线虫的意识

  人类无疑是有意识、有智力的动物。我们能够感觉到周围的世界,并且能够对感觉到的信息进行思考、推理,并且做出决定。我们能够设计、制造、和使用工具,能够用复杂的语言文字系统来传递和储存信息,对我们由以产生的世界进行不断深入的研究,还能够创造和欣赏音乐、绘画、雕塑等艺术形式。    问题是,意识是人类所特有的,还是其他动物也有意识?意识是从什么动物开始出现的?它的意义是什么?科学研究表明,感觉和意识是随着神经系统的出现而出现的,所以只为有神经系统的动物所拥有,而且凡是拥有神经系统的动物,包括低等动物线虫,都有感觉和意识。而智力,即分析处理感觉到的信息的能力,是在感觉和意识的基础上发展起来的, 线虫(Caenorhabditis elegans)是非常简单的两侧对称动物,长约1 mm,身体呈梭形,有头有尾。成虫只有959个细胞,其中302个为神经细胞。多数神经细胞聚集于头部,形成线… 阅读全文

为什么说人属于“单鞭毛生物”?

地球上的生物有170多万种,可以分为各种类型的生物。从细胞的结构特点,可以分为原核生物(prokaruotes,即没有细胞核的生物)和真核生物(Eukaruotes,具有细胞核的生物)两大类。原核生物包括古菌(Archaea)和细菌(Bacteria);真核生物包括植物(Plant)、动物(Animal)和真菌(Fungus)。每类生物都可以进一步分类,例如植物可以分为藻类植物、苔藓类植物、蕨类植物、种子植物等。动物可以分为无脊椎动物和脊椎动物,其中脊椎动物又可以分为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。我们人类就是动物中的哺乳类动物。除了这种分类方法,是不是还有其他分类法呢?

1987年,英国科学家汤玛斯·卡弗利尔-史密斯(Thomas Cavalier-Smith,1942-)提出,真核生物还可以根据鞭毛的数量来分类。例如有一根鞭毛的和有两根鞭毛的生物就不是同类。这里说的鞭毛,是指真核生物的鞭毛,成分和结构和原核生物的鞭毛不同。 例如单细胞的衣藻(Chlamydomonas,一种绿藻)有两根鞭毛,植物的孢子和配子也是双鞭毛的,而且这些鞭毛都长在细胞的前端,即细胞运动的方向。与此相反,动物的精子(包括人类的精子)、真菌的游动孢子、以及一些单细胞生物如领鞭毛虫(Choanoflagellate)则只有一根鞭毛,而且长在细胞的后方,通过摆动“推”着细胞前进,它们和植物应该不是同一类生物。从这个事实出发,地球上所有的真核生物可以被分为两个大类:单鞭毛生物(Unikonta)和双鞭毛生物(Bikonta)。它们各自都包括单细胞生物和多细胞生物,所以是很大的门类… 阅读全文

为什么没有“克隆鸟”?

  “克隆羊”多利出生以后,又有“克隆牛”,“克隆猪”,“克隆鼠”出现,,甚至“克隆骆驼”,被克隆动物的名单越来越长,似乎所有的动物都可以被克隆了。但是仔细看一下近年来克隆动物的名单,就会发这些动物全是哺乳动物,没有一个是鸟类。我们没有听说过“克隆鸡”、“克隆鸭”,“克隆鸽子”。到目前为止,还没有任何鸟类被克隆成功,这又是为什么呢?    这不是因为克隆鸟类的意义不大。鸡、鸭、鹅属于“家禽”,为我们提供肉、蛋、羽毛,也有育种的问题。百灵、画眉等鸣鸟为我们的生活增添乐趣。良种的信鸽非常珍贵。朱鹮更是濒临绝种的鸟类。如果鸟类能够克隆成功,无论是经济意义还是对于生命科学的意义都是很大的。    鸟类还没有克隆成功也不是因为科学家对克隆鸟类不感兴趣。在克隆羊多利诞生之后不久,美国科学家就成立了专门克隆鸟类的公司。在2001年美国密西西比州圣•路易市召开的全美育种家年会上,Avigeni… 阅读全文

我们怎样“烧”食物分子中的碳?

我们怎样“烧”食物分子中的碳? 我们的生命活动是靠能量来驱动的。一个成年人仅作轻微活动时,一天消耗的能量也有约2000千卡(一卡是把一克水加温摄氏一度所需要的能量)。这样的能量消耗速度相当于一个功率为100瓦的电器。如果换算为热量,它可以把25公斤的水从室温烧开。这些数量看上去不大。但如果全部换算成可用功,可以把100公斤的物体举高8570米,即相当于珠穆朗玛峰的高度! 这些能量是用来维持我们身体内各式各样的生命活动的。最明显的是肌肉的收缩。我们需要胸部的肋间肌和横隔肌的收缩来呼吸;我们需要心脏肌肉的收缩来维持血液循环;我们需要骨骼肌的收缩来进行运动和各种外部活动(包括面部表情);我们需要肠胃的蠕动来消化食物和排泄废物。呼吸道和肠道表面纤毛的摆动,也都需要能量。我们说话唱歌也是利用呼吸的气流提供能量的。 除了肌肉的收缩要消耗能量,神经活动也需要大量的能量。人的大脑只占体重… 阅读全文

中医切脉分“寸、关、尺”有根据吗?

中医切脉分“寸、关、尺”有根据吗?     中医在号脉时,不是用一根手指头来感觉手腕处桡动脉的跳动情形,而是用三根手指头的指尖按压桡动脉上相邻的三个地方,分别叫做“寸”、“关”、“尺”。桡骨靠近手腕处有一个突起,叫做“桡骨茎突”。它正对的桡动脉就是“关”的位置。“关”之前(朝向手掌的方向)为“寸”,“关”之后(朝向手肘的方向)为“尺”。三部的总长度约为2寸,大约是三根手指(食指、中指和无名指)并在一起时的宽度,所以这三根手指头就可以同时接触这三个位置。     按照中医的理论,“寸、关、尺”的脉象各自对应体内不同的器官,而且左手和右手对应的器官不同:“左手寸脉候心,关脉候肝,尺脉候肾;右手寸脉侯肺,关脉候脾胃,尺脉候命门”。这些脏腑在身体中有不同的位置,和“寸、关、尺”的相对位置相对应。“上寸脉以候上(躯体上部),下尺脉以侯下(躯体下部)”。此外,还要结合浮、中、沉等不同的切按… 阅读全文

干细胞是从哪里来的?

现在“干细胞”已经成为一个热门词汇。“干细胞研究”,“干细胞治病”这样的说法经常可以听到。由于干细胞研究的时间还不长,有人会觉得干细胞是什么新东西。其实干细胞在地球上的多细胞生物形成时,就同时出现了,并且干细胞还是多细胞生物出现的必要条件。为什么这么说呢?这就和单细胞生物进化到多细胞生物的过程有关。 地球上的生命大约是在35亿年前出现的。最初的生物都是“单细胞生物”,也就是每个生物体只由一个细胞构成。现在还有许多生物以单细胞生物的形式存在,例如细菌和酵母菌。但是我们的眼睛能够看见的,基本上都是“多细胞生物”。“多细胞生物”,顾名思义,就是生物体由多个细胞组成,而且绝大多数多细胞生物是由不同类型的细胞组成的,这些细胞分别执行不同的任务。我们在这里谈的多细胞生物,也是指细胞之间有分工的生物。最初的多细胞生物产生时,一个优越性就是“个头”比原来的单细胞生物大。个头一大,被别的生物吃掉的可能… 阅读全文

为什么“孤雌生殖”产生的鲨鱼和火鸡性别不同?

鲨鱼和火鸡都是脊椎动物,与人一样,都是靠有性生殖来繁殖的。雄性个体产生精子,雌雄个体产生卵子,精子和卵子结合生成受精卵,再发育成下一代的生物。由于受精卵从父亲和母亲那里各接收了一份遗传物质,所以是“二倍体”。鲨鱼和火鸡没有受精的卵子是“单倍体”,只有一份遗传物质,不能发育成下一代的动物。 可是怪事发生了。2001年12月14日,美国内布拉斯加州的一个动物园中养了三条雌性锤头鲨的鱼缸里,突然出现了一条雌性小鲨鱼。这三条雌鲨鱼在放进这个鱼缸时还没有成年,不可能已经交配过,鱼缸里也从来没有雄性鲨鱼,那么这条小鲨鱼是从哪里来的呢? 过了一年,美国底特律的一家水族馆的一个鱼缸也发现了两条小鲨鱼(“白点竹鲨”)。而鱼缸里原来只有两条雌鲨鱼,说明这两条小鲨鱼也是在鲨鱼卵没有受精的情况下产生的。而且这两条小鲨鱼和内布拉斯加州动物园的那条小鲨鱼一样,都是雌性。 这个现象使人们联想到蚜虫的“… 阅读全文

我们需要补充“抗氧化剂”吗?

随着生活水平的提高,人们对于健康长寿的期盼就更加强烈。在各种保健措施中,服用“抗氧化剂”是为许多人采用的。其背后的科学原理看来也很清楚:在人的一生中,由外部原因(比如辐射、环境和食物中的一些化学物质)和内部原因(主要是通过新陈代谢),身体里面会形成“游离基”,或者叫做“活性氧”。它们含有“未配对电子”,化学性质非常活泼,能够修改和破坏我们身体里面的各种分子,比如脂肪酸、蛋白质和DNA,并且在分子内和分子间形成交联。日积月累,这些被破坏的分子就会越来越多,造成身体的各种功能下降,使人衰老,甚至导致癌症。科学实验也证明,我们的身体里面确实有被“活性氧”破坏的分子,而且它们的数量随着年龄而增高。

我们的身体里面有一整套机制来对抗这些“活性氧”,但是这种防御不是百分之百有效的。既然如此,那么从外面补充各种“抗氧化剂”,也许就能延缓衰老的进程,减少患癌症的几率。在这种思想指导下,许多人去摄取各式各样的“抗氧化剂”,包括维生素C、维生素E,b-胡萝卜素等等。市场上关于“抗氧化”制剂的宣传更是随处可见。 然而,近年来许多科学研究的结果,包括数次世界范围的,大规模的对“抗氧化剂”效果的试验却表明,这些“抗氧化剂”并没有延缓衰老的作用。在一些情况下,这些物质还会缩短人的寿命,增加癌症的发生率。这些结果使人感到困惑:我们还需要补充“抗氧化剂”吗?为了回答这个问题,我们首先需要了解“游离基”是如何产生的。 人体内产生“游离基”的主要场所是“线粒体”。 除了射线照射能够在身体里面形成“游离基”外,我们身体里产生“游离基”的主要场所就是我们细胞里面的“线粒体”。“线粒体”是细胞的… 阅读全文

对外星生物的一些猜想

许多对外星人的想象常常是比较随意的。既然是“外星人”,似乎可以突破地球人的一切限制,无所不能,连构成身体的物质和使用工具的材料都可以完全不同。比如有些科幻作品就把外星人乘坐的飞船说成是“由元素周期表以外的物质构成的”。要想知道外星生命和地球型生命到底有多么不同,就需要看看我们这个宇宙中组成物质的基本元素及其性质。 在宇宙大爆炸后,由基本粒子组成的高温高压的“粥”逐渐冷却,形成原子。这个时候宇宙中的元素主要是氢,还有一些氦。如果宇宙就这样均匀地膨胀下去,那么我们的宇宙就会只由氢和氦组成,根本不会有生命。 由于宇宙中物质分布的微小不均匀,浓度稍高的地方会把周围的物质吸引过来,使自己的质量增大。这样又会吸引更多的物质向自己靠拢,使这些地方物质的浓度不断增大,最后形成星球。但是如果仅是物质浓度增大,物质本身并不变化,那么这个世界仍然会只是由氢和氦组成。 幸运的是,星球内部的高温高… 阅读全文

为什么人类热衷于搜寻外星生命?

     人类对外星生命一直非常感兴趣。“不明飞行物体”(Unidentified Flying Object, 简称UFO,比如“飞碟”)的消息之所以如此吸人眼球,就是因为那可能是外星人访问地球的证据。如果能够证实,就有可能实现人类与外星人之间的接触。这对人类社会的影响会是极其巨大的。能够访问地球的外星生物,所掌握的科学技术一定远远超过人类的水平,地球人就有可能免去数百年,甚至更长的摸索过程,实现科学和技术的大飞跃,其结果将是不可限量的。由于科学和技术的发展需要时间,具有高度发达科学技术的外星人的社会发展阶段,也很可能领先人类社会很长时间,可以给人类社会的发展前景提供参考。       有关UFO的报道虽然持续不断,但是“飞碟”和外星人的实物一直没有见到。除了被动的等待,人类还主动地去探测来自外星的无线电信号。比如美国的“搜寻地外文明计划”(SETI计划,即Search for E… 阅读全文