把全球最小計算機“擰”在蝸牛背上，動物學家用資料破解“未解之謎”

給蝸牛配一台計算機聽起來像是動畫裡才會發生的可愛場面，不過最近，位于南太平洋大溪地島的蝸牛們真的背上了全世界最小的微型計算機，這些時刻陪伴蝸牛們的計算機記錄了它們的栖息環境資料，科學家們從中還揭秘了一項生物學的“未解之謎”。

背起小型計算機的蝸牛名叫玫瑰狼蝸牛，顧名思義，其背上的殼是玫瑰一樣的棕紅色，以食肉為生。玫瑰狼蝸牛于 1970 年代被引入大溪地島所在群島，引入目的是控制另一種入侵者——巨型非洲陸蝸牛。但是玫瑰狼蝸牛繁殖快、殺傷力強，導緻了島上的許多樹蝸牛的滅絕，但神奇的是，一種白色殼的小蝸牛 Partula hyalina（P. hyalina ）意外的活了下來。

這種白色的小蝸牛Partula hyalina到底有什麼過人之處呢？科學家們百思不得其解。不過最近，通過這些世界上最小的計算機收集的太陽能資料，研究者們發現了“幸存蝸牛”逃生的秘密。他們的研究結果發表在 6 月的Communications Biology 上。

大溪地島白殼蝸牛的生存“未解之謎”

2012 年，密歇根大學的研究員辛迪·比克 (Cindy Bick) 博士還是一名研究所學生時，她就開始與生态學和進化生物學教授Diarmaid Ó Foighil 一起調查 P. hyalina 得以存活的”未解之謎”。他們一起在2014 年發表了一篇論文，表明該物種更豐富的後代是它比其他物種更好生存的原因之一。但這顯然還并不是 P. hyalina 能活下來的關鍵原因。

大多數陸生蝸牛喜歡陰涼處。與許多物種一樣，黑殼的玫瑰色狼蝸牛如果放在陽光下會大量吸收太陽光照，并是以失去水分像肉幹一樣變幹。但 Bick 博士在 20 世紀早期一位軟糖學家的田野期刊上進行研究時讀到， P. hyalina 經常被發現在森林邊緣活動，那裡的樹木稀疏，光照也更加強烈。

Bick 博士和 Ó Foighil 博士是以提出了這樣的一個假設：P. hyalina 的乳白色外殼能夠反射太陽光，是以能夠在更強的陽光下生存，是以，他們可以在陽光較多的森林邊緣活動，這就可以成為一個遠離食肉蝸牛的避風港。

兩位動物學家開始就此假設尋找驗證方式，能否有一種方法來測量每隻蝸牛每天接受多少陽光。為此，他們在校園内與David Blaauw 的工程實驗室取得了聯系，希望他們能夠制作一台微型計算機，并将其放置到大溪地島的食肉蝸牛身上。Bick 博士的提議很有吸引力——有機會在現實世界中測試傳感器，并協助一個可以野生動物保護項目。

制造全世界最小的微型電腦，再“擰”進蝸牛殼

Blaauw 博士的團隊接受了這個工程挑戰——制造世界上最小的傳感器。為了為蝸牛準備傳感器，Blaauw 博士的實驗室添加了一個帶有太陽能電池的微型能量收集器，以便傳感器可以在陽光下為電池充電。他們将系統包裹在環氧樹脂中，以防水傳感器，保護它免受強光照射，并緩沖普通蝸牛的粗暴生活。

他們順利制造出了這台世界上最小的帶電池的計算機：一個 2×5×2 毫米的傳感器，比蚜蟲稍大，這些微型計算機可以通過傳感器接收可見光資料，并通過無線電傳輸。

不過，讓這台計算機順利運作，研究者們還需要解決一個大問題，能源問題。Inhee Lee 現在是匹茲堡大學電氣和計算機工程助理教授，當時是 Blaauw 博士實驗室的研究員，他解決了這個難題。Lee 博士和 Blaauw 博士使用了太陽能充電裝置，測量光照量的同時也将其轉換為計算機工作的能量。

另一個問題是，如何将這種傳感器牢固的固定在蝸牛背上。科學家們的“小白鼠”是在密歇根花園中發現的一些“本地”蝸牛，研究人員首先嘗試用磁鐵和魔術貼将計算機粘在外殼上，但未能成功，直到他們弄清楚如何将金屬螺母粘在蝸牛外殼上并将傳感器擰入螺母中。然後蝸牛和它們的小乘客也準備好了經受各種模拟元素（水桶）的考驗。

資料為善，保護瀕危物種栖息地

2017 年 8 月，Bick 博士和 Lee 博士帶着 55 個傳感器抵達大溪地島。他們在當地蝸牛動物學家Trevor Coote)的帶領下，順利将這些蝸牛傳感器裝備在食肉蝸牛殼上；鑒于P. hyalina蝸牛的數量不多，科學家們沒有打擾這些乳白色的脆弱小生命，隻将傳感器裝在了他們栖息的樹葉底下。

每天，研究人員都會跟蹤蝸牛數小時，以確定它們沒有“離線”，要是跟蹤這些不同的蝸牛接受了多少陽光。

這些傳感器帶來的資料支援了最初的假設。一段時間的追蹤資料顯示，P. hyalina 栖息地的傳感器接收到的陽光平均是玫瑰色狼蝸牛的 10 倍。這證明了更強的光照條件可以保護白殼的蝸牛免受玫瑰狼食肉蝸牛的侵害。

“我在這些環境中長大，聽過關于動植物的神話和故事，如果我們不迅速采取行動保護它們，它們要麼已經滅絕，要麼即将滅絕，”Bick博士補充說，她希望這項研究能夠支援她們在該群島更好的保護 P. hyalina 太陽避難栖息地。

素材來源：

https://www.nytimes.com/2021/07/13/science/snail-tiny-computer.html https://www.cambridge.org/core/journals/oryx/article/differential-survival-among-tahitian-tree-snails-during-a-mass-extinction-event-persistence-of-the-rare-and-fecund/FB6F5CECCDF77A5CA6266BC1FB6E00A3?__cf_chl_jschl_tk__=pmd_b2511d2a1c92b4d7fa5a899758514b9d81693d42-1627203914-0-gqNtZGzNAvijcnBszQi6