朋友,虫子爬进耳朵,你做过这种噩梦吗?
这并不只是噩梦。哺乳动物的耳道几乎都比它们的指头细,所以你用手指掏耳朵总是不太过瘾。但这条狭窄的隧道温暖、潮湿、避风,对四处游荡的昆虫来说宛如天堂。
自上世纪二十年代以来,医生们记录了从活人耳道里取出过蚂蚁、蜱虫、蝴蝶、甲虫和蟑螂。在因耳痛就诊的患者中,耳道异物的头号来源就是虫子,活虫会在耳道里蜇咬抓挠,甚至损伤鼓膜。
不过,如若耳朵真的毫无防御,我们的耳道岂不早已虫满为患?
2026年10月,佐治亚理工学院的研究团队在《软物质》(Soft Matter)期刊上发表了一篇论文,用实验和理论模型来分析这场人虫攻防战,而战场的焦点正是耳屎。
耳屎防虫,某种大自然严选
在这篇名为《耳屎害虫防控》(Earwax as pest control)的论文中,研究团队从猪、羊、狗、牛、兔子和人类耳朵里收集了36份耳屎样本。
显然除了人类之外,其他动物可不那么听话让它们掏耳朵。所以研究人员特地声明“耳屎成本高昂,限制了我们的研究”(the rising costs of earwax limited our experiments)。
一只人耳大约有13.5毫克耳屎,近似一粒米的重量。将这点货均匀涂抹在耳道表面,厚度仅0.1毫米,大抵一根粗发丝的宽度。但在显微镜下,这层薄层展现出了精密的结构,它攀附在耳道细毛上形成蛛网般的立体网络,内部布满孔隙,孔隙率约15%,孔径约10微米。
更令人意外的是,不同物种的耳屎密度几乎一致,都是0.86克/毫升。这种跨物种的一致性也许暗示着,耳屎配方被演化历程锤炼过,是某种大自然严选。
不同放大尺度下羊的耳屎显微照片,比例尺分别为(a)1mm, (b)0.5mm, (c)10μm|参考文献[1]
那么,耳屎真能防虫吗?
团队请来了测评员,火蚁。这种蚂蚁在活人和死人的耳道中都被发现过。实验装置也很简单,拿来一个玻璃烧杯,底部放上驱蚁剂,迫使蚂蚁向上攀爬。
干净的烧杯里,百余只蚂蚁在10分钟内全部成功爬出。
杯壁涂上一圈0.5毫米厚的耳屎后,同样100只蚂蚁全部逃出,却需要3小时,18倍的时间。蚂蚁碰到耳屎就停下来绕圈找缺口,在垂直面上速度降低三分之一,45度斜面上速度降低一半。当耳屎带上留出缺口时,蚂蚁宁可绕远去走缺口,也不想踏上耳屎一步。
是啊,踩屎感可以有,但真踩屎没谁受得了。
还有个更过分的“光滑耳屎”实验。将耳屎抹平成仅0.01毫米的薄层后,48%的蚂蚁花了两小时都无法通过,它们前脚一碰到薄层,就像踩了香蕉皮,瞬间滑落。
一只正在翻越耳屎的火蚁,比例尺为0.5mm|参考文献[1]
为什么超薄耳屎会让蚁失前蹄?
蚂蚁攀爬光滑表面,靠的是脚底分泌的一滴微小液体,利用毛细力吸住表面。研究者测量发现,蚂蚁单脚对玻璃的吸力是150微牛顿,而对耳屎的黏附力仅1.5微牛顿,差了整整100倍。吸力巨降,于是蚂蚁变得“脚滑”。
研究者猜测,黏附力的降低跟耳屎的细微结构有关。耳屎是亲水的,能吸收自身重量一半的液体。估算显示,把这样一滴液体彻底吸干,耳垢只需0.15秒,和蚂蚁每步0.063秒的接触时间在同一量级。也就是说,蚂蚁一落脚,还没来得及站稳,液滴就被微孔吸收得残缺不全。
再有,让蚂蚁黏一身耳屎,也是阻碍其前进的一剂猛药。团队用涂了耳屎的铝箔盖住蚂蚁模拟耳道空间。干净铝箔组的蚂蚁18秒钻出,正常行走,毫无异样。耳屎组的蚂蚁要28秒才挣脱,而且之后行走速度骤减,直线位移仅为对照组的十分之一。
这是因为裹上耳屎的蚂蚁会开始疯狂理毛。爬过耳屎战壕的蚂蚁,在脱困后的180秒中,平均会花费125秒来梳理身体。而且尽管已经拼命弄了两分多钟,电子显微镜的观察显示,耳屎仍顽固地黏在蚂蚁的体毛和关节缝隙里。
扫描电子显微镜图片显示蚂蚁身上沾满了耳屎,比例尺为20μm|参考文献[1]
作为屏障阻碍蚂蚁去路,也可轻易黏住其全身,又滑又黏,恨海情天,这两件看似矛盾的事怎么同时做到?
这里有一些流变学。具体而言,耳屎是一种剪切变稀的黏弹性凝胶(Viscoelastic gel)。在缓慢变形时,它的黏度高达10万帕·秒,堪比面团;快速剪切时降到170帕·秒,接近猪油。越快搅动它,它越容易流动。
蚂蚁落脚时,耳屎是凝胶,微孔吸走黏附液;蚂蚁蹭过时,剪切变稀让耳屎流动,从而黏住全身。
纵使晴明无雨色,入云深处亦沾衣。
生为黏稠的守卫,死为干脆的尘埃
黏住、滑倒、全身束缚,耳屎对虫子的防御全面且立体。但是完美的防御系统还须解决一个问题,即如何善后?
耳屎不断分泌,不断捕获灰尘和碎屑。如果只进不出,耳道迟早堵死,医学上称其为“耵聍栓塞”,也就是耳屎堵住了。
大自然的解决方案很精巧。研究者追踪了耳屎的自然干燥过程,新鲜耳屎含30%~35%的液体,暴露在空气中十周后液体含量降至接近零,密封对照组几乎不变。
不同湿度状态的羊耳屎,从左至右的液体含量分别为50%, 30%和0%|参考文献[1]
水少了,力学性质随之剧变。新鲜耳屎被压缩后,会像蜂蜜般缓缓流动,松弛时间约13秒;当含水量降到18%以下,它受压后不再流动,而是碎裂。
再有,人类耳道的皮肤有一种奇特机制,那就是“上皮迁移(Epithelial migration)”。具体而言,皮肤从鼓膜附近以每周约1毫米的速度向外推进,像传送带一样把耳屎推向耳道口,走完8毫米的距离恰好需要7到9周。而耳屎从湿润变干脆,也正好需要6到8周。
新鲜耳屎柔软黏稠,牢牢附着在耳道壁上执行使命。传送带将它推向出口的同时,它同步干燥变脆。到达耳道口时,咀嚼、说话、跳跃的微小振动就足以让它自行脱落,为新一代守卫腾出空间。
耳屎烘干、粉碎、运输,自助服务一条龙。生为黏稠的守卫,死为干脆的尘埃。
天将降大任于耳屎,必先……
论文的最后,研究团队还用壳聚糖纤维和聚乙二醇制造了人工耳屎,五只蚂蚁被盖上涂有人工耳屎的铝箔,50秒后无一逃脱。
他们写道“这项研究可能对设计环保型昆虫屏障有所启发”。在全球杀虫剂使用量攀升的今天,一种只阻挡不杀死、可生物降解、经亿万年检验的防虫材料,也许是一种答案。
论文坦诚列出该研究未竟之事。比如他们只测试了蚂蚁,而昆虫有上百万种;苍蝇和蜘蛛用毛状垫攀爬,耳屎对它们是否有效?那种仅200微米的耳螨就生活在耳道里以碎屑为食,它们如何在这片地狱中安然生存?
甚至咱们还可以再宏观一点,来点造物主视野。猪、羊、狗、牛、兔子、人,分道扬镳数千万年的物种,耳屎的密度、流变行为和剪切变稀特性却十分接近。
你的耳屎,我的耳屎,好像都一样。这种跨物种相似性是否意味着,耳屎配方早在哺乳动物共同祖先那里就已敲定?
也许在那恐龙统治地球的时代,一群小型哺乳动物昼伏夜出,而夜晚正是昆虫最活跃的时候。一只钻进耳朵的甲虫可能意味着感染、失聪甚至死亡。于是,天将降大任于耳屎。
当然,这仅仅是一种猜测,真相如何,暂时没有柯南出现。
一直以来,我们简单地认为耳屎是废物。但这项研究告诉我们,它是你身体一道被低估的防线。这是一层鲜活的的涂层,在你睡着时守卫着最脆弱的感觉器官,用0.1毫米的厚度对抗一个拥有百万物种的昆虫帝国。
耳屎安静地分泌、黏附、吸收、干燥、碎裂、脱落,然后被新的一层取代、周而复始。
这种守护坚定而深沉,终其一生。
参考文献
[1]Ancalle D S, He D, Wagner Z D, et al. Earwax as pest control[J]. Soft Matter, 2026, 22: 6884–6897.
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[4]Maddock D R, Fehn C F. Human ear invasions by adult scarabaeid beetles[J]. Journal of Economic Entomology, 1958, 51(4): 546–547.
[5]Thompson S K, Wein R O, Dutcher P O. External auditory canal foreign body removal: management practices and outcomes[J]. Laryngoscope, 2003, 113(11): 1912–1915.
[6]Bressler K, Shelton C. Ear foreign-body removal: a review of 98 consecutive cases[J]. Laryngoscope, 1993, 103(4 Pt 1): 367–370.
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作者:圆的方块
编辑:黎小球
封面图来源:参考文献[1]
一个AI
它真的……我哭死
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