一种致命元素的传奇
发现新的化学元素,曾经是化学家梦寐以求的最高荣耀。英国人在新元素发现榜上一度遥遥领先,在1807~1808年间,戴维一个人就发现或首先分离出7种元素。但是之后的四十多年,这个荣耀再也与英国人无缘,新发现的十几种元素都是瑞典、德国、法国、丹麦、俄国人发现的。新元素在自然界中的含量越来越稀少,发现也就越来越困难。
发现新的化学元素,曾经是化学家梦寐以求的最高荣耀。英国人在新元素发现榜上一度遥遥领先,在1807~1808年间,戴维一个人就发现或首先分离出7种元素。但是之后的四十多年,这个荣耀再也与英国人无缘,新发现的十几种元素都是瑞典、德国、法国、丹麦、俄国人发现的。新元素在自然界中的含量越来越稀少,发现也就越来越困难。
1995年,达斯汀?霍夫曼在灾难片《极度恐慌》扮演一位将人类从一种极度烈性的传染病中解救出来的英雄医生和科学家,他拯救世界的武器是疫苗。当然,毫无疑问,成功总是在吊足了观众胃口后的最后一分钟时到来。
疫苗接种,由于国家的大力推广,甚至强制,使得今天的绝大多数公众对疫苗这个词并不陌生。但疫苗究竟是什么?它为什么可以保护我们免遭某些细菌和病毒的屠戮?在已经有多种艾滋病治疗药物问世的情况下,为什么科学家还要尽力研制艾滋病疫苗?要回答这些问题,我们需要先知道一点关于疫苗的基础知识。
1918年,“西班牙”大流感爆发,在不到两年的时间内,导致全球死亡少则2千万,多则1亿人(一般认为约五千万人),其中尤以青壮年为主体。此次流感爆发,不仅创下单次爆发死亡人数最多的记录,其传播速度和地域之广,也创下历史之最。从北极的爱斯基摩人部落到太平洋中央的小岛,在北极甚至出现整个部落全部死于流感的情况。这一有史以来最惨烈的传染病爆发,让流感迅速超越许多老牌传染病,成为威胁人类公共安全的头号恐怖分子。近日来,零星出现的H7N9型流感患者,其高死亡率让人心惊。作为普通公众,实在有必要对何谓流感,流感的历史,以及怎样防范有所了解,才能避免无谓的恐慌和鲁莽。
“垃圾DNA完全有可能在某些复杂遗传调控机制的快速进化中起着极其重要的作用,而这些作用对高等生物是不可缺少的。”
——— Francis crick (DNA之父,中心法则的创立者)
1972年,加州理工学院的大野乾(Susumu Ohno)提出了一个假说。他认为哺乳类动物的基因不可能超过三万个。理由相当的简单,基因越多,任意一个基因发生突变的概率就越大,而绝大多数突变是有害的。在大野乾的模型中,超过三万个基因的哺乳动物,纯粹是自取灭亡。然而,相对于当时已知的哺乳类动物基因组的大小而言,三万个基因实在是太少大量的不用来编码蛋白质的DNA序列,则被他称为垃圾DNA。
自人类起源以来,第一个经体外受精方式获得生命的女婴,在1978年于英国诞生。这个爆炸性事件,在西方世界引发轩然大波,迅即成为各大媒体的头版头条,而“试管婴儿”一词也因此进入大众视野。虽然,在此之前,爱德华兹的研究工作已在相关领域引发不安和压制。但直到第一个实例出现后,经媒体的极度渲染,饱受不孕折磨的诸多家庭,才第一次知道,原来还有希望经由其它方法来获得一个自己的孩子;而勿需依赖该技术的其它公众,对该技术的评判,或许主要取决于他们的政治派别、宗教情结等影响因素,以及在多大程度上被“试管”一词误导。
当太阳的直射点逐渐移往南半球时,冬天的足步就开始向我们走来,生活在地球最寒冷区域之一的北极熊也即将展开它漫长的冬眠。动物在冬眠的时候,体内的物质代谢过程减缓,几乎不需要补充外界的食物,就可安然度过漫长寒冷的冬季。这些观察很自然的激发了科幻小说作家的想象,当宇宙冒险的题材为读者所追捧的时候,冬眠机几乎是所有宇宙飞船上的标准配置。1968年,库布里克导演的几乎没有台词的著名影片《2001太空奥德赛》中就有它们的身影。抛开科幻题材不论,低温甚至超低温下的世界一直吸引着物理学家和生物学家的极大兴趣。许多物质在低温、超低温下会发生一些非常有趣奇妙的变化,比如透明的空气在零下190℃下会变成浅蓝色的液体,液态氦变成超流体,而许多金属和化合物的电阻则会完全消失转变成超导体。2001早已经过去了,目前载人飞船最远只到过月球。而人体冷冻复苏技术依然如数十年前一样属于科幻题材,究竟是什么在阻碍着这一梦想成为现实?
是谁在暗夜中掌控着我们的命运,又是谁在生命的世代中延绵不绝?2000年,美国总统布什和英国首相布莱尔联合宣布人类基因组工程草图绘制结束,持续近50年的核酸研究华丽登场,而当双链DNA的螺旋出现在悉尼奥运会上的时候,DNA就此成为人类文化的新图腾。DNA坐镇中央发号施令,蛋白质则是封疆大吏巡狩四方,而RNA似乎只是秘书和杂役,这大概就是许多人心中对我们细胞中这三类大分子在生命活动中所扮演的角色的典型想象。的确,夹在DNA和蛋白质之间的RNA,位置十分尴尬,在DNA耀眼的光环下,它只是不折不扣的配角。任何一个了解中心法则的人都知道,RNA是基因的副本(这或许是因为珍贵的 DNA需要精心保护);是搬运氨基酸的苦工,以及组装翻译蛋白质工厂的原料。然而,就像我们生存其中的宇宙的命运主要依赖于暗物质一样,今天越来越多的证据显示,生命世界的真正主角很可能曾经是,现在也依然是RNA。以至于激进派甚至宣称,中心法则在真核生物中已经被颠覆。
农业生产在今天的人类生活中毫无疑问的占据了重要位置,尤其对于象我们这样,人口众多,土地资源相对异常短缺的国家来说,更是如此。虽然至今依然有少部分人过着游牧的生活,但农业确改变了人类文明的基本进程。人类对农业的依赖也达到了前所未有的程度。据考古学的发现,农业的第一次诞生发生在大约公元前8500年,在一块被称为新月沃地的肥沃土地上,一个已经消逝的民族第一次“发明”了农业。通过对野生动植物的驯化,实现长期有效的提供每日所需。人类历史中所有其他的生活方式,对土地的利用效率都远远比不上农业,这或许是农业最终占据了最重要的生产方式的原因之一。自农业诞生以来,人类文明的进程也从此发生了彻底的改变。从根本上说,我们今天所拥有的文明形式完全植根于我们的农业之中。
哺乳动物以其种种生存优势,遍布全球,而人类更以超卓的智能当之无愧地成为今日地球的主宰。不过,在生物学家眼中,肉眼可见的最成功生物种类很可能不是哺乳动物,而是无处不在的小小昆虫。昆虫约起源于xx亿年,是第一个占据天空的物种,在这个全新的生态位置,其物种数量经历了多次爆发性增长,达到让其它种类生物望尘莫及的数百万种之多。
昆虫食性甚杂,但多种昆虫以植物为食,在亿万年的生存竞争中,植物通过生物毒素的合成获得了一些防御昆虫的手段。而自农业兴起,先民们对各种可食用植物持续不断的驯化,降低其体内的毒素,以使其口感更佳,并设法提高产量。驯化后的植物,理所当然地成为多种昆虫的佳肴,人虫争食势所难免。当然,昆虫本身同样是人类驯化的对象,比如蜜蜂和蚕,这两种昆虫给人类带来了最幸福的”蜜”和让世人倾倒至今的丝绸。而人类与昆虫间的恩怨是非伴随着文明的进程,直到22世纪的今天。