登陆注册
33308600000025

第25章 生物大发明(3)

细胞学说与达尔文的进化论和孟德尔的遗传学被称为现代生物学的三大基石,而实际上可以说细胞学说又是后两者的“基石”。细胞学说在哲学上也具有重要的意义,它使千变万化的生物界通过具有细胞结构这个共同的标准特征而统一起来。同时有力地证明了生物彼此之间存在着亲缘关系,为生物进化理论奠定了基础。恩格斯认为细胞学说的建立是最令人信服地检验了辩证唯物主义的正确性。他把细胞学说、进化论、能量守恒和转化定律列为19世纪的三大科学发现。

此后,在细胞学说的基础上,人们对生物界进行了更深入的研究,发现了细胞的全能性,即任何细胞都具有发育成完整个体的潜在能力。根据这一理论,人们发展了组织培养、克隆技术等高科技的生物技术。

血型的发现

血型的研究过程从一开始就和输血疗法密不可分。人们通过研究和总结人类300多年以来输血历史的成功与失败的经验,最终发现了人的血液可以分成不同的类型,为安全、有效地使用输血医疗方法铺平了道路。因此,我们要想了解血型的发现过程,就必须先从输血的历史谈起。

1665年的一天,英国科学家查理·罗尔看到一条小狗出了意外,失血过多,小狗濒临死亡。

查理·罗尔灵机一动,想出了一个可能拯救小狗生命的方法。他尝试着将一条健康狗的血管间接地与那条奄奄一息的小狗的血管连通,过了一会儿,奄奄一息的那条小狗神奇地起死回生了。查理·罗尔的这种使血液得到补偿的有效方法,使人们第一次认识到在不同个体间输血是可能的。这个300多年前的实验是后来输血术发展的萌芽。

1668年,在法国医生丹尼斯的诊室里,一位年轻的妇女恳求医生把羔羊的血输入她性格暴戾的丈夫的身体里,她的丈夫也很想通过输血,让羊羔温顺的性情改变自己暴戾的性格。因为在古代,人们曾将血液视作是“灵魂的主宰”、“性格的象征”,因此当时的人们有这种想法也是可以理解的。丹尼斯医生出于无奈,被迫答应了他们的请求,开始进行人类历史上第一次为人体输血的工作。但是很不幸,就在为这名男子输入羊血时,悲剧发生了,这名男子突然心跳加快,痛苦万分,最后在一阵歇斯底里的狂躁后死去了。丹尼斯医生因此被人指控为“过失杀人”而入狱,从此再也没有人敢采用输血的技术了。

1818年,有一天英国的生理学家兼妇产科学家詹姆士·博龙戴尔医生接收了一位难产的孕妇。在孕妇生产时突然发生了大出血,怎么办?如果不及时给孕妇输血,她就必死无疑。善良的詹姆士医生为了拯救孕妇的生命,在征得孕妇丈夫的同意后,果断地作出决定,立即为孕妇输血。在丹尼斯医生输血事件沉寂了150年后的这一天,詹姆士将一名健壮的男子的血输给了那位失血过多的产妇,终于使她得救了。同年12月22日,詹姆士医生在伦敦医学年会的讲台上作了人与人之间输血成功的第一例报告。但随后的多次实验证明并非每个受血者都能够获得救治,甚至有的还出现严重的生理反应而加速了死亡。看来输血技术还存在许多理论问题未能得到解决。

在以后的几十年里,许多科学家都在思考着这样一个问题:“为什么有的人输进别人的血安然无恙,而有的人却会出现不良反应,甚至导致死亡?”这个问题同样也困扰着奥地利医生卡尔·兰德斯坦纳。有一天,他终于想到:会不会是输入的血液与受血者身体里的血液混合产生病理变化,而导致受血者死亡?1900年他用22位同事的正常血液交叉混合,发现红细胞和血浆之间发生反应,也就是说某些血浆能促使另一些人的红细胞发生凝集现象,但也有的不发生凝集现象。于是他将22人的血液实验结果编写在一个表格中,通过仔细观察这份表格,发现表格中的血型可以分成3种:A、B、O。

1902年,兰德斯坦纳的两名学生把实验范围扩大到155人,发现除了A、B、O三种血型外还存在着一种较为稀少的第四种类型,后来称为AB型。到1927年经国际会议公认,采用兰德斯坦纳原定的字母命名,即确定血型有A、B、O、AB四种类型,至此ABO血型系统正式确立。兰德斯坦纳也因贡献的意义重大,在1930年获得诺贝尔医学及生理学奖。

人类的红细胞含有两种凝集原,分别叫做A凝集原和B凝集原,人类血清中则含有与凝集原对抗的两种凝集素,分别叫做抗A凝集素和抗B凝集素。按照红细胞所含A、B凝集原的不同,把人类血液分为四种类型:凡红细胞只含A凝集原的,就叫做A型;红细胞中只含B凝集原的,叫做B型;红细胞中A、B两种凝集原都含有的,叫做AB型;红细胞中A、B两种凝集原都不含有的,叫做O型。同时,从调查研究中还证明,每个人的血清中都不含有与他自身红细胞凝集原相对抗的凝集素。因此,A型人的血清中只含有抗B凝集素,B型人的血清中只含有抗A凝集素,AB型人的血清中两种凝集素都没有,O型人的血清中则两种凝集素都有。

凡是互为对抗的凝集原与凝集素相遇,血液就会发生凝集,而导致受血者死亡。输血的时候,主要是考虑献血者的红细胞与受血者的血清之间是否会发生凝集反应。按这个道理就可以推断出A、B、O、AB血型之间在输血时的相互关系。

科学是无止境的,对于血型的研究也不例外。1940年,兰德斯坦纳与维纳用恒河猴的红细胞注射到豚鼠腹腔,经反复注射后,发现豚鼠血清中出现了抗恒河猴红细胞的抗体(即RH抗体)。用含有RH抗体的血清与人的红细胞混合,发现有85%的白种人血液发生凝集,说明这些人的红细胞中含有RH抗原,故称RH阳性血型;另外15%的人的血液不凝集,说明其红细胞不含RH抗原,故称RH阴性血型。这样另一套血型系统产生了,即RH血型系统。其实在人类的血型中还有很多的秘密,相信随着科学技术的进步,经过科学家们不懈的努力,人类定会在人与人之间的血型分类、鉴别上得出更加深入和细致的结论。

人体激素的发现

为什么有人天生矮小,甚至有些人会得某种奇怪的病如侏儒症、糖尿病等。为什么人在生长到某一年龄阶段会出现不同的生理特征,如生长、发育、生殖、新陈代谢等。那么,人又是怎样维持生命的正常运行的呢?

1902年,英国生物学家威廉·贝利斯和欧内斯特·斯塔林从小肠黏膜提取液中发现了促使胰脏分泌的“肠促胰液肽”。他们根据这种物质的生物活性,将它命名为“激素”,其拉丁文原意为“我激起活性”;它的另外一个名字叫“荷尔蒙”,在希腊语中的意思为“兴奋”。

正是由于在人和动物体内经常分泌着具有不同专一生理功能的激素,调节控制着生命体的生长、发育,从而使得生命发生一系列变化。激素不通过导管,而是由血液运送到生命体的各个器官组织,形成内分泌。人体内如缺少某种激素,便会发生病变。侏儒症就是由于人体中脑下垂体分泌生长素不足造成的,糖尿病的发生则由于胰岛素分泌不足。

1905年,贝利斯和斯塔林明确提出了激素在血液中起化学信使作用的概念,从而使20世纪人类对各种腺体提取液的生理和病理研究,取得了不少成效。在将近40年的时间内,科学家们成功地取得了许多内分泌腺体的提取液,如1909年取得脑下垂体后叶提取液,1921年取得脑下垂体前叶生长素提取液和胰岛素提取液等。对这些提取液的取得和研究,充实了人类治疗内分泌功能紊乱疾病的手段。生理学家和医学家又进一步研究了各种激素的生理功能和医疗上的作用,也取得了一系列重要的发现和进展。如甲状腺素引起甲状腺机能的亢进或减退;胰岛素和糖尿病关系密切,胰岛素分泌不足是糖尿病的直接病因;性激素是促进性成熟和影响性功能的主要因素;肾上腺皮质激素对糖、脂肪、蛋白质核酸以及钠、钾、氯等无机盐类的代谢有广泛的调节作用,如果缺乏,则会引起人体器官功能的紊乱,严重时甚至造成死亡。随着不断的研究,科学家们还发现,在人体内激素还有许多种,如副甲状腺素、胸腺素、肾上腺素、消化道激素等。

20世纪30年代前后,科学家们在内分泌研究方面最重大的成就是发现了脑下垂体分泌的激素,具有调节控制体内其他激素的功能。脑下垂体位于大脑的中下方,下丘脑的下部。科学家发现它除了分泌起促进生长作用的生长素外,还分泌各种促激素,如促甲状腺激素、促性腺素等。它们对于体内其他激素的分泌起着调节作用,一旦其他激素分泌量过少,则垂体激素分泌量就会相应地增加,以促进相关激素的分泌;如果其他激素分泌量过多,则垂体的相关激素的分泌量就会减少。

20世纪后半叶人类在激素研究方面最激动人心的成就是提取分离并化学分析了下丘脑分泌的神经激素。这项科研成果主要由两位生化学家吉尔曼和沙莱完成。下丘脑是比垂体更高一级的调节控制激素的分泌的组织,而且在这里神经和内分泌两大系统通过神经递质的作用而联系起来,形成了一个统一体。

在研究激素的生理功能时,血液中微量激素测定是一个关键。1959年美国女放射性同位素物理学家亚洛和医生伯尔森长期合作,建立了放射免疫分析法,用以测定血液中的微量的多肽类激素、甾体激素、环化腺苷酸吗啡等,为激素的研究和临床上内分泌紊乱病症的诊断提供了灵敏的工具。

科学家对激素作用原理的研究也随着分子生物学和细胞生物学的发展有着很大进展。美国生化学家萨瑟兰于1956年发现了CAMP。又经过多年时间的研究工作,科学家们才证明CAMP是激素同细胞作用中起积极作用的“中间体”。20世纪70年代前后,关于生物膜的研究成果也表明,激素作用于细胞内特定的激素受体。激素起作用时先同受体结合,刺激细胞内CAMP量升高,从而引起一系列的生理生化变化。

以上这些激素研究工作的主要进展,很快就直接应用于处理内分泌失调病人的检查治疗和病理分析,充分标志着20世纪医学的进步是由研究室科研工作和临床实践相结合推动的。

维生素C的发现

维生素是人体需要的六大营养素中被发现得最晚的一类。人类因缺乏维生素C所经受的痛苦和生命威胁,已经不知过去多少年了。从埃及发现的古代象形文字中,有人认为,以牙龈和皮肤出血为特征的坏血病在3 000年以前就有了。古希腊的希波克拉底(公元前460~公元前377)记载的一种病,也是指坏血病。

曾有人对坏血病作过较详细的描述:病来时脚和腿突然感到疼痛,牙龈和牙齿被一种坏疽侵袭,病人不能进食。腿上骨骼发生病变,呈可怕的黑色(由于骨膜下出血),疼痛不止。

在航海中,船员患坏血病的例子记载最多。例如詹姆斯·林德医师于1755年收集的资料中就有记载关于1535年的第二次探险队的情况:“正是12月,到达纽芬兰靠岸时,遇上很严重的疾病,患者先是感到浑身无力,站立不起来,接着双腿肿胀,肌腱萎缩变为黑色。有的病人皮肤布满出血点,成为紫色。口腔有恶臭,牙龈腐烂,肌肉消失。这种可怕的病传播很快,在两个月内,使8人死亡,50余人失去恢复健康的希望。”

16世纪,意大利伟大的航海家哥伦布经常带领船队在大西洋上探险。有一次,船队出发不久,航行不到一半的路程,已经有十几个船员病倒了。为了不拖累大家,患病的船员提出要留在附近的荒岛上,等船队返航时再将尸体运回家乡。几个月后哥伦布的船队胜利返航了,当船在荒岛靠岸时,那十几个患坏血病的船员竟向大船奔跑过来,哥伦布又惊又喜地问他们:

“你们是怎么活过来的?”“我们来到岛上以后,很快就把你们留下的食物吃完了。后来我们就只好采些野果子吃,就这样我们不仅一天天地活下来了,而且病也好了。”难道是野果子治好了这些船员的坏血病吗?

理查得·哈金斯爵士于1593年曾有用柠檬汁治疗坏血病的记载:“1600年,新成立的东印度公司组织船队第一次由英国驶往东印度。船长詹姆斯·兰坎斯忒在自己所乘的旗舰上准备了柠檬汁。当这个舰上的船员稍出现坏血病症状时,即于每日清晨服用3满匙的柠檬汁,当船队到达南非好望角时,船队中很多人患了坏血病,全队424人中有105人死于坏血病,而在旗舰上的人员无一死亡。这一经验由东印度公司的医师于1639年总结出来,但当时人们根本没有认识到这是由于营养缺乏所致。

巴赫斯特如姆是第一个认为坏血病是一种营养缺乏病的人。他记载道:“在航行中,当船抵达格陵兰时,一个船员患了坏血病,同伴们把他送到岸上,认为他已毫无恢复健康的希望,只有让他在该岛上病死,以免传染给其他人。这个可怜的人已经不能走路了,只能在地上爬行,岛上布满了植物,他只有像牲畜一样啃吃这些植物。但他却奇迹般地完全恢复了健康,并返回了家乡。后来有人发现他吃的恰好是植物学上属于十字花科的一种对治疗坏血病有特效的药草,名叫“坏血病草”。但这一发现并没有很快得到应用。

1747年,詹姆斯·林德根据人们早期对坏血病的叙述记载和自己的观察,在停泊于英吉利海峡的装有火炮的具有三桅杆的军舰上,对坏血病的治疗开始进行实验研究。当时,海员们已在船上停留了2个月,其中有12人患了坏血病,病情都比较严重。林德让他们分组进食,比较不同食物的作用,其中2人每天吃2个橘子,1个柠檬,以6天为一个疗程。

林德的实验结果是十分明显的。6天后病人的病状都大为减轻,其中一人已能值勤。26天后,两个人都完全恢复了健康。

通过实验,林德比较了不同的治疗方法,并记录了全部观察结果。英国著名的航海家和探险家詹姆斯、柯克演示了林德实验的有效性,在他第二次去南极探险并环球航行时,所到之处,都利用各种机会给他的海员提供新鲜水果和蔬菜,并改善生活环境。虽然这次航海历时3年(1772~1775),但竟无一个人患坏血病,这说明新鲜的水果和蔬菜可预防坏血病。因此,他于1776年被选为英国皇家学会会员,并被授予“预防坏血病”的奖章。

同类推荐
  • 飞天的神话——航空航天

    飞天的神话——航空航天

    这里有多姿多彩的火箭,形态各异的人造卫星,还有宇宙飞船、航天飞机、空间探测器。这些航天器大家族共同谱写着远征天疆的雄壮乐章。这里还有无数的飞天勇士创造出的惊人奇迹:从加加林的创举到龙的传人杨利伟的凯旋事从列昂诺夫进行世界第一次出舱活动到中国出舱活动第一人翟志刚在太空挥舞着中国国旗;从航天员探索太空到世界级富豪叩问苍穹……人类探索太空的脚步在勇往直前。本书意在提髙青少年朋友对航空和航天的关注程度,培养他们探索航空航天领域的兴趣。
  • 约会河怪

    约会河怪

    本书是“生态环保奇幻小说系列”中的一册,讲述了小学生金豆豆来到外婆家度暑假,他想寻找三年前认识的一个名叫叮叮的小螃蟹,却一次次与潜藏在女儿河中的怪物相遇。最后他们发现,怪兽就是叮叮变成的,而这一切都是因为生态环境遭到破坏导致的。
  • 灰喜鹊盖房子

    灰喜鹊盖房子

    《灰喜鹊盖房子》一书荟萃数百则寓言故事,是作者从事寓言童话创作多年来的精品力作。这些寓言故事或长或短,有动物故事、植物故事、还有人物故事,题材丰富。这里有不爱管“闲事”的猴子,有聪明的牧童,还有比唱歌的青蛙,每一个故事都凝聚着作者对事物、对社会的理解和对人生的感悟。本书适合各年龄层次,特别是青少年读者的阅读和收藏,是增长知识,开拓视野,领悟人生的不二宝书。
  • 公主千金的故事

    公主千金的故事

    童话是世界儿童文学中永不凋谢的花冠,是与我们少年儿童捉迷藏的小朋友。童话王国简直就是一个多姿多彩的万花筒,在那些语言浅显、妙趣盎然的美丽童话故事里,有的蕴藏着严肃的人生准则,富于哲理,发人深省;有的反映了社会的真实现象,揭露了黑暗、鞭打了丑恶;有的揭示了大自然的奥秘,使人增长知识,开拓视野。童话奠定了我们的人生基础,影响着我们的一生。因此应该把那些名篇珍品传给后代,陶冶后代。为此,我们编辑了这套《世界经典童话故事全集》丛书,把世界各国许多童话名篇佳作装在一个美丽的花篮里,让它熠熠闪烁的光辉照耀下一代人茁壮成长,使孩子们梦幻般地度过金色的童年。
  • 世界经典神话故事全集——奇异自然的故事

    世界经典神话故事全集——奇异自然的故事

    我们编辑的这套《世界经典神话故事全集》包括《开天辟地的故事》、《神迹仙踪的故事》、《妖魔鬼怪的故事》、《鱼龙精灵的故事》、《荒诞不经的故事》、《奇异自然的故事》、《万物有灵的故事》、《鸟兽灵异的故事》、《英雄传说的故事》和《风俗源流的故事》10册,内容囊括了古今中外著名神话故事数百篇,既有一定的代表性,又有一定的普遍性,非常适合青少年学习和收藏。
热门推荐
  • 弗洛依德谈自我意识

    弗洛依德谈自我意识

    人类对其环境所作的改变,我们称之为文化。我们的文化就是人类心灵激发其肉体所作的各种动作的结果。依我看来,人类全部文化都是以自卑感为基础的。自卑感本身并不是变态的,它是人类地位增进的原因。例如,科学的兴起就是因为人类感到自己的无知,和他们对预测未来的需要。奉献乃是生活的真实意义。假如我们在今日检视我们从祖先手里接下来的遗物,我们将会看到什么?他们留下来的东西,都有是他们对人类生活的贡献。
  • 那片沙枣香

    那片沙枣香

    青梅竹马的爱情,从校服到婚纱的情史,唯美与浪漫!
  • 希腊神话:十二星座传说

    希腊神话:十二星座传说

    探索十二星座在希腊神话中的起源,揭秘十二种基本性格原型,展现宇宙星空的独特魅力。
  • 小丫头的恋爱暴君

    小丫头的恋爱暴君

    “小妞,不想死的话今晚就给我当老婆!”一头银灰色短发的火爆男对夏夕颜威胁道,她惊住了,整个人僵成化石!他居然是学校无所不能有如天神的修柏大神。第二天,火爆男开着红色限量版兰博基尼来到她家楼下,还耍流氓死赖在她家里不走。某女忍无可忍,一对冤家的爱情故事开始啦!
  • 就怕漂亮还会武

    就怕漂亮还会武

    憋屈特工爷爷,隐居山林,儿子牺牲,儿媳出国,留下个累赘孙女,不得已带在身边。没想到这个孙女天生就有爷爷的基因,功夫一学就会,看书过目不忘,思维敏捷深邃,洞察力极强。爷爷由讨厌逐渐变得喜爱难舍。她长大了,要让她见识一下外面的世界了。老战友的孙子遇到了麻烦,竟然启动了五十年沉寂的特训营联合星火救赎召唤。爷爷推荐了孙女代替自己出战,让老友很是担心。竟然事先派人试探虚实。
  • 邪王的懒妃

    邪王的懒妃

    懒人系列终回本:常言,偷得浮生半日懒。当不能偷得浮生又想懒时怎么办?当然是光明正大地懒啦!从小懒到大的庄书兰就是这样想的!当前世成为记忆时,庄书兰更是决定将这懒人做到底。管他冷嘲热讽也好,闲言碎语也罢,她庄书兰不会因此而改变!且看懒人如何笑傲官场沉浮,冷看朝野纷乱!————情景一:“美男,来,给本姑娘笑一个!”一手托起某男精致的下巴,拇指轻刮着脸颊,“啧啧,这肌肤,比姐姐我的还要好!哎!平日里用的是哪个牌子的保养品啊?”……某男呆状,第一次有种叫耻辱情绪袭上了心头——他居然被一个还未并笄的小女孩子给调戏了!情景二:“跟了本宫,他日你就是一国之母,光宗耀祖!”某男拦下某女,半带着威胁地喝着。“光宗耀祖这件事,不归臣管,你去找别人吧!”轻弹去不知何时落在肩膀上的树叶儿,微微一笑,“时辰不早了,臣得回府休息了!”情景三:“你想从这游戏中退出?”媚眼一抛,却让人不寒而颤。“我还有权力说不吗?”某女惨淡一笑,带着狡黠,“既然是你将我带入这游戏中,你怎么可以置身事外?所以,我们成亲吧!”情景四:“……新娘请下轿!”第一声,无人答应……“请新娘下轿!”第二声,还是无人答应……“请新娘子下轿!”直到第三声时,轿里忽地传来慵懒的声音,“呀!我怎么睡着了?四儿,现在什么时辰?为何迎亲的轿子还不来?”————〖精采多多,敬请期待。〗————懒人系列:总裁的懒妻帝君的懒后懒凰天下风流佳人系列:风流女画师新坑:轻松+现代+都市+网游+青梅+竹马=恋上恶男友情链接:逍遥王爷的穿越妃本色出演绝焰煞神
  • 万劫复

    万劫复

    意外身死,转世成魔,渡劫渡万劫,上天镇压,入地不可,天不容我,看我逆天破苍穹。
  • 如果我们睡过你会娶我吗

    如果我们睡过你会娶我吗

    余诗二十一岁,一场车祸夺走了他的一切,她为了救母亲开始了自己的创业之路!
  • 喜逢妻弟郑损因送入

    喜逢妻弟郑损因送入

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • Volume Six

    Volume Six

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。