我们很快就能感谢蝴蝶舌头带来更好的癌症治疗和疫苗

1.3 亿多年来，蝴蝶一直是地球上的宠儿。在人类历史上，我们大部分时间都喜欢蝴蝶，但对它们知之甚少。在过去 10 年里，情况发生了变化。利用高科技工具，科学家发现了这些“会飞的花朵”以前从未想象过的真相——从帝王蝶每年秋天如何迁徙数千英里到达墨西哥的山脉，到它们如何创造出如此令人惊叹的翅膀图案。其中一些发现甚至帮助研究人员找到了有益于人类健康的新方法。

更多信息请阅读温迪·威廉姆斯 (Wendy Williams) 所著的《蝴蝶的语言》，该书由西蒙与舒斯特公司于 2020 年 6 月 2 日出版。

几年前，克莱姆森大学的康斯坦丁·科尔涅夫陪同他的小女儿在阳光明媚的南卡罗来纳州田野里追逐蝴蝶。女孩们发现这些昆虫鲜艳的色彩和断断续续的飞行行为具有不可抗拒的魅力。

很快，科尔涅夫也对这种昆虫产生了兴趣。蝴蝶在岩石、泥土和花朵间飞舞，反复伸展和重新卷曲从口部伸出的细长管状附肢。它们经常将这些展开的附肢放在各种表面上，每次停留几秒钟。

他猜测它们是在寻找食物。但是它们是如何寻找食物的呢？传统观点认为蝴蝶使用这些工具是为了吸水，就像我们使用吸管一样。

然而，他所看到的景象却让人费解。有时蝴蝶似乎会将其附属物（称为喙）插入花朵中，似乎是在“吮吸”花蜜。有时，这些喙会沿着硬化的土壤甚至岩石表面展开。从岩石上“吮吸”似乎不太可能。

这些华丽闪亮的生物的生物天赋让他大吃一惊。这其中发生的事情远比单纯的啜饮有趣得多。但是什么呢？

他的好奇心并非一无是处。科尔涅夫是一名材料工程师。材料工程师——制造新材料。但科尔涅夫并不是从零开始创造。就像进化本身一样，他建立在已经存在的东西之上。

他怀疑蝴蝶可能为自己和其他研究人员面临的一个问题提供重要线索：如何沿着细长的管道运输直径不超过几微米的无限微小液滴。

解决这个问题将对脑外科手术、心脏外科手术、纯物理学、应用电子学等不同领域产生重要影响……蝴蝶的喙在进化了 1.3 亿多年后，仍然在研究同一个问题，它能提供什么巧妙的解决方案吗？

为了找到答案，科尔涅夫在台面上滴了几滴含糖的水，然后拍摄蝴蝶进食的画面。通过放慢影片的速度，他可以慢动作地观察昆虫。

正如预期的那样，蝴蝶并不是简单地啜饮。但它们显然是在饮水。他搜索了科学文献，发现令人惊讶的是，没有一篇发表的论文探讨过这个问题。几百年来，几乎每个人都理所当然地认为蝴蝶的喙是一根吸管。

科尔涅夫和克莱姆森蝴蝶生物学家彼得·阿德勒以及研究生马修·莱纳特利用可以在微米级别进行观察的现代高科技显微镜，开始检查喙的内部和外部。

他们发现，蝴蝶设计出了各种高效的运输系统，利用毛细作用等基本物理力，将直径仅为几微米的液滴通过它们的喙移动。

每个物种都有自己独特的方式。有些物种可以改变内管的直径，使其变宽或变细，以适应不同粘度的液体。例如，蜂蜜或树液需要比水更宽的直径。

有些昆虫的喙上有许多孔，这样它们就可以“吸干”岩石表面的薄膜，就像用纸巾吸干厨房溢出的油污一样。另一种昆虫的喙尖上长有锋利的锯齿状“牙齿”，可以切开水果的果肉（在某些情况下，也可以切开动物（包括人类）的果肉）来获取里面的营养物质。

这些发现对人类技术有着重要的应用。例如，受蝴蝶启发的探针可能很快就能将有毒的抗癌剂送入癌细胞内部——这是一项革命性的突破，将使医生能够摧毁疯狂复制的癌细胞，同时将对健康组织的风险降至最低。

或者，蝴蝶进化出的策略可能有助于外科医生将纳升级的血液输送到人体最细小的血管中，从而防止血管缺氧。其他受蝴蝶启发的工具可能有助于医务人员接种疫苗，避免针头注射引起的感染风险。

其他研究团队对蝴蝶的其他装备也感到兴奋。加州大学的生物学家 Adrianna Briscoe 和工程师 Jahoe Lee 联手研究蝴蝶翅膀上的微结构，这种微结构使蝴蝶能够在极端环境下升温和降温。在研究生 Anirudh Krishna 的帮助下，他们的发现可能有助于开发新的、更节能的建筑材料。

尼帕姆·帕特尔是马萨诸塞州海洋生物实验室主任，一生都在收集蝴蝶，他研究过蝴蝶翅膀上鳞片的微观结构。他的研究表明，令人惊艳的蓝闪蝶之所以拥有耀眼的蓝色，并非因为色素，而是因为鳞片微结构的形状像圣诞树，这种结构可以散射除蓝光以外的所有频率的光。

这一发现还有多种实际应用。例如，通用电气全球公司的拉迪斯拉夫·波蒂拉伊洛 (Radislav Potyrailo) 希望蓝闪蝶的鳞片结构能帮助他解决实际问题，即如何开发小型、廉价的传感器，用于检测大气中的有毒气体，或用于提醒哮喘患者注意空气中引发呼吸紧急情况的刺激物。

蝴蝶本身就令人敬畏，工程师科尔涅夫的两个女儿就知道这一点。但蝴蝶的天才之处还在于帮助我们拯救人类生命。