从冰封中苏醒:美队、冬兵和林蛙

2019-05-04 作者:科技   |   浏览(150)

美国队长是传奇二人组合乔·西蒙和杰克·科尔比合作的产物,首次出场于《美国队长漫画》第一期,1941年3月。比起他的老前辈超人和蝙蝠侠,他有一大优势,就是首次登场就有自己的专刊——相比之下超人登场是在1938年的《动作漫画》,而蝙蝠侠登场是在1939年的《侦探漫画》。

金沙国际唯一官网,美队虽然战功卓著,但是没有超自然的力量。和所有漫画超级英雄一样,过去几十年里它的起源故事也被反复修改订正重写过。漫威电影工作室使用的美队背景故事,很大程度上是受到漫威“终极宇宙”的故事线影响。

在“终极宇宙”里,美国军方使用阿伯拉罕·艾斯坎博士在“超级士兵血清”和“活力射线”实验中调配的药物鸡尾酒,把体格孱弱、应征新兵被拒的史蒂夫·罗杰斯变成了人类的“完美”形态,也就是美队。美队还有一个副手巴奇·巴恩斯,所有人都以为他在二战期间已经牺牲了。

但除了二战期间的经历外,美队和巴奇还有别的共同点——他们都被冻过。2011年美队的第一部电影结尾坠机后,他就被冻上了,到了2012年的复仇者联盟才解冻。巴奇——也就是冬兵——在这数十年里更是被冻上解冻了许多次。(当然,这部分是剧情需要——不然作为没有超能力也没有接班人的英雄,他们没法从二战持续活跃到现在啊。)

金沙国际唯一官网 1美队解冻的剧照。图片来源:marvelcinematicuniverse.wikia.com

本文的焦点就是这冷冻过程。美队和冬兵要想真的凭借科学的力量从深冻里苏醒,那么他们恐怕必须向生物界学习——比如说,林蛙(Rana sylvatica)

林蛙是一种广泛分布的蛙类,从俄亥俄南部直达阿拉斯加中心。阿拉斯加费尔班克斯的林蛙可以在摄氏零下18度、全身60%以上水分冻结的情况下生存,就算是俄亥俄的林蛙也能在零下6度活一个月以上。林蛙的抗寒机制秘诀有很多。

金沙国际唯一官网 2图片来源:Kris Pearn

首先,显然要降低体液的凝固点。溶液有一些性质称为“依数性”,这些属性只取决于分子的数量,而和这些分子是什么东西无关。凝固点下降正是这样的性质之一。因此,林蛙为了抗冻,需要大大增加体液里溶质的量。这些分子要来源充足,但大量出现时也不能有明显危害——于是尿素和葡萄糖上榜。林蛙能以极高的效率把肝糖元转化成葡萄糖,而尿素来自整个秋天体内氮代谢的逐渐积累。大量葡萄糖和尿素不但能减少低温下结冰现象,也能把更多的冰晶导向淋巴系统,避开脆弱的细胞膜。

同样重要的是,当不可避免的冰冻到来时,要在可控的时间和地点下发生。单纯添加防冻剂可能导致液体过冷,最终不可控地在多处同时产生冰晶,因此林蛙有多种策略诱发冰冻的产生。一方面,因为两栖类皮肤高度透水,环境中的结冰可以很容易触发体液。另一方面,林蛙选择冬眠的环境里有多种成冰核,实验室中甚至从林蛙肠道内培育出了多种促进成冰的细菌。

而冰冻最终到来时,会使身体组织固化、血液循环停止、细胞缺氧。但由于精心的控制,冰晶不会在细胞内结冰而刺破细胞膜,只会在细胞外形成,大部分水被输送到了淋巴和体腔中结冰。缺氧的状况则可以靠事先积累的大量葡萄糖无氧呼吸解决。

金沙国际唯一官网 3图片来源:Kris Pearn

那么,回到美队和冬兵。现在我们知道了,要想在普通冰冻中长期存活,超级血清可不能光长肌肉,一定还要有别的成分来改造整个生理过程:让美队能在血液里快速积累葡萄糖和尿素,能在寒冷环境下把大部分体液储蓄在体腔里,能忍受长期的无氧呼吸,能提供大量的成冰核,能完全停止心跳。看起来比超级士兵更难达成了。

但至少,超级士兵只有美队一个人,而这些过程一旦成熟了就没有这种限制,冬兵也完全可以照搬——也许这就是他之所以叫冬兵的真正原因吧!能从深冻中复活,虽然听起来并不拉风,但可是比超级肌肉难度更大的超能力啊。

部分编译自:Out of the Deep Freeze: Captain America, the Winter Soldier and the Wood Frog. Scientific American  

文章题图:damnedromance.deviantart.com

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