书城童书我的第一本生物探索发现全纪录
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第25章 生物科学猜想(5)

现在人们看病常见的检查手段是验血、验尿、照B超、X光、核磁共振等等。随着生物技术进一步发展,上述常见的检测手段,许多将会被基因检测手段所替代,特别是针对基因变异所导致的疾病。百姓还不了解的新的基因检测项目将广为普及,医生只需提取你一根头发或者一点头皮屑就足够进行基因检测用了。检验的方法将十分快捷,患者就诊也将更轻松。鉴于基因治疗的特性,大面积创伤型的手术将会越来越少,现行治疗癌症的手术、放疗、化疗等手段很可能不复存在。

因为基因治疗的方案一定是个性化的量体裁衣方式,所以药品也一定是个性化的。甚至有可能形成一种医生的诊断报告出来以后,治药公司马上针对单个病人制造基因药品的模式。基因药物从外形来讲可能是片剂、针剂,也可能是一种有治疗功能的巧克力。基因药总的趋势是更加精致,更加方便,毒副作用几近零。从生产角度讲,基因药前期需要渊博的知识准备,但到工业化生产阶段,它并不像化学药那样需要巨额资金投入,因而生产成本并不会很高。

不久的将来人们将非常方便地通过基因序列测定检查出各种疾病,并按照多了减、少了加、缺了补的思路进行基因治疗。比如奥克公司试制出的治疗性基因工程艾滋病疫苗,其思路就是通过基因药物激活人体的免疫系统,使病人通过自身人体免疫系统消灭病毒。

由于可以利用生物技术在动物身上培植人类器官,器官移植的医疗费用将大幅下降。将来或许你就可以像养宠物一样,在家里养一只能够生成你所需某种器官的动物,等器官长成后取来移植。从技术上讲,这一切已经不是问题。

总之,科技将会使我们的生活日新月异,基因工程的不断发展将会使我们的生活更加便利、先进。

生命科学的发达为人类的未来生活描绘出了一幅美好的蓝图,只要我们不懈地努力,那一天离我们就不再遥远。

人体经络的秘密

经络学是古老中国医学的一枝奇葩,不仅在中医理论中占有特殊重要的地位,而且在世界医学界也久享盛誉。早在两千多年前,我国医书中就有关于经络系统的详细记载,其中以《内经》的记载最详尽全面。古代医学一般把经络看作运行血气通道,维系体表之间、内脏之间以及体表与内脏之间的枢纽。但千百年来,尽管历代无数医家对此穷究细考,对于经络究竟是人体的什么结构,它的本质又是什么等问题,却始终没有做出令人满意的回答。

到了20世纪50年代,经络传感现象被重新发现。我国医务工作者根据经络学说首创针刺麻醉术,震惊了世界医坛。经络学又成为世界医学界的热点话题,科学家们纷纷给予了经络学很多关注和研究,有关的经络学的探究便日益活跃了起来,新学说、新观点层出不穷。其中不乏比较有影响的观点。

日本学者大久保适斋在一百多年前对经络学提出了自己的见解,他认为经络活动是植物神经活动,尤其是交感神经活动。这种观点被不少现代西方学者所承认,如美国生物学家史密斯和加拿大分子生物学家亨根。并且他们还进行了进一步地解释:经络的实际行径与人体解剖学中的植物神经系统十分近似。所谓经络传感现象就是植物神经纤维上动作电位的传导,而传导所需的能量,是由生物能源——三磷酸腺苷水释放出来的。但遗憾的是,以上观点还缺乏应有的实践基础。

新西兰大学学者托马斯提出了经络是人体内的一种新的网状管道结构的学说,他把这种结构称作“自身原位丛”。他认为“自身原位丛”是人体进化过程中留下的残迹。这当然也还只是一种假说。因为人体内是否真的存在“自身原位丛”,还有待考证。

第三种说法是我国学者孟昭威,他提出了第三种平衡说。他认为经络传感速度介于神经和内分泌调节速度之间,是协调体表与内脏之间的未知系统,它与现代生理学中已知的神经系统和内分泌系统协作,共同完成全身平衡调节的功能。此说法角度新颖,也有一定的生理根据,但缺乏形态研究的支持,因而很难得到公认。

我国的薛崇成和美国李宋宁等一些学者主张经络系统并不是人体的特殊结构或系统,只不过是大脑皮层中的循行性立体反射系统而已。

科学家们并没有形成统一的定论,所以经络学也是生物学和医学中的一个未解之谜。

关于经络学,科学家们各抒己见,但都很难得到公认,所以科学探索的路还很长,我们必须不断地用科学知识武装自己,在科学探索的路上不断求索前进。

生物钟的秘密

人们都知道,每当冬天来临,天气变冷时,大批的候鸟纷纷南飞,寻找过冬的栖息地;而当春归大地、万物复苏的时节,它们又归心似箭地飞回到久别的故乡。如果经过长期的观察就会发现,候鸟每年回归的时间总是趋近于一个确定的时间。于是人们就产生了猜疑:是否在生物体内存在着一种类似钟表的计时装置,它支配着生命有节律地活动?

关于生物的生物钟问题,内生论者认为,某些生物体从遗传上就带有一种像钟一样的而且能够周而复始的循环周期,不受外界的影响(如生物周期说)。外生论则坚持生物之所以能够像上好了弦的钟表,主要原因是为了外来的有节律的刺激信号(如潮汐说,食物供给说)。他们认为这种刺激信号包括地球的自转、昼夜的交替以及日光、温度、空气、宇宙线、电磁场、引力、太阳黑子等。

人类自身也被某种节律支配着,这类现象早就引起了人们的注意和研究。最著名的要数19世纪末至20世纪初的维也纳心理学教授斯提伯达和德国科学院院长弗里斯,他们是研究人体生命节律问题的先驱。他们以及他们以后的许多科学家的研究结果表明:人类不仅情绪和智力,而且血压、体温、心跳、脑电波、血液中的钙、钠离子的浓度等,都有明显的周期性。

关于人体生物钟这个问题,传统的观点有两种。一种叫做外源说,一种叫做内源说。持外源说者认为,外部环境的广泛信息(如电磁场变化,地磁变化、重力场变化、宇宙射线、星运周期、月相变化等)是导致人体生命节律的动因。持内源说者则认为,生命节律取决于人体的内在因素,人体特有的固有机能是产生生命节律的根本和直接原因。

内源说和外源说各自坚持自己的观点,互不相让。于是,关于生命节律的第三种学说便应运而生了。这就是人体与环境相互作用说。

相互作用说的主要观点是:人类及生物在进化的历程中,只有首先在生理、行为上适应环境的节律,它才能生存下来。因此,有机体的基因上留下了必然的自然节律痕迹,表现出天生的节律。但这种节律又受到环境的影响,所以人体能根据环境状况对自身加以调节。

虽然关于生物钟的问题还没有定论,但是在各种学说的不断发展和争论下,人类一定会越来越接近真相。

生命节律的现象很复杂,究竟如何解释,到现在还没有定论。对科学的研究没有止境,生物钟的问题还有待人们不断地探索。

人类的远祖起源于哪里

人类的远祖起源于哪里,一直都是各国争论的对象。然而新的化石在中国的发现一改了以往人类起源于非洲的说法。中美科学家在英国权威科学期刊《自然》杂志上发表科学论文,通过对在中国江苏溧阳和山西垣曲发现的中华曙猿和世纪曙猿脚踝骨化石的研究,进一步证明了人类的远祖起源于中国。

科学家们对这些新发现的化石做了详尽的研究,发现这些脚骨化石是猴类、猿类及人类的共同祖先,这些动物生活在距今4500万年至4000万年之间的中始新世。

现生的类人猿动物包括猴类、猿类和人类,现生的低级灵长类动物包括狐猴、从婴猴、瘦猴以及眼镜猴等。在这次发现之前,高级灵长类的起源和演化几十年来一直使古生物学家和古灵长类专家深感困惑,这是因为科学界对高级灵长类古老的世系知之甚少。

过去,古生物学家曾经发现过曙猿的下颌骨以及牙齿,但曙猿是否是灵长类动物,在科学界曾经引起争论。有一些著名的科学家认为,曙猿根本就不是灵长类。然而,新发现的证据表明,曙猿是一个十分原始的灵长类家系的成员,这个家系延续到今天的成员有猴类、猿类和人类。除了证实曙猿是高级灵长类之外,新的发现还有助于解决一个长期争论的问题,即在灵长类动物家族中,类人猿动物的世系是从何处发生的。

科学家们从上海以西170余公里的江苏溧阳以及北京西南500余公里的山西垣曲采集到了新的化石,这些化石所处的地理位置也具有重要意义,为人类远祖的起源地的争论提供了一些证据。大多数科学家认为高级灵长类的祖先来自非洲。现在,从中国境内采集的化石无疑对这种传统的观点起到了撼动的影响。

总之,世界上最古老和最小的高级灵长类动物的化石在中国的发现表明,过早地下人类起源于非洲的结论显然是不合适的。

关于“猴类、猿类和人类的起源到底在何处”这一久争不下的问题,还须进行大量的科学工作才能得到比较圆满的解决。特别应该强调的是野外勘察工作应大大地加强。

是火山爆发还是行星撞击地球导致生物绝灭

导致生物大灭绝的主要原因是大规模火山喷发还是行星撞击地球呢?

科学研究表明大约六亿年间,5次生物大灭绝中的3次均与大规模火山爆发有重要关联。很多年以前,人们发现恐龙绝灭的时间与印度德干高原大规模的洪流玄武岩喷发,即火山作用的年代几乎一致,于是有了“生物绝灭起因于洪流玄武岩喷发”的说法。

2.5亿年前二叠纪末与2亿年前地球史上发生的最大的生物绝灭事件,也曾被认为与火山爆发相关。1995年至2000年间,美国加州大学柏克莱分校的伦尼与麻省理工学院的波林,分别利用同位素测定年代法,分析了我国浙江煤山地区二叠纪末地层的火山物质,以及西伯利亚洪流玄武岩喷发的年代,发现两个事件几乎同时发生在25亿年前左右的100万年内。因此他们推论,此次生物大绝灭为西伯利亚大规模火山爆发所致。

20年代末,哥伦比亚大学的欧尔森也在《科学》杂志发表类似文章,报告三叠纪末生物绝灭与广布欧洲西部、美洲东岸与非洲西缘的玄武岩喷发有着相当程度的关联性,不但年代十分接近,规模也相当于西伯利亚火山的喷发。

洪流玄武岩在短时间内的大规模喷发,会导致大量灰烬与二氧化碳、硫化物等气体进入大气层与水圈,造成全球性气候与海水成分变化,产生温室效应造成大规模冰山溶解,导致海面上升,大幅缩小陆生动植物的生存空间。

印度德干玄武岩洪流在100~200万年内喷发了约260万立方公里的火山物质,其暖化的结果与火山所带来的热流,使得储藏于岩层中的甲烷大量释出,而氧化作用加速了大气层中二氧化碳的富集。同时,随后发生的冰期也会造成反向的大幅度海退作用,恶化海洋生物所赖以生存的环境。而大量火山灰烬飘浮于大气层中,阻绝了太阳辐射作用,同样不利于生物的生存。

但地球也每时每刻都有可能受到陨石的撞击,据统计,平均每50万年地球就可能受到直径超过一公里的星体撞击。这些陨石会将地球砸得“百孔千疮”,还会引起大范围火灾,而且可能带来一定程度的辐射与波击,导致地球变形或海面升降变化。此外,陨石碎片接近大气层时燃烧爆炸形成的灰烬,也会漫布大气层,带来大量的外层空间物质,包括铱与富勒烯等地球上稀少的固态物质,或是二氧化碳、二氧化硫等气态物质,进而影响太阳辐射作用,产生温室效应,使大气层与水圈产生变化,威胁生物的生存甚至导致绝灭发生。

占上风的理论认为生物绝灭多是由于星球撞击,但这一说法并不是没有受到过质疑,美国斯克里普斯海洋学研究所贝克博士认为,岩石中的富勒烯与其中蕴藏的外来气体可能是陨石撞击地球燃烧后留下的证据,而加州理工学院的法利使用同一种方法分析,并没有发现富勒烯与惰性气体等任何来自外层空间的物质;日本东京大学的矶崎行雄也认为,贝克分析的标本并不是出自于二叠纪末的界面地层,而是采自界面下方数米的地层。果真如此,二叠纪末即使有星球撞击,发生的时间也应早于生物绝灭。

显然,大规模洪流玄武岩的火山喷发与星球撞击事件,都足以造成全球性的巨大环境改变,从而导致生物绝灭。但审视已知的科学证据,可能造成生物绝灭的两大事件,似乎都还不足以完整解释所有现象。就已知的5大灭绝事件而言,其中有3项似乎与火山作用有关,但白垩纪末恐龙绝灭的同时,却与大型星体撞击有密切关系。星球撞击似乎较能解释生物大规模、短时间内绝灭的发生,但不能解释为何许多已知的大型撞击事件却没有造成生物绝灭,也难以解释海底生物的大规模绝灭。

故此,生物的绝灭究竟是星球撞击还是大规模火山作用?这仍是一个未解的重要科学之谜。

生物大灭绝一直是地球发展史上一个争论不休的问题,究竟是什么原因导致生物一次又一次的灭顶之灾?对那个遥远年代发生的事情,至今人们依旧所知甚微。

地球生命起源之谜

地球生命的起源一直是一个争议颇多的问题。地球的年龄约为45亿年,地球生命形态最初出现的时间可追溯到30亿年前。那么地球上的生物究竟是怎样产生的呢?

有一种学说认为,生命产生于原始的大气。有机分子在地球原始大气中产生,然后产生了生命。但有机分子为什么会取得如此辉煌的胜利呢?20世纪中期,美国科学家斯坦利·米勒对此做了试验研究。它模拟原始地球大气,将氨、甲烷、氢和水蒸气混合在一起,然后对这些混合气体进行放电,结果获得了氨基酸。