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第61章 生物技术(9)

猴子虽然也能像人一样直立行走,双手也能操持器物,但它们奔跑时还靠四肢着地,不能算是直立体形。只有人类才具备真正的直立体形。直立造就了人类独有的直立体形,它为人类的生存发展提供了优越的条件。首先,直立体形解放了人类的双手,从此手不再是用来行走和支持身体重心的器官。双臂长在躯干的两侧,前后、左右、上下活动自如,发达的手指和关节为使用工具创造了条件,手变成一个真正的劳动器官。

直立体形的另一个优越性,是脑颅被平稳地举到脊柱的顶端,转动自如,于是附着在脑颅上的双眼视线大为开阔。眼不再只是用来看路和觅食了,而成为能灵活地监视远方,观察周围事物,为生存和发展积累知识的工具。手、眼的解放又进一步促进了脑的发展,为建立人类文明创造了必要的物质条件。

脊柱是直立体形的中轴,它有颈曲、胸曲、腰曲和骶曲四个弯曲。颈曲和腰曲是后天形成的,所以它也是直立的结果。这是因为内脏位于脊柱的前方,为不使重心前倾失掉平衡,就产生了腰曲。为了颅腔平稳地固定在身体的最上方,使两眼平视,颈曲的存在也是必不可少的。这四个弯曲不仅使身体达到平衡,而且增加了身体的弹性,使强烈的跳跃不致震伤脑髓。

人的体形随着年龄的增长而不同。一般儿童期的头与身长之比为1∶4,而到了成年时头与身长是1∶8。脊柱的四个弯曲也只是在学会走路之后才形成,到了老年,这种弯曲会变回到婴儿时期的情况,只剩下胸曲和骶曲。这就是有些老年人需要拐杖的原因之一。

直立体形也给人类带来一定麻烦。据统计,一般成年人的足上每平方厘米要承受300多千克的压力;而在跑跳时,这种压力会增大4倍。这就是为什么青少年常常会因剧烈运动而造成跟腱撕裂的原因。直立也使内脏下压腹腔底部,致使儿童和老人容易出现疝气。特别是老年,椎间盘突出、半身不遂、脑供血不足等老年常见病往往与直立体形有关。这可能就是有人提倡爬行健身法的依据。

输血也要对号入座吗

血液是动物和人生命的源泉。一个活泼健康的人,无论他身体如何健壮,只要失去全身血液总量的一半,生命就很危险。挽救生命的主要措施就是输血。输血使一些病人起死回生,但人类输血的历史,却是坎坷而曲折的。

1667年法国某医院躺着一个大失血的年轻人,眼看就要死去。一位医生捉来一只羊,把一根细细的银管插入羊的颈动脉,另一头插入病人的静脉,羊血就直接输入了病人身体。这种不科学的输血方法,居然暂时使病人恢复健康,这位医生就是丹尼斯。但是当丹尼斯用同样方法抢救病人时,大部分病人却都死在手术台上。他茫然了,同样是鲜红的血,为什么输进人体反而会死呢?丹尼斯为自己的试验付出了沉重的代价,法院以谋杀罪把他投入监狱。

20世纪初,维也纳病理解剖学会的青年助理医师卡尔·兰德斯坦纳立志解开输血之谜。

他偷偷解剖了几个因输血致死的病人,发现他们血管某些部分都形成血块,堵住了血流,这大概是死亡的原因吧!他抽取许多人的血,放入编上号的试管,进行交叉混合试验,有的马上凝集,有的却相处很好。经过反复实验,兰德斯坦纳终于搞清了A、B、O血型的秘密,为输血扫平了道路。为了表彰兰德斯坦纳对医学的贡献,1930年诺贝尔奖评审委员会授予他生理学和医学奖。

血管是我们生命的长河吗

有人统计,人体内部的动脉、静脉和毛细血管加起来,长度可达96万多千米。在这条生命长河中,不停地流淌着人类赖以生存的血液。血液不停地为全身细胞和组织提供着养料和氧气,又不断地将细胞和组织排出的废物运走,或送去加工再利用,或排出体外。在人的整个一生中,血液周而复始,川流不息,维持着生命。血流的动力来自心脏,人的一生经由心脏送入血管的血液总量大约有2亿千克。如果血流一旦停止,生命也就随之结束。

心脏离体还能跳动吗

我们剪去青蛙的头,用针破坏它的脊髓后,剪开蛙的胸壁,发现心脏仍在有规律地跳动。小心地剪下心脏,放在07%盐水中,心脏继续跳动。把心脏剪成两半,半个心脏仍有搏动。心脏离体可跳几小时,甚至更长时间。这种现象,令人惊讶不已。心脏的功能取决于心肌的特性。心肌除与骨骼肌一样,具有兴奋性、传导性、收缩性外,还有一种独特的性能,就是自动节律性。心脏里埋藏着一种特殊肌肉组织,叫心传导系统,靠这个系统保持心脏的正常工作。在整个传导系统中,居最高领导地位的是窦房结,它位于右心房的右上方,整个心脏跳动的快慢由它控制。兴奋由窦房结开始,依次带动整个心肌。窦房结每分钟发出兴奋波70~80次,窦房结兴奋波一个接一个而来,其他部位只有完成往下传的义务,这就保证了窦房结的领导地位。所以窦房结是最高起搏点,这样的心律叫窦性心律。

虽然窦房结一统天下,但其他部位仍保持自动节律性。如果因病窦房结发放兴奋波减慢,心跳慢,输出的血量不能满足身体的需要,房室结就会挺身而出,自动发出兴奋波,使心室加快跳动,保证足够的输出血量。房室结可称为第二起搏点,起“第二梯队”的作用。如果窦房结和房室结都不能正常工作,心室的束支也能发挥其自动性的权力,指挥心室收缩与舒张,这也就是“第三梯队”了。凡是取代窦房结控制心跳,都叫异位搏动,这时的心律叫异位心律。

鱼肝油是如何发现的

1904年,一位外国医生麦利在日本行医,发现一种“希光病”,皮肤和毛发像干燥的树皮一样失去光泽,角膜又混浊又硬,视力减退,最后不明不白地死去。奇怪的是患者都是穷人。麦利治疗1 400名患者,几乎没有什么效果。一次他发现一名患儿奇迹般地健康起来,原因是吃了鸡肝。鸡肝里有什么奥秘呢?麦利医生探求了一生,也没有揭开这个谜。

美国科学家台维斯决心要揭开肝脏的秘密。他把鳕鱼的肝放在器皿里,用文火慢慢地煎熬,得到粗制鱼肝油。再将含有氢氧化钠的酒精溶液慢慢注入器皿中,在60℃下进行着快速的搅拌,使鱼肝油中的脂肪被充分碱化,变成了肥皂和甘油。把肥皂和甘油除去后,就取得了一种神秘的物质。这是一种黄色黏稠的液体,不溶于水只溶于油脂,台维斯给它起了一个名字叫“脂溶性A”,这就是维生素A。随着科学技术的发展,众多的维生素相继发现了。今天,当我们使用各种维生素为人类健康服务时,可不能忘记第一个提纯维生素A的科学家——台维斯。

牙齿是人的“身份证”吗

1977年3月27日,大西洋的加那利群岛机场上,有两架波音747飞机相撞,死亡577人。在这些死难者中有326名是美国人。因为尸体无法辨认,美国政府派专家前往识别,得以确认者有212名,其中单靠牙齿证实者为156名。为什么牙齿能做证明身份的主要证据呢?牙齿是人体中最坚硬的器官,由于它对物理、化学刺激的耐受性很强,变化极为缓慢,所以它能协助法医判断出个人的种族、年龄、性别、血型、职业、籍贯等。根据牙齿的大小、形状和排列情况,以及在治疗(如充填、补牙、镶牙等)操作时发现和形成的不同特点,只要找到终治的牙科医生和详细的病历,就可以证实—个人的身份。日本东京齿科大学教授铃木和男曾说:“牙齿是能够说出一个人的整个经历的履历书。”

人是用大脑左半球控制说话吗

人是用大脑左半球控制说话的。这是100多年前,法国神经科医生布朗克发现的。为了纪念他的功绩,这部分脑区被命名为“布朗克区”。

一天,有位奇怪的病人来找布朗克大夫看病,进来时什么话也不说。布朗克问他:“你有什么需要我帮助吗?”病人还是一言不发。后来,患者用文字告诉大夫:他既不聋也不哑,过去是能说话的,后来突然在一场大病中失掉了语言表达能力。这位“有口难言”的患者引起了布朗克大夫的极大兴趣和同情,于是决心要把病因弄个水落石出。他坚持给患者治疗,从未间断,直到患者死去。后来经尸体解剖,布朗克大夫终于发现,这个病人的大脑左半球的某些组织发生了严重病变。布朗克激动地说:“原来人是用大脑左半球说话的。”布朗克的发现,经过神经生理学家的多次实验和验证,确认布朗克发现的这一皮层区域是大脑皮层中专管语言运动的中枢。如果语言运动中枢发生病变,就会形成“失语症”。以后研究发现,左半球的语言中枢有四个部位,分别管看字、听话、写字、说话。哪个部位发生病变,相应机能就会丧失。例如有的老年病人能看书但不能写字;有人不能说话,却能写字表达。

无头动物也能学习吗

有人用无头的蝗虫做过一个有名的实验——无头蝗的肢体位置学习实验,证实了切去头部的蝗虫,肢体并没有死,而且经过训练还能学会新的技能。实验是这样进行的:取两只蝗虫,切去它们的头,在它们的腿上安装刺激电极。将其中的一只做实验对象,另一只做对照。如果实验目的是要动物学会抬腿,那么每当实验动物的腿放下时就及时给以电刺激,以示惩罚,直到它的腿抬起为止。在每次电击实验对象的同时,对照动物也同时被电击,但不管它的腿是否抬起。过一会若实验动物的腿又放下了,于是又再度受到电击,这样训练几十分钟,无头蝗就能明白实验是要它抬腿的,于是它就把腿抬高不放下了。这个实验效果只发生在实验对象动物的肢体上,作为对照的动物是学不会的。这是因为实验对象动物,在实验中受到的刺激是赏罚分明的,而对照动物受到的刺激完全是随机的,它无法弄明白刺激的原因,所以什么也学不会。

“十聋九哑”的生理依据是什么

人常说“十个聋子九个哑”。为什么聋和哑总是伴生呢?为什么“十聋九哑”而不是“十哑九聋”呢?

其实,我们常说的哑巴,指的是不会说话的人,并不是不能发音。聋人不会说话就和瞎子不会画画一样。瞎子不会画画并不是他的手不会动笔,而是看不见笔画的效果,当然就无法确定下一步的动作。即使原来是个有名的画家,一旦眼睛失明,也只好就此停笔。说话也是这样。正常人在说话时,无时无刻不在自己耳朵的监听之下,从儿童学说话开始,他就是边听边说的。当他的发音正确时,就能马上得到应有的肯定,当他说错时就会被否定。慢慢地就知道“bà—bɑ”代表自己的父亲,“mā—mɑ”代表自己的母亲……这样边说边听,逐渐学会了说话。如果他根本就听不到自己的发音,就无法判断说话的效果,也就无法用语言来表达自己的愿望了。

生理学上将这种聋与哑的关系叫作语言的反馈。就像人眼和肌肉的反馈能指导手的运动一样,人体中也有一套精巧完美的语言反馈系统,随时监听自己发出的每一个音。如果发现音调偏低,就增加声带的张力;如果发现发音不准,就及时调整相应的发音部位(如口、舌、唇、齿的位置),直到满意为止。有些人因后天疾病而丧失说话能力,可能是由于发音器官的损坏或语言中枢的病变,这些人虽然不能说话,但他们的听觉完好,耳并不聋,所以常常是“十聋九哑”,而不是“十哑九聋”。

激素为何被称为生命信息的水路“使者”

大脑的指令沿着神经通路层层下达,传到肌肉,从而产生运动。这是人体传递信息的主要形式。人体内除了这种“陆上”信息通道外,还有一种“水上”通道。

人体内的血管,就是一条四通八达的生命之河。它在身体内几乎无处不到,无时无刻不在向身体的各个部分输送营养和氧气,并不断地将废物运往肝脏去处理,运到肾脏和汗腺排出体外。这好像一条体内的水路通道。它不仅为身体各部分的细胞和组织提供能源、氧气和运走废物,而且也是体内生理信息传递的重要通道。执行这种水路通信的使者就是激素。

激素能促进某些细胞代谢的增强,使某些器官的某些功能增加,也可使某些功能减弱。例如,胰岛素能促进肝脏合成肝糖原,又能抑制糖的氧化分解,从而降低血液中葡萄糖的浓度。激素调节细胞代谢作用的大小,取决于激素分子的浓度。每种激素的功能是很专一的,如垂体能分泌三种促激素,其中促甲状腺激素只作用于甲状腺;促肾上腺皮质激素只作用于肾上腺皮质细胞;促性腺激素只作用于性腺。它们各行其是,互不相干。

蜂群失散时,蜂王会分泌出一种吸引蜂群聚集的激素;蝶、蛾在繁殖期也能分泌一种激素招诱配偶。这样的激素在体外发生作用,称为昆虫外激素。昆虫内激素有保幼激素、蜕皮激素和脑激素,调节着变态发育。哺乳动物的激素主要在体内发生作用。它来自内分泌细胞和内分泌腺体,又随血液流遍全身,从而使广泛的组织和细胞产生代谢活动。由于激素在细胞的代谢活动中,既不为器官提供能量和养料,也不真正参加细胞代谢活动。它仅仅通过血液传达上级机构下达给细胞的使命,所以称为生命信息的水路使者。激素等化学物质对生命活动的调节叫体液调节。生物体新陈代谢能正常进行,既靠神经调节,又靠体液调节。

杂种有何优势

母马和公驴交配,生出来的骡比马和驴都强壮高大。这种现象在遗传上叫做杂种优势。

杂交产生的后代,能继承两亲本的一些优良品质。如骡从母亲(马)那里取得体大、快跑、力大、活泼的优点;从父亲(驴)那里取得步伐稳定、不易激怒、有耐力、食粗料的优点。显然,骡作为役用畜要比马和驴更好。这是中国古代劳动人民最早应用杂种优势的一个著名实例,一直沿用至今。

在动物分类上,马是一个物种,驴又是一个物种,它们的亲缘关系很远。凡是两个不同物种间的杂交称远缘杂交。由远缘杂交的后代产生的优势现象称为种间杂种优势。一个物种内,有许多不同的品种。显然,物种内各品种间的亲缘关系要比物种间的近得多。因此,物种内品种间的杂交称为近缘杂交或品种间杂交。与物种间杂交比较起来,品种间杂种优势更为常见,在生产上应用更广泛。如农牧业上推广的杂交玉米、杂交水稻、杂交猪、杂交鸡等,都是品种间杂种优势的直接利用。我们利用遗传规律培育的矮秆抗锈病小麦、肉卵兼用鸡等都是品种间杂交的成果。

何谓仿生学

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