的感知、运动和认知能力产生不利影响。然而,到目前为止,还没有进行过研究来量化这些全身振动所造成的应力的大小。

一个F1车手需要非常健康,无论是精神上还是身体上。在这些竞争激烈的比赛中,时刻保持敏锐、专注、水分充足和警觉是非常困难的。而且,与其他职业运动员不同的是,他们必须在承受非常高的重力负荷的情况下进行运动,这会影响他们的智力。

F1车手需要卓越的反应能力,特别是在快速转弯以避免碰撞的反应时间。F1车手的反应速率平均为100毫秒,而普通人的反应速率为300毫秒。

F1车手定期去健身房锻炼,以加强他们的颈部肌肉、肱三头肌、肱二头肌和核心肌群。他们也不会回避腿部运动,因为他们需要腿的力量来踩刹车和油门。研究表明,与其他类型的赛车手相比,F1赛车手拥有最强壮的颈部肌肉。这是防止颈部扭伤的必要条件,这是你在高速旋转的同时承受高重力的自然结果。

所以说,F1赛车手就像职业运动员一样,由于F1赛车对身体的要求,他们需要有规律的锻炼和严格的健康饮食。而且,不瞒你说,每年光是花在开发赛车的用户体验上的钱就有数百万美元,只为了优化它们,以便满足这一残酷而令人疲惫的赛车运动对身体和精神的要求。

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为什么说长颈鹿基本上就是毛茸茸的避雷针?

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几个月前,南非的自然资源保护主义者在洛克伍德私人保护区发现了两只被闪电击中身亡的成年长颈鹿。一时间,人们开始思考:是否我们一直以来都低估了这个高大的物种所面临的危险处境?

据不完全统计,我国每年因雷电及其负效应而死亡的人数可达3千至4千,而全球每年约有24万人遭遇雷劈。可是,我们却很少听说有动物因此而死亡。闪电造成动物死亡的数量和频率却完全是个谜,记录在案的案例也非常罕见,即使有也常常模棱两可。这次的发现为科学文献增添了重要一笔。

长颈鹿是地球上最高的动物,所以它容易受到闪电的攻击似乎并不奇怪,毕竟高的物体往往会吸引闪电,尤其是在开阔的地方。然而,在发现这两只长颈鹿之前,竟然从来没有人注意过这个问题!

洛克伍德公园位于金伯利以西180公里,主要关注的是犀牛的保护问题,不过这里同时也是包括水牛和斑马在内的许多其他动物的家园。大约三年前,有6只长颈鹿被引进洛克伍德,此后一年又引进了2只。这8只长颈鹿几乎每天都受到监控,包括在这场造成惨案的强雷雨袭击公园的前一天。

风暴过后一天,公园的工作人员只观察到了8只长颈鹿中的6只,因为知道它们总是成群结队地在一起,所以这一现象实在是太不寻常了。两天后,他们发现了两只死去的长颈鹿,都是年轻的雌长颈鹿,彼此相距约7米。

年纪稍长一些的那只5岁,身体上几乎没有什么外伤,只在她的右听骨底部,也就是长颈鹿头上类似鹿角的突起处,有一个严重的伤口。通过对头骨的仔细检查,发现这只长颈鹿的头部遭到了直接的雷击。

另外一只长颈鹿4岁,没有任何受伤的迹象。它很可能是因为接触了第一只被雷电击中的长颈鹿,从而触电身亡的。另一种可能性是,她是被跨步电压杀死的,跨步电压是指闪电击中附近区域的电流流过地面时产生的电压。早在2016年,挪威的一道闪电以及随之而来跨步电压就曾导致300多只驯鹿死亡。

总有你不知道的事,由于长颈鹿的高度,被闪电击中对它们而言,显然是一件大概率事件。因为一只完全长大的长颈鹿身高大约在4.6 – 5.8米之间。一直以来,我们理所当然地认为,这个物种应该进化出了保护的行为,比如在暴风雨中寻找庇护所,包括前往植被茂密的地区或生长着高大树木的地区。

可是,洛克伍德的这两只长颈鹿死在开阔的草原上,周围没有什么东西比它们更高。因此,科学家们第一步是要确定的就是,闪电是否对长颈鹿的进化产生了影响。

一般而言,只有当闪电造成的死亡发生得足够频繁时,自然选择才会发挥作用。如果自然选择真的适用,就必须弄清楚哪些长颈鹿会被淘汰,是最高的长颈鹿,没有寻求庇护行为的长颈鹿,还是生活在雷雨地区的长颈鹿,等等。

其次,还必须弄清楚它们是否会根据天气状况调整自己的行为。它们可能会搬到有高大树木的、植被更密集的地区吗?当有大风暴的时候,它们会低下头吗?

与此同时,长颈鹿是因体型大小和脖子较长而被自然选择,这可能是它们进化的一个更强大的因素。如果一只长颈鹿又高又壮时,繁殖的机会增加,但是在身材高大的同时,还必须满足被闪电击中的机会相对较低,才能将这一基因遗传下去。

鹿角网希望,科学家们能继续为这些杰出的生物而努力。

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这些长着“月亮脸”的国王,原来都是近亲繁殖的产物

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哈布斯堡家族是一个德奥统治家族,其领地从葡萄牙一直延伸到特兰西瓦尼亚,家族内部谱系错综复杂。所以,和许多皇室家族一样,哈布斯堡家族也进行政治联姻来巩固自己的权力,通常是与近亲结婚。然而,也因此带来了意想不到的后果。

在王朝闪闪发光的徽章和富丽堂皇的宫殿之下,是一代又一代长得不怎么养眼的王室成员。哈布斯堡王朝的君主们,都有着突出的下巴、球状的下唇和长长的鼻子。这种与众不同的下巴被后世的遗传学家们称为“哈布斯堡下巴”,而且极有可能是近亲繁殖的结果。

鹿角网私以为,这不就是我们常说的“地包天”、“月亮脸”么?

当哈布斯堡家族在中欧崛起,成为奥地利、德国和神圣罗马帝国的统治者时,在哈布斯堡神圣罗马帝国第二位皇帝的儿子腓力一世于1496年娶了卡斯提尔的贞德后,该家族的影响力又向西扩展到西班牙。哈布斯堡家族在西班牙的统治持续了两个世纪,直到1700年38岁的查理二世去世才终止,因为他没有直接继承人。学者们经常将这位国王的各种健康问题和不孕不育归咎于严重的近亲繁殖。

在西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学的遗传学家罗曼·维拉斯的带领下,研究人员对15名所谓的西班牙哈普斯堡家族成员的形象进行了深入研究。一些艺术家,包括迭戈·韦莱斯克斯这样的名人,都曾用逼真的肖像记录过哈布斯堡家族的相貌。科学家们通过一个跨越20多代人的家谱,确定他们分析的哈布斯堡家族的平均近交系数为0.093。

你知道这意味着什么吗?这意味着一个王室成员的相应基因大约有9%是相同的,因为他们来自同一个祖先。相对而言,两个第一代表亲的近交系数为0.0625,而两个第二代表亲的近交系数为0.04,比如英国的查尔斯王子。

除了量化每个贵族的近亲繁殖程度,研究人员还请口腔和下巴外科医生查看这些肖像,以确定每个哈布斯堡家族成员分别具有多大程度的下颌突出症(MP)和上颌缺陷的面部特征,分数越高,表现出越强的畸形特征。

维拉斯的团队发现,这些不幸的哈布斯堡人拥有很高的MP分数,那个标志性的“哈普斯堡下巴”的标志,更有可能拥有高近交系数。事实上,在哈布斯堡家族的研究中,有22%的人的下颌突症严重程度不同,是因为近交系数的差异。

菲利普四世、查理一世和查理二世分别展示了MP的7个特征中的5个,比他们任何一位参与研究的亲戚都多。意大利外交官安东尼奥·迪·比提斯在1517年的一篇文章中写道,查理一世,也被称为神圣罗马帝国皇帝查理五世,拥有“一张长长的、尸体般的脸和一张歪嘴(在他不小心的时候,嘴巴会张开)”。尽管他的近交系数相对较低,为0.038,但通婚的遗传影响往往随着后代的增多而增加。

查理二世因为他的大舌头、癫痫和其他疾病,而获得了“魔王”的绰号,其近亲繁殖系数高达0.25,几乎与两个兄弟姐妹的后代一样。事实上,他的父母是侄女和叔叔的关系,所以这个较高的数值表明他的父母也是近亲繁殖的。在查尔斯死前四年,英国特使亚历山大·斯坦霍普在写给什鲁斯伯里公爵的信中描述了国王的哈布斯堡家族特征,他写道:“他他胃口很差,吃的东西都会一口吞下去,因为他的下颚太突出了,两排牙齿都长不齐。”

基于近亲繁殖水平和MP之间的这种相关性,研究人员认为“哈布斯堡下巴”是由隐性基因引起的。隐性基因只有在一个人的两个基因拷贝都相同时,才会有显著的表现,因此通过近亲繁殖遗传下来的重复基因,在统计学上更有可能出现隐性特征。

这一发现与之前的观点形成了鲜明对比,此前人们普遍认为显性基因造成了哈布斯堡家族的独特外貌。当然,科学家们承认他们不能完全忽略另一种假设:也许是由于基因变化的随机积累,而不是近亲繁殖导致了“哈布斯堡下巴”出现频率的增加,尽管他们认为这种可能性不太可能。

总有你不知道的事,哈布斯堡家族丑陋的面部特征,并不是近亲繁殖带来的唯一负面影响:圣地亚哥德孔波斯特拉大学的遗传学家此前发现,近亲繁殖使哈普斯堡家族后代的存活几率降低了18%。他们把王朝的灭亡归咎于查理二世可能患有的两种罕见的、隐性的、可能是近亲繁殖造成的疾病上。虽然与亲戚通婚可能帮助哈布斯堡家族获得了权力,但由此产生的混乱的家谱最终导致他们从王位上跌落。

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在牛屁股上画眼睛,为什么能同时挽救牛和狮子的生命?

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虽然这件事情,听起来很像是“熊孩子”们才干得出来的无聊的恶作剧,但却是南非的牧场主们为了保护自己的牛所采用的一种有效的“战术”。

在博茨瓦纳北部的奥卡万戈三角洲地区,养牛并不容易。牛群总是受到狮子和其他捕食者的袭击,农民经常在他们的牧场上看到血腥屠杀的场景。紧接着,为了报复,他们可能会用枪或毒药杀死这些捕食者。

据不完全统计,非洲狮子的数量已从1990年代的10万多头下降到2016年的2.3万至3.9万头,这在很大程度上是由于报复性杀戮造成的。再加上栖息地的丧失和其他威胁,它们数量一年比一年少。

目睹了这一切,澳大利亚新南威尔士大学的生态学家尼尔·乔丹在几年前提出在牛屁股上画眼睛的想法,并在博茨瓦纳捕食者自然保护基金会的支持下,与当地农民一起开展了一项名为“Eye-Cow Project”的研究项目。在经过十周的测试之后,他们开展了长达四年的研究,来弄清楚是否可以采取这种措施减少牲畜损失,同时保护狮子。

为了便于对照,他们给每个牛群中大约三分之一的牛画上眼睛,三分之一的牛用油漆涂上简单的十字标记,剩下的三分之一则保持原样。在此前的研究过程中,狮子杀死了15头未涂漆的牛和4头涂十字标记的牛。但683只画了眼睛的牛没有被杀死。结果很显然,屁股上画有眼纹的牛被掠食者杀死的可能性较小。

基本概念很简单:狮子和豹子是生态学家所说的伏击掠食者,也就是说它们喜欢偷偷接近不知情的猎物,这种惊喜的元素非常重要。总有你不知道的事,如果这些掠食者认为自己被发现了,它们通常会完全放弃捕猎。

尼尔·乔丹的灵感可能来源于某些蝴蝶的翅膀和童话故事。一些蝴蝶翅膀具有类似眼睛的图案,可以抵御捕食的鸟类,而且这种现象在某些鱼类、软体动物、两栖动物和鸟类中也有发现。在《巴巴尔的故事》中也出现过用大象后侧的眼睛吓退犀牛的情节。

他还发现,印度森林的伐木工会在他们的头上戴口罩,以阻止出来狩猎的老虎。

对于这项研究的发现,还存在一些问题,因为有眼睛标记的牛总是和其他普通的牛在一起。假如没有了这些牛作为“不得已的牺牲品”,整个“四眼”牛群是否仍能毫发无损?还有就是,随着时间的推移,捕食者是否会逐渐习惯这些涂上去的眼睛,并最终对这种威慑手段完全醒悟?那么这些画着眼睛的牛屁股就失去效力了。

不过,保护牲畜不受野生食肉动物的伤害,本身就是一个重要且复杂的问题,可能需要一整套工具的应用,包括实践和社会干预。没有任何一个单一的工具可以放是诸四海而皆准的灵丹妙药。无论如何,目前在牛屁股上画眼睛都可以帮助农民节省金钱和时间来保护牲畜。

如果要确保牲畜和大型食肉动物的成功共存,科学家们需要做的比灵丹妙药要好得多。只希望这种简单、低成本、无害的方法可以减少眼下的共存成本。研究人员也希望他们的工作有一天能帮助狮子和人类更和谐地生活。

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