书城科普解读自身的人体科学(A卷 新编科技大博览)
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第12章 走进人体(1)

认识你的身体

人体由近100万亿个细胞组成,细胞是人体中能独立活动的最小生命体。如果我们把地球看作一个细胞的话,那么,几乎整个宇宙才能构成一个人体。

就像地球上的万物都可以归结为110种化学元素一样,这100万亿个细胞实际上分属100多个种族,它们担负着不同的使命。同一种细胞联合起来——这群细胞被称为组织——共同执行某项特定的功能,这些组织中的细胞又联合而形成人的各种器官,比如心脏、胃、胰脏等。比器官更大一级的机能单位是系统,人体内有运动、血液、循环、呼吸、消化、泌尿、生殖、神经、感觉、内分泌十大系统。各个系统协调合作,互相配合,在神经系统的调节下,组成了人类有机而复杂的生命。

作为大自然的儿子,人类现在已能制造各种精巧的机器。但是,人类始终无法制造甚至组装出一个人来。一台机器不管有多么巧夺天工,都不可能与人体的完善灵巧程度相提并论。

独一无二的你

在地球上生活着60亿人口,这么多的人,都有一个结构相同的身体。

人的身体几乎都差不多,但也有或多或少的区别。可以这样说,世界上的任何人都不可能与你完全一样,你是地球上独一无二的。

不管是儿童还是大人,不管是女孩还是男孩,不管是高个子还是矮个子,他们都属于人,但是,他们又都是不同的人。

人与人之间的不同,主要是由许多细小差异而造成的。比如头发和皮肤的颜色,眼睛、嘴唇、下巴、耳朵、鼻子的形状,还有我们站立、行走和说话的方式等等。

双胞胎兄弟或双胞胎姐妹就更像了,如果不仔细观察的话,很难辨认出他们谁是哥哥,谁是弟弟,或者谁是姐姐,谁是妹妹。

人体是一个规模巨大的生命世界

这是一场赛跑。2亿~5亿个精子参加的这场15~16厘米长距离的赛跑通常要耗时一个小时左右。1%的精子能够跑完全程,但只有那枚活动能力最强、体力最为充沛的精子才能与在输卵管等待的卵子结合成受精卵,一个新的生命由此产生。

这个新的生命在10个月中迅速地由1个细胞膨胀到75万亿~100万亿个。在此后的人的一生中,神话般的几何数字倍增被一生一死的平衡所代替,细胞不断的衰老死亡与分裂再生也构成了人体的新陈代谢。换句话说,人的一生其实就是人体细胞生生死死的一生。

作为人体中能独立活动的最小生命体,细胞中最小的红细胞直径才7~8微米,最大的成人卵细胞直径约200微米,人眼可以看见;寿命最短的表皮细胞只能活一天半,最长的细胞可伴人终生,比如神经细胞,如果不受损害的话,可以活100年。

金发碧眼与黑眼睛黄皮肤

今天,人类分布在天南海北,远隔千山万水,但是都属于同一个生物种,即智人种。可是,世界上没有完全一样的事物,人类的大同之中有小异。最小的差异,是没有两个完全一样的个体,就像没有两个完全相同的树叶;最大的差异,是人类及其文化发展。

在几个不同的人种,差异之明显,使人一眼就能辨认出来。

在远古时代,每一个部落的人只生活在很小一片地理区域里,险恶的环境和生活方式使他们几乎从不远足,完全不知道世界上还有与他们长得不一样的人类。在交通不发达的古代,高山、荒漠、大海的阻隔,也是人们很难了解数千里、上万里之外的情形,纵使偶然有人漂洋过海或远行至千万里外的异域,所带回来的消息常常成了海外奇谈,染上一层怪诞的色彩。那时,人们没有“人种”这一概念。

现在,交通发达了,世界各地之间的人们的交往也日益频繁,人们在家门口就有机会看到来自世界各地的人,也有许多的人有机会飞赴世界各地,与那里的人们交往。于是,我们清清楚楚地看到,世界各个地方的人在体质与外貌上竟然有着那么多的不同:从肤色上看,有黄色的,黑色的,白色的,还有棕色的;从发型上看,有直发,有卷发,有波发;有的毛发细而短,有的毛发粗而长;从身高上看,有的地方,几乎每一个人都高高大大,都在1.80米以上,而也有的地方,几乎每一个人都是“袖珍型”,普遍在1.2—1.3之间;从脸形特征看,有高鼻深目、面部立体感强的,有矮鼻细眼、面部较平的;有黑眼睛的,有蓝眼睛的,有灰色眼睛的,有褐色眼睛的。近年,随着科学的发展,人们在试验室里取得的数据显示,不同的人种,其掌纹、指纹、血型、抗原都表现出有所不同。

人类内部,其最大的划分当属人种的划分。什么是人种呢?人种,是具有区别于其他人群的共同的遗传体质特征的人群;主要是根据皮肤的颜色、头发的形状和颜色,面部的眼、鼻、唇的形状等特征而划分的,人类分为黄种人、黑种人、白种人,还有划分出棕种人的。

最早提出人种科学分类的是瑞典的生物学家林奈。他在1735年根据人的肤色把全世界的人分为四种:欧洲的白种人,亚洲的黄种人,非洲的黑种人,美洲的红种人。四十年后,德国的学者勃鲁门巴赫又进一步把肤色和发型、鼻型结合起来,将人分为五种,即:蒙古人种,马来人种,高加索人种,埃塞俄比亚人种,美洲人种。还有将人类划分更多人种的分类法的。不过,一般地说,人类可分为三个或四个大的主要人种,即黑种、白种和黄种,如果分为四种,就从黑人中再分出一个棕种。

如果概括地区分人种,就是:黄种人是黑头发、黑眼睛、黄皮肤,白种人是金发碧眼白皮肤,黑种人是皮肤乌黑,头发卷曲。

再细一点,还有其他一些特点。黄种人的颧骨较高,面部较扁平,门齿铲形和内眦皱壁人种与肤色的出现率较高,他们主要生活在中国、朝鲜、日本、西伯利亚、印度支那半岛、美洲和北极地区;白种人,鼻子狭而高,颧骨不凸,嘴唇较薄,体毛较发达,他们主要生活在欧洲和北美地区;黑种人,鼻子扁而宽,鼻根下陷,嘴唇厚而凸,他们主要生活在非洲撒哈拉沙漠以南地区和美国等地。

此外,还有生活在大洋洲的棕色人种,他们的皮肤为棕黑或浅黑,发色黑,眼色多呈黑褐色,鼻根比黑人更凹陷,体毛和胡须发达。

虽然说起来不同人种之间是那么明显的不同,但是,事实上,在全世界范围内,人种之间存在一系列中间类型的界限模糊的过渡。如乌拉尔地区的人是白种人和黄种人之间的过渡;埃塞俄比亚人是黑种人和白种人之间的过渡等。

人体的功能

现代人类的身体,都有哪些功能?根据近300~400年来科学家对人体生理的研究成果证实,凡是没有先天或后天缺陷的成年人,他们的各种功能全是在个体大脑中枢的主宰和调控之下。人体只有如下三种功能:

生理功能也称“本能”,是由先天遗传获得,再由后天成长发育完善起来的,是人体最基本的基础功能。这包括:嗅觉、视觉(但是肉眼本身不能透视任何非透明物体)、表情、味觉、听觉、脑思维与思想活动、喜怒哀乐恨忧情绪、记忆、发音与语言、吃喝及消化吸收、排泄、呼吸、心跳与血压、体液循环、造血、新陈代谢、产热及体温调节、生长与修复、内分泌、生育繁殖(受年龄限制)、免疫防御、保护反应、应激反应、感觉、运动(自律性、随意性)、平衡及平衡反射、生物化学变化反应、生物电作用、神经反射、条件反射、兴奋与抑制等功能。

智能世上一切有关精神文明和物质文明建设的知识、经验与才能,或为这两种文明建设服务的知识、经验与才能,都是智能。智能是在人体生理功能的基础上,在社会实践中感知和学习得到的,如语言、书写、设计、策划等,总之是办一切事情的知识才能。

体能人体完成任何体力工作或体育运动项目的表现,主要是体能的作用。

人类完成任何工作,都是在人体生理功能的基础上,由智能和体能的综合作用完成的。

人体的化学组成

人体的组成极为简单,从分子方面来说,水占了主要地位,它占了整个身体重量的近2/3。一个中等身材的成年男子的体重(70公斤),在脱水之后就只有25公斤了,其中碳水化合物3公斤、脂肪7公斤、蛋白质12公斤、矿盐平均3公斤。从原子方面来说,仅仅四种元素——碳、氧、氢和氮——就占体重的96%。另外20种元素的量要少些。因此,一个70公斤重的人体,氧45.5公斤、碳12.6公斤、氢7公斤、氮2.1公斤。此外是矿物成分:钙1.5公体温变化示意图能斤,磷860克,硫300克,钾210克,钠100克,氯70克,还有几克镁、铁、氟、锌、铜及几毫克碘、钴、锰、钼、铬、硒。最后,还有很微量的钒、镍、铝、铅、锡、钛、溴、硼、砷和硅。

人体必不可少的化学物质

人体含有20多种化学物质,人体也需要其中许多化学物质。例如,钙、镁、钾、钠、磷、硫、氯、铁、锌、铜、碘、锰等等,它们和人体的生长发育关系密切,而其中有些化学物质缺少便会生病,例如钙、铁、碘、锌。

钙是骨骼和牙齿的主要成分。人体99%的钙集中在骨骼和牙齿中,其余1%存在于细胞外液和血液中。如果血液中钙量下降,会使神经系统兴奋性增多,可引起抽搐。小儿长期缺钙会引起骨骼畸形而致佝偻病,表现为方颅,肋骨外翻,鸡胸,O型腿或X型腿等。食物中钙只有20%~30%可被吸收,其中维生素D最能促进钙的吸收,但谷类食物会影响钙的吸收。

含钙最多的食物有虾皮,牛奶、海带,黑木耳、鱼松;豆类、黑芝麻、蔬菜含钙也较高。

铁是合成血红蛋白和肌蛋白的原料。血红蛋白的铁占人体铁总量的65%~72%。缺铁会影响血红蛋白的合成,引起营养性缺铁性贫血,婴儿从母体带来的铁只够用3~4个月,奶类含铁较少,如不及时补充铁,小儿会贫血。即使没有贫血,也会影响认知和记忆能力。

含铁最多的食物是猪肝、鸡肝、鸡血、鸭血、黑木耳、黑芝麻、紫菜、海带、蘑菇和豆类等。维生素C可促进铁吸收,治疗小儿贫血常用硫酸亚铁或枸橼酸铁,但效果最好的是维铁糖浆(含硫酸亚铁和维生素C)。

锌是人体必不可少的微量元素,它参与人体70多种酶的合成,能促进细胞的正常分裂,生长及再生,有人称之为“生命之花”,可促进小儿生长发育,维持正常的食欲。有助于保持男性活力。

缺锌的儿童生长发育停滞,性功能减退,影响性成熟和性功能障碍(如:20岁的青年看上去仅如10岁!)。缺锌还会影响味觉素的合成,使味觉迟钝,食物无味,得厌食症或异食癖,并会影响创伤愈合,免疫功能降低,夜盲症,抑郁症和脱发等等。

含锌最多的食物是牡蛎,鲱鱼、烤麸、牛肉、羊肉和海产品。

碘主要功能是参与甲状腺素的合成。人体中20%的碘存在于甲状腺中。孕妇、乳母和儿童需要摄入更多的碘。孕妇或小儿缺碘,孩子会得克汀病(呆小症),成人缺碘会得甲状腺肿病。

含碘最多的是海带、紫菜、发菜,其次是海参、海蜇和蛤类。而用食盐加碘的碘盐补碘是既方便又经济的方法。

铬元素对于男性至关重要,它有助于男性体内胆固醇保持正常水平,促进肌肉生长,增强肌肉耐力。一名成年男子每天至少需要50微克铬,但一般食品中较难获得,需从补加的矿物元素中获取。

镁对保证心脏的正常运行不可或缺。它有助于降低血压、减少患心脏病的危险,增强精子活力,从而增加受孕成功率。

香蕉、豆类、土豆、燕麦、叶菜、海产品等食品中均含有镁元素。

人体的年轮

许多植物有年轮,树木的年轮在树干上。当我们横切剖开树干时,可发现那一圈圈深浅相间的环状纹理,清晰可见,它便是树木的年轮。通过年轮,不仅可以揭示树木的历史,还可以测知树木所处年代的环境与气候的变化情况,同时还可以帮助我们预测未来。

其实,不单是植物,自然界有许多动物乃至生命的物质也有年轮。例如,经验丰富的老农,通过辨认牛、马等牲畜的牙齿可确定其年龄。鱼的年轮在鱼鳞上,春夏时节,鱼儿长得快,鳞片也随之迅速增长,产生较宽的同心圆,秋冬则正好相反;到翌年又周而复始,于是窄带与宽带之间出现明显的分界线,这就是鱼的年轮。

在海洋生物中,大马哈鱼的年轮在右鳃盖骨上,比目鱼的年轮在脊椎骨上;鲨鱼的年轮在背鳍上;龟、鳖的年轮在背甲上;珊瑚的年轮是表壁上带有粗细之分的规则的环形条纹。

那么,作为高等动物中至高无上的人类,在生命成长过程中是否也有年轮存在呢?这一有趣的生命现象,近年已被科学研究所证实。据国外研究发现,人类同其他动物一样,在成长过程中也会产生类似牛马、树木的年轮现象。这个年轮存在于大脑和双手之中。

人体的耐寒能力

据报道,国外曾有人在海滩的冰水中漂流5小时平安无事。研究证明,人在突然遭遇寒冷时不会马上危及生命。随着体温的下降,仍可维持生命,当体温在28℃以上时,人还可说话、走路;体温降到26℃时还有知觉,直至降到24℃时尚有意识存在;如果体温继续下降,就有可能死亡。