前 言 生命是人类知识范围内最富于魅力的现象,自古至今人类都在不断探索 生命的奥秘,并从中得到无穷的乐趣。 生物学正是以生命为研究对象的科学,是研究动物、植物和微生物的科 学。随着现代科学技术的发展,生物学也得到了飞跃发展。目前,生物学正 在进一步向微观与宏观两个方面发展,从而出现许多新的分支学科,如微观 方面有分子细胞学、分子生物学、分子遗传学等;宏观方面有生态学等。专 家们普遍认为,21 世纪是生命科学为带头学科的世纪,21 世纪将是生物学的 世纪。在未来30 年内,生物学的一些研究领域 (如生物工程、人工智能等) 将取得突破性的进展,并对其它学科乃至整个社会、经济发展发挥重大作用。 本书从新奇的动物、植物、微生物趣闻出发,向读者介绍了有关生物学的基 础知识,并且反映了当今生物学发展的新领域,如细胞生物学、生态学、社 会生物学、动物行为学等。由于时间仓促,书中不免出现不妥及错误之处, 敬请广大读者指正。 主编:孙悦华 中国科学院动物研究所
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1 月 1 日 脑的探索 人体内最神秘的器官,就属人的大脑了。其实,人脑的构造并不象肾脏 或肝脏那么复杂,但是它却可以思考,是人体的总司令部。人脑中生理作用 和化学变化的过程到底是怎样的呢?这是科学家们从未放弃的研究课题。一 些科学家认为:脑研究很可能是自然科学中的最后一个堡垒。为此,美国国 会决定命名 “1990年 1月1 日开始的十年为脑的十年”。 神经和肌肉的电活动早在一百多年前就发现了,而脑的电活动发现较 晚,脑电图的出现则在1934年,它是人类在脑研究方面的一个巨大突破,直 至现在仍是探索大脑奥秘的重要手段。科学家最近发现,人在思考问题的时 候,大脑的头骨部位有特殊的缓慢电脑波,并释放份量极轻微的化学物质。 例如氨基酸之类的物质在人脑的某些部位,影响着人类的睡眠、饮食、性欲 以及各种生理活动。 对人脑的电波探测,现在一般采用电子学的遥控原理,犹如汽车或飞机 使用的无线电通讯一样。科学家把脑刺激接收器置于脑部的皮肤下面,它可 以感应由皮肤传达的信息。对于脑电波,人们最感兴趣的是希望通过它知道 “一个人在想什么”。脑电图方面的研究已取得一些进展,科学家发现人在 接受各种刺激及做某些动作时,脑电波会出现不同的变化,这些变化很细致, 一般方法难以显示,只有通过电子计算机的多次叠加才能显示出来。根据对 这些变化的研究,已经可以通过脑电图判别一个人是在注意看东西,还是在 想做某个动作或是在思考问题等。但这与知道 “一个人在想什么”还有不小 的距离。 从理论上讲,通过脑电波和脑内部的化学效应,可以操纵人类的行为, 改变人类的情感。例如可以把一个残暴凶恶的人变得慈祥而温和。但是,脑 电波的刺激并不能供应知识和技能,人的思想、观念、偏见、信仰和习惯等, 都是在童年早期由感觉输入的。 有关人脑语言功能的研究也取得了一些新的进展。其中克利斯托弗现象 引起了科学家的普遍兴趣和争议,现年31 岁的克利斯托弗是一位“笨拙”的 学者,他生性腼腆,不善交际,不能与人长时间交谈,甚至连自己的日常生 活都难以料理。测试表明:他的非语言性智商只有65。然而,克利斯托弗却 通晓 16种语言,是一个极有天赋的翻译家。这一现象支持了这样一种观点: 人脑有一个独立的器官系统进行语言控制。 一些科学家认为:人脑有处理语言的特殊区域,而且这一区域在人脑中 的位置并不一致,大多数人的特殊语言区在左脑,也有些人在右脑,另一些 人则两侧都有。实验还表明:在人脑中用母语表述事物的特殊区域,要比用 后学语言表述的区域更为紧密,后学语言的脑部细胞呈松散状态。 另外,近年来在神经元以及神经递质、视觉信息加工、神经网络及神经 计算机、大脑皮层的功能定位和脑化学等方面的研究也取得了引人注目的成 果。相信到2000 年,科学家们会奉献给人类更多有关大脑的奥秘。
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1 月 2 日 可爱的树袋熊 澳大利亚是有袋类动物的王国,是有袋类动物最集中的一洲,而树袋熊 是其中最珍贵的一种。它长得活象一只丝绒的玩具熊,肥胖的身子满长着毛 茸茸的淡灰色或淡黄色绒毛,没有尾巴,头很大,两眼炯炯发光,两只半圆 形的大耳朵直立在头的两侧上角,长长的绒毛遮盖着耳廓,脸部长着短短的 绒毛,而一个黑黑的鼻子却是光溜溜的,非常逗人喜爱。它还有一个好听的 名字,叫 “考拉”。 树袋熊的足较长,爪锋利有力,善于攀爬树干,是一种树栖动物。趾长 得象人的手似的,大姆趾与其他四趾叉开着,能做抓握动作,便于抓住树枝。 它常年栖居在桉树林里,只吃有限的几种桉树的树叶,其它什么都不吃,整 天在桉树上,除了吃树叶就是睡大觉,连下树饮水都懒得动,仅从树叶中取 得自身需要的水分,致■皮肤都能散发出强烈的桉树油的怪味。母树袋熊一 年怀一胎,孕期五十天,每年在一月份生仔。这时在澳大利亚是炎热的夏天, 刚出生的小熊眼还未睁开,浑身无毛,后肢还未发育完全,只有15毫米长, 体重不到三克,但是它会本能地用前肢爬进妈妈的育儿袋。树袋熊的育儿袋 与袋鼠的不同,是向后开口的。所以小熊爬进育儿袋要比小袋鼠方便得多。 一进育儿袋就咬住奶头,吸吮奶汁。六个月后,毛长得差不多了,才开始爬 出来到妈妈的背上玩,但仍离不开育儿袋中的奶头。再过半年,直到育儿袋 里装不下了,才不得不离开口袋独立生活,但是它们还常在一起,很少分离。 奇怪的是这时小熊非常爱吃成年树袋熊的粪便,这是为什么呢?原来树叶基 本上由纤维素组成,而树袋熊本身对这种纤维素是不能消化的,它所以能消 化全靠滋生在它盲肠里的微生物,这种微生物能帮助树袋熊把咀嚼过的纤维 转化为可以被消化吸收的酶。而即将独立生活的小熊,体内正缺少这种微生 物,所以它爱吃成年树袋熊的粪便,目的是为了获得粪便中的微生物。小熊 长到三、四岁,便开始有生殖能力。 桉树叶是一种最低劣的食品,几乎不含醣和脂肪,蛋白也是微乎其微, 因此树袋熊的体内根本找不到脂肪,遇到干旱天气,甚至常会死于缺少蛋白。 在自然界几乎没有一种动物会来和树袋熊争夺这种营养低劣并散发怪味的树 叶,所以树袋熊没有天敌,它的唯一敌人是人。因为树袋熊的皮毛保温性强, 仅次于北极动物,能制作华贵的皮衣,所以不断遭到人们的猎杀,到本世纪 初几乎濒临绝种,幸亏 1927年政府宣布了禁猎令,才使这种动物脱离了绝种 的危险。只要人不去打扰它们,它们一定会在桉树林中不断的繁衍下去的。
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1 月 3 日 一个鸡蛋能孵几只鸡 当一个人把抱窝的母鸡放到15个鸡蛋上,让它去孵卵的时候,大概根本 没想过能得到30 只小雏鸡。的确,大多数生物的每个受精卵只能发育成一个 胚胎。 然而,在分裂的最初阶段,有时受精卵会畸形发育并且完全独立地发展 为两个胚胎。这样由一个受精卵发育而来的双胞胎称为单卵性双胎,这种情 况在各种动物和人类中都能发生,但在家禽中非常罕见。也有一些动物能经 常地并且正常地生育出这样的双胞胎以至多胞胎,例如得克萨斯犰狳的一个 受精卵总是能发育出4 个胚胎,而且一胎中的所有幼体都是同一个性别。 一卵发育成几胎的现象在寄生虫很容易遇到,这是它们传宗接代的本 能。有这样一种寄生虫,它把自己的卵产在麦蝇的卵上,这个卵分裂成 16 个细胞,每个细胞都能再进一步分裂之后长成一个或二个胚胎。 有些种的姬蜂能产生 1000—1500个个体。当然,一个卵无法为这么大量 的胚胎提供足够的营养,这些胚胎只好以别的牺牲者为代价使自己得到发 育。实际上,这些姬蜂的卵根本没有储备食品,由于姬蜂将卵寄生到其它昆 虫或蜘蛛的身体上,因而它们以寄主体内的组织为营养。 卵细胞的不完全分裂也能产生单卵性双胎,但在这样情况下,幼体之间 在某些部位上是相连的,即畸形。比如四条腿的鸡,联体或两个脑袋的牛以 及两条尾巴的鱼等。畸形现象在爬行动物中特别普遍,人们曾多次发现长有 两个头甚至三个头的蛇,大概正是这些发现使人们想象出神话里的多头蛇。 通过实验的办法,能使一个细胞变成几个个体吗? 假如在卵细胞刚刚分裂之后,把它的两半仔细分开,那么每一半都能长 成一个完整的个体。即使在第二次分裂之后,也能由4 个细胞中的每一个长 成为独立的、相当正常的动物。而第三次或第四次分裂所产生的 8 个或 16 个细胞,虽然开始时还可以正常发育,但这些胚胎往往在生长发育的早期就 已死亡。如果在卵细胞发育后期,用人工分裂的方法使卵细胞分离开来,则 是根本不会获得任何效果的。究其原因,除了是卵本身携带的养分有限之外, 还因为随着分裂代数的增加,胚胎细胞在内部遗传信息的作用下逐渐分化, 为进一步形成特定的组织器官打好基础,但同时也失去了发育为整个个体的 能力。 由此可见,一个鸡蛋孵出不止一只小鸡是完全可能的。
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1 月4 日 不平凡的乔伊·亚当森 1980年 1月4 日,69 岁的乔伊·亚当森突然死在肯尼亚东北部的自然保 护区里,最初的消息说她是被狮子咬死的,后来警方查明她是被当地一个牧 人杀害的。这恰恰证明了她生前说过的一句话:“可怕的不是动物,而是人!”。 乔伊·亚当森的一生,是极不寻常,令人惊异的一生。她出生于奥地利 的维也纳,从小就喜爱动物。1937年5 月,她来到了非洲肯尼亚的原始丛林。 从此,她把她的一生献给了野生动物保护事业。在 43 年的漫长岁月中,她和 她的丈夫乔治·亚当森一起,开展了对母狮爱尔莎和母猎豹皮芭的实验工作。 遗孤小母狮爱尔莎是在乔伊·亚当森的精心照料下长大的。她们亲密地 生活在一起,结下了深厚的友情。两年过去了,爱尔莎长成了一只威武健壮 的大狮子。爱尔莎到了自立的年龄,亚当森决定让她重返大自然,并对爱尔 莎进行了科学的训练。她的一番苦心没有白费,爱尔莎终于在丛林中过上了 野生生活。最令人惊异的是,母狮爱尔莎重返大自然以后,竟然找了个野生 雄狮作伴侣,还把一窝小狮子领回到亚当森夫妇的营地,似乎想把她的孩子 介绍给他们二人。爱尔莎把亚当森夫妇看作自己的养父养母,一直到死。 乔伊·亚当森后来又成功地对母猎豹皮芭进行了实验。从而否定了人们 以往通常的看法,那就是由人驯养的大野兽再也不会被同类所接受,而且没 有双亲的训养,他们无法得到捕食技巧,只能在兽栏中度过它的一生。现在, 拯救稀有和濒危动物的方针之一就是进行人工繁殖,然后再把它们送回到大 自然中去。乔伊·亚当森这偶然开头的事情,却意外地收到具有实际意义的 反响。 乔伊·亚当森与母狮爱尔莎的故事,无疑是爱的故事。人与野兽之间具 有天生的恐惧感,然而现在爱战胜了恐惧。乔伊·亚当森死后,她的丈夫仍 然坚持在肯尼亚继续有关狮子的研究。他们最恨偷猎者,因而成为偷猎者的 眼中钉。1989年 8 月 21 日,乔治·亚当森同他的两名助手一起被偷猎匪徒 杀害了。 人们将永远怀念这两位野生动物的朋友和保护者,亚当森夫妇将永远活 在人们的心里!
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1 月 5 日 小黑奴出身的植物学家——乔治·卡弗 1943年 1月5 日是被美国总统罗斯福称为“不仅拯救了黑人,而且拯救 了白人的科学家”乔治·卡弗的逝世纪念日。在美国,人们往往把乔治·卡 弗和大发明家托马斯,爱迪生相提并论。他和爱迪生的相似之处不仅仅是他 们都有一段苦难的童年经历,而且在于他们都为人类做出了众多的科学发 明。 美国南北战争时期,乔治·卡弗出生在密苏里州一个农场主的庄园里。 他自幼丧父,同母亲相依为命,都是黑奴。在他还不到一岁时,一伙强盗从 农场抢走了他们母子。母亲不久就被转卖到他乡。农场主用一匹马换回并收 养了他,起名乔治·卡弗。但因此小卡弗的准确出生日再也无人知晓,只知 大约是 1864年。 乔治·卡弗从小就非常喜爱植物,经常一人到山野里去采集花草树木, 然后带回农场种植。小卡弗十岁的时候,强烈的读书愿望使他来到了威尼奥 肖城。开始他一边学习,一边靠砍柴、送信挣钱来维持生活,晚上就睡在城 边一个破谷仓里。学校放假后,他就到附近农民家里干活挣学费。后来他又 来到堪萨斯州的斯科特堡继续求学。在这里他继续靠打工做家务维持生活和 学业。就这样经过三年,他终于读完了高中。强烈的求知欲促使卡弗决心上 大学。但当时,美国各大学都不招收黑人学生,他经过一次次努力,终于在 1887 年秋天,敲开了衣阿华州辛普森学院的校门,成了该院第一位黑人学 生,三年后他以优异的成绩毕业,并被辛普森学院推荐进入衣阿华州立农学 院继续深造。1892年卡弗获得了理学硕士学位,并留校担任植物学课教师。 1896年,乔治·卡弗已是一位小有名气的植物学家了。但就在这时,他 放弃了母校较为优裕的生活和工作条件,前往南方的亚拉巴马州特斯基吉一 所新开办的黑人师范和专业学校任教。在这里他担任了农学系主任,并为学 校的建设做出了巨大贡献。 二十世纪初,棉蛉虫蔓延到这亚拉巴马州,对棉花生长影响十分严重, 再加上连年种植同一种农作物,地力消耗很大,棉花种植业面临严重危机。 当人们询问卡弗该怎么办时,他果断地说: “耕掉棉花,喷洒农药,一个月 后种花生。” “花生!”人们喊道,“那是猪食,根本卖不出去。”“你们 错了,”卡弗说: “花生是一种精美的食品,不但营养丰富,而且还能制成 许多样东西。”随即卡弗写了很多文章,向人们介绍花生。以后他又经过紧 张的实验,研制了用花生制造干酪、乳液、黄油、肥皂、染料、胭脂等等花 生制品。后来卡弗又在南方大力推广甘薯,并用甘薯开发了一百多种产品。 在卡弗的指导下,南方的农民改变了过去落后的种植习惯,土地的肥力 得到了恢复,粮食不断丰收,加上花生、甘薯的广泛利用,贫困的南方开始 变得富庶起来。 在晚年,卡弗继续进行着广泛的研究工作。他利用大豆、棉花、豌豆、 野葡萄和美洲山核桃等为人类制出了许多新产品。 1943年 1月5 日,乔治·卡弗在亚拉巴马州的特斯基吉逝世。在他五十 余年的科学生涯中,用花生、甘薯、大豆等农产品为人类研制出近千种产品, 并为美国的农业发展做出了巨大贡献。在卡弗逝世后,美国政府买下了他的 出生地——密苏里州的莫西·卡弗农场。1953年 7 月 14 日在这里建成了乔
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治·卡弗遗物及档案馆,以纪念这位杰出的植物学家。
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1 月 6 日 我们能够复制爱因斯坦吗 1981年 1 月 6 日在卫星收录的国际新闻中报道了一条令人振奋的消息。 美国的霍普博士和瑞士的伊尔门齐博士合作在瑞士采用核移植法成功地完成 了小鼠的无性繁殖实验,生产出三只无性繁殖小鼠。他们从灰色小鼠的胚胎 细胞中取出细胞核,植入刚刚受精的黑色小鼠的卵中,在黑色小鼠受精卵中 的精核与卵核融合之前,再把该卵中的精核与卵核去掉,只保留所植入的灰 色小鼠胚胎的细胞核。这个植入了灰色小鼠胚胎细胞核的去核卵先在试管中 培养四天,然后再植入白色小鼠的子宫内孕育。结果该白色小鼠生出了三只 发育正常的灰色小鼠。他们的实验引起了人们的广泛注意和兴趣,吸引了一 大批电影制作家和科幻小说家。 其实,早在十九世纪后半叶人们就已开始从事动物的无性繁殖实验研 究。那么无性繁殖和有性繁殖以及体外受精有些什么联系和不同呢?正常的 有性繁殖过程大致如此:在受孕过程中,精子与卵子相结合,精子的核进入 卵细胞内,形成短暂的双核期,随后两个核融合,细胞分裂随之开始,逐步 发育成一个胚胎。体外受精则是体内的受精过程转移到试管内进行,再移植 到母体子宫内发育,这就是所谓的 “试管婴儿”。无论体内受精还是体外受 精生出来的小孩都同时具有他 (或她)父亲和母亲的部分特性,这是因为精 子带有父亲一半遗传物质,卵子带有母亲的一半遗传物质,小孩就同时带有 父母双方的遗传物质。无性繁殖过程则是在精子和卵子受精后两个核融合之 前把精核和卵核取出,然后移植入一个新的细胞核。再转移到子宫内发育。 这样繁殖出来的动物只具有核供体的特性,是核供体的 “翻版”。 体外受精 “试管婴儿”的诞生和无性繁殖小鼠的产生促使人们考虑是否 可以进行人的无性繁殖。我们可以复制成百上千个爱因斯坦吗?或者某个政 治家、宇航员、一支军队?假如我们把爱因斯坦的体细胞取下来进行培养, 然后把细胞核移植到受精卵中,这样繁殖出来的 “小爱因斯坦”具有爱因斯 坦的全部遗传信息,但他们会象爱因斯坦一样成为大科学家吗?他们能适应 当今社会生活吗?也许不会,因为爱因斯坦属于那个时代。不过,新时代新 信息的接收使得这些小爱因斯坦比他们的 “父亲”更伟大也难说。假如无性 繁殖出十一个 “贝利”组成一支足球队,情况会怎样?会成为世界最强的队 吗?我们为什么不试一试?
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1月7 日 鹦鹉的绝妙 “语言” 1989年 1月的一天,前西德某城市一栋住宅楼的居民们被凄厉的呼救声 惊醒,人们急忙报了警。不一会儿,警车、消防车和救护车都相继赶到现场。 警察和抢救人员们经过搜寻找到了呼救声的来源。当他们破门而入后一个个 看得目瞪口呆。原来,这狂呼乱叫的根本不是人,而是一只会学舌的鹦鹉。 这只鹦鹉正在抗议它的女主人把它单独扔在屋里过夜,而且从早上以来还没 有给它饭吃。 鹦鹉俗称 “鹦哥”,属鸟纲鹦形目,种类甚多,皆为营树栖生活的攀禽。 鹦鹉的喙坚硬,上嘴钩曲犹如猛禽;它的足很有特点,呈对趾型,第四趾能 前后反转,适于攀缘;鹦鹉的羽毛色彩华丽,有白、赤、黄、绿等色,多为 闻名的观赏鸟;它的舌多肉质而柔软,善于模拟人语,常作为笼鸟饲养。 在文学作品中,鹦鹉往往出现于富贵之家。仕女图中,常见一只雪白的 鹦鹉,栖坐于精雕细琢的鹦鹉架上,陪伴着深闺小姐。由于它能 “学舌”, 小姐的心事,在鹦鹉面前也得 “保密”。描绘这类旖旎风光的名篇佳作,古 往今来,不可胜数。 鹦鹉的“语言”有时十分绝妙,唐代唐明皇和杨贵妃豢养的一只名叫“雪 衣”的鹦鹉,在皇帝赞美它一番后竟会 “谢恩”。《红楼梦》中,潇湘妃子 养的鹦鹉,每逢它的主人林黛玉走来,便叫: “雪雁(人名),快掀帘子, 姑娘来了。”最奇妙的要算法国举行过的一次鹦鹉讲话比赛,冠军的成绩是 它惊叹了一声说:“天啊!这里怎么有这么多的鹦鹉!”说出这种“语言”, 自然令人大惊失色。 其实,鹦鹉的 “语言”是一种条件反射,它本身并没有思维能力。取得 冠军的鹦鹉 “语惊四座”,真正的荣誉实际归于它的训练者,是他构想出这 么一句妙语,然后训练鹦鹉掌握的。 条件反射是生理学上的一个重要概念,当一个本来对于某种反射无关的 刺激 (如铃声对唾液反射),由于与这种反射的自然刺激(食物)多次伴同 出现后,这无关的刺激亦能引起该反射,称条件反射。鹦鹉训练者正是利用 这一原理训练鹦鹉掌握绝妙的 “语言”的。
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1 月 8 日 世界上最高的动物——长颈鹿 长颈鹿生活在非洲东南部,是现今世界上最高的动物,一般有5 米多高。 据记载最高的长颈鹿是1959年1月8 日英格兰契斯特动物园从非洲肯尼亚捕 到的一只9 岁的长颈鹿,高度接近6.1 米。 长颈鹿喜欢成群地生活在沙漠草原上,皮肤呈棕褐色,上有美丽的斑纹, 与它生活的环境色彩非常协调,不易被天敌或猎人发现。长颈鹿具有“三长” 的特征,它不仅有一条长脖子和四条长腿,还有一条长舌头,可达到43 厘米, 所以能够得天独厚地采食高大树干顶部的叶子,为任何其他草食动物所不 及。长颈鹿的脖子虽长,但颈椎骨和其他哺乳动物一样,只有 7块,长颈鹿 角的与一般动物不同,它表面终生被有带毛的皮肤,而且一生中从不更换和 脱落。一般人以为长颈鹿只有一对角,其实它头上长有三对角,另外两对一 对长在耳后,一对长在眼后,只不过因为这两对角都很短小,因而不被人们 注意,雄性长颈鹿还生有第七只角,位于前额中央,是鉴别雌雄的依据之一。 长颈鹿站立时,它的头高出心脏位置约2.5 米,为了确保新鲜血液能够 输送到头部,它心脏泵压可达 300 毫米水银柱,比一般哺乳动物高出 2—3 倍。这么高的血压如果换上一般动物,立即会得脑溢血而死;而长颈鹿即使 在饮水时将两只前腿大幅度叉开,头部低于心脏的位置,仍然能够泰然自若, 原来长颈鹿的颈部有许多缓冲血压的小动脉网络,使血液到达头部时的压力 不会太高,而当它低头时,颈动脉会自动关闭,使流向脑部的血液也随之减 少,这保证了它脑部的血压不会突然升高。 母长颈鹿的怀孕期有 15个月,有趣的是它分娩时是站着生仔的,刚生下 的仔鹿重达50 多公斤,仔鹿出世时,真可谓是“砰”地一声堕地,声音很大, 半小时后,仔鹿即能站起吃奶;一个星期后就已开始学着吃植物了。 在非洲草原上,长颈鹿的主要天敌是非洲狮,但它们也不能轻而易举地 捕食长颈鹿。因为长颈鹿腿特别长,奔跑相当快,时速可达到50 公里。另外, 长颈鹿的前腿力量很强,而且能够迅速连踢。如果一只成年的长颈鹿向非洲 狮飞起一腿,它的沉重脚蹄一旦击中狮头,就能粉碎狮的头盖骨,使之一命 呜呼。动物学家在非洲考察时,还目睹了长颈鹿反击非洲狮的惊险场面,一 只雌狮猛烈地在追击一只全力奔逃的长颈鹿,一前一后相距只有几米,形势 非常紧迫,突然,那只雌狮不小心滑倒在地,令人惊奇的是长颈鹿不是乘机 赶快逃跑,而是回过头来,用它强有力的前腿去踩踏狮子的胸部,竟把狮子 活活踩死。当然非洲狮也不是吃素的,一只狮子可轻而易举地杀死一只幼小 的长颈鹿,几只狮子也能够联合杀死一只成年的长颈鹿。因此,长颈鹿面对 这最凶猛的敌害——非洲狮,也会提高警惕,处处提防。长颈鹿睡觉的姿势 很独特,它的两条前腿和一条后腿弯曲在肚子下,另一条后腿伸展在一边, 长长的脖子呈弓形弯向后面,把脑袋送到伸展着的后腿旁。耳朵依然竖立着, 时刻防范出没于丛林中的猛兽。它的姿势既自然又优美,既能做到缩小目标, 又可在紧急情况下一跃而起,逃之夭夭。
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1 月 9 日 太湖银鱼的美丽传说 银鱼是一种细长透明、色白如银的小型鱼类,古称 “脍残鱼”,属于鱼 纲,银鱼科。我国银鱼种类很多,常见的有大银鱼、太湖新银鱼、间银鱼等。 太湖新银鱼一般长2—3 寸,为太湖、巢湖春季重要捕捞对象。 太湖银鱼还有着一个动人故事: 相传孟姜女哭长城后,带着满腔怨恨与悲恸回归故里。途经八百里烟波 渺远的太湖,正遇着巡幸江南的秦始皇。秦始皇见孟姜女细皮白肉,一身素 裹,无限娇美,顿起淫念,逼她为妃。孟姜女秉性刚烈,面对暴君,她思忖 再三,提出了一个条件,要求秦始皇在太湖岸边搭个孝棚,祭过丈夫后方可 进宫。秦始皇满口答允她的要求,并传旨从速办妥。孝棚很快搭好。孟姜女 一袭白衣裙,面对太湖银波放声大哭,一连三天三夜,哭得云悲、月惨、天 昏地暗,连太湖也接连涨水。第四天拂晓,太湖风平浪静,远近岛屿在蒸腾 的晓雾中隐现,似若仙境。此时,孟姜女已声嘶力竭,但晶莹的泪水仍涟涟 而落,如同断了线的珍珠,忽然,天际飘来一朵五彩祥云,她那掉入太湖的 滚滚泪珠,刹时变成了一尾尾冰清玉洁的银鱼。秦始皇与群臣惊恐万状,这 时,孟姜女大骂一声: “无道暴君!”便纵身一跃跳入太湖,化作一道彩虹 飞向远方。美人鱼的千古传闻,使太湖银鱼饱含着神奇色彩。 太湖银鱼,不仅形态美,其味也美。它无刺、无鳞、无腥、肉嫩、味鲜, 含有丰富的蛋白质及脂肪、维生素B 及B 、碳水化合物、钙、铁、磷等营养 1 2 成份,可炒、烧、熘,也可凉拌、做汤等等,是民间及宴会上的传统佳肴。 银鱼的生殖方式很特殊,我国古代就早有记载。《安吉江志》中说:“银 鱼大者如指,莹白无骨,味甚佳。冬末生梅溪中,至桃花落即无也。”原来, 雌银鱼受精后,要从太湖经湖州逆水行至安吉县的梅溪一带的浅水区产卵。 它们一般在一月上旬到达,然后它们将身子在乱石或冰块上反复磨擦,直至 磨破,排出鱼卵。一个多月后,卵子成为幼鱼。到五六月间就长得肥嫩丰满 了。
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1 月 10 日 同性恋的生物学基础 1989年 1 月 10 日,福建省某乡村的一对同性恋男青年张灯结彩,举行 民俗婚礼。他们邀请亲友近百名,并大办酒席。扮新娘的叶某,是一位 26 岁的退伍军人,先后 6 次受连队嘉奖,2 次被授予先进战士称号,退伍回乡 后被聘为乡计划生育工作干部;扮新郎的李某,是土生土长的30 岁的农民。 这也是中国首次报道的同性恋婚礼。 同性恋是指在感情上或实际行动中,更喜欢与同性个体发生性关系的癖 好。在人类社会中,同性恋的存在相当广泛,而历史上对它的认识也大相径 庭。古埃及人曾把男色和同性性行为看得相当正常,认为在神仙之间都有此 种行为,古希腊人特别推崇同性恋,认为它与人的心灵有关,是和理智、审 美及道德等方面的某些美好品质相联系的,甚至比异性恋更为高尚。但在基 督教兴起之后,欧洲同性恋的声誉一落千丈,在一段时期内成为一种丑不可 闻的淫恶或犯罪行为,并被国家或宗教法律所严厉惩处。现代西方不少国家 对一般的同性恋行为,若不影响公众观瞻,不危害社会,则十分宽容。 我国对同性恋的传统态度一直是相当开明的,虽然同性恋本身是一种不 为正人君子所认可的行为,但从未被法律认定为罪行。 受伦理学道德的影响,同性恋一直被认为是一种反常行为而受到谴责, 这因为人类性行为最重要的目的就是生儿育女,同性恋不能生儿育女,因而 从根本上说是一种有悖人性的行为。 但年轻的社会生物学在同性恋问题上与一般的见解产生了最尖锐的冲 突。社会生物学家认为,同性恋在生物学上是正常的,是作为古代人类社会 组织的要素进化而来的,同性恋者可能是人的某些珍贵的利他主义精神的遗 传载体。同性恋首先是一种结合方式,它和异性恋一样,都是巩固联系的手 段。同性恋倾向可能有自己的遗传基础,由于给携带者带来的好处,同性恋 基因可能在原始社会中就已传播开了。 既然同性恋者没有后代,他们的基因怎么会扩散到社会中去呢?一种答 案是,由于他们的存在,他们的近亲就可能繁殖更多的后代。在原始社会, 无论是在狩猎、采集或家常劳动中,同性恋者都能向同性成员提供帮助。由 于不承担养育子女的特殊任务,他们就能向近亲提供特别有价值的帮助。这 样,如果近亲的生存和生殖大受其益,他们所分载的同性恋基因也就会传播 开来。这样,基因库中有同性恋基因的群体将更有优势。这就是动物行为学 中著名的 “亲缘选择假说”。 如果证明同性恋倾向具有某种程度的遗传性,亲缘选择假说就得到了有 力的支持。证据确实是存在的。研究表明,单个受精卵发育而成具有遗传同 一性的同卵双生子,比不同受精卵发育而成的异卵双生子具有更为一致的异 性恋或同性恋倾向。最近,美国加利福尼亚州拉库亚佐尔克生物研究院的科 学家对 19 名男同性恋者,16 名男异性恋以及 16 名妇女的大脑进行尸体解 剖,结果发现下丘脑前部有一小簇细胞大小的不同,可能影响性行为的取向, 男同性恋者和正常女人这一对叫做 IOAHZ 的大脑细胞簇只有男异性恋的一 半。一些精神病医学专家就此认为,这一研究以及其它一些研究将迫使目前 流行的看法改变,以前人们普遍认为同性恋倾向取决于环境因素,以为缺乏 父母教养或童年期受性虐待会导致该倾向,因而这些人经过身心治疗后肯定
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可以转变。现在看来,这些人生来就是如此,这就是他们为什么会成为同性 恋者的原因。 受各种条件的限制,同性恋行为的研究还很不深入,许多观点还有待进 一步研究考证。
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1 月 11 日 会飞的兽——蝙蝠 1979年 1 月 11 日,一只印度飞狐蝙蝠死于英国伦敦动物园,它活了整 整31 年5 个月,成为世界上已知活得寿命最长的蝙蝠。 由于蝙蝠具有高超的飞行本领,不少的人把它误认为是一种鸟,其实, 它的翼不同于鸟翼,没有羽毛,而是前肢、后肢与躯干间的皮肤扩展而成的 飞膜,膜内有伸长的掌骨和第二、三、四、五指骨的支撑 (如雨伞骨支撑伞 面一样)。前肢第一指有爪,便于攀缘,后肢五指都有钩爪,用来倒挂身体。 蝙蝠以乳汁哺育幼仔,属于哺乳纲翼手目。它每年秋季交配,经过冬眠,到 来年春天才分娩,每胎 1至2仔。在哺乳期晚上还可以看到母蝙蝠在两个乳 头上各挂着一只小蝙蝠一起飞翔。它们晚上出来捕捉蚊虫、飞蛾、苍蝇等昆 虫为食,白天躲在屋檐下的缝隙内或倒挂在大树上休息。 蝙蝠的捕虫本领非常高超,一只蝙蝠一个晚上能捕获数以千计的蚊子、 苍蝇等。那么在漆黑的夜晚,蝙蝠是靠什么来进行准确的定位呢?原来,蝙 蝠在飞行时自身不断发出频率很低的超声波,这声波遇到障碍物便折回,而 它的耳朵就不断地收听这被折回的回声,从而判断空中的障碍物而从不碰 撞。有人曾将蝙蝠的眼睛蒙起来,放在一个布满绳索的黑屋内,并在绳上挂 了许多铃铛,结果蝙蝠在屋内飞行自如,既没有碰到绳索,铃铛也没有响。 但是若把它的口与耳塞住,它就会撞墙而死。 经研究蝙蝠在正常飞行时,所发出的脉冲是每秒钟 10次;一旦接收到可 猎食对象的回声时,其发出的脉冲可以加快到每秒钟200 次,从而迅速准确 地获取猎物。 世界上蝙蝠有两大类:大蝙蝠和小蝙蝠。它们一般都是以昆虫为食,是 “灭蚊能手”,应加以爱护,但是在拉丁美洲却生长有两种特殊的小蝙蝠: 专门以鱼为食的食鱼蝠和专嗜吸血的吸血蝠。食鱼蝠不仅能在夜间活动,白 天也常到水面上觅食。它们在飞掠水面时,会向水中发射超声波,尽管鱼体 反射甚微,可食鱼蝠仍能听到这一回声,并飞身入水将鱼抓住,边飞边吃, 动作十分灵敏。食鱼蝠的这种绝技引起了军事专家的极大兴趣,他们模仿其 机制,设计出了能在飞机上探测潜艇的雷达装置。吸血蝠专爱吃哺乳动物和 鸟类的血。它的嘴短似圆锥,犬齿长而尖锐,上门齿很发达,略带三角形, 锋利如刀,可以刺穿动物的突出部位。吸血蝠专门利用大牲畜休息之机,咬 破它的皮肤,吸取血浆,有时能使牲畜流血不止;对露宿熟睡的人们也常进 行偷袭,轻轻咬上一口,便能吸取不少血液,而被吸者却毫无知觉。它在吸 血过程中,还会给人畜传播各种疾病,如锥虫病、疯狗病等,因此是拉丁美 洲人畜的大敌。
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1 月 12 日 长江中的 “大熊猫”——白鳍豚 1980年 1 月 12 日,我国渔民在长江与洞庭湖交流的湖口水域捕获了一 只活的白鳍豚,取名 “淇淇”,送到武汉东湖畔的中国科学院水生生物研究 所进行人工饲养,这是全世界唯一人工饲养的淡水豚。在这以前,我国只获 得过一只白鳍豚的标本,国外也只有两个标本,从未见过活的。这一消息传 开后,世界上许多国家的科学家都为之振奋,慕名而来的外界人士络绎不绝。 白鳍豚是一种小型的齿鲸类动物,属于哺乳纲鲸目。它们仅分布在长江 三峡以下的干流中,通常在河湖与长江的汇流处,那里水生生物繁茂,饵料 丰富。白鳍豚因生活在浑浊的河水里,又经常在污泥中觅食,所以不需要好 的视力,眼睛也因之而退化得只有绿豆那么大,耳孔小得如针眼一样且没有 外耳。那么它是靠什么进行捕食呢?原来它和海豚一样,体内有独特的发声 和接收回声定位的组织,用来识别物体、探测食物、联系同伴和躲避敌害, 相当于现代舰艇上的声纳设备,但它的回声定位能力和识别物体的精确度大 大超过现代化的声纳设备。因水中的噪音很大,所以它回声定位所采用的频 率范围都在超声波范围之内。 白鳍豚的皮肤外有许多小管,充满了海绵状物质,这是它独特的缓冲器, 能把湍流的阻力大大减弱。人们由此得到启发,在鱼雷外也包上了一层柔软 外壳,结果湍流的阻力几乎降低了二分之一,而速度提高了一倍半。白鳍豚 和海豚一样,大脑特别发达,不仅大脑皮层面积大,而且沟纹复杂,重量与 大猩猩相仿,所以非常聪明,智力竟胜过黑猩猩。 白鳍豚有群居习性,常三、五成群一起游动、摄食,最多能达九、十头 在一起,更多的是成对成双的出现,有时还同另一种长江的齿鲸类——江猪 或江豚一起追逐戏水。它的发情期在冬末春初,怀孕期约一年,每胎生一仔, 靠吸吮乳汁长大。 近年来,由于长江流域的开发,白鳍豚的数量急剧下降,已面临灭绝的 危险,所以必须加强保护措施,挽救这长江中的 “大熊猫”。
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1 月 13 日 人工合成核糖核酸 1982年 1 月 13 日,中国科学院宣布:中国科学院上海生物化学研究所 等单位,经过 13年的艰苦努力,在 1981年底胜利地完成了酵母丙氨酸转移 核糖核酸的人工合成。我国科学工作者继首次人工合成胰岛素之后,又首次 人工合成了核糖核酸,这标志着人类在探索生命科学的征途上,又跨出了重 要的一步。 大家知道,核酸和蛋白质是一切生命最基本的物质。核酸按化学组成, 又可分为核糖核酸 (RNA)和脱氧核糖核酸 (DNA)两种。DNA 是遗传信息的 载体,RNA 则是遗传信息表达不可缺少的中间物质。无论DNA还是RNA,都是 由几十个乃至成千上万个核苷酸连接而成。核苷酸则由磷酸、碱基和戊糖组 成。RNA 又有三种,一种叫核糖体核糖核酸 (rRNA),它是蛋白质“装配机” ——核糖体的重要组分。一种叫信使核糖核酸 (mRNA),它载有从DNA 分子 转录过来的遗传信息,作为合成蛋白质的模板。一种叫转移核糖核酸 (tR- NA),它是蛋白质合成的 “起重机”,将原料——氨基酸分子搬运至核糖体 上,并按 (mRNA)信息依次 “对号入座”,从而保证蛋白质合成的准确性, 因为一种或几种tRNA 只负责 “搬运”某一种氨基酸。 我国科技人员首次人工合成的酵母丙氨酸转移核糖核酸,其核苷酸排列 的顺序,是美国科学家霍莱于1965年测定出来的。霍莱由于这个贡献而荣获 诺贝尔奖金。该tRNA 分子量约二万六千道尔顿,为牛胰岛素的4~5倍,结 构也比胰岛素复杂得多。它是由 76个核苷酸连接而成的三叶草形结构,其中 除含有四种常见的核苷酸外,还含有七种稀有核苷酸。 我国科技工作者们迎难而上,于1968年正式开始了人工合成RNA研究工 作,由中国科学院、北京大学和上海试剂二厂等组成协作攻关组,经过艰苦 努力,于 1974 年合成了δ核苷酸;1977年 7 月第一次用 RNA 连接酶合成了 16核苷酸的长片段;1979年底合成了41 个核酸的分子;同年 10月20 日, 终于完成了全分子的人工合成。合成产物经过凝胶电泳测定,它的位置和天 然分子完全相同。而且,它具有接受丙氨酸的活性,能把所携带的丙氨酸渗 入到蛋白质中去,说明它具有天然分子相同的生物活性。 人工合成酵母雏氨酸转移核糖酸的成功具有重大的理论和实际意义。在 理论研究方面,通过人工合成的方法,改变tRNA 的结构,观察其活性的变化, 将为研究tRNA 的生物功能提供有力的手段。在实际应用中,它将带动我国核 酸试剂、工具酶及多种治疗严重疾病的核苷酸类药物的生产,也为基因工程 人工合成基因打下基础,促使基因工程更好地为农业、林业、畜牧业、工业 和医学服务。
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1 月 14 日 “植物猫” 社会公害之一的老鼠越来越猖狂了,它们可谓是无孔不入,无恶不做。 最为有趣的一个例子是,1990年 1月美国国会召开期间,一只大老鼠竟然钻 入美国国会大厦的复印机里安营扎寨,这只老鼠狡猾透顶,它对诱饵不屑一 顾,对铁夹子、高压线等捕捉措施敬而远之。大厦工作人员煞费苦心,好不 容易才将它毒死,国会大厦为此付出的代价竟达十万多美元之多。 面对日趋嚣张的鼠害,人们设计了许多来对付它的 “招术”,象投放毒 饵、布设器械、人工捕捉等,与此同时,一些新的防鼠灭鼠方法也不断涌现, 其中之一就是利用某些特有植物来驱鼠灭鼠,这些植物起到了猫的作用,是 鼠的天敌,所以形象地称之为 “植物猫”。 我国地大物博, “植物猫”的种类也相当多,一般分为驱鼠和治鼠两大 类。 驱鼠植物,顾名思义,就是植物通过各种方式能将老鼠赶跑。老鼠的嗅 觉相当灵敏,经受不住某些植物气味的刺激,如 “鼠见愁”就有驱赶老鼠的 本领,它经太阳照射后,能散发出一种很难闻的气味,老鼠对这种味道十分 厌烦,只要一闻到这种气味,转身就逃。若在农田周围和房屋前后种上它, 就可 “拒老鼠于千里之外”。有的乔木也能驱鼠,它们散发一种特殊的气味, 使鼠不敢前来。其中最为典型的是生长在北方的接骨木,属于忍冬科,果为 黑色。它的挥发性气体对老鼠有剧毒,如果把接骨木种在谷场或村屯四周, 就能很有效地驱逐老鼠。 治鼠植物有毒杀老鼠的本领。如玲珑草,把它整个捣碎与食物拌匀,放 在老鼠常见的地方,老鼠吃后就会中毒死亡;又如黄皮树,将它的根、枝、 叶切碎,加入泥拌成泥块,塞入老鼠穴,老鼠咬食,就会中毒丧命。还有“清 明”前后开花的闹羊花,叶子里含有剧毒物质,无论是经加工后制成毒饵投 放,还是制成烟熏剂来熏杀老鼠,都会收到奇效。另外,天南星、狼毒、黄 花蒿、马前子、较剪草等植物,加工后混入食品中,老鼠食后,也会中毒身 亡。 采用 “植物猫”来对付老鼠,优点很多,既经济,又方便,灭鼠率高, 有利于维护生态平衡,所以具有很好的发展前途。在消灭鼠害的斗争中,“植 物猫”一定会起到更大的作用。
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1 月 15 日 中生代的霸主——恐龙 1979年 1 月 15 日,我国古脊椎动物学的奠基人,著名古生物学家杨钟 健先生逝世。他一生中的研究领域几乎覆盖了整个古脊椎动物学的所有门 类,而恐龙则是其中最重要的研究领域之一。 恐龙在英文中是 “恐怖的蜥蜴”的意思,它属于古爬行动物,生活在距 今 2亿5 千万年至6 千5 百万年的中生代。这个时期地球大陆上被千奇百怪 的各种恐龙统治着:有食肉的霸王龙,吃植物的雷龙,有天上飞的翼龙,水 中的鱼龙、蛇颈龙;最小的恐龙——甲龙体长不到20 厘米,最大的长达 80 英尺,生活时体重达到40~50 吨。如果以体长超过20 英尺和体重达到数吨 作为巨大的标准,那么恐龙类中大部分都应属于庞然大物。 为什么那么多的恐龙都具有如此巨大的体型呢?部分原因是与中生代的 环境有关。当时地球上许多陆地区域都丛生着茂密的热带、亚热带植物,这 为吃植物的动物提供了丰盛的食物,从而为吃植物的动物向大型化发展提供 了有利条件。当吃植物的动物体型渐渐增大时,相应地,捕食它们的肉食性 动物也趋向于大型化。另一方面,身体越大,身体的表面积和体积之比就越 小,动物表面的吸热和散热减小。这就意味着按大小比例所需要的相对食物 量减少,这对新陈代谢活动率低、体温随环境温度的变化而变化的恐龙是很 重要的。同时,巨大的身体本身就是一种防御设施,使得它们不易被其它动 物捕食。因此,恐龙的巨型化在中生代无疑是一个成功的进化方向。 本世纪 70 年代,有人提出恐龙不是变温的冷血动物而是恒温的热血动 物,在国际古生物学界掀起了一场轩然大波,改变了古脊椎动物学中的许多 传统观念,例如:这种学说认为恐龙并没有断子绝孙,鸟类就是恐龙的后裔, 有人因此甚至提出鸟类与恐龙在分类上应该列为同一个纲。这种提法是否正 确,还有待于科学家进一步深入的研究。 恐龙作为中生代的主宰动物,死后留下了大量的巨型化石,为我们研究 亿万年前地球的面貌提供了线索。杨钟健教授就是顺着这样的线索揭开了一 个个埋在地下亿万年的谜。古脊椎动物的研究工作是一个艰苦却充满了探险 般的刺激、寻宝般的神秘和收获后的喜悦的事业。难怪在国外,从事这一行 业的学者专家自豪地称自己为 “化石猎手”。 目前世界上许多地方都发现了恐龙化石,不少地方还建立了恐龙公园、 恐龙博物馆。如果你去四川旅游,千万别忘了一个地方——自贡,那里在大 量出土的恐龙化石地点上建立了一个亚洲最大的恐龙博物馆,各种各样的恐 龙化石将把你带到神秘的中生代——恐龙的世界。
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1 月 16 日 先有核酸,还是先有蛋白质 古希腊时代就提出鸡和蛋谁先谁后的问题,至今仍是个难解之谜。无独 有偶,随着现代科学的发展,又出现另一个类似的问题:先有核酸,还是先 有蛋白质? 早在50 年代,英国大科学家贝尔纳利用应邀在莫斯科大学作学术报告之 机,向苏联著名的生物化学家奥巴林提出了这个问题。据说当时奥巴林急得 满脸通红,最后羞愧地回答:无可奉告。 这确实是曾让科学家们大伤脑筋的问题。因为已有的生化知识告诉我 们,核酸是生物遗传信息的载体,蛋白质是生物功能的表现形式。根据中心 法则,蛋白质的合成必须以核酸为模板,核酸的核苷酸顺序决定了蛋白质的 一级结构,从而在相当大的程度上决定了蛋白质的功能。另一方面,核酸的 合成又离不开蛋白质,核酸合成过程需要许多种生物酶的作用,而酶的属性 就是蛋白质!因此,如果追溯到生命的起源,即核酸和蛋白质谁先谁后的问 题,则要解决这样一个关键问题:核酸自身能不能起催化作用? 1978年,美国耶鲁大学的生物学家悉尼·奥尔特曼在纯化大肠杆菌核糖 核酸酶 P 时发现,其中有一种RNA 是细胞催化反应所必须的。RNA(核糖核酸) 是核酸中的一种。当他的研究成果发表后,引起了科学界的一场轰动,被认 为是 “难以置信”。 1982年,美国科罗拉多大学的生物学家托马斯·切赫在研究四膜虫 (一 种原生动物)时发现,刚转录下来的核糖核酸 P,在一定条件下能够进行自 身催化剪切反应,它切除自身内部的一段核苷酸链,再将切头两端连接成为 成熟的核糖体核糖核酸 (RNA)分子,而不需要一向被认为不可少的蛋白质。 奥尔特曼和切赫的发现提出了一个令人惊讶的观点:RNA 也可以起酶的 催化作用。这种观点一提出,就引起一些学者的非议。诘难之处在于:根据 酶的定义,在催化反应前后,酶自身不应发生任何改变。而四膜虫的前体核 糖体核糖核酸,在反应后会释放出一段由413 个核苷组成的插入序列,转变 为成熟的 rRNA。同时,它将丧失原有的催化活性。因此它同典型的酶相比尚 存在较大差距,有人认为不应把由蛋白质独占的 “酶”标签轻易贴到RNA 身 上。 奥尔特曼和切赫并没有让这些批评吓倒,而是继续他们的研究。1986年 切赫小组发现,从四膜虫核糖体 RNA 前体上切割的部分 RNA,具有与蛋白质 酶相同的催化活性。同时,RNA 催化作用现象被更多的研究人员发现。目前 可以说,RNA 确实具有催化功能。这一观点的建立,为生命起源的研究开辟 了新的前景。人们设想,第一个生物催化剂实际上不是蛋白质,而是RNA 分 子,这些早期的RNA 不仅能够携带遗传信息,而且能催化它们自身增殖。后 来,由于产生了蛋白质这种更高效率的酶,因此RNA 的催化作用逐渐减少, 至今只残存于某些物种的少数生化过程。 由此看来,可以设想,核酸先于蛋白质存在。当然,要下这一断言还为 时尚早。科学家们还需要寻找更多的证据,他们在研究中将会有更多的新发 现。作为对切赫和奥尔特曼在RNA催化功能方面惊人的发现的奖励,两位科 学家荣获了 1989年度的诺贝尔化学奖。
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1 月 17 日 放电量最大的电鳗 世上各种动物为了生存,各有一套猎取食物、躲避敌害和保护自身的绝 技。带电鱼就是靠自身发出的电来通讯、自卫和捕食的。经过亿万年来 “适 者生存”的进化,其身躯和器官日臻完善,并练就了 “各显神通”的种种绝 技。 1989年初,在法国科学城举办的一次饶有趣味的 “时钟”回顾展上,一 座用带电鱼放出的电来驱动的时钟首次亮相,它引起了人们极大的兴趣,以 致很多人在时钟面前惊叹不已,流连忘返。这种带电鱼放电十分有规律,电 流的方向一分钟变换一次,因而有 “天然报时钟”的美誉,科学家正是利用 其这种奇特的功能制造出巧夺天工的时钟。 电鱼生活在河底混浊的泥沙里,视觉和听觉都不适宜,于是就通过 “电 感”来反应周围的环境,一旦发现猎物就放电将之击毙或击昏。南美和中美 河流中的电鳗鱼是世界上放电量最大的鱼,它在袭击猎物时,一次短暂电击 发出的电流可达800伏特,能把人击昏,甚至能击毙渡河的牛和马。 电鳗外形细长似蛇,体长2 米左右,体重约20 公斤。它的一对发电器官 位于头部两侧,还有专门接受电信号的感受器,是主要的感觉器官。 电鳗之所以能放出如此之高的电压,与其发电器装置有关。电鳗的尾部 很长,几乎占体长的五分之四。它的电源就分布在尾部两侧的肌肉内,由无 数肌肉组织的薄片组成。这些薄片有规则地排成柱状,薄片之间有结缔组织 相隔,并有神经直通中枢神经系统。据研究,一条电鳗两侧各有60 条柱,每 条柱约有6000—10000个薄片,单个薄片所产生的电压并不大,只有 150毫 伏,但由于薄片的数量多,串联起来就可以产生很高的电压,各电柱再互相 并联,因此能放出很强的电流。 电鳗尾部发出的电流,流向头部的感受器,在它身体周围形成一个弱电 场 (见图)。电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视电感受器的活动,并 根据监视分析的结果指挥电鳗的行为。如果电场中没有什么情况,电鳗头部 A 点的感受器活动正常;如果电场中进入一只小虾或小鱼是强导体,感受器B 点的活动就加强,导致捕食行为;如电场中有一块石头是非导体,感受器 C 点的活动就减弱,导致避让行为。电鳗的这种感觉系统相当灵敏,能够感觉 到0.03微伏的电变化。 电鳗肉味鲜美,富有营养,巴西人捕获电鳗的方法很有趣。他们先把家 畜赶到河里,引诱电鳗将大量的电流消耗于它们身上,然后就可以完全地用 渔网或手直接捕捉它。因为一次次放电,可以减弱电鳗的体力。当它们处于 疲惫状态时,也正是捕获它们的最好时机。
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1 月 18 日 奇妙的生物电 如果有人对你说,你全身上下充满了电;花园里美丽的玫瑰、玻璃缸中 悠游的金鱼、书架旁婀娜多姿的吊兰,也都带有电,你不会感到惊讶吧? 事实上,自然界里所有生物都或强或弱地呈现出电现象。大至鲸、巨杉, 小到细菌、病毒,甚至组成生物的蛋白质、核酸等生命大分子,无不闪烁着 生物电的 “火花”。 拿人来说,肌肉收缩、神经传导、腺体分泌、心跳、呼吸、消化、吸收、 排泄、生殖等各种机能活动,乃至物质的新陈代谢、能量的转移输送,都留 下了电的踪迹。感觉、记忆、语言、思维、情感、想象等大脑的高级功能, 也无不与电结缘。在当今世界上,如果突然发生停电,后果将会不堪设想, 而我们的身体内如果发生 “停电”,那便意味着死神的降临。 那么,生物电的源头在那里呢? 翻开英汉词典,在 “cell”一词的解释中,可以发现两种意义: 【生】 细胞; 【理】电池。科学家已告诉我们,细胞的确像一个个微型电池,它就 是生物的小小 “发电站”。 大家知道,各种电源都是通过非电场力对电荷作功,使正负电荷分别聚 集到两极,从而形成电位差,把不同形式的能量转换为电能。生物电是在物 质的新陈代谢中,由化学能转变而来的。机体内的各种体液都是电解质溶液, + + - - 其中含有大量Na 、K 、Cl 、HCO 等离子,在某种因素的作用下,正负离子 3 出现相对移动,造成电荷的分布不均匀,因而产生了生物电位。 + 以神经元为例,通过微量化学分析方法测定,细胞内的K 浓度高于细胞 + 外约 20~40 倍,而膜外 Na 浓度高于膜内约 12 倍。神经元的细胞膜是具有 + 选择通透性的半透膜,在神经元静息时膜对K 的通透性要远远高于对其他离 + - 子的通透性。这样,膜内的 K 带着正电荷外流,而细胞内带负电的Cl 、HCO-3、 + 蛋白质等却不能随之而出,膜内电位逐渐下降。当膜内外的K 浓度差及其形 + 成的电位差达到电一化平衡时,K 的外流和膜电位便达到了一种相对稳定的 内负外正的极化状态,也就是产生了膜电位。发电是为了用电。当神经元受 + + 到刺激时,细胞膜上Na 通道开放,大量Na 携正电荷从膜外涌入,使膜内的 + 低电位迅速上升,膜电位转变为内正外负。随后,膜上 Na 通道全部关闭, + + 而K 通道开放,大量K 携带正电荷又涌出细胞,膜内电位又迅速下降,恢复 + 到静息时膜电位的水平。这样,Na 、K+离子的一进一出,使神经元膜电位发 生一次迅速的极性翻转,完成了一次放电过程。放电脉冲一旦产生,便立即 沿神经纤维发送出去,经过神经中枢的加工处理,指挥躯体、四肢和内脏的 相应运动。 + + 可以看出,每次放电时神经元都要得到一些 Na ,失去一些 K 。不过不 必担心,每次放电后,膜上的一种特殊蛋白质 “钠钾泵”会自动运转,发挥 + + “充电器”的作用,将进来的Na 泵出去,把损失的 K 拉回来,使膜两侧的 离子浓度恢复到放电以前的状态,为下次放电作好准备。你瞧,神经元的充 放电过程配合得多么巧妙呀!
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1 月 19 日 人的 “冬眠” 1967年 1月19 日,美国物理学家詹姆斯·贝德福身患癌症,濒临死亡。 医生根据他的请求,把他的身体迅速冷却到摄氏零下196度,然后装进不锈 钢棺材,长久冷冻在摄氏零下 200度的冰墓里。他希望将来有了治癌的好方 法后,再把他解冻,治好他的病。 人是会被冻死的,因为当温度降到摄氏零度到摄氏零下 40 度之间的时 候,细胞里的水分就会结成冰晶,使细胞组织结构受到破坏,但科学家发现, 在超低温条件下,细胞里的水分就不会结成破坏性的冰晶,而会变成透明的 玻璃状物质,这时候生命活动也会完全停止。比如细胞,它的分裂次数是由 遗传因子决定的,一般来说分裂 50 次就 “寿终正寝”了。如果把已分裂过 10次的细胞放在摄氏零下 196度的超低温下,就会发现这个细胞的一切生命 活动完全停止而处于 “冬眠”状态,而且它的一切细胞结构仍然完好地保存 着。一旦恢复到常温,细胞的生命活动随之得到恢复,并且能够继续完成余 下的40 次分裂。 尽管细胞在恢复常温后能够恢复生命力,但复杂的人体在温度回升后能 否苏醒过来,还要经过实践的考验。 细胞活活地被冷却到超低温并不容易。因为在冷却的过程中,不可避免 地要经过摄氏零下 15~50度这样一个极危险的 “死亡区”,细胞往往就在这 一区域内死亡。如果冷得太快,细胞内的水就会由于结冰而把细胞膜胀裂; 如果冷却得太慢,细胞就会由于脱水而引起盐分浓度急剧升高,蛋白质分解, 而导致死亡。所以,寻找一个合适的冷却速度,是使细胞安全地渡过死亡区、 成为冷冻贮藏活细胞的关键。此外,使超低温下的细胞回到常温也要一个合 适的速度,但一般是和冷却的速度相对应的。 细胞的 “冻结”技术已为科学家所掌握,并已应用于建立“冷冻精子库” 等方面的尝试。现在, “冷冻胎儿”的试验也在进行中,但人的冷冻试验的 成功还需一个相当长的时期。如果这项试验成功,那将是一项了不起的成就, 不仅詹姆斯·贝德福可能会起死回生,而且在宇宙航行方面具有重要意义。 由于有些星球离我们很远,不等飞船到那儿,宇航员就要老死了。如果在航 行途中把宇航员冷冻起来,等飞船接近目的地的时候再自动加温,使人苏醒 过来,即可解决这一难题了。 一些科学家认为,单纯依靠冷冻可能达不到预期的目的。生物学家经过 深入研究,现已揭开了动物的冬眠之谜,原来它是受一些化学物质支配的。 冬眠来临前,冬眠动物的大脑分泌出一种名为β—内啡呔物质,这种物质可 使动物食欲增加,大量取食,以积蓄能量,供给冬眠停食时的需要;内啡呔 还可使体温降低,心跳变慢,降低体耗,同时它还能使肾脏浓缩尿液以保持 水分。冬天一过,冬眠动物则分泌出一种抗β—内啡呔的物质,而开始苏醒。 现在,科学家正在着手研制这些控制冬眠的物质,一旦研制成功,科学家即 可结合冷冻技术,有效地开启生命的发条,使人能够真正进入 “冬眠”。
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1 月 20 日 狼性探秘 长期以来,狼被人们看成是一种贪婪、凶残、阴险、狡猾的野兽,一提 起狼,不少人会感到恐怖和惊慌,其实,在一般情况下,狼是不会轻易攻击 人的,瑞典生物学家埃列克·兹门曾孤身一人深入狼群,多年与狼为伍,在 意大利对近百只狼进行了观察、试验和研究,甚至还当上了狼群的首领。凭 着兹门的机智和勇敢,他初步揭开了狼群社会的一些奥秘。 兹门发现,狼群几乎像一个民主的社会国家一样,所有的狼都了解自己 的地位并知道它们要遵守些什么。当狼群一起吃一个大猎物的时候,从不吵 架,它们相互容忍、互相依赖。但狼也象其它野兽一样自私,它们只是在彼 此顺序排列得很明确的时候,才能保持 “和睦”,而这种顺序的排列,就存 在着选举,存在着竞争。为了争夺狼群的首席地位,尤其交配期狼群中就会 展开一场搏斗。这时的雌狼比雄狼更有攻击性,因为在一个狼群中只有最高 席位的雌狼才有权力生育幼狼。这是有利于狼群共存的自然法则,如果生仔 太多了,狼群会因捕不到足够的猎物而出现食物危机。看来,狼也懂得 “计 划生育”的意义。 在狼群中,头号雌狼用撕咬袭击监督着其它雌狼的 “爱情生活”,谁要 和某个雄狼亲昵,就会立即受到攻击和惩罚。有些没有生育后代希望的雌狼 “愤然”离开了狼群,但它们出外闯荡的结果大多数意味着死亡。留下的雌 狼由于这种长期的社会压力而变得缺乏性欲了。头号雌狼表面上也和地位低 下的雄狼亲近,给它们以作父亲的幻觉,以便在以后小狼出生后会得到好心 的叔叔们作为抚养费的肉块,只是在受孕准备最高潮它才同雄狼之首交配。 狼有自己的 “语言”,成年狼的嚎叫有声调高低之分,构成了不同的联 络信号,以此与正在进行捕猎的同伴保持联系,共同围捕猎物。狼还往往聚 集在一起,用嚎叫来表示集体的威力。在狼群中,用嘴轻咬对方的后颈是表 示亲昵和尊敬。兹门在与狼共同生活的时候,也用嘴咬狼的脖颈,以表示自 己是狼群中的一个成员。有时亲昵得过火了,脖颈被咬伤,造成咬伤的狼就 会用舌头舔对方的伤口,作为歉意和治疗。 几千年来,狼之所以能生存下来,就是因为它们害怕人、回避人的缘故。 那么,为什么狼在人们心目中如此声名狼藉?这是因为人类不断扩大生存区 域,把狼逼得食物缺乏、活动区狭小,被迫与人短兵相接,并犯下了不少食 人、掠取家畜的恶行。例如 1968年 1月,一群饿极了的狼袭击了前苏联北部 边境的一个山村,两个村民当场被咬死,许多家禽家畜被群狼撕碎充饥。 有人以为,狼对人类只有害处,没有益处,这是完全错误的,狼是自然 界生物链中的重要一环,在生态平衡中起着控制有蹄动物数量的作用,缺少 了狼,麋等有蹄动物大量繁衍,会啃光草木,造成生态平衡破坏。 目前,随着人类对自然不断开发,狼赖以生存的地盘越来越少,许多地 方都已绝迹。生物学家真诚希望人们消除对狼的敌对心理,让人与狼和平相 处。
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1 月 21 日 “披着狼皮的羊” 你一定听过 “披着羊皮的狼”的故事,那是一个发人深省的寓言,它教 育人们警惕伪装了的敌人。而在动物界还有一些 “披着狼皮的羊”,这是一 种猎物为了摆脱死亡的命运而模仿猎食者外表的拟态行为。 加拿大生物学家在研究斑马蜘蛛时,发现有一种翅膀上带黑条的苍蝇会 利用黑条模拟它的主要天敌——斑马蜘蛛的一条条细脚,从而伪装成斑马蜘 蛛的样子。斑马蜘蛛不是张网捕食,而是设埋伏偷袭猎物。当斑马蜘蛛迫近 这种苍蝇时,苍蝇一看逃跑已经来不及了,便立即张开翅膀,显示它翅膀上 的黑色条纹,并且微微抖动翅膀,仿佛象蜘蛛的脚在缓缓爬动,同时它还低 头翘尾以模仿蜘蛛的体态。于是迎面而来的斑马蜘蛛往往误将苍蝇视为同 类,掉头它往继续觅食,致使猎物从眼皮底下溜走了。 生物学家们为了证实蝇翅上黑条的作用,还做了一个有趣的实验。他们 将蝇翅上的黑条涂白,再把苍蝇释放到放置了斑马蜘蛛的实验室环境中,结 果苍蝇在遇到蜘蛛尽管采取了同样的姿态,但由于已经失去了构成拟态的基 本要素而俯首就擒。这种苍蝇的拟态仅仅只能欺骗斑马蜘蛛,对于其它天敌 ——蜥蜴、肉食昆虫和别的蜘蛛则无效。 北美的金花鼠也会采用类似的伎俩,它的主要天敌是响尾蛇。当响尾蛇 欲捕捉它们时,金花鼠会抖动它们的尾巴,并用前肢抓动泥沙,发出一种类 似响尾蛇的声音,使响尾蛇疑为是自己的同类,而放弃原有的捕捉念头。有 的金花鼠还会咬断死蛇或脱落的蛇皮,嚼碎后用身体滚擦,使身上沾有蛇的 气味,或用蛇尿或蛇粪涂身,以达到鱼目混珠、逃避敌害的目的。 拟态一般是指动物进化过程中形成的外表形态、色泽斑纹等与其它生物 或非生物十分相似的现象,如木叶蝶象枯叶,竹节虫象竹节或树枝等。但象 上述苍蝇和金花鼠这样模仿自己天敌的拟态现象在动物界中实属罕见,生物 学家戏称这种求生术为 “披着狼皮的羊”。
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1 月 22 日 石油倾海——海洋生物的灭顶之灾 1991年 1月22 日中午,伊拉克炸毁了科威特南部的一些油井和储油罐, 造成石油泄露、大火冲天。海湾地区盛产石油,长年石油污染物的排放,加 上两伊战争的石油污染,已使海湾成为严重污染的水城。如今,科威特的石 油设施被炸,对海湾的水环境来说,真可谓雪上加霜。据报道,仅科威特的 艾哈麦德油泵站每天约有 10万桶原油流到海湾水域,已形成一条长48 公里、 宽 12公里的污染带。 不仅是战争导致石油倾海,运输石油的油轮触礁或相撞也会导致严重的 石油漏放。例如 1970年, “箭号”油轮触礁致使8000 吨重燃油溢出,溢油 覆盖了加拿大切达比克托湾的 300 公里的海面,那么石油倾海对海洋动物会 产生怎样的危害呢? 科学家的研究表明:石油泄露污染对当地海洋动物具有毁灭性作用。在 北部水域,常被影响的鸟类包括鹱、海雀、鸬鹚等大部分时间以大群在海面 生活的鸟。这些鸟类寿命较长,但繁殖产蛋较少,它们的种群遭到破坏后, 经过几十年都难以恢复。 羽毛和毛皮可使恒温动物防水并与有害物质隔离,而石油和石油倾海产 生的泡沫状污物会使鸟类和海獭的羽毛和皮毛缠结。由于水取代空气进入缠 结的皮毛下,使之丧失弹性和隔离性,因而造成体热的丧失。这些动物只能 依靠消耗自身脂肪的储备来对付热损,但是这种对付将会在几小时或几天后 枯竭,到那时,它们面临的只有死亡。 石油泄露产生的有毒物质也严重威胁着海洋生物的生存,特别是在泄露 发生的最初几天,因为那时大部分石油的有害成分尚未挥发。鸟类通过理羽 摄入石油物质,会导致鸟胃的失调并干扰产卵和生育能力。即便是鸟蛋在有 毒的新鲜原油中浸一下,有毒物质就会穿过蛋壳杀死胚胎。海獭吸入有毒的 原油后会立即损害它们的肺组织,导致肺气肿。鱼类实验显示原油可以使鱼 鳍发生腐蚀,损害鱼的肝,造成身体溃烂,并严重损害其嗅觉器官和膜组织。 鱼卵和幼鱼所受的影响更为严重,例如在美国阿拉斯加一些潮间带地区,往 日密集着马哈鱼,但当发生石油污染时,整个海岸都见不到鱼卵和鱼苗的踪 影。 鱼类凭借其巨大的繁殖力,在石油污染后一般恢复较快,而蟹类、蛤及 其它一些贝壳类动物恢复起来却慢得多。至今,石油污染时浮游生物的影响 尚不十分清楚。
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1 月 23 日 蛤蟆如何越冬 北方,天气变冷时,候鸟飞往南方,熊钻进树洞开始冬眠,人类则穿上 厚厚的羽绒大衣,而树蛙、癞蛤蟆等两栖动物是怎样越冬的呢? 你可能想不到,树蛙在冬季被冻成了一块硬邦邦的 “石头”,但它并没 有死,相反,这正是它与寒冷作斗争的法宝,树蛙既不能南迁,又无法冬眠, 身上也长不出丰厚的羽毛来御寒,因而面对冰天雪地,它干脆 “将计就计, 冻成冰砣”。 树蛙冻结成的姿势很有意思,浑身蜷缩,象是在弯腰摸自己的脚趾。其 实,它这是尽量让自己的身体在冰天雪地里少暴露一些。此时,它的血液已 从四肢和心脏附近退出,心脏也停止了跳动,连血液也冰成了固体。 到了春天,树蛙身上的冰开始融化,血液慢慢流动起来,心脏也开始跳 动。忽然,有一天,树蛙仿佛是大梦初醒,伸了个懒腰,眨了眨眼睛,跳走 了。 科学家认为,树蛙之所以没被冻死,关键的问题在于冰只在它们细胞的 外面形成,否则,如果动物的细胞液冻成了冰,则任何动物都别想再活下去。 细胞外面的水结成冰后,能使剩下的液体浓度变得更高,而细胞内部的液体 浓度相对较低,根据渗透压原理,水总是渗过细胞膜从浓度低的一边流向高 的一边,因而纯净的水就从细胞内流出来,使细胞变得干了。细胞内剩余的 液体由于浓度更高,其冰点变得更低,这就使细胞更不容易结冰。 癞蛤蟆学名是蟾蜍,它冬季群集于河底泥沙中过冬。过去一般认为,癞 蛤蟆在河底的冬眠是一种不食不动的昏睡状态,而新近日本学者的研究表 明,冬眠中的癞蛤蟆仍在活动。他们测定了冬眠时癞蛤蟆血液中的激素含量, 意外地发现包括甲状腺素在内的好几种激素都在增加。由于甲状腺素有提高 代谢水平的作用,推测冬眠中的癞蛤蟆的代谢不是很微弱,而是相当高的。 事实上,每当 1月份夜间气候变暖时,冬眠中的癞蛤蟆会钻出冬眠洞, 慢慢向水池附近爬去,只有气候寒冷时才返回冬眠洞。 蛤蟆越冬更多地采用的是癞蛤蟆的 “策略”,象树蛙那样冻成冰砣的属 于少数。
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1 月 24 日 征服陆地——脊椎动物从水生到陆生的演化 1992年初,又一批科学界的精英,一批为我国的科学事业、建设事业做 出巨大贡献的学术带头人被增选为中国科学院学部委员。其中,地学部有一 位唯一的女性,她的名字叫张弥曼。 张弥曼教授多年致力于古脊椎动物学的研究,经过辛勤的耕耘,结出了 丰硕的成果。其中最具意义的工作是她解剖了中国特有的杨氏鱼脑颅化石, 并根据解剖结果对脊椎动物从水生到陆生的演化提出了有根有据的质疑,引 起国际同行们的广泛关注。 在脊椎动物演化史上,从水生到陆生是一个巨大的飞跃。由水上陆,动 物在身体结构上首先必须进行两项最重要的改变,第一是形成能够直接从空 气中吸取氧气的肺,第二是由适应于在水中游泳的偶鳍转变为能够在陆地上 支持身体和行走的四肢。在鱼类中,能用肺的同源器官——鳔来呼吸空气的 只有两类:肺鱼和扇鳍鱼,它们都有内鼻孔,统称为内鼻孔鱼类。19世纪以 前,人们一直认为肺鱼是四足动物的祖先,是脊椎动物由水生到陆生的过渡 类型。直到19世纪末,肺鱼作为四足类祖先的地位又被扇鳍鱼类所取代。为 什么在人的观念里出现了这种取代呢?这是因为人们认为:第一,肺鱼的颌 与牙齿都过于特化,不能作为四足类的祖先;第二,扇鳍鱼的颌与牙齿比较 原始,而且扇鳍鱼中的扇鳍鱼类和两栖动物 (最早出现的四足动物类群)中 的迷齿类具有十分相似的牙齿。到了1942年,瑞典古鱼类学家雅尔维克发表 了关于总鳍鱼吻部构造的专著,其中标明了扇鳍鱼具有内鼻孔,这解决了动 物直接从空气中吸取氧气入肺的通道问题。此后,四足类起源于扇鳍鱼类的 观点被认为确定无疑了。 但是在 1981 年,张弥曼教授研究了产于我国云南早泥盆纪地层的杨氏 鱼,对雅克尔维克的结论提出了挑战。杨氏鱼和扇鳍鱼类中的两个类群有很 多相似的地方,按照传统观点,应该把它置于四足类祖先类群中。但奇怪的 是,张弥曼教授怎么也找不到供内鼻管从鼻腔通到口腔顶部的内鼻孔。由于 这一反常现象的出现,张弥曼教授注意观察了雅尔维克的标本,发现它们的 情况与杨氏鱼十分相似,也就是说雅尔维克在复原图中标明的扇鳍鱼的内鼻 孔只是一种想象而非事实。所有这些加上另外一些结构特点使得扇鳍鱼作为 四足动物祖先的地位发生了动摇。 随着现代生物学的发展,人们对肺鱼的现生代表有了进一步了解,发现 现代肺鱼和四足动物之间存在许多共同特征,这使得一些学者又回到 “肺鱼 是四足动物祖先”的观点上来,即:在泥盆纪的后期阶段,某些肺鱼类受到 极度干旱的逼迫而寻找新的淡水池塘或者溪流,以便在其中继续生存下去, 因此它们尽力地为达到它们生存下去所迫切需要的水域,而死捱活撑地爬上 了干旱的陆地。这些上陆的动物中的一些类群,内部的骨骼结构,尤其是在 为呼吸提供通道的上颌部分及运动的附肢部分已经具备了陆生四足动物特征 的萌芽,这些萌芽逐渐发展,最终成为适应于陆地生活的结构,这些动物终 于变成了最早征服陆地的先驱。
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1 月 25 日 身披盔甲的动物 穿山甲又名鲮鲤,形态古怪,全身披挂着坚硬的鳞片,重迭而能竖立, 象盔甲一样。它挖掘能力很强,每小时可挖掘前进4~5 米,因而得名。它的 鳞片和鱼鳞不同,是由体毛凝集而成,近看就能发现在鳞片之间还有稀毛。 它头呈园锥形,眼和鼻都很小,耳已退化,口细小如管,口内无牙,舌很特 别,前扁后园,长度几乎达身体的一半,能自由伸缩,取食时能伸出口外20 厘米远,舌上有很多粘液。四肢有坚强锐利的弯爪,善于挖土。通体呈黑褐 色或灰褐色。 穿山甲分布于我国福建、广东、云南、四川、安徽等省,生活在丘陵山 麓的杂树林中,以蚁类为食。这些地方气候湿润,腐殖质厚,很适于蚁类生 活,因此是穿山甲栖息的好地方。当穿山甲嗅到蚁穴后,即用其前爪很快地 挖开蚁穴,然后用它那带粘液的长舌舔食。它的食量很大,一顿可吞食250~ 500 克蚁类成体、幼虫和卵,且主要以严重危害森林的白蚁为主,故能有效 地控制白蚁对森林的破坏,被人们称为 “森林卫士”。穿山甲在泥土中打洞 筑巢,洞深约3 米,穴道很长,末端巢的直径约有2 米。它白天在洞内睡觉, 夜间出来活动,有的种类还能爬树。遇到敌害时,它不能进攻,只能防御。 防御的办法有二:若时间允许就钻洞而逃,它钻洞时,用前爪挖土,后爪将 土推向后方,速度之快不亚于钻探机;若时间紧迫就将身体蜷缩成一团,把 头裹在腹下,用浑身的 “盔甲”来抵御敌害,这是出于不得已的消极办法, 所以很容易被人捕获。 穿山甲平时单独生活,在盛夏初秋发情交配时才雌雄同栖。约在1月份 分娩,通常每次产 1仔。母兽将幼兽负于背上或尾上外出活动。两个月后, 幼兽就能跟随母兽外出寻食。
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1 月 26 日 澳大利亚的象征——袋鼠 1月26 日是澳大利亚的国庆日,澳大利亚是有袋类动物的故乡,有袋鼠、 袋狸和袋熊等。其中大袋鼠已成为澳大利亚国家的象征,并作为国徽的图案。 在澳大利亚,无论是民航飞机上还是高大的建筑物上,都能看到袋鼠的形象。 在袋鼠经常出没的地方,公路旁还立有画着袋鼠的大牌子,它是警告司机们 小心行车,以免与袋鼠相撞。 大袋鼠是袋鼠中最大的一种,雄袋鼠体重近 100公斤,站起时高度超过 2 米。它在野外主要靠后肢跳跃、奔跑,前肢很少落地,只有吃草时才着地, 所以后肢十分健壮,而前肢退化得又短又细,只有后肢六分之一那么大,后 肢力量很大,一蹦就能跃过 2 米高的障碍物或7 米宽的沟渠。奔跑速度也很 快,每小时可达20 多公里,最快时可达50 公里以上,它还有一条粗壮有力 的尾巴,最长可达1.3米,末端没有长毛。休息时,尾巴与后肢一起支持身 体,鼎足而坐,十分稳当。奔跑时,尾巴翘起,按跳跃的节奏摇动,能起到 平衡身体的作用。遇到敌害时,除了头部能撞击外,尾巴也是防御和进攻的 有力武器。人若不注意被它的尾巴扫着,轻则骨折,重则丧命,不过袋鼠一 般是不袭击人类的,除非是被逼得走投无路时,才会自卫反击。 袋鼠是一类较原始的哺乳属动物,雌袋鼠的腹部有一个皮质的袋子,称 为育儿袋,专门用于哺育幼袋鼠。母袋鼠受孕后,只要39 天的怀孕期就可分 娩,每胎只产一仔,但是生下的不能称为幼袋鼠,只能算为胚胎,只有人的 小姆指那么大。母袋鼠在分娩前要进行准备工作,它用舌头舔净腹部的育儿 袋,将其中的杂物取出,清扫干净,并将从尾巴根部到育儿袋之间肚皮上的 一窄条皮毛用舌头舐净,到临产时,母袋鼠就选择一棵大树背靠着坐下,将 尾巴向前伸出,静待胚胎出生,胚胎又弱又小,发育很不完全,眼睛未曾睁 开,身上也没有毛,简直象一条蠕虫,小家伙落生到母袋鼠尾巴上后,会本 能地顺着母袋鼠为它开辟的道路,自己慢慢地爬进育儿袋,摸索到乳头,吸 吮乳汁。小袋鼠在育儿袋中至少要生活约200 天后才开始到袋外活动,一遇 到风吹草动又赶快逃回袋中,伸出小脑袋四处张望,非常有趣。等到八个月 以后小袋鼠就能脱离母袋鼠独立生活了。而此时母袋鼠早已有第二个胚胎等 着降生了,所以它的育儿袋总不闲着。 澳洲所拥有的大袋鼠,在几百年前曾达 3000~4000 万只,如今屡遭杀 害,数量已大大减少。袋鼠遭剿杀的原因不仅因为它的肉可吃,皮可制革, 更主要的在于袋鼠的食量相当大,是牛的3~5倍。它们啃光草地,破坏庄稼, 每年使农民大受损失。据统计,1950~1960年间,仅昆士兰州每年出售袋鼠 皮就达45 万张。1972 年政府宣布禁止袋鼠肉出口,可是 79 年又宣布放宽。 当然这不致于导致把袋鼠消灭干净,因为它毕竟还是澳大利亚的象征。
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1 月 27 日 石油可以 “栽种”吗 1982年 1 月 27 日,前苏联的 《社会主义工业报》刊登了一篇令人注目 的文章,标题是:可以 “栽种”石油吗?不少人对此感到诧异,认为石油只 能 “开采”,怎么能“栽种”呢? 美国的化学教授梅尔温·卡尔文博士对于植物也很有研究。1961年曾因 关于光合作用研究的成就而获得了诺贝尔奖金,1973年,石油输出国组织成 员国临时停止了向美国出口石油,使得美国面临石油危机,这位教授深深地 感到能源问题的严重性。有一次,他自言自语地说: “哎!要能让树木流出 石油来,那该多好呀!”,这时,他突然想起了热带的橡胶树: “橡胶树可 以利用太阳能进行光合作用产生出胶汁来,那么某些植物为什么不能合成类 似石油的物质呢?”他决心对这个问题进行研究。 为了寻找能流出石油的 “石油植物”,多年来,卡尔文带领他的研究组, 从世界各地搜集了 3000 多种含碳氢化合物的植物标本,并且在加利福尼亚州 进行了 2000 多种植物的栽培和制取石油的试验。结果发现,大戟科的许多植 物所产生的一种乳状汁液中,竟含有高达 30~40%类似石油的碳氢化合物, 稍经处理就可以作为石油代用品,而某些沙漠植物的汁液,它的化学成分几 乎同原油一模一样。 有趣的是,卡尔文教授在亚马逊大森林中发现了一种柴油树——苦配 巴,当地人称为古巴香胶树。这种高大的乔木,属于苏木科植物,其树干里 会含有大量的树液——一种富含倍半萜烯的柴油。采油时从离地面 1米高的 树干上打一个直径 2 厘米的孔,直到心材,在洞口插进一根管子,油液便经 管子排出流到桶里,一株高30 米、直径 1米的苦配巴树,2 小时便可收得 10~ 20 升与柴油相似的树液,完了用一个塞子将洞口塞住。6个月后又可以再次 采油,产量相差无几。经试验,苦配巴树液无需任何加工就可直接用于汽车 发动机。目前,巴西、美国、日本、菲律宾和澳大利亚等国都已先后栽种了 这种石油树。 几年来,卡尔文研究小组研究筛选出的 “石油植物”不下几百种。 无独有偶,我国的林业科学工作者在我国海南岛尖峰林区,也发现一种 苏木科的柴油树——油楠,这种乔木的高度可达20~30 米,树干通直,胸和 径 50~80 厘米。每当在树干上凿一个小孔后插入竹筒,油液即潺潺流出。大 树伐倒时,油液如泉涌般喷出,涓涓作响。一株油楠树通常可产油几斤至几 十斤,最多可产 100斤。经化验,油液中含有多种烯类化合物,可燃性与柴 油相似。用棉花蘸上一点火就着,当地村民常用于照明。我国政府和有关部 门已制定了保护和发展计划,据广东、广西和福建等省人工栽培试验,该树 在北回归线附近的地区生长都不错。 已有的研究表明,从单细胞的低等植物到高度进化的被子植物,从丛生 地面的杂草到高大的乔木,都有可以利用的石油植物。通过 “栽种”而得到 石油,这不仅不是幻想,而且已显示出十分诱人的前景。
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1 月 28 日 先有鸡还是先有蛋 “先有鸡还是先有蛋”的问题,是人们长期争论不休,一直没有明确答 案的问题。实际上,蛋的出现比鸡的出现早得多,因为早在二亿八千万年前 的二叠纪,爬行类就出现了,而爬行类 (如鳄、恐龙等)都会下蛋,而鸟类 的出现是在一亿八千万年前的侏罗纪,鸡的出现就更晚了,但有关 “先有鸡 还是先有蛋”实际问的是鸡和鸡蛋谁先谁后的问题。 鸡生蛋、蛋孵鸡,你若说鸡先出现,那么 “没有蛋鸡怎么孵出来的”? 你若说蛋先出现,又会遇到 “没有鸡谁下出来的蛋”的问题,真令人无所适 从。 根据进化论的观点,鸡和鸡蛋不存在谁先谁后的问题。鸡作为鸟纲中的 一个物种,是从原始鸟类分化而来的,而鸡蛋是鸡的受精卵 (指可以繁育出 小鸡的鸡蛋),在鸡这个物种形成的漫长历程中,始终是连接 “原始鸟类— —鸡”进化中一代与一代之间的桥梁。在鸡的形成过程中,有三个因素:即 变异、遗传、自然选择。“鸡”生蛋(较原始时还不能称为鸡),蛋生“鸡”, 两代之间并不是完全相同的,同一亲代所生的子代总有差异。一个 “鸡”可 以下许多蛋,但不是所有的蛋最后都能成为成体的鸡。在生存斗争中,具有 有利变异的个体得到最好的机会保存自己,而有利与无利是由大自然决定 的,鸡的形成正是由于大自然逐渐保留了它们善奔走。地面活动多、飞翔能 力差等变异特征,而从原始鸟类中分化出来的。显然,其中遗传起着保持巩 固变异的作用,通过遗传使变异得到积累。 经过长期的、一代一代的 “鸡”到蛋、蛋到“鸡”的过程,在自然选择 的作用下,物种的变异被定向地积累下来,产生物种的分化和新物种的形成, “鸡”就慢慢地进化形成了,鸡蛋也跟着进化出来,这是一个以百万年计的 历程,决不可硬分 “鸡”和“鸡蛋”出现的先后。
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1 月 29 日 北极的霸王 北极熊是世界上最大的食肉动物之一,雄性北极熊要比狮子大一倍,雌 性的稍小些,它们生活在北极的冰天雪地里,其习性一直到本世纪80 年代才 为人们所了解。 据美国 《科学文摘》1985年 1月报道,北极熊的生存范围很大,从西伯 利亚到阿拉斯加横越加拿大,一直到格陵兰和挪威北部岛屿,在方圆500 万 平方英里的范围内都有它们的踪迹。科学家认为,北极熊是在大约 10万年以 前由生存在西伯利亚沿海的褐色熊演变而来的,在各种动物当中,它的历史 并不算久远。 科学家研究野生北极熊的工作条件是相当艰苦的,他们顶着零下50~60 ℃的严寒,冒着飞机失事的危险,在北极的冰原上追踪北极熊的活动。很多 北极熊身上安装了无线电发射颈圈,科学家不仅可以利用飞机追踪观察北极 熊的行为,还能利用人造卫星监测它们的位置。尽管工作艰辛,科学家们仍 以同野兽共同生活为快乐。 “可爱的北极熊是北极的象征,当见到它在冰原 上漫步的情景时,简直是一种享受。即使没有报酬,我也愿继续干下去。” 美国动物学家加纳和加拿大动物保护专家斯特林的话道出了所有科学家的心 声。 北极熊虽然具有灵敏的视觉,但它们捕食时却主要依靠嗅觉。海豹是北 极熊的主要食物,海豹身上有一股强烈的气味,当海豹从水里爬至冰层上休 息的时候,这股气味就留在了冰层上。北极熊闻到海豹的气味后就知道了海 豹的活动位置,于是便躲在冰层上伺机捕食。通常一只海豹每隔 20 到30 分 钟就要钻出冰层中的裂隙呼吸一次,北极熊正是利用这个时候左闻右闻,一 闻到海豹的气味就扑向海豹露头的洞口,它脚爪嘴鼻并用,动作快如闪电, 海豹是很难逃过这种袭击的。 随着季节的改变,海豹群的位置也不断改变。因而北极熊为了寻找猎物, 不得不经常在冰区长途跋涉,以期能碰巧找到海豹群,相对来说,陆栖熊的 生活环境优越得多,雄熊可以依据食物的分布情况开辟自己的 “领地”,而 每只雄熊占据的 “领地”总有几只雌熊为它所占有。但是,对于北极熊来说, 由于觅食地点飘忽不定,无论雄熊还是雌熊都无法占据一块永久的地盘。所 以,雌熊为了寻找食物终日奔波于冰面上,而雄熊却得同时寻找雌熊和食物。 即使有幸碰到雌熊,也并非每一只雌熊都能胜任交配。这是因为北极熊要满 5 岁后才有繁殖的能力,即使成熟之后,雌熊也只是每隔 2~3 年才产仔一次。 这就意味着,2~3 只雄性北极熊仅有一头可供交配的雌熊。因此,在繁殖季 节,雄性北极熊的争斗是异常激烈的。冰原上经常见到的伤痕累累,犬牙缺 损的雄性北极熊正是为争夺异性进行拼斗的证明。 20 多年来,猎人们利用各种手段,大肆捕杀北极熊,使其数量急剧减少, 因而严重威胁了这一地区的生态环境,北极熊也面临绝种的威胁。1976 年, 世界保护野生动物组织达成了一项国际协议,决定把当时的约2万头北极熊 列入保护范围。5 个围绕北极的国家,即美国、加拿大、丹麦、挪威和前苏 联共同合作,使北极熊的数量有所回升。所以要维持北极熊的生存,人类的 努力保护是必要的。
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1 月 30 日 白鹤与丹顶鹤 1984年 1月底,从南昌传来了非常振奋人心的消息: 《鄱阳湖畔冬无枪 声,珍禽云集蔚为奇观》。报道说,春节前,来鄱阳湖候鸟保护区过冬的白 鹤数量,超过 600 只,最多的一群有409 只,这个数字大大超过了国际鹤类 基金会所称目前全世界只有320 只白鹤的数量。过去一到冬天鄱阳湖内枪声 不绝,许多珍贵鸟类惨遭杀害。自 1983 年 7 月候鸟保护区建立后,33 万亩 湖区冬无枪声。这么多白鹤飞临鄱阳湖越冬,是政府重视野生动物保护,动 员人民起来保护鸟类的结果。 全世界共有 15种鹤,中国有8种,其中包括著名的丹项鹤、白鹤、黑颈 鹤等。 丹顶鹤 “雍容华贵”,体羽主要为白色,喉、颊、和颈部为暗褐色,尾 部覆有漆黑的飞羽,头顶上戴着鲜红的肉冠,身高腿长,确实给人一种美好 的印象。丹顶鹤经常出现在古代诗词国画中,因常在诗画中与仙人隐士为伴, 所以又称仙鹤。关于国画中的松鹤图,还曾有过一段有趣的争论。鸟类学家 从科学的角度提出,国画中把丹顶鹤和松树画在一起是不符合事实的,因为 鹤类都是生活在水草繁茂的开阔沼泽地区,那里根本没有松树;而且鹤类的 脚的构造,根本不适于栖立在树枝上。人们说有时见到 “鹤类”在树上栖息, 实际是把鹭科动物误认为鹤类。这种说法虽然是正确的,但从艺术家,美学 家的角度来看, “松鹤延年”乃是千百年来画家的一种艺术创造,即使缺乏 科学依据,却富有艺术家的想象力,给人一种美的享受。因此,“松鹤延年” 的作品至今仍不断出现。 事实上,丹顶鹤繁殖于湿地和沼泽地区,繁殖地主要在我国东北的黑龙 江省境内。鹤类属于永久性配偶,一雌一雄回到繁殖地后,便开始选择巢址, 以水草的茎、叶和芦苇等物筑巢。这时,它们已嫌头一年生的、跟着它们一 起去南方越冬的幼鹤 “碍事”,遂将其“逐出家门”。被逐走的幼鹤有时恋 恋不舍,又飞回双亲身边,但亲鹤此时已决意不再让子女留在身边,会再度 将幼鹤逐出数里以外。逐走幼鹤后,亲鹤开始专心进行配偶行为,它们一般 4 月产卵,5 月上中旬小鹤陆续出壳。至 10月上中旬,秋风阵阵,地上见霜, 它们便开始离开故乡,南迁到江苏、江西、安徽等省的湖泊、沼泽、洼地及 海滩。 白鹤比丹顶鹤更为稀有,全身羽毛洁白,只有初级飞羽是黑色,头顶也 有一块呈鲜红色,相貌高雅。鹤类,特别是白鹤,数量如此稀少,繁殖慢是 一个原因。鹤类一般每窝产卵两枚,孵出后,幼雏互不相容,一有机会就互 相猛啄,直到其中有一只被啄死为止,亲鸟外出觅食时,这种事情时常发生。 白鹤的这种情况最为严重。至今尚没有同一窝两只幼鹤都成活的报告。 一些动物学家认为,鹤类的这种同室操戈的行为是一种生存适应。较强 壮的小鸟独占父母亲带回来的有限食物,特别是当食物难觅时,确实有利于 保证种族繁殖延续后代。这种本能行为导致的结果是弱小的雏鸟往往成为牺 牲品。
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1 月 31 日 人类的近亲——黑猩猩 1961年 1 月 31 日,黑猩猩宇航员汉姆参加了美国为首次载人宇宙飞行 而进行的模拟飞行。黑猩猩是人类的近亲,它们不仅在外形和表情动作等方 面同人类比较相近,而且在大脑的形态、血液蛋白质结构以及遗传物质基础 (DNA)等方面都同人类有惊人的相似之处,因而黑猩猩自然而然地被选为模 拟飞行的宇航员。 汉姆曾在新墨西哥州的太空医学实验中心接受过严格的飞行训练。当 时,它是几十名黑猩猩竞争者中的优胜者,汉姆在科学家们的训练下,在极 短的时间里学会并掌握了各种技术。比如用控制杆来对指示灯做出反应,以 免身体受伤等。 在历时 16分29 秒的飞行过程中,科学家们对汉姆进行了一系列测试, 以了解宇宙飞行对动物乃至人体的影响及反应。在飞行中汉姆经受了极大的 加速度和失重试验,它的表现极为出色。飞船落地后,只见它洋洋得意地从 小舱内伸出头来,向人讨了一个苹果和半只桔子,若无其事地吃着,这标志 着模拟飞行的成功!汉姆的成功,加快了美国进行载人宇宙飞行的研究进度。 终于,在 1961年5 月5 日,宇航员阿兰·谢拔德驾驶着美国第一架宇宙飞船 飞向太空。 黑猩猩和人一样,属于哺乳纲灵长目,它们生活在非洲中部和西部的热 带森林中,在野外,它们群居于树上,属杂食性动物,嗜食果实。由于黑猩 猩具有较高的智能,因而成为动物心理学研究的主要对象。 日本科学家曾考察过动物园内的黑猩猩的学习行为,他们为一群 16只黑 猩猩提供了一套石锤和石台,研究它们是如何学会使用的。实验分三个阶段, 在第一个阶段中,把 8 岁的琼 (雌性)带入放着石锤、石台和核桃的试验地, 每次 1小时,共计 10次。琼没能把石器与砸开核桃的行为联系起来,接着, 实验进入第二个阶段。研究者在琼的面前砸开核桃,食取其中的果仁。每周 作 1~2 次,持续5 个月,但是琼仍然未能领悟到砸开核桃的技能。 于是另外选定20 岁的萨切科 (雌性)重新做实验。第一阶段同样未能成 功,但在第二阶段的模仿学习阶段中,萨切科只观看了5 次示范,就学会了 把核桃放在石台上,挥动石锤,砸开果壳。 随后,研究者把萨切科和琼一起带进试验地。令人惊叹的是,琼只第一 次见到同伴的示范动作,就掌握了砸开核桃的技能,而人们化了5 个月却未 能教会它。这是多么奇妙啊! 实验的第三阶段是观察砸开核桃的新行为是否能自发地扩大到群体之 中。第三阶段的实验持续了四年,7 只黑猩猩学会了这套本领。科学家们还 发现了非常有趣的现象,就是学会本领的几乎都是年幼的个体;成年者只是 显示出好奇心,但仍坚持用牙齿咬开果壳。这说明黑猩猩社会中似乎也存在 人类社会的一种现象,即年龄大的比较保守。 对黑猩猩行为的进一步研究,对揭示人类行为起源具有重要意义。
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2 月 1 日 罕见的婚姻关系 在所有的脊椎动物之中,雌雄之间最罕见的婚姻关系要数 鱼了。这 种鱼体型扁平,头大尾小、行动迟缓、游泳困难,过着散居的生活,再加上 它们居住在1600米以下的深海里,终年不见阳光,雌鱼性成熟后,很难找到 雄鱼。然而它们有一种独特的生殖和繁衍后代的方法,就是雄鱼刚一出生就 要去寻找雌鱼作为自己的终生伴侣。一旦碰上,就立即咬住雌鱼附着下来。 从此以后,它的一辈子都得靠雌鱼供养。若出生后几个月内找不到雌鱼,雄 鱼就会饿死。 那么在这茫茫大海中,这小小的雄 鱼是靠什么去寻找雌鱼的呢?原 来小雄鱼有一双敏锐的眼睛和灵敏的嗅觉器官,而雌鱼能发出一种特殊的亮 光和一种奇异的清香味。这亮光尽管很微弱,但雄鱼能看见;这清香味尽管 很淡薄,但雄鱼也能闻到。小雄鱼就是凭着这两件法宝去找雌鱼的。找到以 后,就把牙齿嵌入雌鱼的皮肤,紧紧地连接起来,再也不分离了。 雄鱼只要附在雌鱼身上后,就一辈子吸着雌鱼的血液来维持生命,过着 寄生的生活,成为雌鱼身上的附属物。它本身也会发生一系列的变化,除了 生殖器官继续长大外,其它器官都成为多余而逐渐退化,以后随着雌鱼的长 大,雄鱼完全被雌鱼的肉包嵌起来,好象是雌鱼体侧长着的肉瘤。因此 鱼雌雄的体长相差很大,雌鱼有一米多长而雄鱼却只有2 厘米。难怪人们捕 到 鱼后,乍一看全是雌的,其实每条雌鱼体侧都附着一条或数条雄鱼。 鱼行动迟缓,游泳困难,不善于追逐捕食,可又好肉食,那么它是 靠什么生存下来的呢?原来它有一套绝妙的捕食方法。它的第一背鳍棘变成 了一根又长又软又能活动的 “钩竿”,在“钩竿”的顶端还长有一肉质的穗, 象是一个活的鱼饵。它常常把身体藏在泥沙里,只露出一对小圆眼,窥测着 海底的动静,把 “钩竿”伸在水中,肉穗象蠕动的小虫不住地在 的口前 抖动着,引诱小鱼前来。当小鱼刚要吞吃肉穗时, 鱼就会张开大口将小 鱼吞入腹中。有的 鱼肉穗还能发光,在昏暗的海洋里,更能吸引不少小 鱼上当受骗。
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2 月 2 日 漫谈杏的作用 三国时候,吴国人董奉是当时一位有名的医学家,家住庐山脚下。董奉 为人治病,从不收取酬金,只要求每个病人,在屋旁栽植杏树。重病治好者, 种杏五株;轻病治好者,种杏一株。时间一长,董奉家的房前屋后及附近的 山坡上,都栽满了杏树。每到二月,杏花芬芳,景色宜人。杏熟以后,除少 量食用外,都用来换取稻谷,然后,董奉把换来的谷子去接济孤苦的乡民。 百姓们都一致赞扬董奉高尚的品德。这也就是后人常用 “誉满杏林”来称颂 医家的典故。 杏属于蔷薇科,是一种落叶小乔木。树皮暗灰色或带红棕色,小枝赤褐 色,光滑,有明显的皮孔。杏花与桃花一样,先于叶而开放,粉红色或白色, 十分美丽。杏果成熟时是黄色,植物学上称为核果。核果是果实的一种类型, 它是由一个心皮发育成的肉质果,一般内果皮木化形成核,核内常有一枚种 子,而外果皮很薄,中果皮肥厚多汁。类似的还有桃、梅等。因此我们日常 吃杏时吃的是它的中果皮。 杏的品种很多,其种仁主要分苦杏仁与甜杏仁 (大多为栽培品种,但也 有苦味),产于我国东北、内蒙古、华北、西北、新疆及长江流域各省。夏 季果实成熟,由青转黄时食用。杏仁是我国传统的中药,有止咳、平喘、润 肠通便之功效。据现代药理分析,两种杏仁均含脂肪油50%左右,而氰甙(苦 杏仁甙)的含量则相差很大,苦杏仁含苦杏仁甙 3%;而甜杏仁含苦杏仁甙 只有0.11%。有报道说,内服20—50 克苦杏仁 (即相当于50—120粒)可 致成人死亡。 因此,尽管杏仁味道香美,但一定要注意切莫食用生杏仁,特别是儿童, 以免发生意外。
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2 月 3 日 威武的斗士——褐马鸡 褐马鸡是我国特产鸟类,在古代分布较广,数量也很多,由于这种鸡英 勇好斗,自汉代以来都爱用它的尾羽装饰武将的帽盔以激励将士勇往直前。 这种习俗一直延续到清朝末年,致使褐马鸡的资源遭到了严重的破坏。如今 仅见于我国山西北部及河北西北部,其数量也已不多,已被列为我国一级保 护动物。 褐马鸡的羽色华美、姿态雄俊。它通体浓褐色,尾羽共有 22枚,其中中 央两对特别长大,而且羽支披散成发状,高翘于其它尾羽之上,披散下垂, 很象马尾,因而得名褐马鸡。它的脚及趾均呈珊瑚红色,头和颈为灰黑色, 嘴呈粉红色,耳后有簇白色羽毛向头后伸出,呈角状,故又称角鸡。 褐马鸡栖息于高山林间,白天多活动于灌草丛中,夜间则宿在大树的枝 叉上。冬天常20—30 只成群。飞行缓慢,但善于奔走。每年2—3 月,褐马 鸡进入繁殖期,即开始分散活动,先由大群而小群,最后到成对活动,过着 “一夫一妻”的生活。在分群期间,公鸡之间突然失去往日的和睦,而为争 夺巢区和配偶,常常展开一场猛烈的格斗,有时打得头破血流,直到一方服 输为止。获胜者便昂首挺胸,理直气壮地带领配偶进入选定的巢区去欢度蜜 月。配偶以后,公鸡脸盘鲜红,常常两翼下垂高声鸣叫。 褐马鸡的巢筑于茂密的林下或灌丛间的地面低洼处,略铺些干草枯叶即 偎窝产卵。每年产卵一窝,约4—17枚。一般在4 月上旬开始,每隔一、两 天产卵一枚。卵呈淡褐色,无斑点,平均重56.3 克,待卵全部产出后,便开 始孵卵。孵卵期为26—27 天。褐马鸡在产卵期及孵卵期,恋巢行为特别强, 整日成双成对形影不离。公鸡全力保卫,绝不允许同种个体进入巢区;否则 便奋力驱赶。有时打得难分难解,最后经常以入侵者逃遁而告终。母鸡孵卵 时,头向出口,时常引颈窥看巢外险情,每天只是中午才离巢片刻,进行觅 食和排泄粪便,为使卵受热均匀,还不断地翻滚卵的位置。当感到有危险时, 才离巢徘徊,且不断鸣叫。受惊严重时,它会从巢中飞出,滑翔山下并排出 一股白色粪液,好象喷气式飞机在空中喷放白烟,来招致公鸡的声援。若连 续惊扰或在夜间受干扰,则母鸡会弃卵离巢而去。雏鸡出壳后,第二天即随 父母一起离开巢区,共同过群体生活。 褐马鸡属于鸟纲鸡形目雉科马鸡属,同属还有两个 “兄弟”,即藏马鸡 和蓝马鸡,都是我们特有的物种。
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2 月4 日 动物与地震 1975年2 月4 日辽宁海城发生了7.3级强烈地震,震前许多动物发生了 反常现象。据查实震前三个月内冬眠蛇出洞的现象达82起。当天日落时,一 只黑母鸡飞到了树上,全村人看到鸡飞上树,认为快要地震了,果然过了半 小时就发生了大震。1976年唐山地震前,深夜一点钟,一家养的鸽子全部惊 飞出窝。有一条狗说什么也不让主人睡觉,主人赶走了它,它又跑了回来, 还咬了主人一口,主人追了出去,过一会儿就地震了。 大震前出现异常行为的动物可达数十种,其中最常见的有鸡、猪、牛、 马、狗、猫、鼠、鱼、蛇、鸽等。大多是 “惊恐性”反应,表现为极度紧张、 惊惶不安。如鸡飞上树、牛马不进圈、冬眠动物会不适时地爬出洞穴等等。 这些现象大多出现在临震前些日子,但前一天内出现的异常现象最多,按出 现异常现象先后次序来看,大体上为蛇鼠等穴居动物→鸡、猫、狗等小家畜 →猪、牛、马等大家畜。 那么,为什么地震前动物会有这些异常表现呢?经研究,地震前的声发 射等机械刺激、地气味等化学刺激和震前电场、电磁波和空气离子等变化因 素都可能与震前动物的异常行为有关。因动物的机体具有极其复杂而敏感的 环境变化感知系统,如狗的嗅觉对某些气体的敏感程度比人高出 100—10, 000 倍,能优先于人探测到临震前由地下释放出来的某些气味。临震前的某 些地球物理和地球化学前兆因素,有可能为附近环境中的某些动物首先觉察 而产生相应的异常反应。经试验将家鸽腿部的振动感受器切断,结果震前别 的家鸽都出现惊飞现象,而作过手术的家鸽则很平静。有些动物如猫、雉、 鼠、蛇、鱼等可能是由于察觉到人所听不到的前兆地声而表现异常。蛇的低 音波接收能力很强,这种类似春雷般的地声低频振动能将冬眠动物唤醒,使 它们不适时令地爬出洞穴。另外,地震前地温增高和含硫地气的逸出也是促 使冬眠蛇出洞的双重作用因素。地震前逸出的某些可溶性地气如硫化氢等含 硫地气和二氧化碳等又是引起震前所常见的淡水鱼类漂浮水面等异常行为的 重要因素。再说地震前静电场的变化及土壤和水中氡射气含量的变化都会导 致空气中正、负离子的含量的变化,而震前空气中正、负离子浓度的变化, 也可能是激起某些动物震前异常反应的重要因素。 但是动物的异常现象并非都与地震有关。有时天气的变化,生存条件的 改变,其它生物的干扰,环境的污染,饲养条件的改变和机体本身生理机能 的变化,如发情、怀孕、哺乳、疾病、恶习发作等,也会使动物引起异常反 应。因此,对动物的异常现象不能都认为是地震预兆,必须结合其他震前预 兆进行综合分析,以便识别真假。
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2 月 5 日 沧海桑田——化石告诉我们的变迁 每年的2 月初,是气候上的一个重要节气——立春。一年24 节气的划分, 至今仍对我国广大农村的生产活动有着重要的意义。而最早整理、记载这一 重要气候规律的是我国古代一位卓越的自然科学家——沈括。沈括不仅在气 候学方面,而且在天文、地理、地质等方面,都有突出的成就,其中他通过 化石对古地理的认识颇值得一提。 宋神宗元丰年间 (公元1080年前后),沈括任陕西鄜延经略安抚使,带 兵抗击西夏。一天,他在延州城处黄河岸边休闲漫步。当时正值连年的洪水 过后,在一处崩坍的河岸,离地面几十尺深的岩层中暴露出一丛象竹笋样子 的化石,有数百根之多。沈括立刻下到河岸,取出几块,拂去表面泥土,仔 细观察起来。这几棵 “竹笋”化石意味着什么?他过去曾在浙江金华山发现 过松石、核桃、鱼之类的化石,那些都是当地的产物,没有什么可奇怪的, 而现在延州这地方气候干燥,向来没有生长过竹子,为什么在地下深处会出 现 “竹笋”化石呢?由此他推断:在远古时代,延州可能也象南方那样气候 温暖湿润,适宜竹子的生长。 根据现代古生物学知识,我们知道了沈括发现的 “竹笋”化石实际上并 不是真正的竹笋,而是中生代时期生长的一种被称为 “新芦木”的植物,这 种植物茎干细长如竹,也分成一节一节的,表面有纵沟、纵肋等条纹,所以 其茎保存成化石后,看上去就象竹笋一样。但这种植物还远没有进化到竹子 那样高等,它属于在中生代盛极一时的蕨类植物。蕨类在进化上尚属低等植 物,许多方面都比较原始,比如要靠孢子传粉繁殖后代,孢子要落到水中方 能受精,是典型的 “水媒”植物,也就是说必须要在温湿的环境中才能生长 发育。所以一旦气候转凉变得干燥,蕨类植物就开始大批死亡。到了二叠纪 末,它们已经是昨日黄花了。现生的木贼草就是蕨类挣扎着渡过那时的干旱 灾难而留下的孑遗分子,但也已一蹶不振,失去了昔日 “竹子”般挺拔的风 姿。继蕨类植物之后兴起的是裸子植物,如我们所熟悉的松柏、苏铁、银杏 等。它们比蕨类植物有更多的优越性,首先是它们靠种子繁殖后代,多是“风 为媒”、 “虫为媒”,依赖水的程度小了,在任何环境下都可生存。因此, 可以说蕨类植物时代是植物进化史中的一个转变时期,即从水上陆,又逐步 适应陆地生活的时期。 尽管沈括受当时科学发展水平的制约,没有正确地鉴定出化石的种类, 但我们不能忽略沈括由化石推断古地理环境变迁的创见。首先他正确认识了 这数百株已经石化了的“竹笋”是远古时期生长于此的植物,进而以它是“竹 笋”为前提,推断出该地区远古时期气候温暖湿润,适宜竹子等喜好温湿环 境的植物生长。这种以化石特点作为恢复古地理面貌的思想,直到今天仍是 古地理学研究的重要手段之一。
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2 月 6 日 一树独先天下春 东风轻拂,隆冬将逝,这时,梅花冒着凛冽的冰霞,赶在东风的前列, 向人们传来了春天的信息。 “万花敢向雪中出,一树独先天下春”,这就是 梅花的可贵之处。古人也因此把梅跟松、竹并列,誉为 “岁寒三友”。 在冰中育蕾,在雪里开花,梅的这种不畏寒威,独步早春的精神,历来 被用来象征人们的刚强意志和崇高品质。宋代诗人陈亮在其梅花诗中写到“一 朵忽千变,百花皆后香;欲传春消息,不怕雪埋藏。”诗中所表达的梅花坚 强不屈的斗争精神,读了令人鼓舞。 梅花那种疏影横斜的风韵,清艳宜人的幽香,也是其它花卉所不及的。 梅花有个特点,愈是老干古枝,愈显得苍劲挺秀,生意盎然。梅花的香韵, 浓而不艳,冷而不淡,没有一种花香有梅香那么清幽。 “初来也觉香破鼻, 顷之天香亦无味,虚疑黄昏花欲睡,不知被花熏得醉”。 梅多为落叶小乔木,高可达 10米,但也有灌木。它属于蔷薇科李属。桃、 李、杏和樱花是梅的堂兄弟。梅花常在冬季或早春先叶开放,它的花期很长, 一般 20—40 天。通过人工长期栽培和选育,梅已形成了果梅和花梅两大系 统。果梅开花较花梅稍晚,花多单瓣,花谢之后,结出果实俗称梅子,一般 于6—7 月成熟。梅实球形,先绿后黄,其味甚酸,凡是吃过酸梅的人,对 《三 国演义》中望梅止渴的故事会颇有体会的。梅的果实生食可生津止渴,它是 制作梅干、梅酒等的原料。古代曾拿它作为酸的调味品,是筵席、祭礼和馈 赠不可少的东西,又是中药和医疗食品。 我们通常说的梅花是指花梅,花梅多重瓣,花后不结果实,只供人们观 赏。 我国是梅花的故乡,赏梅胜地尤多,广东的大庚岭罗浮山,杭州西湖的 孤山,武昌东湖的梅岭,苏州的邓尉,无锡的梅园。每逢梅花盛开的时节, 香雪成海,醉人心目。若是遇上雪后赏梅,那种 “花外见晴雪,花里闻香风” 的情景,更加明丽动人。
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2 月 7 日 人类三种由单基因控制的性状 自从孟德尔的工作重新被发现以后,很多学者怀着极大的兴趣,在植物 杂交学许多方面作了大量的工作。使孟德尔的理论得到了极大的充实和发 展。 如同孟德尔所揭示的那样,植物的许多性状,包括成熟高度、花朵。叶 和种子的颜色及形状等,都是由单基因控制的,并且往往表现为显、隐性方 式。动物中也有一些性状是由显隐性单基因控制,而高等动物如人类的绝大 部分性状则是由复杂的多基因相互作用及环境因素共同决定,并不表现为简 单的孟德尔遗传定律。但是,尽管人类有复杂的基因表达形式,有一点却是 千真万确的,那就是有性繁殖的生物在减数分裂和形成合子时,必然进行了 基因的分离与自由组合,也就是说,实质上都服从于孟德尔定律。 那么,有没有一对等位基因控制的人类性状呢?答案是肯定的。例如能 够将舌头卷成筒状就是由一个显性等位基因控制的。如果你具有一个或两个 该显性基因 (约85%的人有),你就毫不费力地卷起舌头。这一基因的产物 已经查明是控制舌部的横向肌。如果你只具有这一性状的隐性等位基因,那 么无论怎样用力也无法卷起舌头。 另一种常见的性状遗传性秃发,也是由单基因控制的。但该基因的表达 以及秃发的程度还受特定的雄性和雌性激素的影响,因此这一性状属于限性 性状。携带有显性秃发等位基因 (一个或两个)的男性是秃顶的。而在女性, 即使携带两个该显性基因,也只是表现为头发的稀少,秃顶的情况十分罕见。 这个例子也说明细胞内的化学物质对基因的表达是有作用的。 对一种化合物苯硫脉 (PTC)的苦味识别能力也是由一对等位基因决定 的。在美国,约有 70%的白人和 90%的黑人能尝出它的味道,即将微量的 PTC 放在舌头上时,他们能够辨别出特殊的苦味。控制 PTC 识别的基因的作 用形式符合孟德尔定律,能够识别PTC 的人携有一个或两个该基因的显性等 位基因。 以上三种都属于容易识别的正常性状。对一些遗传病,如白化病、苯丙 酮尿白痴症等进行的家谱调查,发现这些病人缺少的特殊的酶也是由一对基 因差别造成的。但更多的情况下,一对等位基因的差异并不只引起一对性状 的差异,而某一性状的差异,往往是由多基因的共同作用及环境因素决定的。
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2 月 8 日 古老的信念,崭新的科学——谈遗传学的发展历程 遗传学作为一门科学得到迅猛发展还是本世纪的事。在这以前,人们对 遗传学存在着很多错误的认识。 在正常情况下,生殖只涉及同一个物种的不同个体。但神话、传说等创 造出来的奇怪生物,长期以来使人们一直相信不寻常的交配可以产生稀奇古 怪的新后代,如人与马结合产生半人半马,人与牛产生的半人半牛等。神话 传说也产生了许多单性生殖,处女生殖的例证,如 《圣经》中上帝的儿子耶 酥基督就是降生于纯洁的处女玛丽亚身上。人们对后天的获得性状可以遗传 也深信不疑,例如 《圣经》中雅各为其舅舅看管羊群,并答应将所有带条纹 及有斑点的羊羔给他。开始这类羊非常稀少,雅各就将带条纹的榛木棍给母 羊看,最后生出的仔都是带条纹的了。 现在,几乎人工都知道,近亲繁殖对后代是有害无益的,并通过法律明 文禁止。但是,不到一个世纪以前,人们普遍认为它是有利的。在埃及,法 老们一般与他们的姐妹或异父、异母姐妹结婚,希腊人则认为叔叔同侄女结 婚大有好处。在我国,人们只是不允许同姓联姻以及直系亲属的乱伦行为, 而对表亲联姻则普遍叫好,认为这样是亲上加亲,因此,表兄妹结婚一直相 当盛行,如 《红楼梦》中的宝玉与宝钗或黛玉均为表亲。即使在今天,这种 婚姻关系在某些地区特别是少数民族地区还相当盛行。 正是在这种混乱局面下,孟德尔通过 17年的豌豆杂交实验,发现了遗传 的分离规律及自由组合规律,即体细胞中成对的遗传因子在形成生殖细胞时 相互分离,而不同对的遗传因子可以自由组合。1865年2 月8 日和3 月8 日, 在两次 “自然研究协会”召开的会议上,孟德尔公布了他的实验结果。但是 他的这些发现并未引起世人的重视,没有人意识到他的实验的重要性。可以 想见,在当时的背景条件下,人们普遍认为自己对遗传生殖等了解甚深,各 种观念深植于人们的头脑中,因而很难设想他们会接受一些新的观点。因此, 与其说被人遗忘或忽视,还不如说这些东西不能为世人理解接受。若真的是 被人遗忘,那么孟德尔定律应改称德佛里斯定律了。 1900年,荷兰的德佛里斯,德国的考伦斯和奥地利的切尔马克通过各自 独立的实验重新发现了分离及自由组合律,孟德尔的发现才引起科学界的注 意,遗传学作为一门完整的科学才正式建立起来。 1910年,摩尔根在果蝇的杂交实验中发现了连锁与交换定律,确立了基 因在染色体上是线性排列的。1944年,艾弗里通过肺炎球菌的转化实验证明 了DNA 是遗传的物质基础,使遗传学进入分子水平。 1953年,沃森和克里克建立了DNA 双螺旋结构模型。这一划时代的发现, 为分子遗传学的发展奠定了坚实的基础。从此,遗传学渗透于各个不同的领 域,进入了其发展的全盛时期。
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2 月 9 日 立克次与立克次氏体 1528年,当法国军队围攻那不勒斯城接近胜利的时候,斑疹伤寒袭击了 三千名士兵,剩下的人只得撤退。第一次世界大战期间的塞尔维亚战役,斑 疹伤寒流行决定了整个战局的进行。斑诊伤寒曾给人类带来灾难性的危害, 仅次于疟疾和鼠疫。人类征服这种病魔的功臣是美国病理学家立克次。1871 年2 月9 日,立克次出生于俄亥俄州,父亲是糖果商人。二十世纪初,由于 长期从事于微生物的研究他过度劳累,身体每况愈下,便到密苏里作短暂的 休养。在此期间,他发现了一种奇怪的病——落矶山斑点热,该病患者浑身 发黑,皮肤出现红色的斑点,眼膜充血,持续高热,10 天左右便停止呼吸。 立克次于是放弃休养,全力投入到此病的研究工作中。 他掌握着一个重要线索:落矶山热死者都曾被当地一个峡谷里的木壁虱 叮咬过,立克次不顾自己的身体状况,亲自到那些风景秀丽却凶险可怖的峡 谷里。为了寻找自然界中可能受到感染的壁虱,他替马、牛、兔和灌木丛梳 理,然后把收集到的壁虱小心地贴在受实验的的豚鼠裸露皮肤上,豚鼠一个 个患上了落矶山热,并全部死去。他找到了传染性壁虱。1906年,他证明落 矶山斑诊伤寒是由壁虱传染的。并分离出致病因子——一种极不寻常的微生 物,它不能在配制的营养物质上生长,只能在活细胞内寄生,呈杆状,比细 菌小,比病毒大,似乎是介于细菌和病毒之间的一种微生物。 立克次接着研究由这种生物引起的另一种疾病——斑疹伤寒。他证明了 这种生物通过体虱在人群中传播而引起斑疹伤寒。1911年,正当他对这种生 物进行更深入的研究时,在墨西哥城不幸染上斑疹伤寒而死去。他的不幸去 世震动了科学界,人们深深地被他为科学献身的精神所感动,墨西哥城为他 举行了三天的悼念活动。 在立克次逝世五周年的纪念日,即 1916年,人们把引起斑疹伤寒和落矶 山斑点热的微生物命名为立克次氏体,以缅怀他为研究斑疹伤寒所作的贡 献。 今天,对立克次氏体研究已相当清楚。它确是介于细菌与病毒之间,只 能在活细胞内寄生的原核微生物类群。对热、干燥、光照、脱水及普通化学 剂的抗性均较差,但耐低温。由于长期适应的结果,立克次氏体形成了必须 从一宿主传至另一宿主的特殊生活方式。它们主要存在于节肢动物如虱、蜱、 螨等的消化道表皮细胞中,然后通过节肢动物叮咬和排泄物传染给人和其他 动物。有的不致病,有的则酿成严重的疾病,造成人口大量死亡。对于斑疹 伤寒的治疗,可采用四环素类抗生素和氯霉素,而不能用磺胺药物治疗。因 为磺胺药反而能够促进立克次氏体生长。
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2 月 10 日 细胞生存的内环境 我们人类生活于大气环境中,没有空气将无法生存,但是你知道我们体 内的细胞是如何生存的吗?实际上它们不能与大气环境直接接触,而是生活 在一个特殊的液体环境中,这就是人体的内环境。我们生活的大气环境是千 变万化的,那么内环境又是如何变化呢?现代生理学之父克劳德·贝尔纳 (1813.7.12—1878.2.10)提出:内环境的稳定是机体自由独立生活的必要 条件。所谓内环境的稳定,是指其中的化学成分,酸碱度、含氧量、渗透压、 温度在一定范围内维持相对恒定,处于动态平衡之中。为了维持机体内环境 稳定,我们需要补充消耗掉的营养物质,并排出废物,因此我们要不断地进 食,喝水,呼吸,排泄。只有内环境维持相对恒定,整个机体才能生存。人 类如此,动物界也是如此,所不同的是它们的进化程度不同,生活环境不同, 适应程度也就不同。例如哺乳动物对内环境中的温度和含氧量非常敏感,而 两栖类动物对这两个指标要求不严格。 我们都知道地球表面的的3/4被水所覆盖,水在人类生活中起着非常重 要的作用,一个成人可以一个月或更久不进食而活着,但不能一个星期滴水 不进。因为人体内储存的水是有限的,每天又有大量的水分被蒸发掉,如果 水不能及时补充,机体内的水平衡被破坏,就会危及生命。然而你想过吗? 当你干渴难忍时,面对广阔无垠的大海,你能开怀畅饮吗?回答当然是否定 的。海水中含有大量的盐分,其渗透压远远高于机体内环境中的渗透压,若 被迫饮入海水,海盐进入血液,提高了内环境中的渗透压,于是细胞内的水 分流失,而且机体为排出过多盐分,对淡水的需要量将增大,因此以海水解 渴,终将导致干渴而死亡。 为什么海洋动物却能在大海中自由自在地生活呢?难道它们的肉是咸的 吗?事实上当你在海上失去淡水供应时,你可以用海鱼身上榨出的汁液解渴 而生存下来。可见海生鱼类其机体内环境中的盐分含量是低于海水的,那么 它们是如何排出过多的盐分呢?如果你看过动物世界,你应该注意到,鳄鱼 和海龟能大滴大滴地流出透明的眼泪,这并非鳄鱼和海龟怜悯吞食的动物, 或雌海龟因离别亲生骨肉而难过。实际这是位于它们眼内的盐腺在工作,正 是由于盐腺的存在,才能及时地将过多盐分排出体外,使机体内环境维持一 定的渗透压。这也是海生动物适应海洋环境的一个典型例子。当然有盐腺的 动物不只是这两种,许多海鸟也具有盐腺,不过其排泄管开口于鼻腔,当盐 滴流出时,如同患了感冒。动物世界非常奇妙,在现象中包含了许多的奥秘。
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2 月 11 日 美丽的龙虾 1977年 2 月 11 日,在加拿大诺瓦蒂亚海湾捕获了一只大龙虾,体重达 20 公斤,从扇形虾尾的顶端到伸直的最大螯之间身长达 106厘米,这是迄今 世界上捕获的最大的龙虾。 龙虾是当今世界虾族中的庞然大物,它前有一对鹰嘴般的大刺,两侧有 五对粗壮的步行足,稍受惊动立刻竖将起来,加上全身的盔甲和两根鞭状的 长触角,俨然是一个威武的大将军。其实龙虾行动迟缓,除了身上的棘刺可 以防身之外,别无吓人绝招。因此,白天龙虾都潜藏在石洞中,晚上才出来 觅食。白天人们不易发现龙虾,捕到它就更难了。据说捕捉龙虾还有一定的 危险性,因为龙虾力气大,拱起身体时,可能会把你的手夹在洞内,使你抽 不出手,以致窒息而死。 龙虾多生长在热带风光旖旎的珊瑚礁丛中。在自然条件下它的成活率很 低,或被其它动物吃掉,或因疾病而死,或为同类吞食,长成成虾的机会太 少,每一万只龙虾只有一只能够长到成熟期。 龙虾属于节肢动物门甲壳纲。节肢动物门是动物界中种类最多的一门, 包括甲壳纲 (如虾、蟹)、三叶虫纲、肢口纲(如鲎)、蛛形纲(如蜘蛛、 蜱、螨)、多足纲 (如马陆、蜈蚣)和昆虫纲等。节肢动物门最主要的特点 是身体由多数结构与功能各不相同的体节构成,一般可分头、胸、腹三部; 体表被有坚厚的几个质外骨骼;附肢分节。龙虾所在的甲壳纲是节肢动物门 中仅次于昆虫纲与蛛形纲的第三大纲,绝大多数水生,它的主要特点是身体 胸部有些体节同头部愈合,形成头胸部,上被一层坚硬的头胸甲;触角两对; 用鳃呼吸。 肉味鲜美的的龙虾是一种名贵的水产品,不仅蛋白质含量高,而且富含 磷质,因而是宴会上脍灸人口的名菜。科学家们正在研究人工繁殖龙虾,大 大提高龙虾幼虫的成活率。价格昂贵的龙虾有望成为普通家庭的食品。
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2 月 12 日 达尔文的思想转变 英国伟大的博物学家查理 ·达尔文 1809年2月12 日诞生在距离伦敦220 公里的英国古城施鲁斯伯里。50 年后,他以不朽的巨著 《物种起源》震惊了 世界。在这部巨著中,他以丰富的科学事实论证了生物是由进化演变而来的, 并且用自然选择学说来阐明生物进化的原因和过程,从而揭开了人类对生命 认识的崭新的一页。 可是也许你不知道,达尔文曾经是个有神论者,相信世上万物都是上帝 创造的,而且还相信上帝是按照一定目的分别创造出各种生物的。那么是什 么事实和理由使得达尔文改变了自己的认识呢? 原来,五年的 “贝格尔”号环球旅行,特别是这期间在南美洲长期的科 学考察,对这位善学好问、勤于思考的年青人产生了重要的影响。 首先,他在南美洲粘红土的沉积层里发现了一种巨大的古代动物化石和 今天仍然生活在那里的犰狳很相似,但却比现代犰狳大得多。这暗示着现代 犰狳是古代犰狳的子孙后裔,但又有了某些变异。如果它们是上帝分别创造 的,怎样解释其相似性呢? 在南美洲东海岸采集动植物标本时,达尔文注意到相邻地区的生物种类 比较密切地相近似,而分布在距离较远地区的同类生物,彼此的差异却很显 著。如果它们都是上帝分别创造的,为什么要如此分布呢?上帝为什么要为 这些小事而如此煞费苦心呢? 最使达尔文惊奇的是太平洋上加拉帕戈群岛上的生物。这个群岛位于赤 道附近,离南美洲大约一千公里,岛上的生物都带有南美洲大陆的生物种类 的特性。有一个看来平凡,却令达尔文感触极深的现象,就是一种叫做鲎的 小鸟,在每一个小岛上都有其变种,根据达尔文的统计,一共有 13个变种, 彼此密切相似,但各个变种之间又有细微的差异,主要是它们的喙部各不相 同。达尔文还发现,这些岛屿上的乌龟和蜥蜴等动物的情况也是如此。如果 相信这些彼此相距并不很远却具有微小差异的生物是上帝分别创造的,那简 直是太盲目太固执了。这些岛屿上的生物跟南美洲大陆上相应的种类虽然有 差异,但基本上还是相近的,它们显然是从大陆上迁移过来以后又发生了分 化形成的。 这些事实以及达尔文在旅行中的其他许多发现用特创论和神创论都是无 法解释的。在旅行期间,达尔文的头脑中逐渐地开始萦绕着 “物种变化”这 一思想了。1836年达尔文一回到英国,马上就开始整理、研究这次旅行所搜 集到的大量标本和资料,就物种的发生,演化问题进行深邃的思考、论证并 与其他学者开展广泛的讨论。经过对客观事实的缜密研究和思想上的激烈斗 争,曾经相信上帝创造万物的达尔文终于成为宗教的叛逆,以 《物种起源》 一书阐述了生物进化的思想和基本原理,成为进化论的奠基人。
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2 月 13 日 毒蛇的首领——眼镜王蛇 1963年 2 月 13 日,美国费城传出了一条爆炸性的新闻,动物园内的一 条毒蛇不堪忍受动物园的 “囚犯”生活而愤然“自杀”。它将自己的毒牙深 深地扎入了自己的肩部。提起毒蛇,一般人都毛骨悚然,因为在毒蛇出没的 地区,毒蛇咬死人的事件屡见不鲜。而提起眼镜王蛇,更使人心惊肉跳,因 为它是世界上最毒的蛇之一。 眼镜王蛇主要分布于我国长江以南各省200 米以上的高山地区,它喜欢 栖居在溪塘附近。隐匿于岩缝或树洞内。它和眼镜蛇一样,激怒时能使身体 的前半部竖立起来,颈部两边扁平扩涨,远望如同一张戴着眼镜的脸在左右 摇摆。眼镜王蛇一般都是白天出来活动,夏天炎热时傍晚也能见到,它后半 身缠绕在树枝上,前半身悬空下垂或昂起,不仅吞食鼠、蛙、鱼、鸟等,还 捕食各种蛇类,甚至有时连同类也不放过,可见它的残暴。 眼镜王蛇的毒液成分复杂,含有神经毒、血液毒、各种酶及多种溶细胞 素。平时毒液贮存在眼后皮下的毒腺里,咬物时毒液靠肌肉收缩挤压通过毒 牙排出。人如不慎被它咬伤,就会感到一阵麻木,这种麻木同伤处传到全身, 使人头晕目眩、四肢无力、呼吸急促,必需及时抢救,否则不到 1小时就会 死亡,更可怕的是,眼镜王蛇有时还会喷射毒液,射程可达 1—2 米。它体大 力强,不要说一般小动物,就连猴子和猩猩见到它也会吓得魂飞魄散,夺路 而逃。眼镜王蛇行动迅速,在草上爬起来疾走如飞,动物和人碰到它都难于 逃脱。 眼镜王蛇到冬季也要冬眠,出蛰后开始繁殖。蛇类没有声带,不会鸣叫, 你知道它们是怎样寻找配偶的吗?原来,在它们肛门孔下端长有一对臭腺, 交配季节能分泌出有特殊气味的液体,双方嗅到气味后就能彼此找到。母蛇 一般把卵产于用落叶堆成的巢内,再用落叶盖住,一般每条蛇产卵 20—25 枚,多的可达40 枚。母蛇还有护卵的习性,产完卵便盘在上层落叶堆上,有 时雄蛇也帮助护卵,共同守护后代的安全。在适宜条件下,寿命可达10年以 上。 眼镜王蛇除供科学研究外,它的经济价值很大,皮是制琴和工艺品原料, 肉味鲜美,蛇毒提炼后能制成药品,造福人类。
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2 月 14 日 鸟类的音乐家——琴鸟 1798年2 月,有几位探险家到澳大利亚新南威尔士山区去寻找一种传说 中美丽的鸟。他们翻山越林,历尽千辛万苦,终于捉到了一只美丽的鸟。这 只鸟貌似野鸡,全身羽饰金黄,尾羽非常发达,最外侧的两根长达 70厘米, 端部向两旁弯曲,炫耀时尾羽展开很象七弦竖琴。因此起名叫琴鸟。它的喙 坚而直,足健善走,很少飞行。以昆虫、果实为食。它的巢与一般鸟不同, 巢大且进出口在侧面,多半筑在悬崖峭壁人迹不到的地方。 琴鸟不但美丽壮观,且能歌善舞。它不但能模仿各种鸟类的鸣叫声,还 能学人间的各种声音。如汽车喇叭声、火车喷气声、斧头伐木声、修路碎石 机声及领号人的喊叫声等。歌声婉转动听,舞姿轻盈合拍,是澳洲鸟类中最 受人喜爱的珍禽之一。澳大利亚还把它定为国鸟。 雄琴鸟在繁殖季节有一个惊奇的习性——建造山丘,有的甚至会在一平 方公里的林间地上建造十几个相似的土丘,用以标志它的领域,警告别的雄 琴鸟不得侵入。土丘造完后,雄琴鸟便开始炫耀表演。一般表演的时间是在 清晨或黄昏。表演开始时,它先站在树上亮开嗓门高声大叫,仿佛是在招徕 观众,然后飞下树干,登上土丘顶部,选好位置,便开始一串宏亮的鸣啭、 唱到忘情之际,它的尾羽便逐渐张开并向上竖起形成七弦琴形。琴鸟的表演 实际是一种求偶炫耀行为,是为了吸引雌鸟,达到交配的目的。 琴鸟是 “一夫多妻”,在一个繁殖期内,一只雄琴鸟能分别同若干雌鸟 交配。交配之后雄鸟就不管了,由雌鸟单独建一个大型的园顶巢,在巢中产 一枚卵。孵卵育雏。6 个星期后幼雏出壳。幼鸟要发育两年才能完全成熟。 雄幼鸟在2 岁前和雌鸟相似,2 岁以后才长出华丽的尾羽和羽饰。 琴鸟除了在求爱时演出外,还乐意给一种园丁鸟当婚宴上的 “乐队”。 这种园丁鸟不会唱歌,要举行 “结婚仪式”就得请琴鸟来配合。它们不愧为 鸟族合作的模范。
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2 月 15 日 海上的美人鱼——儒艮 提起美人鱼,人们自然会想到举世闻名、作为丹麦国家标志的美人鱼铜 像,它座落于首都哥本哈根市内朗格宁海滨公园的海堤旁——一个下肢呈鱼 尾状而上半身却是身材窈窕的少女,高高盘座在一块巨石之上,披着一头美 丽的玉发,一双深情的眸子一直在凝视着大海,似乎在联想过去的一切。这 尊铜像是根据安徒生童话中 《海的女儿》的故事精心雕铸的。多少年来,她 一直被作为人追求自由,自我牺牲与高尚情操的象征,受到人们的爱戴和尊 敬,每年吸引着成千上万国内外游客。在我国古代关于 “人鱼”的记载也不 少,如南朝 《述异记》中说:“南海有鲛人,身为鱼形”。美人鱼的传说早 已家喻户晓,但世界上实际并不存在这种人身鱼尾的 “美人鱼”。 然而,这些传说和童话也不是没有根源的。人们在海洋航行时,有时可 以看到远远的海面上,似乎有一个裸体的妇女在抱着婴儿哺乳,叫做“人鱼。” 这种被称为 “人鱼”的东西,既不是人,也不是鱼,而是一种称为儒艮的哺 乳海兽。儒艮主要分布在印度洋的沿岸,西到红海,东到中国南海,南到澳 大利亚。这正是古代东西方通航的必经之地。它群栖在海中,每群少则八只, 多则数十只。喜欢栖居于深 10—20 米,阳光充足,水生植物丰富的热带亚热 带浅海港湾中。儒艮体长3 米左右,体重达300—400 公斤,棕灰色的厚皮肤 上长着黄色稀疏的短毛,腹部长有两个鳍一般的前肢,好似人的双手。下半 部象鱼,长长和尾巴呈月牙儿状。 儒艮每年生育一次,一次产一只幼仔。由于幼仔游泳能力差,母兽将它 驮在背上在水里游弋。母儒艮在喂奶时,将上身浮出海面,身体略侧,鳍肢 斜向前伸。幼仔在吃奶时,得将鼻子露出水面,否则就会闷死。幼仔与母兽 斜成一个角度,用嘴叼住母兽的乳头,贪婪地吸奶,并与母兽一起慢慢地游 动。远远看去确实有点象髻发纷乱的妇女在海面上给婴儿喂奶!由于目击者 的错觉再加上传者的夸张渲染,添枝加叶,久而久之人们已习惯将其称为“美 人鱼”了。其实它的相貌并不美,两只小眼睛,上唇肥厚而上翘,前端如盘, 鼻孔几乎挤到头顶上,嘴也挤得向下张开着,周围还布满触毛,若是雄性还 有较长的门齿,突出口外,犹如獠牙。 儒艮的皮可制革,肉可供食用,还是一种名贵的药材,由于遭到人类无 情的捕杀,目前幸存的头数极少,栖息区域也日见缩小。可悲的是,人类的 战争同样给它们带来了灾难,根据世界野生动物基金会的一份报告,随着 1984 年 2 月波斯湾沿岸两伊战争的升级,双方开始袭击对方沿海的炼油设 施,油库被击毁事件屡见不鲜,大量石油源源不断地流向海湾,造成了生态 环境的严重污染。不但沿海的珊瑚群和热带栲树大量死亡,也使大批海龟、 海豚、鱼类和海鸟丧命,更令人触目惊心的是海洋中浮起了50 具 “美人鱼” 的尸体,有的被无情的海浪冲上了海滩。有关专家悲愤地指出,这可能意味 着波斯湾的美人鱼绝灭于人类的战争。
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2 月 16 日 优生学与人类健康 优生学是 1883 年由英国科学家高尔顿提出的。高尔顿 1822 年 2 月 16 日生于伯明翰,1911年 1 月 17 日卒于伦敦附近的萨里。他是最早认识到达 尔文进化论的学者之一,他认为进化论不仅从根本上否定了当时的神学,而 且开创了有计划改善人类的可能性。他创造的 “优生学”一词,意味着用科 学方法 (选择婚配)可以增加人类中具有较高体力和智力者的比例。 随着遗传学的迅速发展,优生学的研究也更具体化了,它的主要任务是 减少遗传病,让父母生下的孩子都是健康的,所以有人把优生学称为 “健康 的遗传学”。 优生学不主张近亲结婚,大量的病例已证明,血缘关系接近的人,如姑 表、姨表、堂兄妹结婚,他们的后代往往患先天性的遗传病。这是由于隐性 遗传原理在起作用。所谓隐性遗传,就是父母双方表现型都是健康的,但是 带有同种有害的隐性基因。当他们生育后代时,两个同种有害的基因一旦结 合到一个受精卵里,后代就会出现由有害基因控制的症状。比如人们常见的 白痴病就是一种隐性基因的遗传病,病因之一是身体里缺乏一种由特定基因 控制的半乳糖酶,不能把半乳糖转化为葡萄糖,使半乳糖于体内积聚,引起 代谢的先天性缺陷,因而影响神经系统的发育,形成白痴。现在我国婚姻法 不允许近亲结婚,正是基于优生学的考虑。 现在已知有400 多种常染色体显性的遗传性疾病和至少 175种常染色体 隐性遗传疾病。人们可以通过对胎儿染色体的诊断来确定胎儿是否带有先天 性的不正常染色体,一旦发现就可早一点人工流产,这种产前诊断对有遗传 病史的家庭和40 岁以上的妇女尤为重要。 随着试管婴儿的诞生,人类优生学又打开了一个新的领域——胚胎基因 筛选。希望检测胎儿的双亲需提供他们的卵子和精子,通过试管受精获得胚 胎,为了保证最后至少有一个健康胚胎形成的机会,一般要通过试管受精得 到5~6个胚胎,进行基因筛选选择一个或两个健康者送入母亲的子宫。这一 试验最大的作用就是避免在整个怀孕过程都是良好的情况下,最终得到的却 是一个有缺陷的孩子。 胚胎基因筛选的方法比目前常用的胎前检查手段优越得多。因为羊膜穿 刺术、绒毛膜绒取样检测虽然可以在胎儿未出生前确定胎儿是否健康,但此 时胎儿已有了2—5 个月的生命,一旦发现异常还要进行人工流产,给孕妇带 来痛苦。胚胎基因筛选的研究尚处于试验阶段,目前已开始投入临床。随着 科学的发展,人类会越来越得利于优生学的成果,人类的素质也会越来越高。
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2 月 17 日 吃人的鳄鱼 提起鳄鱼,你可能会联想到那冷酷残忍、杀人不眨眼,却流淌虚伪的鳄 鱼泪的 “冷血动物”。鳄鱼确实是一种异常凶猛而又十分残忍的动物。历史 上还发生过一件骇人听闻的鳄鱼吃人事件。 1945 年 2 月的一天,太平洋战争已接近尾声。在孟加拉湾的兰里岛上, 英国军队包围了一支日本军队。日军为了等待海上部队的救援,被迫困于一 片齐腰深的沼泽地里动弹不得。谁知这一带正是鳄鱼的老巢,岛上生存着大 大小小许多鳄鱼。由于白天激战的猛烈枪炮声吓得它们躲在水中,入夜以后, 凶残的鳄鱼一起出动进行报复,它们恶狠狠地扑向日军官兵??那一夜,惨 叫声此起彼伏,持续不断。天亮时,1000 多名日军官兵仅幸存 20 余人,其 余的都成了鳄鱼腹中的佳肴。这算是一场可怕的悲剧! 鳄鱼不但可以轻而易举地置人于死地,就连身体硕大、熟悉水性的水牛 也不是它的对手。它可以走近身边的水牛。用强有力的尾巴向它猛击,当水 牛被弄得晕头转向时,鳄鱼就一口咬住,把它拖下水去,将之活活溺死,再 用尖锐的牙齿,把它撕成一块一块,连皮带肉吞进胃里。 鳄鱼不但凶猛残忍,而且诡计多端。当它静静地浮在水面上时,只把吻 端露出水面,慢慢呼吸,周围显得一片平静。当鱼虾经过它身旁时,鳄鱼立 即张开大口,将尚悠闲自得的鱼虾吞入肚中,以后,水面又是一片平静。有 时小鸟误认为它是露出水面的石头,飞来栖息时,结果也常常落入它的圈套, 饱了它的口福。鳄鱼还常常偷袭水面上的水禽和湖边芦苇上的鸟巢。 可能是人们对鳄鱼的愤恨,加之鳄鱼皮、肉、骨都是人类可利用的重要 原料或食品,长时期以来它遭到人们的滥捕滥杀,许多种鳄已经面临绝灭的 边缘。1971年国际资源和自然保护联合会,已确认鳄类是濒危动物,要求各 国加以保护。所以,尽管某些鳄类 “杀人不眨眼”,我们人类还是应该大度 一些,不能 “杀鳄不眨眼”。
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2 月 18 日 几个世纪的梦想——黑色郁金香 郁金香属于百合科,为多年生草本植物,它原产于小亚细亚,16世纪首 次被移植到荷兰。自那以后,郁金香成为了荷兰的标志,荷兰人垂青于它的 姿色简直到了如醉如痴的程度。无论是花农,商贩还是平民百姓,都为发现 了新的品种而心醉神迷。荷兰花农培育出了许多美丽的郁金香新花种,但是, 几个世纪以来,他们费尽心血,黑色郁金香的梦想却一直未能实现,最后, 几乎所有的人都认为这只能是枉费心机。黑色郁金香成为一个美丽的梦。 1986年 2 月 18 日,一位年轻的荷兰栽培家——吉尔特·哈格曼终于把 几个世纪的梦想变成了现实。那天午夜刚过,哈格曼在他的温室里巡视着, 外面刚降了薄霜,室内却仍然保持20℃。温暖如春。几天来,他一直急切地 等待着约 1000株极有希望的杂交品种含苞怒放,为了这一批鲜花的开放,哈 格曼已经辛劳了六、七年时间。因为从开始杂交到收获种子再到小球茎的获 得,需要一年时间,以后小球茎还要经过连续五年的移植才能完全长成。哈 格曼的目光继续扫视着花房里的郁金香,突然,他惊呆了。在花丛的中央, 一朵光彩夺目的、极黑的郁金香花蕾正向他微笑。一阵狂喜掠过他的心头。 “当我在绿色的海洋中看见那朵时”,他后来说:“我知道奇迹发生了,我 当时感觉自己就象个国王。” 哈格曼培育出黑色郁金香的消息振动了整个荷兰,世界各大报刊、杂志 也纷纷以醒目标题大肆宣传。这确实是自然界的奇迹,因为黑色的花朵在自 然界里是最为稀少的。 那么黑花为什么如此稀少呢!科学家经过长期观察和实验认为,其主要 原因有以下几点:一是与太阳有关。黑花能吸收全部的光波,在阳光下升温 快,花的组织容易受到伤害。经过长期的自然淘汰,黑色花便所剩无几了。 二是与引诱昆虫有关。黑色花不鲜艳,不漂亮,不易吸引昆虫,因而传播花 粉繁衍后代就成了问题。三是与花瓣内含的化合物有关。一般花瓣内含有三 种化合物:一种是无色花青素,含有这种色素的花一般呈白色,另一种是花 青素,它极不稳定,遇酸呈红色,遇咸呈蓝色,中性时则呈紫色:再一种是 胡萝卜素。它一般呈黄色、桔红色、红色等。而花瓣内一般没有黑色花所含 的因子,所以黑花在世上就难以存在了。
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2 月 19 日 胃为什么不会消化自己 胃,是我们重要的消化器官。我们吃的东西,必须经过胃的消化和小肠 的吸收,才能变成身体可利用的物质,我们才显得生气勃勃,精神十足。生 物学家曾做了这样一个实验:把胃内液体注入其它体腔,比如胸腔、腹腔、 关节腔、结果发现这些体腔很快就会产生严重的炎症并坏死。原来,胃液的 主要成份是盐酸和各种胃蛋白酶。胃液中的氢离子浓度高出血液三、四百万 倍,而盐酸又是腐蚀性非常强的液体;胃液中的各种蛋白酶对各种组织和细 胞也有很强的破坏作用。 那么,胃为什么不会消化自己?远在 100多年前,法国的著名生理学家 克劳·伯纳就曾提出过这个问题。这在很长时间一直是一个谜。近年来,科 学家们发现,胃细胞能合成和分泌一种称为 “细胞保护因子”的物质,正是 这些特殊物质的作用,我们的胃才不会消化掉自己。 最先发现的细胞保护因子是前列腺素。前列腺素是一族大多数由20 个碳 原子的不饱和氧化脂肪酸组成的活性物质,最早在精液中发现,因为来自前 列腺而得名。但这却是个误称,因为后来发现前列腺分泌的液体中所含的前 列腺素并不多,而主要来自精囊液。现在知道,前列腺素是一种普遍存在于 各种组织中的局部活性物质,它们对胃肠道粘膜,胰腺内外分泌组织,肝细 胞都有明显的细胞保护作用。 除了前列腺素外,一些胃肠激素也具有细胞保护作用。近年来证明,胃 肠道能分泌许多肽类激素,这些物质除了调节胃肠道各器官的分泌、运动、 吸收等功能外,还有细胞保护作用。例如,注射上皮生长因子或降钙素基因 相关肽可防止急性胃粘膜损伤;侧脑室注射神经降压素、蛙皮素或降钙素, 可显著地减轻实验性应激性胃损伤。 除了被消化,我们的胃还面临着许多其它的危险。人类是杂食性动物, 摄入的食物种类繁多且性状不一,酸甜苦辣、冷荤热素无所不包。这些食物 的温度和酸碱度的变化非常大,对胃构成很大威胁。正常情况下,由于有细 胞保护因子的护卫,我们的胃能够坚强地抵制这些威胁。但是,天有不测风 云,细胞保护因子的作用并不是万能的,超出其负荷也将无能为力。我们还 要注意饮食卫生,切忌为饱一时之口福而使肚子受害匪浅。
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2 月 20 日 貌不惊人的报春使者 严冬过去,天地苏醒,春风拂煦,百鸟争鸣,草木展绿,万花吐蕊,呈 现在我们眼前的世界便是一片缤纷了,可是在植物界的万紫千红中,谁是报 春的使者呢?你也许会回答:报春花。哦,错了。虽然报春花在春姑娘飞临 时就开放,可是,就我国广阔的疆域而言,报春便者却是一种貌不惊人的小 花——榆树的花,就是它,每年最早将春意遍告人间。 榆树也称白树,是我国华北、东北、西北,以及华中、华东广大地区一 种常见的落叶乔木。树高一般有 15—20 米,有的可达25—30 米。寿命也很 长,一般总要在百年以上。许多人都熟知榆钱儿,那是它的果实,富有营养, 可以食用,然而注意到榆树开花的人,恐怕就不多了。这是因为它的花朵很 小,在盛开时一个球形的花簇由十几朵小花组成,直径也不过一厘米左右。 再加上它没有花瓣,萼片和花药呈不大醒目的褐紫色,可算得上是平淡无奇, 貌不惊人了。 别看榆树的花相貌平平,不惹人注意,但却具有很重要的报春意义。它 的花在春天到来时率先而开。当看到榆树的枝头开出小刺猬状的花簇,用指 轻轻一弹,便飞散出黄色花粉的时候,就会知道随之而来的即是万紫千红的 春天了。 在农业气象上,榆树花可作为生长期开始的标志,因为榆树始花大体是 春季日均温回升到5—6℃的物候标志,而日均气温稳定超过5℃时,植物的 生长就开始了。这样,在没有气象观测的地方,就可以根据榆树始花来确定 早春作物的适宜播种期了。可以说榆树开花是春耕春种大忙季节到来的先 兆。 榆树始花最重要的报春意义恐怕是进行季节早晚的预报了。举个例子说 明吧,桃红柳绿是春到人间最典型的标志,是大地披上的第一身艳装。那么, 能否预先知道每年桃红柳绿的发生时机呢?能。据研究,榆树的始花日期与 当地桃红柳绿的发生期有一定的相关关系,可以依据这种关系,以榆树始花 日期来推算出桃花映红、柳树泛绿的时期。大自然爱好者们便可以及时安排 自己的业余活动,组织踏青旅游和其它一些季节性活动。 榆花有这么重要的报春意义,是名符其实的 “报春花”。它报春的时间 随气候带不同而不同,一般情况是,华中地区发生在2 月中、下旬,东北和 西北一些地方要延迟至4 月份。北京平均在3 月中、下旬之交。亲爱的读者 朋友,如果您有兴趣的话,不妨留心一下这貌不惊人的报春使者——榆花, 看看它在您那里报春的时间准还是不准?
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2 月 21 日 海上强盗——军舰鸟 军舰鸟生活在热带和亚热带海域。它天生一对强有力的翅膀,有高超的 飞翔本领,能在高空翻滚盘旋,也能快速直线俯冲。凭着这身本领,它常在 空中袭击那些叼着猎物的海鸟,吓得其他海鸟惊慌失措,丢下口中的鱼仓惶 逃命。这时它就会以惊人的速度冲下,凌空叼住正在下落的猎物,场面相当 精采。军舰鸟抢劫的主要对象是红脚鲣鸟。它常用带钩的大嘴叼住鲣鸟的尾 部,使鲣鸟疼痛难忍,不得不吐出口中的鱼;有时甚至迫使对方将贮存在喉 部准备喂雏的鱼虾吐出。军舰鸟抢到了一顿饱餐,得意洋洋地飞走了。鲣鸟 为自己充饥和喂养下一代,还需再次付出辛勤的劳动。因此军舰鸟有 “强盗 鸟”的 “美称”。 军舰鸟全身羽毛为黑色,两翼展开可达2.3 米,由于它的羽毛缺乏防水 能力,因此不会潜入水中捕鱼,只能捕食一些在海面上活动的鱼类,乌贼等, 很难吃到水下面的大鱼。这样,长期的演化过程使它变成海上的海盗。 每年2—3 月是军舰鸟的繁殖期,它们的巢筑在灌木丛生的陆地上或树林 中,成群的雄鸟从天而降,各自占领有利的地盘。雄鸟此时的特点非常明显, 大口吸气使喉囊鼓涨起来,象在脖子上挂了一个鲜红的大气球,十分醒目, 为了吸引过路的雌鸟它们还不停地扇动翅膀,发出 “嗄啦嗄啦”的响声。雌 鸟若选中了自己的夫君,就飞到雄鸟面前用头触擦雄鸟,表示同意雄鸟的求 爱。于是它们开始共同营筑它们的家园,一般由雄鸟外出寻找枝条,雌鸟在 巢地守候。由于鸟群太大,树枝经常不足,雄鸟之间常为一根枝条而发生争 执,稍一疏忽,枝条还会被别的鸟偷走。巢筑成后,雌鸟产下一蛋,就开始 由雌雄鸟换班孵卵。此时它们还经常从其他鸟巢中偷来树枝,修补自己的巢, 真是恶习难改。一个半月左右,幼雏破壳而出,初生的雏鸟浑身无毛,眼睛 也未睁开,十分脆弱。这时,亲鸟开始忙于觅食喂养雏鸟。一般由雄鸟觅食, 雌鸟守护幼雏,因稍不留神,其他军舰鸟会毫不留情地将幼雏掠走吃掉。小 军舰鸟生长十分缓慢,6 个月后刚学习飞行,双亲要照料它一年多才停止喂 食。 军舰鸟虽然有些不讲公德,但它们数量不多,分布范围亦相当有限,已 经列入了世界濒危鸟类的红皮书之中。
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2 月 22 日 植物会打化学战 在丰富多采的植物世界里,有许多种植物都会利用自己特有的分泌物质 作为 “化学武器”来对付昆虫和其它动物,有的甚至会对付自己的同类和其 它植物,这就是植物的化学战。 苦苣菜就是欺弱称霸的典型。它是一种杂草,可是你千万别小看它,它 竟敢欺侮比它高大的玉米和高梁。在玉米和高梁地里,如果苦苣菜成群,它 们就会称王称霸,并将高梁玉米致于死地。苦苣菜使用的法宝就是它们根部 分泌的一种毒素,这种毒素能抑制或杀死它周围的作物。 在葡萄园的周围,如果种上小叶榆,葡萄就会遭殃。小叶榆不容葡萄和 它共生,它的分泌物对于葡萄是一种严重的威胁,因此葡萄的枝条总是躲得 远远的,背向榆树而长。如果榆树离葡萄太近,那么,榆树分泌物的杀伤力 就更大,葡萄的叶子就会干枯凋萎,果实也结得稀稀拉拉。如果葡萄周围是 榆树林带,距离榆树林带数米处的葡萄几乎全被它们致死。 在果园里,核桃树对苹果树总是不宣而战,它的叶子分泌的 “核桃醌” 偷偷地随雨水流进土壤,这种化学物质对苹果树的根起破坏作用,引起细胞 质壁分离,因此,苹果树的根就难以成活。此外,苹果树还常受到树荫下生 长的苜蓿或燕麦的 “袭击”,使苹果树的生长受到抑制。 那小小的紫云英,也常常依仗自己叶子上丰富的硒去杀伤周围的植物。 下雨天气是它杀伤其它植物的有利天时,硒被雨水冲涮、溶解,流入土中, 毒死与它共同生长的植物,成为小小的一霸。 生长在美国加州南部草原上的野生灌木鼠尾草,称霸得更凶,它的叶子 能放出大量的挥发性化学物质。这些物质能透过角质层,进入植物的种子和 幼苗,对周围一年生植物的发芽、生长产生毒害。鼠尾草的这种 “化学武器” 十分厉害,在每棵鼠尾草周围 1—2 米之内,竟寸草不长! 在植物界也有双方鏖战,两败俱伤的情况。例如菜园里的甘蓝和芹菜就 是一对 “冤家”,它们的根部都能分泌化学物质,作为杀伤对方的 “化学武 器”。两者碰在一起,谁都不示弱,结果搏斗一番,弄得两败俱伤,双双枯 萎。 水仙花和铃兰花都是人们喜爱的花卉,如果把它们放在一起,双方也有 一场激战。双方散发的香味都是制服对方的 “武器”,一场激战过后,结果 双双夭折。 从上面所举的事例可以看出,植物之间的 “化学战”使用的都是“化学 武器”,而这些 “化学武器”都是它们各自特有的化学分泌物质。近年来, 各国对植物化学分泌物质的研究都很重视,现已形成了一门崭新的学科—— 化学生物群落学。植物的分泌对于它们的生活有着极其重要的意义,研究植 物的分泌,可以为作物的间作、套种、混作,为合理地选配造林树种以及合 理地布置果园提供可靠的科学依据。 在农业生产上,人们常常利用植物特有的 “化学武器”来防治病虫害和 消灭田间杂草,这对农业增产、减少使用农药、避免环境污染有着重要意义。 例如,菜粉蝶害怕番茄或莴苣的气味,只要把番茄或莴苣跟甘蓝种在一起, 就可以使菜粉蝶不敢靠近,从而使甘蓝免受菜粉蝶之害。在大豆地里种上一 些蓖麻,蓖麻的气味会使危害大豆的金龟子退避三舍。韭菜可以充当大白菜
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的 “保健大夫”。大蒜能抑制马铃薯晚疫病的蔓延。洋葱跟胡萝卜间作,可 以互相驱逐对方的害虫。 有些植物根部的分泌物,常常是消灭田间杂草的有力 “武器”。例如, 小麦可以强烈地抑制田堇菜的生长,燕麦对狗尾草也有抑制作用,而大麻对 许多杂草都有抑制作用。
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2 月 23 日 细菌冶金 1990年 2 月 23 日, 《中国科学报》报道:法国地质矿产调查局的化学 家米歇尔·奥利维埃,在一口矿井深处的积水中找到了一种只有 1微米长的 细菌——硫杆菌,它可以在耐高温硫化金矿石的氧化反应中成功地提出黄 金。现在法国已经开始利用硫杆菌冶炼黄金。这一发现为细菌冶金谱写了新 的篇章。 事实上,利用细菌冶炼金属有相当长的历史。早在公元 1000年左右,我 国宋朝的炼铜业就已相当发达,据 《文献通考》记载:“信之铅山,与处之 铜廊,皆是胆水,春夏如汤,以铁投之,铜色立变”。描述了当时江西信州 铅山的胆铜矿生产。直至 17世纪70年代,西班牙人也开始用类似的方法, 从天然堆积矿石溶浸液中回收铜,落后于我国六百多年。虽然人们掌握了一 些技术,但并不知道其中的道理,胆水是什么?它们是怎样产生的?对当时 的人们还是陌生的。 本世纪中叶,科学家们发现了细菌在金属硫化物氧化中的作用,并成功 2+ 3+ 地从煤矿的酸性矿水中分离出一种能氧化低价铁 〈Fe 〉为高价铁 〈Fe 〉的 细菌,命名为氧化铁硫杆菌。不久陆续从矿水中分离出氧化铁杆菌、聚生硫 杆菌等。至此人们才明白,微生物在古老的炼铜业一直默默无闻地发挥着重 要的作用,微生物浸矿因而也成为人们十分重视的研究课题。 由于浸矿的细菌主要是化能自养型的细菌。所谓化能自养型是指借氧化 外界无机物取得能量,以 CO 和其他无机物作养料的营养方式。在自然界中, 2 它们生活在PH1.5 到4.5 的酸性矿水中,有的菌株如氧化硫杆菌能在PH值小 于 1 的硫酸水中生长,是目前所知最耐酸的微生物。它们形如短杆状,在菌 体一端还生长有细长的鞭毛。在生活史中,它们不能利用有机物质,只能利 2+ 3+ 用空气中CO 为碳源,以无机氮为氮源,通过氧化 (Fe )为 (Fe )或氧化 2 元素硫 (S)为硫酸 (H SO )获取生长所需的能量。它们提炼金属的原理实 2 4 际是利用代谢中产生的硫酸铁 (FeSO )溶液和硫酸溶液作浸出剂,把铜矿中 4 的铜溶解成硫酸铜 (CuSO )溶液。 《文献通考》中所提及的“胆水”即是由 4 细菌产生的硫酸铜溶液。 “以铁投之,铜色立变”就是用铁置换出硫酸铜溶 液中的单质铜。 目前,细菌治金已成功地用于铜矿、金矿及重要元素铀的冶炼。用微生 物冶金,不需要大量复杂的设备,方法简便,节约投资;更重要的是适于开 采小矿、贫矿、废弃的老矿等,所以很受人们青睐。但是,它也存在一些局 限性,如生产周期长,对碱性矿石不起作用,冬季和寒冷地区不能生产。人 们正在通过研究,设法解决这些实际问题,细菌冶金终将成为冶金工业中一 支重要的生力军。
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2 月 24 日 蛙类的末日——人类的末日 1990年2 月,在美国加利福尼亚大学爱尔文分校召开了一次国际两栖类 研究会议,与会的动物学家惊奇地发现,世界各地的两栖类动物,包括蛙类、 蝾螈和蟾蜍等,正面临严重的困境。哥斯达黎加的金蟾蜍、澳大利亚的胃孵 蛙、日本的稻田蛙、中国长白山的哈士蟆??。数量都在急剧下降。科学家 们认为,两栖类动物是全球生物圈中的宝贵物种,两栖类动物的消亡可能是 全球环境崩溃的前兆。 现生的两栖类都属于脊椎动物亚门的两栖纲,共分三个目,无足目 (如 鱼螈)、有尾目 (如大鲵)和无尾目(如青蛙)。两栖类发育过程中一般要 经过变态,幼体用鳃呼吸,无成对附肢,适于水栖;成体一般用肺呼吸,有 五指型附肢,心脏分两心房、一心室。 一般的两栖类动物大部分时间生活在水或湿地里,由于它们皮肤裸露, 不象鱼那样有鳞保护,并且有辅助呼吸作用,容易吸收气体和液体。因此, 两栖类动物对环境中的各种有毒物质都极为敏感,是我们环境的监测者,它 的减少是向全球发出环境恶化的预警信号。如果人类继续无所顾忌地破坏环 境,最后的结果不仅是蛙类的末日,也是人类的末日。 两栖类消失的主要原因是栖息地遭到破坏,大规模地砍伐树木及农业生 产夺走两栖类的大片家园。研究人员们说,许多物种还没有被文献详细记载 就要灭绝了。例如树蛙,它们轻盈瘦小,指端有吸盘,善于攀登高大的树干 或矮小的灌木丛,是消灭森林害虫的能手。自然,森林的破坏必然使树蛙无 处生存。酸雨和酸雪也给两栖类的生存带来严重的威胁,例如在美国科罗拉 多落基山的部分地区,酸雪使一种虎蝾螈消失殆尽。由于融雪时间与蝾螈春 天的生殖期正好一致,雪中的酸源源不断地流到池塘里和湖里,毁掉了脆弱 的蝾螈卵。另外,杀虫剂的使用和干旱也导致两栖类的减少,还有一个原因 就是人类的捕杀——蛙腿是令人垂涎的美味食品。我国东北长白山地区的哈 士蟆,用它的输卵管提取的哈士蟆油是一种著名的滋补品。由于收购站高价 收购,当地人对之采取了毁灭性的捕杀。春天,哈士蟆要离开冬季休眠的河 流,上岸到林中的水洼里产卵繁育后代。猎民就用塑料布在河流岸边林中支 起一道甚至几道约半米高的屏障,再每隔五、六米挖一个深坑,这样,哈士 蟆一次又一次地移动位置企图跳过 “塑料布墙”,但最终的命运是掉进深坑 而束手就擒。这种捕捉方法确实很巧妙,但实在过于残酷,是对野生蛙类资 源的灭绝性利用,必须给予禁止。 世界上已知有三、四千种两栖类动物,科学家呼吁人类有效地保护它们, 因为保护好了两栖类动物,也就保护好了人类自己。
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2 月 25 日 一场轰动世界的大争论 (1) ——体外重组 DNA研究有危险吗? 一.一石激起千重浪 1975 年 2 月,在美国加利福尼亚州的阿西洛马 (Asilo-mar)召开了一 次以分子生物学家为中心的会议,即所谓的阿西洛马会议。会议的主题是讨 论由斯坦福大学P.伯格博士首先提出的关于体外重组DNA研究中的潜在危险 性问题。 所谓体外重组DNA研究,简言之,就是按照人为的目的,将不同种类的 DNA 分子在试管里进行分子间的重组,然后用 J 移植技术将重组 DNA 百次移 植到活细胞中去。由于 DNA 是生物体的遗传信息载体,DNA 的改变将对生物 体特征造成深远的影响,因而重组 DNA 研究从一开始就成为公众注目的焦 点。出席阿西洛马会议的 155人之中,新闻记者竟达 16名之多就是一个极好 的例证。自从有了DNA 重组技术以后,一方面不仅为在分子水平上探索生命 之奥秘提供了一个有力的手段,而且将引发食品、医药卫生工业的一场革命, 具有远大的应用前景;另一方面,也有人担心重组DNA研究会导致现有生物 圈的混乱,甚至制造出人类无法控制的危及自身生存的怪物。 究竟体外 DNA 重组研究有无危险?是预示人类将找到 “阿里巴巴的谶 语”和 “斯芬克斯之谜底”?抑或是将启动那个可怕的“潘多拉魔匣”之按 钮?一时间众说纷纭,莫衷一是。这真是:阿西洛马会议一石激起千重浪! 二.鹿死谁手——真理与强权的较量 鉴于对进行体外 DNA 重组研究的争论甚为激烈,赞成或反对两种意见都 未能占得上风,阿西洛马会议作出一项决议,决定暂时停止这项研究。但争 论并未随会议的结束而平息下来。会议后不久的 1975年4 月,肯尼迪参议员 在美国参议院健康问题小组委员会上,召开了一次遗传工程的公开听证会, 提出用法律手段限制 DNA 重组实验的议案,这就是轰动一时的 “肯尼迪议 案”。另外,1976年 7 月,坎布里奇市市长也发出呼吁,要求全面禁止遗传 基因的重组实验。看来,政治强权准备向科学领域开刀了!??
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2 月 26 日 一场轰动世界的大争论 体外重组 DNA研究有危险吗? (2) 但是,科学家们并没有屈从于政治强权,他们与政客们展开了有理有节 的斗争。为了应付阿西洛马会议所引起的社会混乱局面,本着对人类生存和 发展负责的态度,美国国立卫生研究所 (DNA)在1976年6 月公布了一项重 组 DNA研究的实验指导方针。根据这一方针,科学家们继续进行他们的研究, 并取得了许多具体的实验资料。据此在不影响安全的范围内作成了一份 NIH 方针的修正案,要求放宽遗传基因重组技术的适用范围,以便大力开展这项 实验活动。 在 “肯尼迪法案”即将在议会通过的时候,研究者们提出了反抗政治强 权向科学领域开刀的口号,坚决反对该项法案。这一口号所动员的科学家的 人数在美国历史上都是罕见的,参加者不仅有直接从事DNA体外重组实验的 研究者,也有以美国微生物学会为中心的一些有关协会和团体。人们拭目以 待,真理与强权,究竟鹿死谁手呢? 三.真理的力量 就在这时,斯坦福大学的S.科恩教授设计了一种特殊的实验,令人信服 地证明在自然界中也存在不同物种间的DNA 重组,而在试管里所进行的遗传 基因的重组实验不过是自然界里经常发生的现象移到试管里进行反应而已。 这一发现表明,那些对 DNA 重组实验抱有疑虑的人只不过是在杞人忧天罢 了。在1976 年 9 月议会答辨发言时,参议员A.史蒂文森引用了这一实验, 对肯尼迪议案提出质疑。最后,迫于科学和科学家们的压力,肯尼迪参议员 终于撤销了自己的提案。这场斗争以科学的胜利告终,从此科学家们可以放 心地从事研究了。 这是十多年前的一场公案。后来的事实证明,肯尼迪参议员和议会的选 择是明智的。如今,不仅 DNA体外重组技术本身已日臻完善,而且它在食品 营养、医药卫生等方面的应用也取得了瞩目的成果,并且成为基础理论研究 的最有用工具之一。现在,人们在回味这场轰动一时的公案的同时,再一次 体会到了真理的威力!
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2 月 27 日 当代最大的基因工程——基因图 科学家们已经开始绘制人类历史上最主要的图——人类全部基因蓝图, 试图详解使每个人各具特点的全部遗传信息。 美国的一些实验室已在进行这项工程,包括绘制每个人体细胞中 10万多 个基因的位置,确定 30亿个化学单位(构成这些基因的核苷酸)的精确次序。 这是一项规模巨大,投资最多的生物工程。它可能导致大批新的诊断器 械、药物、疫苗及医疗方法 (如修复有缺陷的基因使人体健康)的出现,甚 至能根据一个人独特遗传密码建立社会安全卡;它能解答数百万年来人类是 怎样进化的老问题;还能相当精确地预测我们将来是否可能患心脏病、精神 病或癌症。这项工程意义重大,比得上阿波罗飞船登月和制造第一颗原子弹 的努力。 科学家试图绘制成图的遗传信息,统称为人体染色体组。它能确定人体 上的一切因素,从身高,头发颜色到大脑的脉络。 根据这个染色体组开发计划,30 亿个核苷酸的次序将全部被绘制出来。 完成这项工程至少需要 10年时间,投资了3亿到30亿美元,雇用数千名工 作人员并使用超级计算机以及其他尖端技术装置。这项工作完成后,单是一 个人的遗传信息就有 13卷英国百科全书那么厚。 哈佛大学诺贝尔奖金获得者沃尔特·古尔伯特称这项工程为 “人类遗传 学的圣盘”。他相信,这将打开通向理论生物学的全新领域之门,帮助科学 家找到许多基本问题的答案,比如人是怎样长大和衰老的?人类与动物的不 同之处是什么? 还有些科学家们说,它最终会引出适合于每个人基因结构的药物和疗 法。这种基因疗法能改变人体有缺陷的基因,使人们恢复健康。 绘制人体染色组最早的结果,可望应用于数以百计的产前诊断检查。这 种检查能使父母了解自己的子女是否会生下来就患有罕见的疾病。 科学家指出,绘制染色体组的计划将加快识别造成4000 多种遗传病的基 因缺陷。完整的基因图可以说明为什么有人会患心脏病或癌症,而有人则不 会患这类疾病。 详细的基因图也可导致发明数以千计的新 “蛋白质”药物。人体本身会 自然产生少量的蛋白质,如具有抗癌作用的干扰素和白细胞介素。如果科学 家能辨别探制蛋白质生产的基因,就可以把这种基因植入细菌及其他生物体 中,以便建立生产这类蛋白质的 “工厂”。 排列染色体组合会给生物学家提供解决诸如 “受精卵”为什么会发育成 为人体这类基本科学问题的工具。如果我们对这些问题有透彻的了解,就能 再生人体的任何器官。
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2 月 28 日 有吃人的植物吗 世界上真有 “吃人”的植物吗? 我们已经知道食虫植物的确实存在,全世界有数百种。象猪笼草和茅膏 菜就是著名的例子。这些植物的叶子也只能捉小虫,不能捉大虫,更谈不上 捉大型动物。那为什么会有 “吃人树”的传闻呢?有关“吃人树”的新闻传 自上个世纪末的一些世界控险家口中。有名的是德国人李奇氏。他在 1881 年写过一篇文章,说在非洲马达加斯加岛上,他见到了吃人树。人们称这种 树为 “捷柏”。这种树的树干有刺,有8 片叶子,叶形大,长达4 米,叶下 垂地面的末端锐利如针,叶面有许多大而有毒的刺,树上那长长的枝条如藤 子一般,并有触觉,树顶有甜汁溢出。据说土人驱使一妇女登树饮汁,饮毕 欲下,然身躯已被藤条树枝缠绕,牢不可脱,带刺的树叶将妇女包裹不复见, 数日后,树下只见白骨一堆,即为吃人树已吃人毕。李奇的这种神奇报道, 在当时轰动一时,以后就不断有人去马岛调查,但终究没有看到这种树。1972 年又有南美的科学家组织调查队去马岛考察,也没有看到 “吃人”树,只看 到食虫植物猪笼草,还有一些带刺的荨麻科植物,其刺蜇人确实很痛,但终 究不能吃人。因此,李奇的报道只能被看作是虚构的神话。但有趣的是时至 今日仍有 “吃人”树的传闻。说印度尼西亚的爪哇岛上就有 “吃人”树。它 的名字奠柏与李奇记载的马岛的 “吃人”树的名字捷柏几乎全同音。据传, 奠柏树长着长长的枝条,象下垂的柳枝,一直拖到地上。轻风吹来,摇来晃 去,悠然自乐,体态迷人。有人要是疏忽大意碰到了它,整个大树的枝条一 起伸展过去,把人紧紧缠住。同时树干和枝条分泌出粘性很强的胶液,把人 牢牢地粘住,直到把人勒死为止。等到将猎获物饱餐后,树的枝条又重新展 开,迎候新的猎物上钩。更有甚者,说如果人将活鱼喂树,树吃饱了就不活 动了,人就可以暂时接近它了。 可以肯定地说,非洲的马达加斯加岛经过实地调查尚未发现“吃人”树, 那么亚洲的爪哇岛也不会有了。世界著名的生物学华莱士曾在南洋群岛包括 印尼的爪哇岛考察许多年,写了一部著名的书 《马来群岛游记》记述了不少 南洋动、植物,唯独没有 “吃人”树,甚至他听都没听到过这种传说,也没 有记述。如果真有,那肯定轰动南洋,他不会不记述的。 从植物学的观点看,有花植物的躯体都是由根、茎、叶组成的。只是这 三部分器官在特殊的环境下有变态而已。能自己运动的植物很少,象含羞草、 舞草虽有运动,但它们都为小草,连虫子都不能捕获,更不用说吃人了。树 木的主干、树枝的外皮是保护器官,无法吸血。而且传说吃人植物的人从未 照过一个准确的实物照片说明 “吃人”情况和树的实际形态。因此所谓的吃 人植物是不存在的。
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3 月 1 日 旅鸽留给我们的启示 一个世纪以前,旅鸽被认为是北美大陆数量最多的鸟类之一,当时估计 美国某一州的数量就超过200亿只。春季,当旅鸽向北迁徙时,鸽群过处, 遮天蔽日,十分壮观。在 4~5 月鸽群栖留繁殖时,可以把100多里长、十几 里宽的整个地带的每一棵树都占据为巢。象这样的大群在美国许多州都有。 因此当时美国最有名的鸟类学家奥都邦感叹道:旅鸽是决不会被人消灭的。 可惜他的预言并不灵,人们枪击网捕 (特别是在繁殖季节拉网成批捕捉), 不到 100年,最后一只旅鸽就在 1904年死于动物园内。就这样,人类稀里糊 涂地就把一个鸟种弄绝灭了。 据世界自然保护联盟等组织的调查,在过去的2000 年间,已经灭绝的动 物有据可查的就有 106种或亚种的哺乳类和 139种或亚种的鸟类。灭绝的原 因只有1/4是由于自然演化,而3/4 则是由于人为原因。 目前,全世界约有3 万种动、植物面临着灭绝的危险。其中我国的朱鹮、 东北虎,毛里求斯的茶隼,美国的红狼,印度尼西亚的瓜哇犀牛等都已危在 旦夕。地球上最大的动物,海洋中的大蓝鲸,已被捕杀得只有 100只左右了, 即使人类不再捕杀,也难以再恢复生机。 在中国,野生动物的处境也十分艰难。在 “动物王国”云南省,总计有 猎枪约几百万支,野生动物们在枪林弹雨中苦苦挣扎!中国的烹饪技艺闻名 世界,而中国吃野味可能也是世界之最,据有关部门检查哈尔滨市73 家宾馆 饭店,仅 1987年共经销熊掌2425 公斤,驼鹿鼻2070 公斤,相当于猎杀国家 保护动物黑熊、棕熊480 多只,驼鹿1030只。而全国共吃掉多少重点保护野 生动物资源,简直无法统计。 1989年3 月1 日,中国颁布了《野生动物保护法》,给了仅存的野生生 灵一丝生机。但由于缺乏必要的管理措施和经费,偷猎现象仍十分严重,野 生动物走私活动也十分猖獗。 许多人至今尚未认识到物种灭绝产生的严重后果。一个物种的灭绝,其 后果不仅是自然界少了一个成员,失去了一个天然基因库,而且会引起一系 列连锁反应。生态系统中某个食物链环节的丧失,会导致一系列物种的危亡。 据生物学家估计,一个物种的灭绝会影响到30 个物种,甚至整个生态平衡都 受到威胁。蛇、鹰、鸮鼬等都是鼠类的克星,人类的朋友,它们的减少必将 引起鼠害的猖獗。野生动物还具有重要的科学价值,许多在医学上是名贵药 材。 野生动植物是历经亿万年进化之功留给我们的宝贵基因库,还有许多东 西人类至今尚不知道如何去利用,物种的灭绝将使人们以及子孙根本无缘去 探索其中的奥秘。例如已知鲨鱼具有极强的抗癌能力,科学家正努力研究其 中的机制,使鲨鱼为人类最终战胜癌症服务。但现在海洋中的鲨鱼也被猎捕 得越来越少。可以想象,如果鲨鱼灭绝了,利用鲨鱼抗癌也就无从谈起了。 我们还必须懂得: “灭绝,便无法挽回”。人们再也找不到美国的旅鸽 了。灭绝意味着基因库永远的消失。科学技术的发达,人们尽可以制造新型 的飞船、航天飞机、电子计算机、但却无法复制区区一根小草。目前看来不 值一提的,明日可能是无价之宝。 这就是旅鸽留给我们的启示。
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3 月 2 日 有趣的植物名称 在北京地区有一种很常见的早春开花植物,每年三月初就开出杏黄色的 花朵,所以人们都叫它迎春。我国种子植物种类繁多,大约有三万种左右, 有趣的植物名称也非常多。人们往往根据植物的某些特征、来历、生境等给 它们取名字。比如毛莨科植物白头翁,它的聚合瘦果上宿存有羽毛状的花柱, 犹如白发苍苍的老翁,所以人们叫它白头翁。马兜铃的果实下垂呈椭圆形, 很象挂在马脖子上的铜铃。金钱草的叶片象个铜钱。马鞭草的穗状花序形似 马鞭。狐尾木的花序象狐狸的尾巴。冬青科植物构骨又名鸟不宿,它的小枝 叶长得很密,并长有硬刺,鸟不能在上面做窝。五加科的楤木在茎叶上长满 锐刺,故又名鹊不踏。桐珙开花时,两片白色的苞片好似飞翔的和平鸽,所 以这种树又叫鸽子树。 植物各部分的颜色差异,是命名的依据之一。菊科的墨旱莲,它的茎折 断时,伤口会流出墨黑色的汁液,紫穗槐的花序呈紫色。另外白皮松、绿豆、 黄豆、紫檀、黄檀等都是以颜色命名的。因味道不同而取名的植物有甜菜、 苦瓜、辣椒、酸枣、苦参、甘草、五味子等。香气浓郁的留兰香、果实有臭 味的鸡屎藤、植物体有臭味的臭牡丹,叶有臭味的臭椿,叶片有鱼腥气的鱼 腥草都是因气味而得名的。夏枯草、秋葵、半夏、蜡梅是以生长季节取名的。 甘肃山楂、日本小蘖、峨嵋蔷薇、北京丁香等则是根据产地取名的。有些植 物名前加洋、番、胡等字,如洋葱、洋水仙、番茄、番红花、番石榴、番瓜、 胡桃、胡椒等则多为从国外引进的。有的植物是用数字取名的,如一叶兰、 二色补血草、三棱箭、四季海裳、五色梅、六月雪、七叶一枝花、八月柞、 九里香、十大功劳等。有些花草名称和禽鸟有关,如鸡冠花 (花穗似鸡冠), 老鹳草 (它有鹳嘴似的“长喙”)。至于杜鹃花,据《南越笔记》云:“杜 鹃花以杜鹃啼时开,故名”。有些植物的名字还寓有美丽的民间传说,如罂 栗科植物丽春花,民间叫虞美人,这里还有一个美丽动人的传说。秦朝末年, 楚汉相争,楚霸王项羽,被汉军围于垓下,接近黎明时,战鼓催促项羽决战。 项羽的妻子虞姬看到四面已被汉军所围,为了解除项羽作战的后顾之忧,便 抽出项羽腰间的宝剑自刎,倒在了项羽的脚下。后来项羽战败,也用同一把 宝剑自杀了。以后在项羽和虞姬的墓地四周,开满了丽春花,美如虞姬的容 貌,人们就称这种花为虞美人。还有些植物名称则是有纪念意义的。如观光 木,就是为纪念我国植物学家钟观光先生而得名的。何首乌、徐长卿、刘寄 奴等则是为纪念发现这些植物药用价值的人而得名的。 以上我们所说的有趣的植物名称,都是以汉语为例说的。在国际上,为 了各国科学家交流方便,国际植物学会议规定,各种植物的名称必须用拉丁 语或拉丁化了的词进行命名,否则每种植物每种语言就有一个甚至几个名 称,这会给人们的交流带来极大的不便,甚至使人们的交流成为不可能。
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3 月 3 日 显微镜下的一块软木栓 英国学者罗伯特·胡克 (RobertHooke)生于 1635 年,死于 1702 年 3 月3 日。他在1665年第一次发现了细胞,为以后细胞学的研究奠定了基础。 当时他用自制的显微镜观察切得很薄的软木片,结果出现了他以前从未 见过的现象,在他的研究报告中,他以生动细腻的语言描述了自己的新发现: “我拿了一块干净的好软木,用磨得极锋利的小刀切下一片,使其表面极为 光滑,然后在显微镜下很用心的观察。我想我可以看出它是有些多孔性的, 但我不能看得很清楚,说这些一定是孔洞,更看不出它们的形状。要不是软 木这样轻而且容易变形,那就绝不会有这样奇异的现象。我想,假使我能再 用心一点,我就可以用显微镜把它看清楚。于是,我用同一把小刀在这个光 滑的表面又切下了极薄的一片,把它放在黑色载物板上,因为木片是白的。 用一深度平凹镜投光在其上。这次我非常清楚地看见软薄片全部多孔多洞, 很象蜂巢,只是它的孔洞不规则,但很多特点都与蜂巢相似。比如,它的固 体物质很少,与所含的空穴相比??空洞的间隔与空洞相比是薄极了,正象 蜂巢中的薄蜡膜 (即包围的六角小室)与蜂巢空洞相比一样。其次,这些空 洞,或细胞 (cell)并不很深,而是由许许多多的小匣组成,是一连续的小 孔,用模壁隔开着??。 我一看到这些 (实在是我从来所见的第一次显微空洞,可能是历来所见 第一次,因为我未遇任何作者以前讲过),就觉得这是我的发现??。” 这的确是一个伟大的发现!在十七世纪以前,人们还不知道有细胞这个 东西。1590年,荷兰眼镜制造商发明了显微镜,从此人们的眼睛可以洞幽入 微,大大开拓了认识的视野。不过胡克当时看到的是一些死细胞,没有内含 物的细胞的空架子,是细胞的外壳——细胞壁。但胡克用的 “细胞”一词, 一直沿用了下来。 同一世纪,在胡克留下细胞之名以后,又有人在各种植物上重复了胡克 的观察,也都看到了有微小的孔穴,他们都把它叫做 “囊”。在十七、十八 世纪时,人们对细胞的认识一直停留在这一步,只知道植物细胞的外壳—— 细胞壁。 又经过了一百五十多年的观察,直到十九世纪三十年代,人们才真正认 识了细胞,认识到细胞是动植物的结构单位,明确的指出,一切动植物都是 细胞组成的。这就是细胞学说。恩格斯曾对细胞学说给予极高的评价,把它 和达尔文的进化论以及能量守恒定律一起列为十九世纪自然科学的三大发 现。 细胞的发现大大开拓了人们的眼界。人们看到的各种各样的生物,飞禽 走兽,花草树木,从最低级的细菌、病毒到最高级的人类,在微观上的统一 性,就在于它们无一不是由细胞组成的。机体产生成长和构造的秘密被初步 揭开了,从前不可理解的生物的多样性,原来在本质上是由共同的规律支配 的,是由共同的单位组成的。
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3 月4 日 漫游微生物王国 十七世纪,荷兰人列文虎克制成了一架能放大200 多倍的显微镜。他用 这架显微镜观察了污水、牙垢和腐败有机物等,惊奇地发现这些东西里面有 无数各种形状的 “小虫子”在活蹦乱跳,有的穿梭往来,有的扭来扭去,还 有的聚成一团,结伴而行。他把这些小虫子称做 “微动物”,这是人类首次 发现的微生物。自此以后,人们通过显微镜认识和了解了微生物。 微生物是地球上生命的先行者,它们是最早来到地球,开垦土壤、改造 大气。随后鱼、陆生植物和动物才相继问世,而人类则是最后一个到达,坐 享其成。 在微生物王国里是没有什么 “君臣”之分的,只生活着几个大家族,如 病毒和类病毒、细菌、放线菌真菌、立克次氏体、枝原体和衣原体等。这个 国家的居民绝大多数都是小个子,它们个头虽小,但肚皮特别大,非常贪 “吃”,只要有东西,它们就从早到晚“吃”个不停。它们不光是贪吃,而 且从不挑剔,无所不吃。人们把那种 “吃”动植物尸体等现成有机物的叫异 养微生物,那些只吃废铜烂铁等无机物的称之为自养微生物,而那些平时靠 有机物生存,没有有机物又能靠无机物生存的则叫兼性自养微生物。 微生物繁殖后代的方式随种类的不同而不同。例如,细胞菌通过横裂而 一分为二;放线菌通过无性孢子繁殖;霉菌通过无性孢子和有性孢子两种方 式繁殖,如此等等。不论以哪种方式进行,微生物繁殖的速度都是非常快的。 以细菌为例,只要条件合适每 20 分钟就能分裂一次,一分为二,二分为四?? 43 一直推算下去,48 小时内一个细菌就能生出2.2×10 个后代,总重量达2.2 22 ×10 吨,相当于四个地球的重量。当然,实际情况不可能这样,不然一个 细菌就会把我们的地球脱离原来的轨道。 微生物个头虽小,但在自然界中为了自身的生存,有时不仅偷袭比它们 大得多的生物机体,而且它们之间也常常兵戎相见,互相残杀。这种斗争不 仅存在于种族之间,也存在于种类内部各个体之间。当然它们使用的武器不 是我们常说的刀枪之类的东西,而是一些威力强大的生物活性物质。放线菌 产生链霉素等抗生素来消灭与它们争食的细菌,噬菌体则靠吃菌维生,病毒 感染细胞后常常将细胞上的大门关闭而不让同类的其它个体进入,但有时关 不住其他种类的病毒。微生物就是这样互相牵制着共同生息于自然界。 微生物对自然环境的抵抗力非常神通,地球上除了活的火山口外,几乎 没有它们去不了的地方。上至8 万米高的大气上空,下至 1万米深、水压达 1140个大气压的太平洋海底,到处都有它们的踪迹。有些微生物专拣最艰苦 的地方生活,你把它们移到比较优越的地方,它们反而不舒服甚至死亡。例 如死海里的一些耐盐菌只有在盐浓度超过 12%时才能生长,不怕“咸”。太 平洋海底的微生物要生存在400 大气压以上的环境,如把它们放到较低的大 气压环境中它们就生气胀死了。 微生物正是由于具有食性杂、繁殖快、对环境抵抗力强等特点才能作为 最早的 “居民”一直生活下来与动物、植物一起组成生物大军,使自然界充 满生活气息。
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3 月 5 日 动物也会 “学雷锋” 1963年3 月5 日,毛泽东向全国发出了“向雷锋同志学习”的题词。雷 锋是全中国人都熟知的名字,他 “带病参加义务劳动”、“冒雨送大娘回家”、 “向灾区人民寄钱”等故事表现了他全心全意为人民服务的高尚品质。 在动物世界中,也会出现“学雷锋”的现象,动物学称之为“利他主义”。 社会性昆虫中有许多利他主义的例子,大多数白蚁和蚂蚁的兵蚁,基本 功能限于群落的防卫。通常兵蚁对刺激的反应比其他成员慢一些,但一旦兵 蚁开始反应,就会把自己置身于最大危险之中。例如,当蚁房壁被打破时, 工蚁纷纷逃到蚁穴深处躲藏起来,而兵蚁则争先恐后地向外涌,在破口处转 来转去,随时准备与来犯者决一死战。社会性蜜蜂和黄蜂可以为轻微的挑衅 而献出自己的生命。 尽管脊椎动物中很少有社会性昆虫的自杀式献身方式,但许多动物为了 保护自己的亲属而把自己置身于危险之中。松鸡孵卵时为了保护后代的安 全,即使人到近前也不离去,黄腹角雉、榛鸡也存在这种现象;丘鹬、夜鹰 等鸟类为了保护卵或雏鸟,会有意暴露自己并装出一副受伤的样子,把捕食 者引开,这种 “调虎离山之计”无疑是要冒一定风险的。“帮助者”的情况 在鸟类中也很常见,在红松鸡、澳大利亚蓝鹪鹩、弗罗里达丛林樫鸟等鸟类 中,都有些 “帮助者”在帮其他同伴抚养后代。 动物利他行为的理论解释是亲缘选择理论。这一理论的核心是:基因的 天性是自私的,但是由于近亲体内有不少基因是相同的,所以每个自私的基 因必须同时忠于不同的个体,以保证有更多的拥有相同基因的动物得到生 存。按照这种理论,在一般情况下,利他主义行为的发生是与受益者的亲近 程度成正比的。利他者和受益者之间由共同祖先所获取的相同基因越多,动 物行为的利他主义性质也越强。所以,利他性的合作更多地出现在亲族之间 的交往之中。鸟类中的 “帮助者”所帮的同伴实际常常是它们的父母,它们 所抚育的后代是它们的亲弟妹。 社会生物学家对人类的利他主义也进行了分析,认为它可能是一种高级 的选择模式。人类的利他行为受到礼仪与环境的包围,得到奖章和社会地位 的升高。它的进化也可用亲族选择来解释。 基因是自私的,这是因为基因为争取生存,直接同它们的等位基因发生 你死我活的竞争。等位基因就是争夺它们在后代染色体上位置的对手。在社 会生物学的理论中,自私,是生命的本性之一。在自然界中存在这样那样的 利他行为,但它只能是个体水平上的,在基因水平上,根本不存在利他主义。
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3 月 6 日 没有外祖父的癞哈蟆 1961年3 月初,世界上第一只无父蟾蜍产卵传种,长出了第一批没有外 祖父的癞蛤蟆。 长期以来,我国著名实验生物学家朱洗通过仔细观察分析,认为蟾蜍的 卵球具有整套发育成个体的物质基础,只要给卵球以一定的一刺激,而不一 定非需要精子的作用,就可使卵球发育成有母无父的新个体。为了验证这种 推测,从 1951年起到 1959年的8 年时间内,他用涂血针刺了数以万计的卵 球,得到了 25 只小蟾蜍,其中有两只 (都是雌体)长到了成体。1960 年事 故死去了一只,仅有的一只,在 1961 年 3 月初,与正常的雄体抱对,产卵 3000 多颗。经过受精发育良好,得到了 “没有外祖父”的蝌蚪800 多只,其 中多数登陆成为子蟾蜍。 当时,世界各国的科学家在蛙科动物上做了多次人工单性生殖的实验, 仅能得到一些蝌蚪或极少数无父的子代,个别达到能产卵传种的阶段,但在 蟾蜍科动物上,还未见到类似的报道。因此朱洗的成功具有独创性。 1900年8 月20 日,朱洗出生于浙江临湾店前村。1920年5 月,为了寻 求 “科学与民主”,朱洗只身前往法国勤工俭学。5 年之后,凭借做工积下 的一袋钱,他考入法国蒙布利埃大学学习生物学。经过6 年的刻苦钻研,朱 洗在 1931年获得了法国国家博士学位。此时,正值 “九一八”事变发生,身 在异国的朱洗时刻关注着苦难中的祖国。1932 年 11 月,他启程回国,要将 自己学到的知识奉献给养育他的祖国。他深感国民对科学的无知与贫乏,因 此承担起撰写 《现代生物学丛书》的任务,这套丛书共八册,他想把许多已 知的知识系统地介绍给一般读者,作为了解人类本身的引线。 他还利用当时非常简陋的条件,开展一些实验研究。没有实验上用的纯 氯化钠,他就用食用盐代替,温箱也是自己动手设计制作的。在这期间,在 这简陋的条件下,他还是取得了惊人的成就,培育出了两只人工单性生殖的 青蛙。后来,又培育出了没有外祖父的癞蛤蟆。 朱洗治学严谨,忘我工作,他常说: “科学需要一个人的全部生命”, 直到生命的最后一刻,他还在为人民忘我工作,他正是用自己的行动来实践 他的信言。1961年 7 月24 日,朱洗在上海病逝。
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3 月 7 日 植物育种家——布尔班克 一百一十多年前,美国有两个小小的农场,那里生长着各种奇花异果, 使人眼花缭乱。在农场果园的一角,生长着鲜美无比的无核李,它是用法国 野生无核李和优良栽培李杂交的。离李树不远有几株甜樱桃,它的成熟期比 李树早,果实鲜艳透亮,不仅丰产、早熟,而且品质好,便于运送。往左看, 有一株稀奇的桃树,是用桃和扁桃杂交的后代,一棵树能结桃子500 个,除 果肉可吃外,核仁的壳很薄,包着一颗同扁桃仁一样味道香甜的种仁。往右 走,是那既不像杏,又不象李的杏李树,据说它是日本李和杏杂交的后裔, 但果实可比它的父母大得多!在坚果园里,人们能够看到一种名叫 “奇异” 的胡桃,它生长迅速,木质又好,原来是加利福尼亚杂种胡桃和黑胡桃的子 孙。到了5—6 月份,白色的树霉和无刺的黑霉成熟时,扑鼻的香气又把人引 入农场里一个不平常的小花园。这里生长着著名的 “沙斯塔”雏菊、香水芋、 香马鞭草、澳大利亚紫萝兰等新型花卉。深秋时节,果园里的板栗成熟了, 稀奇的大板栗树,果实累累,每个壳斗里竟包着 6—9 个栗子,每个栗子有 28 克重,直径约5 厘米。此外,农场里还有许多说不清名目的粮食作物、饲 料作物、经济作物、蔬菜等,真是美不胜收,目不暇接。 看到这里,人们或许要问,这不是科学幻想吗?不,这可是千真万确的 事实。那两个小小的农场在美国加利福尼亚洲的圣罗莎和塞巴斯托堡,培育 这些奇树异果的就是著名的植物育种家——路得·布尔班克。 布尔班克 1849年3 月7 日出生于美国麻萨诸塞州兰开斯特镇,他只受过 普通学校和当地学院的教育,毕业不久开办了一个小规模的农场,生产果品 蔬菜,兼营良种苗木和种子。1872 年开始育种活动,当他刚满 23 岁时就从 一株经过选择的 “罗斯、早熟马铃薯”的实生苗中培育出产量高、品质好, 定名为 “布尔班克马铃薯”的新品种,后来在世界各国受到大量推广。1875 年 10月他迁到南部加利福尼亚州的圣罗莎,直到1924年去世。在那里他把 毕生精力和全部才华投入到通过杂交和选择获得新品种的工作,创造出神话 般的植物新品种和新类型。 布尔班克的成功并非偶然。为了创造一种理想的青饲料——无刺仙人 掌,他一直坚持研究15年之久。他用小而少刺的仙人掌和多刺的仙人掌进行 杂交,多次试验。由于经常和带刺的仙人掌接触,他的双手和周身被这种有 毒的刺所伤害,红肿,痛痒,长期坐卧不安,痛苦万分,但他以惊人的毅力 一直坚持到底,终于培育成了巨大、无刺的仙人掌。在裁培三年后,每亩地 能生产 10多吨鲜饲料,还能收获到味甜多汁的浆果。无刺的仙人掌再生能力 极强,种植一次可以年年收获,甚至维持百年以上。 布尔班克对他的研究工作极其严肃认真,不畏艰难困苦,将毕生心血献 给了培育新植物的事业。正如他自己所常说的:时间不能增添一个人的寿命, 然而珍惜光阴却可以使生命变得更有价值。
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3 月 8 日 百合与鸢尾 百合,属百合科,是一种多年生草本植物,地下有扁形或近圆形的鳞茎, 鳞肉片质肥厚。早春时节,鳞茎中抽出花茎,至初夏开始开花。百合开花的 时间一般在傍晚,类似 “夜来香”,花的颜色有红黄、黄、白或淡红等色。 百合性喜温暖,适于生长在砂土地和黄土地上。 野百合一般生于山坡上,鳞瓣较大,色彩比人工裁培的白嫩。一枝野百 合开花 1至4 朵,花形较大,在叠翠的山岗上,披着晚霞开放,犹如亭亭玉 立的少女,非常娇艳。 人工裁培百合已有400 多年的历史了,它的品种很多,如卷丹、天香百 合、白花百合等。浙江湖州市的特产——太湖百合具有个大,鳞茎肥厚、质 地细腻、清香微苦等特点,历来被称为 “百合之王”,是一种珍贵的保健食 品。 医家认为,百合具有止咳润肺、清心安神作用,主治咳嗽、虚烦惊悸等 症。李时珍 《本草纲目》中说:“百合,甘平无毒,功能补中益气,利大小 便,消浮肿。”在湖州民间,常用百合治小儿百日咳,疗效较好。 欧洲人一般所称的 “百合花”和我国不同,它是另一种美丽的花卉,叫 鸢尾花。鸢尾花属鸢尾科,花朵大而美,看上去既象起舞的彩蝶,又似翩飞 的隼鸢。法国人民还把它视为自己民族的国花。 百合和鸢尾外表看上去虽然都是六枚 “花瓣”,可是鸢尾的花瓣却原来 只有三枚,它那外周的三瓣,乃是保护花蕾的萼片。只是因为它是瓣状萼, 长得类似花瓣的模样,所以很难识别。仔细观察会发现,鸢尾 “瓣儿”中有 半数向下翻卷,而百合的花瓣却全部向上翘。
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3 月 9 日 鸟类中的 “模范丈夫”——犀鸟 每年3 月是犀鸟的繁殖期,到了这时候,它们就从群居转为成双成对地 进行筑巢、产卵、孵卵和育雏了。 犀鸟是典型的热带森林鸟类,主要分布在非洲和亚洲南部。全世界有45 种,虽然体型各异,但都长有巨大而下弯的嘴。上嘴基部还象公鸡似的长着 凸起的角质盔帽,好象一只犀牛角,看起来非常威武,故名 “犀鸟”。它的 食物以吃果实为主,也吃一些昆虫。它的大嘴在吃果实时,都是囫囵吞下去, 即使是带壳的果实也从不咬碎。 犀鸟生活在密林中,常常结成十几只的小群一起活动。它们的叫声响亮, 相距数里之外都能听到。犀鸟大而笨重所以起飞时很吃力,需用力扇动翅膀 多次才能飞起,飞翔时一只跟随一只排列前进,速度较慢,如同列队飞行的 小飞机,还发出很大的响声,所以也有称它为 “飞机鸟”。 犀鸟的繁殖方法非常奇特。雌鸟先在林中挑选一个合意的树洞,稍加修 理即成它的巢。雌鸟在巢内产下 1至4 枚白色的卵后,即开始孵卵,再也不 出来了。这时,雄鸟在洞外,用嘴衔着土块。接二连三地运到洞口。雌鸟从 胃中吐出大量粘液掺入泥土,形成一种非常粘稠的材料。这样雌雄齐心协力, 在洞口砌起一垛墙,把洞口封住,只在上面留出一个小洞,能让雌犀鸟从中 伸出尖嘴来接受雄犀鸟送来的食物。这样雌犀鸟在洞内孵卵、育雏,既安全 又舒适,不必顾虑敌害的侵袭,也不怕风吹雨打。从孵卵到幼雏全部出壳要 经过40 天左右,在这期间完全靠雄鸟喂食,特别是在幼雏开始出壳后,雄鸟 则要担负起一家数口的喂养任务,每天来回奔波为 “妻儿”们递送食物,真 称得上是一位 “模范丈夫”。直到雏鸟全部孵出,雌鸟才在雄鸟的帮助下, 破门而出,再把门补好,将雏鸟关在洞内。雌鸟在孵卵期间,还要脱掉旧羽, 换上新羽。出洞时,雌犀鸟一身新羽,长得又肥硕、又丰满,非常美丽,而 雄犀鸟已累得憔悴不堪了,有的甚至劳累过度而死。出洞后,雌犀鸟立即取 代雄犀鸟成为喂雏的主角。当地人们非常欣赏犀鸟这种互相关怀的精神,还 送给它们一个美丽的名字—— “钟情鸟”。非洲一些土著居民还把它们作为 贞洁的偶象加以崇拜。在这些地区犀鸟与人的关系十分融洽。有时犀鸟会在 居民家开饭时飞出树林,在饭桌附近来回走动。主人往往马上分出饭菜,饲 喂它们。如主人不在,犀鸟会毫不客气地落到饭桌上,无所顾忌地品尝盘中 美食。
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3 月 10 日 神奇的离子通道 我们知道,一切动、植物都是由细胞组成,每个活的细胞由一层细胞膜 包覆着。细胞为了生存,必须不断与外界进行物质交换,这种交换过程,都 要通过细胞膜实现。根据物质的大小和化学性质的不同,它们有不相同的交 换途径,其中离子通道就是细胞膜上专供一些无机离子出入细胞的“走廊”。 离子通道是由蛋白质单个分子或分子复合体构成的一种充满水的孔道。 离子通道具有选择性,不同的离子各自具有高度专一的通道。有些离子通道 是连续开放着的。称为渗漏离子通道;有些离子通道是瞬间开的,称为门控 离子通道。门控离子通道有两种类型:一种是通道蛋白与细胞外配体专一性 结合后,引起离子通道的 “开”和“关”,称为配体门控通道;另一种是细 胞膜两侧的电位变化控制离子通道的 “开”和“关”,称为电压门控通道。 另外,根据离子的带电性质,又可分为阳离子通道和阴离子通道。 离子通道与细胞的功能关系非常密切。在神经和肌肉细胞上,电压门控 纳离子通道对动作电位的产生和神经冲动的传导具有重要作用。钾离子通道 对兴奋的传递,心脏起搏点的激活、膜电位的复极化,钙离子的摄取、神经 递质的释放乃至受精作用等都具有重要意义。电压门控钙离子通道是调节肌 肉收集力大小的主要位点。氯离子通道几乎存在于所有的细胞膜上,与细胞 静息电位的产生密切相关。在许多上皮细胞,氯离子通道对盐分的吸收与分 泌显得极为重要。由此可见,一旦细胞膜上的离子通道出现故障,就会影响 细胞正常的功能;导致各种疾病的发生。 对离子通道进行科学探测不是件容易的事情。1952年英国生理学家霍奇 金和赫克斯利发明了一种 “电压箱技术”,对枪乌贼巨神经轴突跨膜离子电 流进行了定量测定,并首次提出了 “离子通道”的概念。他们因此成为1963 年诺贝尔生理学或医学奖得主。 然而,电压箱技术只能记录到通过许多通道的离子电流的总和,不能用 来观察分析单个离子通道启闭动态变化与动力学特征。1976年德国细胞生理 学家内尔和扎克曼开始致力于发明一种称为 “膜片箱”的技术,以直接记录 细胞膜上单个通道的离子电流。1981年,他们终于获得了成功,并使这项技 术的广泛推广成为可能。膜片箱技术的建立,大大促进了细胞膜离子通道的 深入研究,使细胞膜研究与某些疾病的发病机制及治疗研究结合起来,从而 促使现代生物学和医学发生了巨大变化。为此,瑞典卡罗琳医学院把 1991 年度诺贝尔医学奖或生理学奖授予这一技术的发明者,德国科学家欧文·内 尔 (生于1944年3 月)和伯特·扎克曼 (生于1942年6 月)。
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3 月 11 日 会植树的动物 明天是植树节了,人们都在这春回大地的大好时光里植树造林,绿化环 境。然而,你知道吗?有些动物也有植树造林的本领。 在秘鲁首都利马的北部,就生长着一种会植树的鸟,名叫卡西亚。它长 着乌鸦一样黑黑的身子,脑袋是白色的,带着一张长长的喙,叫声很是动听。 它最喜欢吃当地的一种叫甜柳树的叶子。每当它啄食树叶之前,总是先把树 的嫩枝咬断,衔到地面上,再用喙在地上凿个洞,将嫩枝插入洞内,然后才 开始慢慢地喙食树叶。甜柳枝被插在地里后,很快就会生根发芽,过了几个 月后,一棵一米多高的小树就出现了。 由于卡西亚喜欢成群地在一起插枝啄食,所以地面上有时很快就会出现 大片大片甜柳树的小树林。当地人对这种会植树造林的鸟非常爱护,不准随 意捕杀,并亲切地叫它 “植树鸟”。 在拉丁美洲还有一种奇妙的蚂蚁,它不仅会播种植物,还能在植物成熟 的时候收获果实,人们称它为 “收获蚁”。 收获蚁在它巢穴附近的地面上匍匐行走时,会用双颌将地面上的野生杂 草 “锄”得干干净净,然后把它们爱吃的植物种子撒在地上。种子从萌芽、 成长到结果,需有一段较长的时间,而在这段时间里,收获蚁还会锄草、捉 虫、担当起“田间管理”的工作。等到果子成熟了,它们就忙碌地进行收获, 把掉在地面上的果实采集起来,运回窝内。它们还会一起把果实咬碎,揉成 糊状,放在阳光下晒干然后贮藏起来,作为越冬的 “干粮”。
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3 月 12 日 多多鸟和几维鸟 1968年 3 月 12 日毛里求斯宣布独立,并宣布多多鸟为国鸟。多多鸟是 一种已经灭绝的鸟,那么为什么他们要以一种已经不存在的鸟作为国鸟呢? 原来毛里求斯是5000 万年前由火山形成的一个岛国,这里所有的植物和 动物都是由大陆通过飞行或海洋漂流而来。经过5000 万年的进化形成了与它 们大陆祖先不相同的独特种类。多多鸟就是其中的一种。多多鸟的身体臃肿、 翅膀退化,只会走不能飞,外形象鸽子,很可能是从大陆飞来或被风刮来的 鸽子进化而来的。16世纪初这种鸟在毛里求斯岛到处可以见到,是一种性格 温顺而笨拙的巨型鸟,故也称愚鸟。1598年荷兰殖民者到达该岛,因多多鸟 肉质细嫩,蛋大味美,成了西方殖民主义者的捕杀对象,再加上航海者不断 来到该岛,带进了鼠、猪、狗、猴等动物,使多多鸟的蛋和雏鸟都遭受侵害。 致使这种鸟早在 16世纪八十年代就绝了种。毛里求斯人民为了让子孙后代永 远不忘殖民主义者的罪恶,所以宣布多多鸟为国鸟,并把它绘在国徽上。 生长在新西兰岛上的几维鸟也有与多多鸟相仿的生涯。新西兰和澳洲大 陆本是一个板块,在它从澳洲分离出来时,还没有哺乳动物和蛇 (现在新西 兰的兽类是其他洲移入的),生长在那里的几维鸟由于没有凶恶的天敌,翅 膀也慢慢地几乎全部退化了,故又称 “无翼鸟”。由于这得天独厚的条件, 新西兰就成了世界上唯一有几维鸟的国家。 几维鸟是平胸鸟类中最奇异最原始的鸟。因为不会飞,自卫能力很差, 只能白天藏在洞穴里或树根旁,晚上出来觅食。它脸上长有须毛,嘴尖而细 长,在喙的最尖端长有鼻孔,以便在夜间觅食时觉察藏在泥土里的蠕虫。这 个本领在鸟类中是独一无二的。它喜欢啄食昆虫,蚯蚓、蜥蜴、老鼠和贝类, 还能从树洞里拖出小兔子,从海水里叨起鱼儿。它的长嘴还有一个妙用就是 在休息的时候当作第三条腿来支持身体的平衡。 它的体重约2 公斤,但是蛋相当大,每个重约400 克,相当于自己体重 的1/4——1/5。这比例之大也是任何鸟类所比不上的。雌鸟一年产蛋2——3 枚,由雄鸟孵蛋,需11个星期雏鸟才出壳。几维鸟为什么要下那么大的蛋呢? 一些科学家认为:大蛋有利于让出壳后的雏鸟经受生活中可能遇到的挫折。 几维鸟蛋中蛋黄的重量占61%,是大鸟专为幼雏精心准备的美味,幼雏出壳 后就靠消化囫囵吞下的蛋黄维持生命。另一些科学家不同意以上看法,他们 认为,几维鸟蛋之所以显得大,是因为鸟体缩小了。据研究,几维鸟的祖先 曾是巨大的平胸鸟类。后来自然界条件的改变使它们的身体慢慢变小了,然 而鸟蛋的尺寸却没有发生多少的变化,这就是几维鸟蛋之所以显得巨大的原 因。 由于人们的大量捕杀,几维鸟现在已经成为濒危物种。新西兰政府规定 不许对它随意捕杀,并为它建造寓所,在动物园及著名的旅游胜地都有几维 鸟陈列展出,以供观赏。
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3 月 13 日 它为何患 “不育症” 在印度洋的毛里求斯岛上,有两种特有生物,一种是多多鸟,另一种是 大颅榄树。多多鸟是一种不会飞的大鸟。它身体硕大,行动迟缓,样子有点 儿丑陋,幸好,岛上没有天敌,它在树林里建窝孵卵,繁衍后代。大颅榄树 是一种珍贵的树木,树干挺拔,高达三十多米,木材坚硬,纹理清细,树冠 秀美。多多鸟喜欢在大颅榄树林中生活,在多多鸟经过的地方,大颅榄树总 是绿林繁茂,幼苗茁壮。 十六、十七世纪,带着来福枪和猎犬的欧洲人来到毛里求斯岛。不会飞, 跑不快的多多鸟的厄运来临了。枪打狗咬,没有多少年,多多鸟越来越少了。 1681 年,最后一只多多鸟被人类杀死了。从此地球上再也见不到多多鸟了, 这种可怜的大鸟成了人类文明的殉葬品。 奇怪的是,多多鸟灭绝以后,大颅榄树也渐日稀少,似乎患上了不育症。 到本世纪七十年代,毛里求斯全岛只剩下十三棵大颅榄树了。1975年的一场 大旋风,又使这些大树遭受了很大的摧残,这种名贵的树眼看就要从地球上 消失了。 这件事很快使植物学家们深深地感到焦虑。大自然创造一个物种要成千 上万甚至几十万年,无论人类多么心灵手巧,现在也难以创造出大颅榄树来。 抢救大颅榄树,成了一项紧急任务。 1981年,美国生物学家坦普尔来到毛里求斯研究这种树种。这一年多多 鸟正好灭绝三百周年。而测定大颅榄树的年轮发现,它的年轮正好是三百年。 这就是说,多多鸟灭绝之日,也是大颅榄树的绝育之日。 这种巧合引起了坦普尔的兴趣。他就到处寻找多多鸟的遗骸。一天,他 在一片沼泽地找到了一只多多鸟的骨骸,骨骸中伴有几颗大颅榄树的种子, 原来,多多鸟喜欢吃这种树的果实。一个想法浮上坦普尔的脑海:也许多多 鸟与种子发芽有关。因为坦普尔用种子做过多次萌发实验,可就是发不了芽。 可惜,世界上没有多多鸟了,不过他想,象多多鸟那样大的不会飞的鸟还有。 吐绶鸡就是一种。他让吐绶鸡吃下大颅榄树的果实,几天后,种子排出体外。 果实被消化了,种子外面的硬壳也消化了一层。坦普尔把这些种子栽在苗床 里。不久,种子长出了绿油油的嫩芽。不育症被治好了,这种宝贵的树木终 于绝处逢生。 原来,多多鸟与大颅榄树相依为命,鸟以果实为生,鸟又为大树催生。 它们一荣俱荣,一损俱损,杀灭了多多鸟,实际上也扼杀了大颅榄树的生机。 大自然是个严密的锁链。一个环节缺损将影响许多环节。今天,世界上 很多地方,人们还在无情的消灭着物种,无形之中,也一定在制造着与大颅 榄树相似的悲剧。
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3 月 14 日 园丁鸟的订婚礼物 在新几内亚伊里安岛的山林中栖息着一种名贵的鸟。它的雄鸟具有园丁 般的园艺天才和建筑师那样的建筑本领,故被称为园丁鸟。它们有的躯体为 红褐色,头部羽毛为橙红色,有的前半身呈黄色,头上长有光彩夺目的金黄 色羽冠,非常美丽。 园丁鸟是一种稀有的珍禽,几乎很难见到。一些生物学家为了寻找园丁 鸟的踪迹,在亚洲南部和新几内亚周旋了几十年。直到 1982年3 月,人们才 偶然在伊里安岛的丛林里发现了这种快要灭绝的珍禽。 园丁鸟雄鸟的求偶方式与众不同,能够吸引雌鸟前来交配的主要不是园 丁鸟雄鸟本身,而是它营巢所用的装饰材料。成熟的雄鸟为了求偶,一年中 竟然花费四个月精心建造漂亮的新房。新房一般建在小树根旁,用树叶、小 树枝、鲜花、果壳、鹅卵石建成,高的新房可达两米多,侧面有一个或两个 洞口,在洞前空地上满布青色的苔藓,并特意散布一层采集来的贝壳、花朵、 青果、蘑菇、鹦鹉羽毛以及偷来的刀、叉、牙刷、眼镜、钱币甚至钻石等, 作为装饰品,望去好象一个色彩鲜艳、琳琅满目的小小展览会,以招引雌鸟 的到来。 新房建成后,雄鸟就在空地上不停地跳舞,并发出悦耳的鸣叫声,邀请 雌鸟的光临。可是园丁鸟不会奏乐,为增加 “结婚典礼”的喜庆气氛,它有 时还邀请琴鸟充当婚礼上的乐队,而琴鸟也很乐意帮忙。二者如此维妙维肖 地配合,在鸟类中实属罕见,当雌园丁鸟被吸引来观看时,雄鸟则更起劲地 跳舞,并不断叼起各种陈列的装饰品,举过头顶让雌鸟欣赏。雄鸟这些卖力 的炫耀若感动了雌鸟,它就会落到院内与雄鸟交配。但是一旦交配结束,雌 鸟就马上离开,另选合适的地点筑巢,孵卵和育雏,并不 “抢占”雄鸟精心 营造的新房。而雄鸟则仍然守卫和装饰它那苦心经营的庭院,等待下一位“新 娘”的到来。园丁鸟就这样保持着 “一夫多妻”的婚配制度。 园丁鸟盖新房主要是为了引诱雌鸟的爱恋和在其中交配,而雌鸟并不利 用它产卵和孵卵,这真是一种不可思议的行为。至于这一习性是怎样演变的, 为什么雄鸟会有这种独特的求爱本领,迄今仍是鸟类研究中的难题。
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3 月 15 日 冲上岸产卵的银汉鱼 每年三月至九月间,每当一月两次的大潮来临时,从傍晚开始就会有成 千上万的人蜂拥到夜色笼罩的加利福尼亚海岸边,借着路灯的灯光,观赏大 自然的一大奇景:鱼群冲岸。 与鲸鱼冲岸自杀的情况恰恰相反,这里发生的鱼群冲岸是为了繁衍后 代。这些鱼的名字叫银汉鱼。随着一个滔天的巨浪涌上海岸,银汉鱼也乘浪 跃上沿岸潮湿的沙地,它们产卵过程也宣告开始。第一批登陆的多半是雄鱼, 随后便是数以万计准备在沙地上产卵的雌鱼。雌鱼会尽量跃到岸上纵深处落 脚,使下一次涌来的浪打不到它们。至于这些体长不过 17厘米的小鱼是如何 预测到前方合适的落脚点的,至今还是一个未解之谜。 找到落脚点的雌鱼,会在沙土里钻出一个5 厘米深的洞,然后一边吱吱 地叫着,一边在洞中产下自己的卵。从旋坑到产完卵只需20 分钟左右,但等 到整个鱼群都完成自己的产卵任务,则大约要历时3 个小时。产卵结束后, 银汉鱼又结群返回大海过自由生活去了,而鱼卵则需要凭借自己的能力成长 发育。 躺在沙土坑中的鱼卵就象置于天然的孵化床上似的,经过8 天以后卵内 的胚胎即发育成熟了,透过卵壳已能看清一条条小鱼。但它们并不急于钻出 卵泡,它们还要借助卵壳保护体内的水分。小鱼们耐心地等待着下一次大潮 的来临,那时,它们才能随着涌浪回归大海的怀抱,同时抛掉裹在身上的保 护外壳。 它们游入大海,去追寻养育它们的父母!
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3 月 16 日 病毒是怎样发现的 几千年前,人类已经认识了许多疾病。十九世纪末,已经陆续分离得到 了一些引起传染病的细菌。可有些传染病,如狂犬病、马铃薯卷叶病、烟草 花叶病等并不能证实是由细菌引起的,因为当时人们用已经掌握的一些研究 细菌的方法无法分离出细菌。在揭示这些病的致病因子方面,烟草花叶病有 一段不寻常的历史。 烟草是一种重要的经济植物。烟草花叶病严重阻碍了烟草的发育,其症 状为叶上出现典型的花叶斑纹。 1886年,科学家观察了烟草花叶病病株,把具斑纹的叶片摘下,捣碎成 汁液,然后接种到健康的植株上。结果,健康的植株患上了花叶病。表明烟 草花叶病具有传染性。 1892年,俄国植物学家伊凡诺夫斯基把一些花叶病叶研成细末,使它们 通过一个专门用来滤除各种细菌的非常精密的滤器,把过滤后的滤液接种到 健康的植株上,也使健康的植株发生花叶病。这使他掌握了一个重要证据: 滤液之所以具有传染性,是由于里面一定存在某种比细菌更小的致病物。但 是,伊凡诺夫斯基怀疑自己所用的滤器出了毛病,因而没有得出必要的结论。 1895年,荷兰生物学家贝哲林克从病叶上挤出汁液,通过实验进一步肯 定了伊万诺夫斯基的结果,但仍找不到细菌,在培育基上也培养不出任何东 西。他把这种汁液用一个可以滤去任何一种已经知道的甚至是最小的细菌过 滤器过滤一遍后,滤液仍有感染性,可使健康的植株致病。它也不是一般的 有毒化学物质,因为把它感染健康的植株以后,又可以从受感染的植株中取 汁重新感染另一植株,这种连续不断的感染可以继续做下去,所以,这种感 染因子必定是可以生长并繁殖的。1898年,贝哲林克宣布:引起烟草花叶病 的感染物质不是细菌性的。他认为这种液体本身是有生命的,是 “有传染性 的、活的流质”。他把这种病原体叫做 “病毒(virus),”拉丁语的原意是 “毒”。 不久,其它一些可通过细菌滤器的致病因子,包括动、植物陆续被分离 出来,人们便称之为 “滤过性病毒”。后来由于知道因为电荷及吸附作用, 有些病毒不能通过细菌滤器,同时为了使用方便, “病毒”便被普遍接受。 出生于1851年3 月16 日的贝哲林克由于从烟草花叶病的传染性实验中,得 出了正确的结论,而获得发现病毒的荣誉。 尽管上个世纪末即已发现了病毒,但对病毒的本质认识还是本世纪中叶 的事。1935年美国科学家斯坦勒提纯了杆状的烟草花叶病毒结晶,1939年柯 施在电镜下看到了烟草叶病毒。此后数年内知道烟草花叶病毒只有核酸和蛋 白质两种成分,其中核酸具有感染和复制能力。可以说至此人们才真正了解 了病毒。 现在我们知道病毒是最简单的生命体,不能单独生活,必需靠细胞过寄 生生活,因此任何生命体的细胞就是病毒的家和 “养父母”。生活在人和动 物细胞中的病毒叫动物病毒;寄生在植物细胞中的病毒自然就是植物病毒, 而生活在细菌中的病毒叫细菌体,因为它吃细菌。细胞养活了病毒,可病毒 这家伙 “恩将仇报”,它们或杀死细胞,或“偷走”一部分细胞膜,总要给 细胞造成一定的损害,结果是使机体发生疾病。人类许多疾病都是由病毒引
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起的,病毒称得上地地道道的十恶不赦的坏家伙。 病毒是从哪里来的呢?这还是一个谜,等着大家去探讨。
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3 月 17 日 闭花受精的奥秘 你一定知道植物世界繁殖后代的规律吧?对,春华秋实,开花结籽。然 而,自然界中常常有奇怪的现象出现,有些植物偏偏不 “循规蹈矩”,有花 不开放,可是照样能够繁殖后代。这是为什么呢?原来,这些植物的花虽然 不开放,但在关闭着的花朵里进行着自花受精,最后结出种子。这种特殊的 植物生理现象,植物学家称为 “闭花受精”。 植物为什么要闭花受精呢?还是让我们来介绍两个有趣的实验来揭开其 中的奥秘吧。 实验对象是生长在美洲的一种植物,原名叫大花冠洛玛草。这种植物既 会产生绽放的花朵,开花受精,也产生不开放的花朵,闭花受精,两种授精 现象同时存在。首先通过观察得知,气候干燥植物缺水时,这种植物开花的 花朵数减少,闭花的花朵数增加;而当水分充足植物不缺水时,会开放的花 就增加了,不开的花朵相对减少了。并且也观察到,当缺水时,植物体内的 一种激素——脱落酸水平明显增加。那么,会不会是脱落酸控制着植物的闭 花受精呢?将稀释的脱落酸喷洒在供水充足的植物上,结果这些并不缺水的 植物也象缺水的植物一样,产生了大量的闭花受精的花朵。据植物生理学知 识,脱落酸与赤霉素是互相拮抗的激素,那么,赤霉素会不会控制植物的开 花受精呢?用赤霉素喷酒干旱的植物,结果干旱缺水的植物开出了大量的 花,而闭花受精的花明显减少。这样,植物授精的机理找到了:缺少水分时, 植物体内脱落酸增加,使得植物闭花受精;而水分充足时,植物体内赤霉素 增加,使得植物开花受精。 为什么干旱的植物大量依靠闭花受精呢?进一步的实验证明,植物从开 花到完成受精这一过程要消耗相当多的能量,在缺水的情况下,植物体内发 生 “能源危机”,无法供应花开放所需要的能量,而通过闭花受精甚至在花 芽时期就完成受精,就可以缩短花期,节约能量,保证了后代的繁殖。 现在你明白了吧?植物的闭花受精原来是它们巧妙的节能 “策略”。当 然啦,植物没有大脑,不思考,这样高明的 “策略”是植物长期进化,自然 选择的结果。 这里介绍的有趣的实验是美国植物学家敏特和劳德两人做的。
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3 月 18 日 鸟类对飞机的危害 1987年 3 月 18 日下午,一千多只不知名的鸟飞临首都机场,迫使民航 北京管理局不得不临时关闭机场航空港的一条跑道。 1987年12月21 日晚,一架美国总统专用的波音747飞机在训练飞行时, 刚起飞不久就撞上一群天鹅,结果四个发动机有两个受损,许多天鹅被吸进 发动机内,一个机翼也受到损伤,幸亏飞行员临危不乱,飞机才得以平安着 陆。 随着民用和军用航空事业的迅速发展,航班次数的不断增加,鸟类与飞 机相撞事故不断发生,已公认是世界范围的新问题。它们轻则使飞机上的人 员受伤或使飞机受到一定的破坏,重则导致机毁人亡的惨剧。尤其在鸟类飞 行空间3000 米以下的低空飞行时,发生鸟撞的情况更为多见。而军用飞机训 练时多在低空且飞行速度快,故鸟撞事故屡见不鲜。据华盛顿 1989 年 7 月 24 日发表的统计数字表明,军用飞机及直升飞机近五年内鸟撞事件高达1.6 万次,平均每天 9 次。一般飞机在起飞和降落时也易发生鸟撞,尤其在凌晨 及黄昏鸟类取食活动频繁之际,更易发生。据统计飞机降落时发生鸟撞的次 数占41%,起飞时占38%,其它则是在飞行时发生的。 为什么飞鸟对飞机的危害如此之大呢?这主要与飞机的飞行速度和结构 有关。飞机的速度在本世纪20—30 年代,每小时仅200—300 公里,鸟撞问 题并不突出。40 年代以后,飞机速度不断提高,喷气式飞机的速度接近了音 速,就开始注意这问题了。50 年代后歼击机的速度超过了音速,一般民用喷 气式飞机时速也达 700—800 公里。而飞机速度越快则撞击力越大,据计算, 一只 0.45 公斤的小鸟撞在时速 960 公里的飞机上会产生 22,000 公斤的力 量,而一只 7.2 公斤的大型鸟与同样速度的飞机相撞会产生 13 万公斤的力 量。这样大的冲击力不论撞在飞机的什么部位上都是无法承受的。另外,现 代飞机上用的发动机主要是涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机,这两种发 动机都要从周围吸进大量空气,飞行时如同一张大嘴将迎面的气流吸入,如 果飞鸟恰好在附近飞行,便会随着气浪象一颗颗 “炮弹”似的冲进发动机, 使发动机零件损坏或停转,造成飞行事故。 因此,为了防止发生鸟撞事故,应首先在鸟类迁徙线停歇的港口,沿海 机场,研究鸟类种群迁徙的种类,数量,时间和特点,然后指挥和调度飞机 的航班,起降时间和方位,机场周围的草被不宜太高以免招引鸟类在草丛中 筑巢,隐蔽或捕捉昆虫。如临时发生大群鸟类栖息机场,应临时关闭跑道, 进行驱赶或捕捉。其次,在飞机制造上,对涡轮机或喷气机的设计应能承受 小鸟的冲击力,尾翼若部分撞坏应仍能保持平衡降落。飞机外部的闪频灯, 翼端尾灯等,特别是着陆时使用的大灯,应根据鸟类对光的行为设计,使用 有助于驱散鸟群的光度、光色和光率,或在飞机上发出脉冲或连续的强光束, 以驱赶鸟类。
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3 月 19 日 大熊猫会灭绝吗 大熊猫是世界人民最喜爱的珍稀动物之一,世界野生动物基金会特意选 定大熊猫做为该会的会徽。但尽管我国古代早就对它有所记载,动物学界真 正知道大熊猫的存在却只有 120多年。 1869年3 月,法国传教士、生物学家吉恩·皮埃尔·阿曼德·戴维将他 在四川宝兴县考察时获得的一张大熊猫皮带到英国,并由动物学家米尔恩 ·爱 德华制成标本,引起了西方学术界的极大兴趣。从此,人们才知道大熊猫这 种冰川时期的活化石仍然在中国大地上存在着。 现在生活在野外的大熊猫估计只有 1000余只,呈岛屿状态分布在我国四 川省北部,甘肃省的文县及陕西省的秦岭南坡。由于种群之间难于交流,存 在近亲交配,种群遗传品质恶化的严重威胁,整个大熊猫种群处在濒临灭绝 的边缘。 为什么大熊猫会濒于灭绝呢?科学家们认为这主要由于以下几条原因。 首先是大熊猫食物的高度特化,凡是知道大熊猫的人,恐怕都知道大熊猫吃 竹子。虽然大熊猫也吃玉米杆、猕猴桃、聚合果等其它食物,但它的主食仍 是竹子,可谓与竹子结下不解之缘。这使它的命运与竹子命运紧密地联在一 起。而竹子每隔 50—60 年存在开花结实的现象,届时大面积的竹子迅速枯 死,翌年,或三、四年以后种子才开始发芽,七、八年都难以复壮。在这段 时间里大熊猫也就“断炊”了。例如1976年位于岷山山脉的唐家河、五郎一 带的华节竹、拐棍竹大面积开花枯死,造成92 只可爱的大熊猫活活地被饿死 在枯竹丛中。其次,由于人类活动的干扰,大熊猫的栖息地越来越小,种群 之间难于交流,大熊猫繁殖成功率无论在野外还是饲养条件下都很低,因而 种群复壮的能力较差,难于适应环境的变化。 其实,在地球这个生命的大舞台上,每一个物种都是一个过客,它们都 在一定的时间出场,表演,然后离去。与大熊猫同时漫游在亚洲东南部的剑 齿虎早已销声匿迹了,而大熊猫所以能够生存下来,成为 “活化石”,正是 因为它能够适时地改变食性,选用相对丰富的竹子作为主要食物,才度过食 物危机,顽强地生存到今天。因此,大熊猫吃竹子实际上是它在长期自然选 择的作用下,适应环境的一种行为。 现在,大熊猫确实走到了历史舞台的尽头,事实上,是因为人类无限地 扩展生活区,砍伐森林,破坏生态环境才逼着大熊猫走上绝路的。因此,挽 救大熊猫也是人类不可推卸的责任。现在,最主要的是绝对停止在大熊猫栖 息地继续砍伐森林,严禁狩猎,同时国家应出资鼓励大熊猫的野外和室内科 研工作,让人类更深入地了解大熊猫,帮助它摆脱困境。否则,我国的国宝 就会丧失在我们这一代人的手中。
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3 月 20 日 不畏严寒的早春植物 三月,当冬天即将过去的时候,大地依然覆盖着白雪。但此时,在明媚 阳光的照耀下,那层松散的雪已经开始慢慢集结,形成有无数空隙的蜂窝层。 阳光可以穿过这些孔隙照射到下面去。雪下的早春植物,受到光和热的抚育, 开始从冬天的休眠中苏醒过来,不声不响地生长起来。顶冰花又尖又细的嫩 绿色幼芽挺直了身子,鹅掌草的幼芽也逐渐长大,花和叶将从这些紧紧卷缩 着的芽中萌发出来。 随着日照的增长,天气越来越暖。地上的雪开始融化了。等不到阳光把 宿雪完全融化,一片片粉白、靛青、明黄、淡紫的斑烂花朵便迎着依然凛冽 的寒风竞相开放了。在未融的冰雪映衬下,它们显得分外美丽,令人赞叹不 已。 在嫩叶初发的树林中,阳光普照,春天的信息已无处不在。但早春并不 总是春意盎然的,当乌云密布,寒风萧萧之时,细雨伴着雪花纷纷落下,树 木和百草瑟缩在一片冰冷之中。你可能会为早春植物担心了吧!它们能经住 寒冷的考验吗?不用担心,大自然早为它们准备好一件件避寒的 “棉衣”, 例如白头翁,它通身上下都是丝一般的长茸毛,活象一只小小的毛皮兽,无 论茎、细长的叶片和紫色的花朵,都被保护得严严的。遇到春寒袭来,它会 垂下白头,收拢花朵,雨水或露珠落到花上也不会停留,而是顺着光滑的丝 绒一直滚落,从而保证花不被打湿而冻结。待到阳回日暖,白头翁又会傲然 地抬起头,挺起身躯,把它那硕大的紫花展现出来。 早春植物的花期只有一个月到一个半月左右,它们快开快谢,是为了赶 在那些大树叶子展开之前就完成开花结果的繁殖过程,因为一旦大树的叶子 展开之后,林下的阳光将非常稀疏,而微弱的阳光无法满足它们开花结果所 需的能量。因此,早春植物的早开花快结果的特性是它们在生存竞争中所炼 就的适应环境的特殊本领,只有在那些大树枝叶尚然稀疏的时节,这些小小 的植物才有争芳吐艳的机会。 5 月过去,6 月来临,早春植物的花瓣开始凋落,代替它们的将是一个个 长着绿刺的小瘦果,许多早春植物都是多年生的,每年夏季它们的地上部分 就枯死,而它们的鳞茎或根茎仍然留在土里,继续着它们的生命。在鳞茎和 根茎里面存储着整个夏天积存下来的营养物,它们默默地等待着来年早春再 吐缤纷。
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3 月 21 日 海边的褐色怪物 当春天回到美国大西洋沿岸的时候,人们在水边上经常可以看到一种奇 怪的生物,只见它深褐色的身体呈马蹄形,尾部又尖又长,好象一把锋利的 宝剑,整个身体长约1—2 尺。如果你是第一次见到它们,一定会不由自主地 发出惊叹:这是什么东西? 其实,这就是鲎,一种生活在海洋里的动物,俗称鲎鱼。古生物学家称 它为 “活化石”。所谓活化石是指某种生物类别在某一地质时期相当繁盛, 存有大量化石种类。而在某一时期后几乎绝迹,现代仅在个别地区残存,这 些残存的孑遗生物称为活化石。据研究,在地球上刚出现恐龙的时候,鲎就 已经是很古老的生物了。从泥盆纪以来三亿五千万年的漫长岁月中,鲎的外 形没有发生什么显著的变化。地球上的沧海桑田,变化万千,而鲎却一直默 默在地充当着这无数巨大变化的见证人。 脊椎动物的血液是红色,而鲎的血液则是蓝色的,这是因为前者以铁为 氧的载体,后者以铜为氧的载体。科学家的研究表明,这种 “活化石”在医 学上具有很大的价值。某些种类的细菌所分泌的内毒素,如果进入鲎的血液, 会发生凝血现象。所以,人们每年要捕捞成千上万只鲎,送到制药实验室, 利用它们的血液检验药物的性能,为人类的健康服务。 鲎有九只眼睛:头胸甲的两边各有一只眼睛,背部还有两只眼睛,稍小 一些,在甲壳下面还有五个对于光线特别敏感的视觉感受器。具备这样一套 复杂的视觉系统,鲎可谓眼观八方了。美国科学家凯非尔·哈特勒因通过研 究鲎的视神经电脉冲揭示了关于各种视觉系统功能的许多原理,并因此获得 了1967年度诺贝尔奖金。然而至今人们尚未搞清整个视觉系统在其行为中所 起的作用。 鲎的主要食物是海洋中的软体动物,同时也吃部分海洋植物。鲎的天敌 不多,主要是海龟,还有一些种类的鲨鱼。另一方面,可以说人类是它的主 要天敌,因为某些国家不仅用鲎吃肉及制药,还严重破坏了它的生存环境。 尽管如此,科学家们认为生存了三亿二千万年的鲎,凭着它的极强的繁 殖能力,还是可以继续在地球上繁衍子孙、代代相传的。
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3 月 22 日 筑巢巧匠——织布鸟和缝叶莺 绝大多数的鸟类都会筑巢,可是只有少数种鸟是为自己建造安乐窝的, 如啄木鸟和一些雀形类的鸟,一般的鸟都是无家可归的,只是到了繁殖季节 才营巢,以便在巢中产卵、孵卵、育雏。鸟类筑巢完全是出于本能,用不着 学习,营巢的方法也是各有一套固定的行为习惯,如喜鹊用干树枝在高树上 搭巢,麻雀用细草钻入瓦孔或树洞里做巢,家燕则用泥巴在屋檐下筑窝,各 有各的祖传秘诀。然而要数织布鸟和缝叶莺所筑的巢最为精巧了。 我国有两种织布鸟,黄胸织布鸟和纹胸织布鸟,都栖息在云南西双版纳, 体长仅 140毫米左右,但筑的巢要有几百毫米长,它的巢高悬在树枝上,像 个空中摇篮,也称吊篮。每年3—8 月是它的繁殖期,这时雄鸟在选好的树枝 上,将衔来的硬草杆一端紧紧地编在树枝上做骨架,往下做成一个轻巧而实 心的巢颈,再往下用软草一根一根从上到下有次序地编织,外壁逐渐增大, 中间形成空心的巢室,在巢的一侧底部留有巢口直通巢室,在巢室内还装有 一些泥团,以增加巢的重量,避免被大风吹掉。 缝叶莺也分布在云南省,活动在村落附近的园圃或竹林中。它生性活泼 好动,终日跳跃在花朵树叶上觅食昆虫。身长与织布鸟相似,它的特点是喙 细长而略弯,脚瘦长而强劲有力。 每年4—8 月是缝叶莺的繁殖期,由雌雄鸟共同营巢,巢用大型叶片缝制 而成。它首先选择一片或两片向下垂吊的香蕉或芭蕉之类的大型叶片,把叶 片合卷,并在叶片的边缘用嘴钻一排小孔,然后用植物纤维、蜘蛛丝或野蚕 丝等作线,用它那细长的喙作针,一针一针地钻进小孔把叶片缝成口袋形的 巢。为了使缝线不致松脱,还会在一些地方扣上结子,并用草茎把叶柄系在 树枝上,免得叶片掉下。为了不让雨水淋湿鸟窝,缝叶莺将巢筑得有一定的 倾斜度,口袋缝好后,再找些柔软的细草,兽毛、棉絮等垫在窝里,筑成一 个温暖而舒适的窝。缝叶莺一年孵两窝,每窝产卵3—4 个,由雌雄鸟轮流孵 卵。
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3 月 23 日 亚当和夏娃的感叹 1982年 12 月 1 日,世界上第一例永久性人工心脏植入手术在美国犹他 州盐湖城获得成功。医生把61 岁的克拉克的失去功能的心脏摘除,换上了一 个永久性的装置,克拉克依靠人工心脏活了 113 天,1983年 3 月 23 日,他 终于因肾功能衰竭而去世。 自十九世纪四十年代以来,人们期望能以机械装置代替因事故或疾病而 失去功能的人体器官,美国科学家的成功使这一梦想变成了现实。现在除脑、 胃、肠和生殖器外几乎所有的内脏器官都成为研究对象。然而人们最重视的 还是对心脏的研究,其最终目的是把人造心脏植入患者体内,使患者能像普 通人那样生活。 人工心脏的研究始于 1957年,直至 70年代中期,一种称为气动隔膜型 血泵的设计才为大多数人工心脏的研究机构所采纳,并应用于动物实验。到 70年代末,植入气动隔膜型人工心脏的实验动物已能活8 个月,80 年代初, 实验动物的存活期又进一步达到了接近一年的水平。 由于人工心脏植入后,空气驱动管道使患者的活动范围受到限制,所以 目前把人工心脏研究的重点转到全置入型装置的研究,同时开展了利用人工 心脏短期支持的临床试验,即先将人工心脏植入患者身体中,取代已失去功 能的心脏,然后等待有异体心脏时,再将异体心脏移植入患者体内。1985年 起,全世界先后进行了数十例这种手术,不少患者因而恢复健康。 1988 年,美国又进一步开展了为期五年的植入型人工心脏的研制计划, 将原来的气压驱动改为电液驱动,即以电动机和叶轮泵将电能转化为工作液 的液压能,并以液压能代替原来的气压驱动血泵中的隔膜。同时,由于利用 感应方式将电能经过完整的皮肤传入体内的技术已较成熟,因此全植入型人 工心脏的想法有了实现的可能。 尽管人工器官具有器官移植所没有的许多优点,但要制成与人体器官功 能完全相同的、能长期原位植入人体的人工器官,目前仍存在许多需要克服 的难题。随着现代高分子化学、电子学、微电子学以及细胞培养、细胞融合 等生物技术的发展,研制出比较接近于真正器官的人体器官也是前景乐观 的。届时,亚当和夏娃也要感叹科学家们的杰作了。
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3 月 24 日 征服结核病的先驱 19世纪,和鼠疫、亚洲霍乱等最具威胁性的疾病相比,结核病对人类的 健康及人类的发展是一个更大的威胁,全球约七分之一的人死于结核病。如 果只考虑构成生产力主成分的中年人,那么在这些人中有三分之一或更多的 人是被结核病夺去生命的。多少人一直在梦想人类有朝一日征服它。也正是 由于有这等重要意义,科赫才将结核病列为他的主要研究计划。 科赫在完成炭疽病的研究,建立疾病的病菌说之后,他就全力以赴,着 手结核病的研究了。首先,他对结核病人病肺中的结核节涂片观察,但是好 多天他都一无所获。难道引起结核病的不是微生物?不会的,科赫对微生物 致病坚信不移。那么是不是它太小,以至在显微镜下看不见呢?嗯!这倒有 可能!但是,且慢!科赫可不是轻易放弃,也不是轻易对任何事情下结论的 人。 “假若不是完全看不到的话,那我一定要想法看到它。”现在他要试试 他刚创用的染色技术。 终于有一天上午,从灰色的朦胧中,他看到了一堆堆小且细的奇异杆菌, 兰色的,嗯,它们还有些小弯小曲呢!它们是结核杆菌吗? 现在他奔走在各个医院之间,对死于结核病的病人肺检,无一例不发现 那种兰色杆菌。 科赫是不是可以向世人宣告他的重大发现了呢?要是巴斯德的话,他一 定早这样做了。但他是科赫,他对自己还深表怀疑。他要获得它的纯培养, 用纯培养的菌体给动物接种,如果能引起结核病,那么?? 之后他就用他发明的琼脂肉汤培养基培养结核杆菌,他用各种想得出的 配方进行试验,但均以失败告终。这是怎么回事?有一天他突然醒悟,它一 定很难培养,得提供一些特殊的营养,以尽量接近体内的生活环境,因此他 在培养基内加入 奇怪的是菌体仍未长出。它是不是生长很慢?在病人体内它发展得相当 慢,在人工配制的培养基上肯定也快不起来。现在他就满怀信心地等待。终 于,功夫不负有心人,到十五天,有些亮晶晶的小斑点长出来了。镜检发现 的正是那种兰色的杆菌。之后他就可以用这些菌注射健康的动物。结果,当 然他成功了。 1882年 3 月 24 日,在柏林的一次生理学会上,科赫报告了他的发现。 当天,这一消息就传遍了全世界,它给人类带来了希望,并增强了战胜结核 病的信心。
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3 月 25 日 绿色革命之父——博劳格 1939—1942 年,墨西哥的小麦由于锈病为害而减产一半。在此形势下, 墨西哥政府希望美国帮助制订一项发展农业,振兴经济的计划。经过调查, 美国政府决定在墨西哥农业部成立一个专门办公室,帮助墨西哥培养人才, 提高小麦、玉米和其它粮食作物的产量。1944年,30 岁的博劳格作为植物病 理学家毅然参加了赴墨西哥的工作组,这一去就是30 多年。 博劳格首先在察平戈农业大学选定一块小麦试验地,这里离首都墨西哥 城不远,海拔二千多米,气候温和,适于进行小麦育种试验。但因小麦生长 周期长,若按常规方法,一年至多能收种一季。为了加快育种进度,及早培 育出高产抗锈病同时适应性广泛的新品种,他又在奥布雷贡开辟了另一处育 种基地。奥布雷贡纬度比察平戈高而海拔底,是一个气候炎热的半干旱沙漠 地区。两地一南一北,相距一千多公里。每年博劳格就在两地来回穿梭,先 在奥布雷贡春播,收获后速赶往察平戈夏播。 育种开始时,博劳格将各地收集的不同品种播种后,接种锈病孢子,从 5000株小麦中发现有 2株是抗病的,然后他就用这两株小麦的后代与其它具 优良性状的小麦品种杂交。1915年,博劳格成功地育成4 个抗锈的小麦新品 种,但不幸也接踵而至,这四个新品种中的三个不久就被一些新的锈病小种 毁掉。博劳格只得再用原来的抗病小麦反复杂交,得到数以万计的小麦新材 料,他再用不同的锈病小种接种,最后又得到4 个新的抗病品种。 很快,这 4 个抗病品种就被用于大田种植,至 1957年,其种植面积达到 墨西哥小麦种植面积的 70%,使小麦产量相应的翻了番。但与其他国家相 比,墨西哥小麦的产量仍然不可观,因小麦品种植株高即茎杆细弱,因此不 耐肥,易倒伏。这时美国华盛顿洲普尔曼城的育种家沃格尔将日本的矮杆小 麦农林 10号与具优良性状的美国小麦杂交,得到了茎杆粗壮的矮杆小麦,沃 格尔将尚处试验阶段的这种小麦种子 60粒寄给了博劳格。博劳格立即着手用 这种小麦与他育成的抗病小麦杂交,开始他用日本小麦作母本,杂交成功了, 但不抗病,于是他再用抗病小麦作母本,结果杂种小麦既抗锈病,又耐肥水, 而产量高出一倍。 短短的四年时间内,这种矮杆小麦就在墨西哥广泛种植,播种面积达到 总面积的95%,使墨西哥的小麦产量提高了近两倍。由于这些新品种均来自 穿梭育种,适应性广,因此它也很快在全世界推广。在印度,从 1967年 1972 年短短的五年时间内,由于推广博劳格的新品种,使小麦总产量由108.9亿 公斤增至272.2亿公斤,这就是为世人注目的 “绿色革命”。 1970 年,为表彰博劳格对世界农业的杰出贡献,他被授予诺贝尔和平 奖。但是,在成功的背后,谁能知道他为此撒下了多少汗水,付出了多少代 价,经受了多少失望与希望的煎熬。1914年 3 月 25 日是博劳格的诞辰纪念 日,让我们永远记住他——“小麦先生”博劳格。
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3 月 26 日 秦岭的棕色大熊猫 秦岭位于我国陕西省南部,北缘太白山那巨大高耸的山体,如同一道坚 固的屏障,阻挡着北方南侵的寒流,因而,秦岭的南坡气候适宜,林木繁盛, 栖息着包括朱鹮、金丝猴等许多珍稀动物。1960年,著名鸟类学家郑光美在 考察秦岭时,首次报道了秦岭有大熊猫的分布,更使奏岭这片美丽的山区充 满神奇的色彩。 自1985年开始,北京大学的一个研究小组在潘文石教授的率领下,在条 件艰苦的秦岭山区开展了大熊猫的生态学研究。1985年 3 月 26 日,根据当 地山民的线索,潘文石等在佛坪自然保护区发现了一只患病的棕色大熊猫, 并成功地把它从生命危急之中挽救出来。在这以前,人们所见到的大熊猫都 是黑色的。棕色大熊猫的发现,为现代大熊猫种群可能存在二态性提供了依 据。 1990年和 1991年,佛坪自然保护区的工作人员又两度发现棕色大熊猫, 并了解到棕色大熊猫幼体的母熊猫是黑白的。那么棕色大熊猫到底是怎样产 生的呢? 根据现有的线索,隐性基因纯合是一种较为圆满的解释。第一只发现的 棕色大熊猫取名丹丹,病愈后,饲养在西安动物园。1989年8 月丹丹与一只 黑白毛色大熊猫交配后曾产下 1仔,经过精心护理,顺利度过幼年期,结果 发现是 1只雌性的黑白熊猫。因此,表型为棕色的母本与黑白色表型的父本 结合产仔的表型为黑白色;而表型为黑白色的母本与黑白色或棕色表型的父 本结合可以产生棕色表型的熊猫。 我们可以假定大熊猫毛色是由一对基因 (Dd)控制的,控制黑白毛的基 因为显性 (D),控制棕色毛的基因为隐性 (d)。当父母双方同时携带棕色 基因 (d)时,其子代可能出现隐性基因纯合 (dd),棕色从而表现出来。根 据孟德尔的基因分离律: 根据调查,棕色熊猫的实际发现率仅为6%,很可能携带棕色毛基因(d) 的熊猫不多,棕色性状可能是一种正在退化的性状。但从表型意义上说,棕 色黑白色更具隐蔽意义,是否大熊猫的进化方向就是在竹林中易于被发 现??。自然界尚有许多令人难解的谜,还有待于我们不断地去探索,不断 地去研究。
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3 月 27 日 高原上的绅士——黑颈鹤 每年 3 月,是我国珍贵的高原鹤类——黑颈鹤离开云南东北部的越冬 地,北返青藏高原进行繁殖的时间。黑颈鹤是我国特有鸟类,繁殖和越冬均 在我国境内,属于国家的一级保护动物,国际鸟类红皮书把它列入急需挽救 的濒危物种。 青海南部玉树以西七十公里的隆宝湖,是黑颈鹤繁殖比较集中的地点。3 月末,人们开始见到成群的黑颈鹤北返隆宝湖,至四月中旬,它们已经分成 一对一对的在四处漫游。此时雄鸟异常活跃,经常跑到雌鸟身边,展开双翅, 踏着有节奏的轻盈步子,翩翩跳跃起舞,并发出低沉的求偶声。雌鸟会意后, 会兴致勃勃地跟着跳起来,并一起引颈对歌,似乎在共庆美满姻缘的结合。 接着,它们开始在灌木丛中选择满意的地方,建造 “新房”。 黑颈鹤每窝产卵 1—2枚。观察黑颈鹤的孵化是很有趣的。高原的夏天, 气候多变,刚才还是晴天丽日,万里无云,一会儿就会狂风大作,雨雪交加。 正在孵卵的黑颈鹤,却若无其事一样,稳坐窝中任凭风吹雨打,坚守岗位力 尽天职。孵化时,雌鹤与雄鹤轮流孵育,有时一天换 5、6 次,有时只换 2、 3 次。一个月左右的孵化期结束了,可爱的小鹤出世,但大鹤却一只只累得 精疲力尽。由于气候恶劣,黑颈鹤幼雏的成活率很低。研究表明,黑颈鹤幼 雏在出壳后3 天能够存活下来的只有60%。黑颈鹤同窝幼雏之间也会发生殴 斗,较弱的幼雏常会受伤甚至死亡。有时,雌鹤产卵较迟,严冬来临时,幼 鸟的羽翼尚未丰满,飞翔能力很差。当大群黑颈鹤开始南迁时,这些迟生的 幼鹤还不能飞越高山,因而它们不能随大队迁移,被迫留在出生地,而这无 疑意味着死亡,不久它们就会被冻死或被天敌捕食。 目前,由于对高山湖泊的开发利用,黑颈鹤的栖息地遭到破坏,这更使 黑颈鹤的数量不断减少。例如,在首次发现黑颈鹤的青海湖,如今已很难再 见到它了。据专家估计,现存的黑颈鹤大约只有700~900 只,它们急待人类 的保护和拯救。
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3 月 28 日 鹿死之迷 在美国马里兰州坎布里奇市西面大约 22 公里的海面上,有一个面积仅为 1.3平方公里的荒岛——詹姆岛。在 1916年,有人在岛上放生了五、六只鹿, 让它们自由繁衍。到了 1955年,已有大约300 只鹿在这岛上自由自在地生活 了。 可是,在 1958年的头三个月内,发现 161只鹿突然暴死,到了 1959年, 岛上的鹿只剩下80 只左右了。为何在短短的两年内这个鹿的乐园骤然变得如 此萧条凄凉呢?这在当时成为一个谜,因为岛上的食物是充足的,并不存在 食物危机。 后来的研究揭开了谜底:导致大批鹿死于非命的 “罪魁”是鹿群因超计 划生育而骤增的空间压力。根据动物学家对 1960年死去的鹿进行的组织学解 剖,发现了一个重要线索,就是它们的肾上腺要比 1955年时所作的解剖结果 大许多。肾上腺是重要的内分泌器官,是动物生长,繁殖和机体防御能力的 调节器。当动物的生活空间变得拥挤,频频受到其它个体的生存压力时,肾 上腺就会变大。1958年2 月天气特别寒冷,岛上的鹿不能象以往那样在夜间 偷渡到大陆上去,更加剧了岛上生活空间的拥挤,最大一鹿群的死亡也正是 在这场严寒之后。 由此可见,动物和人一样,需要有一个自己的 “势力范围”。一些研究 表明,动物之所以要划分领土,是出于控制动物数量密度的需要, “领土划 分”能确保动物在其领域中繁殖,并把繁殖率控制在一定的范围 (以空间不 拥挤为限)。使生活环境宽敞而安全。一旦出现天敌,动物还可以在自己熟 悉的领地内迅速躲藏起来。除此之外,它还保证只有领土竞争中的 “强者” 享有繁殖后代的能力,从而提高了物种的品质。有关动物 “领土划分”现象 的研究表明,动物之间往往保持着一定的距离,并暗示着一定的意义。现已 知道,动物界至少存在着四种距离: “逃避”距离、“危急”距离、 “亲密” 距离和 “社交”距离。前两者多半发生在不同种动物之间,而后两者通常是 在同种个体之间。 “逃避”距离:是指野生动物允许人或天敌靠近的最大限度,超过这个 限度,它便逃走了。 “危急”距离:系指环绕动物四周的一个环状带。如果入侵者在其外, 动物就逃走,如果入侵者一旦越进 “危急”区,动物可能会不顾一切地与之 进行殊死拼斗。 “亲密”距离:用于描述同种动物之间友谊的亲密程度,其长短多半取 决于动物在 “王国”中的地位。一般说来,地位高的动物之间的“亲密”距 离要比它们的属下长。 “社交”距离:结群动物一定要生死与共,如果一只结群的动物脱离了 集体,它就会因各种各样的原因很快死去。 “社交”距离是指动物与其群体 保持联系所必须的距离,它同时反映了群体成员之间的 “心理”距离,如果 一只动物超越了某个距离限度,它就明显地感到焦虑不安。因此, “社交” 距离是弥漫于动物群体四周看不见的框带。
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3 月 29 日 林中珍禽——飞龙 在我国东北,挖人参的人每逢进山,常靠一种鸟作挖参向导。因为这种 鸟吃人参种子,人们称它为 “人参鸟”。人们认为哪里有人参鸟,哪里就有 人参。人参鸟的学名叫花尾榛鸡,属鸡形目松鸡科榛鸡属,是东北的一种留 鸟。所谓留鸟是指终年栖居生殖地域,不依季节不同而迁徙的鸟类。 榛鸡还有一个响亮的名字叫 “飞龙”。在菜肴膳谱中常常见到这个名字, 因为榛鸡的肉鲜嫩可口,自古以来就是飞禽中的珍品。清朝皇族对榛鸡的美 味了如指掌,命令东北林区的地方官员年年向朝庭进贡,并特赐名为 “岁贡 鸟”。 榛鸡除繁殖期外,都过着群居的生活,它们几只或几十只活动在枝叶茂 密的松林,阔叶林或混交林中。榛鸡很有集体观念,即使是分散觅食时,相 距也不远,并不停地发出尖细的叫声,相互联系,传递平静和安全的信号。 它们在林中活动非常小心谨慎。一遇危险,立即助跑起飞,一下子飞出几十 米,停在高高的树枝上,回头注视刚才发生的情况。在夜间,榛鸡一般在枝 叶较密的树上过夜,夜间仍然保持高度警惕,以防夜行兽的袭击,遇到情况 它能够借着月光高飞而去。 每年 3 月—4 月榛鸡开始进入繁殖期,雄鸟通过鸣叫占据一片山林。此 时,雄鸟对叫声非常敏感,若有人吹口哨模仿它的叫声,它会毫不犹豫地迅 速向哨声飞去,准备与入侵者争斗。榛鸡成对在一起的时间很短,等到雌鸟 开始产卵时,雄鸟则开始四处游荡了。榛鸡的巢一般置在倒木旁的落叶层上, 十分简陋。雌鸟坐巢时一动也不动,它的羽毛与所栖息的环境浑为一体,一 般人即使到了近前,也很难发现。雌鸟护巢本能非常强,有时人用手触摸它 的身体,仍不离开,因而常被人连母鸟带蛋 “一窝端”了。可怜天下父母心! 母鸟的这种行为在生物学上称为利他行为。 榛鸡虽是狩猎鸟,但由于近年来的盲目捕猎,数量日益减少,现在已被 列为国家二级保护动物。许多野生动物被人类吃成了濒危动物,但愿饭桌上 少一些 “梅雪飞龙糕”“芙蓉飞龙”、“滑溜龙脯”等等有关飞龙的菜肴, 让榛鸡在它们的天地里自由自在的生活。
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3 月 30 日 树上营巢的水鸭子 每年三月末四月初,当江南一带正是春暖花开的时候,成群结队的鸳鸯, 中华秋沙鸭已经冒着凛冽的寒风到长白山来了。它们都是候鸟,冬季在我国 南方越冬,夏季在我国东北地区繁殖。 鸳鸯和中华秋沙鸭分别是国家二级和一级保护动物,它们有一个共同的 习性,就是把巢筑在河边大树的树洞里。 鸳鸯是水禽中最美的一种。其实,这美丽仅对雄鸳鸯而言,它头部顶有 红色和蓝绿色的羽冠,两翅上有一对栗黄色的扇形帆羽,全身羽毛可细分出 20 多种鲜艳而美丽的色彩。相比之下,雌鸟一身灰褐色的羽毛就显得逊色多 了。鸳鸯雄雌鸟羽毛的不同特征,是鸟类中的一个普遍特征。因为雌鸟羽色 暗淡,有利于在巢内孵卵、育雏,不易被敌害发现。而雄鸟一身艳丽的羽毛, 是求偶期向雌鸟炫耀的 “本钱”。 民间传说一对鸳鸯一生中永不分离,如果其中一只死去,另一只也绝不 再选配偶,借以比喻爱情的忠贞。但自然界中的鸳鸯并不象传说中的那样美 好,它们只是在繁殖期才建立固定的配偶关系。虽然表面上一对鸳鸯亲密相 处,难舍难分,而实际上孵卵、育雏都是由雌鸟单独承担;雄鸟则在雌鸟开 始孵卵后,似 “花花公子”一样,逍遥自在,各处游荡,早把子女的事抛到 了脑后。而且,一旦一方死去,另一方也并不 “守节”,会再行婚配。 中华秋沙鸭是我国的特产鸭类,数量非常稀少。它的最大特点是头上生 有两条冠羽。就象姑娘的一对乌黑的辫子似的。它们4 月份到达长白山后, 便聚集在茂密森林的小河中,双双对对的追逐戏耍,开始了甜蜜的 “恋爱” 生活。订婚后,它们便一同飞到溪边的大树上,选一适宜的树洞, “夫妻” 共同布置 “洞房”。雄鸭非常机警,它有时不停地出入几个树洞。布下迷魂 阵,使敌害搞不清哪个是它真正的 “洞房”。可是“蜜月”一过,雄鸭就和 雄鸳鸯一样,把孵卵、育雏的任务全部甩给了雌鸭。雌鸭则任劳任怨,在孵 卵过程中仅在中午气温较高时外出觅食充饥,而后又急匆匆返回巢中。一个 月后,小鸭出世了,它们身在10多米高的树上,怎么到水中去呢?说起来也 简单,它们就是硬从上面跳下去的,这真需要相当的勇气呀! 鸳鸯和秋沙鸭都属于雁形目鸭科。雁形目鸟类全世界共 151种,我国有 46 种。
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3 月 31 日 深海中的生物之谜 1979年3 月,在一次举世瞩目的太平洋洋底探险中,美国科学家意外地 发现,在深达2000 米左右、暗无天日的洋底火山口周围,竟然生活着许多稀 奇古怪的蠕虫、贝类、蟹类及其它动物。这一发现摇撼了 “光合食物链”的 理论宝座,引起了科学家们的极大兴趣。 在生态学上,食物链是指生物群落中各种动植物和微生物彼此之间由于 摄食关系 (包括捕食和寄生)所形成的一种联系。例如,蚜虫食小麦,瓢虫 食蚜虫,山雀食瓢虫,老鹰吃掉山雀,形成一种包括几个环节的食物链。经 典的 “光合食物链”认为,陆地和海洋中的无数生物,归根到底都是依靠太 阳通过绿色植物的光合作用的产物而生存。然而在太平洋的深海底部,阳光 不能到达,是理论上的生物禁区,却出现如此生机勃勃的生物群落,这些海 洋生物的食物来源是什么呢? 经过科学家们的艰苦探索,这些海底生物的生存之迷被揭开了。原来, 这里存在着一个新的生态系统。在洋底火山口喷出的热水中含有大量硫化 氢,而深海底有一种细菌,它能使硫化氢的硫磺离子氧化而合成为有机物, 贝类和环形动物就是依靠摄食这种有机物为生的。所以它们不是靠阳光,而 是靠地球内部的热量而生活。有人认为,它们才是真正的 “星球生物”。这 一发现为证实太阳系外的星球可能存在 “生物”提供了一个有力的依据,也 为人类寻找外星人增强了信心。 除了上述的简单食物链以外,海底动物似乎也有其他求生手段。例如有 一种巨型的有须动物,它没有嘴巴,也没有消化器官与肛门,那么它又是怎 样摄取营养及排泄的呢?最近的研究表明,它的体腔内存在一种名叫神经营 养的大型器官,有须动物依靠触手把无机物摄入神经营养器官中进行消化。 在这种神经营养器官中还共生着上述能使硫化氢发生氧化的细菌,它依靠吸 收神经营养细胞的排泄物为生。这种没有正式的消化系统而又与其它生物共 生的动物,就是过去一直未知的 “无机营养型”动物。
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4 月 1 日 哈维和血液循环理论 1578年4 月1 日是英国生理学家威廉·哈维 (1578—1657)的生日。哈 维是实验生理学的创始人之一,他首次阐明了血液循环的原理。 在医学史上,古希腊的医学家盖伦的血液运动理论统治了近一千五百年 之久。盖伦心血理论的基本观点可以概括如下:每一组织都有由心脏所推动 的动脉血和静脉血这两种不同的血液,它们分别在动脉管和静脉管里先朝一 个方向流动,再向相反的方向流动,它们一涨一落,来往其间。动脉血把“生 命灵气”带到身体的各神经组织中去;静脉血把 “自然灵气”带到身体各组 织中去,分别完成两处不同的目的。而 “生命灵气”、“自然灵气”到底是 什么,他也说不清楚。盖伦的这种理论,没有把血液在血管里的流动与在肺 内的运行联系起来,而且错误地认为血液运动方式是纯粹直线式的。 哈维在24 岁的时候获得了医学博士学位,同年返回英国,不久又获得剑 桥大学解剖学博士学位。他运用实验、观察与逻辑思维的科学方法,总结了 先驱者的研究成果,提出了血液循环的概念。 哈维在深入研究了心脏的结构之后,发现在心脏的每一半之间有一个只 准单向通行的瓣膜,它只许血液从上面的心房流到下面的心室,而不会发生 血液倒流。同时静脉里有一种静脉瓣,它使血液只能朝心脏方向流动。由此 他提出了一个前所未有的概念,即血液始终朝着一个方向流动,它从静脉通 过心脏而流入动脉。 下一个问题是:血液在血管里的流动有无始终呢?哈维对血液流动进行 了定量的测量,发现在心室只能容纳2盎司血,按心率72次计算,那么一小 时从左心室排入主动脉的血不低于2×72×60=8640盎司,相当于540磅,这 个重量约一个人体重的3倍。依盖伦的理论,流向身体周围的血液是不断地 消失的,这个论点根本无法解释以上的事实,而且人也不可能通过摄入食物 供给如此大量的血液。因此哈维推断:流出的血又流回来,血液只在体内的 血管封闭系统中无限地朝着一个方向循环流动。血液一定是从动脉流到静 脉,然后再回到心脏,这样周而复始,构成血液循环。 这样,哈维建立起一种崭新的,完整的血液循环理论。当然在哈维的新 学说中,还有一些遣留下来的问题未能得到圆满解释。例如为什么血液能从 动脉流到静脉去?后来,科学家应用显微镜观察到毛细血管,并证明了它就 是联系动脉和静脉的桥梁。
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4 月 2 日 红色的火焰——红鹳 红鹳是世界著名的珍禽,外貌高雅而端庄。这种鸟产于坦桑尼亚马尼亚 拉湖畔、法国罗讷河口和美洲东部。其中以美洲的红鹳个子最大,色彩最鲜 艳,新独立的巴哈马联邦是红鹳之乡,约有5 万多只,红鹳被誉为巴哈马的 国鸟。 红鹳属于涉禽类。它们喜爱群居,当成群红鹳涉足湖边觅食时,从飞机 上望下看去好象是一片沸腾着的粉红色波涛,非常美丽,故又有 “火鹳”、 “火烈鸟”之称。红鹳外形很奇特,脖子细长,喙呈镰刀形,两条红色的腿 又细又长,婷婷玉立,象 “踩高跷”似的弱不禁风。在憩息时,有时还单腿 卓立,将头卷藏在翅翼下,更需要高超的平衡技术。 红鹳性格安静胆小,容易受惊,一有响动就仓皇而跑。第二次世界大战 时,曾有一架飞机在红鹳群上方低空掠过,使红鹳吓得发了狂,彼此践踏, 许多鸟的长腿被折断,伤亡很大,过了好些日子才恢复平静。因此巴哈马政 府为保护红鹳还规定飞机飞过红鹳群居地区的上空时不得低于2000 公尺。 每年春天是红鹳的繁殖季节,雄鹳常常跑到雌鹳面前跳跃起舞,扭颈展 翅,卖弄姿态,以博得对方的青睐。几天后,它们就都成双成对形影不离了。 红鹳一窝产卵2枚,小鹳刚出壳时,浑身是白色柔软的绒毛,直喙短腿,象 只小白鹅。十天后,小鹳的喙就变弯曲了,两腿也伸长了。有趣的是,红鹳 只是在大群中繁殖,在族群的驱策下生殖力才得到加强,若离群索居,生殖 就不顺利。因此在动物园内很难繁殖。 红鹳飞行时,颈和腿向前后平伸,象一条红带从兰天白云中掠过,显得 格外轻盈自如。每年年末,巴哈马成群的红鹳都要到佛罗里达半岛旅行。那 里的人们也非常欢迎它们,每年有四百万张印有火烈鸟的明信片从佛罗里达 发出,酒吧、餐厅、商店、旅馆也都以火烈鸟命名,并举行红鹳表演赛,粉 红色的旗帜到处飘扬。难怪人们还以为佛罗里达半岛是红鹳的故乡,其实它 们仅是来作客的。
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4 月 3 日 中国鸽子树——珙桐 哄桐属珙桐科植物,是一种落叶乔木,高可达20 米,枝干平滑。他的叶 片很大,为阔卵形,边缘有许多锯齿。它的花序是球形的,上面聚集着许多 小花,在花序的基部,生长着一对白色的苞片。每当开花季节,树上那一对 白色花朵躲在碧玉般的绿叶中,随风摇动,远远望去,仿佛是一群白鸽落在 枝头,晃动着可爱的翅膀, “鸽子树”的名称也便由此而来。 关于鸽子树,流传着许多美丽而动人的传说。据说,汉代王昭君出塞以 后,嫁于匈奴的呼韩邪单于。她日夜思念故乡,写下了一封家信,托白鸽为 她送去。白鸽不停地飞翔,越过了千山万水,终于在一个寒冷的夜晚飞到了 昭君的故里附近的万朝山下,但经过长途飞行,它们已经万分疲倦,便在一 棵大珙桐树上停下来,立时,被冻僵在枝头,化成美丽洁白的花朵。 还有一个传说是:古代一个皇帝,只有一个女儿,取名白鸽公主。这公 主不贪富贵,与一名叫珙桐的农家小伙相爱。她把一根碧玉簪掰为两截,一 截赠与珙桐,以表终身。但父皇不允,派人在深山杀死珙桐。白鸽公主得知 后,不顾一切,逃出宫来,在珙桐受害处,失声痛哭。忽然,在公主眼前长 出一棵形如碧玉簪的小树,顷刻间,长成一棵枝繁叶茂的大树。公主伸开两 臂向这棵树扑去,顿时,变成千万朵形如白鸽,洁白美丽的花朵,挂满枝头。 1869年,一位法国神父在四川省穆坪看到这种奇特的树木。当时,正值 开花季节,他被那种 “一群白鸽闹枝头”的奇景迷住了,久久不肯离去。自 此以后,便引来欧洲许多植物学家,他们不畏艰险,深入到四川、湖北等地 进行考察。1903年,首先引种到英国,后又传至其它国家,从此,中国鸽子 树便成了欧洲的重要观赏树木,据说国际城市日内瓦,家家都种有珙桐树, 可见人们对它的珍爱。1954 年 4 月,周总理在日内瓦,适逢珙桐盛花时节, 当他了解到鸽子树的故乡就是中国时,连连称赞,感慨万千。 鸽子树之所以珍贵,还由于她是植物界中著名的 “活化石”之一。早在 二、三万年前第四纪冰川时期过后,地球上很多树种都绝灭了,我国南方一 些地区,由于地形复杂,在局部地方保留下一些古老的植物,珙桐就是那时 幸存下来的。现在在湖北的神农架、贵州的梵净山、四川的峨眉山、湖南的 张家界和天平山以及云南省西北部,可以看到零星的或小片的天然林木。它 们大都生长在海拔 1200—1500米的山地。在分布区内常可以看到高达30 米, 直径 1米,树龄在百年以上的大树。为了保护这一古老的孑遗植物,珙桐已 被国家列为一类保护树种,并把分布区划为国家的自然保护区。 经过人工引种栽培,鸽子树现已在许多城市的公园里安家落户,供人观 赏。
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4 月4 日 蛇是人类的朋友 蛇在多数人的眼里不是好东西,他们觉得毒蛇咬人会使人中毒甚至死 亡,蛇是人类的敌人。其实这种观点是完全错误的。蛇实际上默默无闻地为 人类工作着,是捕食危害粮食的老鼠的好手,自然界如果少了蛇就可能会成 为老鼠的世界。因此,我们应该关心和保护蛇,决不可随便捕杀它们。在这 方面,一些国家为我们做出了榜样。 在美国,每当春回大地,冬眠中的青蛇、响尾蛇、北美毒蛇等便从蛰伏 状态苏醒过来,它们纷纷从悬崖峭壁的洞穴中爬出,结伴越过公路,奔向密 西西比河岸附近水草茂盛的沼泽地,捕食鼠类、昆虫,并进行交配,繁衍后 代;深秋季节,它们还要带 “儿女”返回冬眠的洞穴。这一来一回都要经过 公路,过去蛇往往惨死在公路上来往的车轮之下。现在美国实行公路管制, 让汽车为蛇让路,一到4 月4~25 日,9 月24 日~10月15 日,在蛇经过的 公路两端竖立黄色路障,禁止汽车通行。这种措施每年保护了成千上万条蛇 的生命。 另外,印度、巴基斯坦、前苏联也制订了有关保护蛇类的法规。在巴基 斯坦,每当春秋农忙季节都有成千上万人在田里被蛇咬伤,但是人们并没有 因此对蛇产生恶感,因为蛇可以最有效地防止庄稼免遭田鼠的危害。 全世界共有蛇2700 多种。蛇肉、蛇胆、蛇血都可作药用。早在春秋战国 时期的 《山海经》中就有“吃巴蛇,无心腹疾”的记载。我国民间流行的医 药偏方中,以蛇为药的更是不胜枚举,例如:金钱白花蛇 (即银环蛇幼蛇的 干制品)是名贵中药,可以治疗风湿瘫痪等症。 毒蛇分泌的毒液亦有重要的医疗价值。关于蛇毒的研究已成为当前生物 科学中一个热门的研究领域,科学家正在利用蛇毒制成镇痛、抗凝血等药物, 并尝试用蛇毒细胞毒素和蛇毒酶治疗肿瘤。 无论无毒蛇还是有毒蛇,都是我们人类的朋友,所以,请大家不要捕杀 它们,让它们在大自然中为生态平衡继续工作。
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4 月 5 日 从恐龙脚印谈化石 1992年4 月5 日,河北省承德市笼罩在茫茫细雨之中。美国哈佛大学福 尔曼教授以及北京大学地理系的黄润华教授和高豫功讲师来到避暑山庄参观 考察。正当他们兴致勃勃地在 “热河泉”畔欣赏山庄的美丽景色时,脚下的 石板路把福尔曼教授吸引住了。他指着一块石板上碗口大小的三指状印迹 说: “这不是恐龙的足迹吗?”三位学者一起蹲下身来仔细观察。很显然, 眼前这象一只大鸟脚印一样的印痕,是古老生物留下的足印。他们推测这种 铺路用的石板料的产地不会距此太远,很可能就来自承德市附近,而这一地 区大多数都是距今1亿8 千万年的侏罗纪地层,那个时代正是恐龙的繁盛时 期,因此,眼前的印迹是恐龙的足迹化石的可能性太大了。 后来经过鉴定,证实了福尔曼等人的发现和推测,并且找到了化石的产 地——承德县孟家院乡的骆驼山沟。 恐龙在生物进化的长河中经历了一亿多年的漫长岁月,留下了许多骨骼 遗骸,一窝窝的恐龙蛋,以及它们行走时留下的足迹。足迹化石是在十分难 得的环境下形成的,虽然它只是恐龙生活中的一瞥或是一刹那的活动记录, 但却为我们进一步研究恐龙的生活情况提供了可靠的证据。例如,可以通过 恐龙脚印的深浅,推测恐龙的体重;由脚印的形态,可推测它是食肉的或是 食草的,是陆地上跑的或是能在水中游的 (有些善于游泳的恐龙脚趾间有 蹼);还可以从一行脚印中各脚印的关系,分析恐龙的步态以及是两足行走 还是四足行走??。 可见,化石为我们揭开古老的地质时期地球上生物活动以及环境状况的 秘密提供了线索和证据,可以说它是生命历史的档案。 科学工作者为了更准确地描述化石,对化石类型进行了多方面的分类, 最常用的是按照其保存特点来分。一般把化石分为实体化石,模化石和遗迹 化石等。实体化石是指保存在岩层中的古代生物遗体。最常见的实体化石就 是动物死后,其骨骼经千百万年的石化作用形成的化石,其形态及组织构造 与当时动物的骨骼形态保持一致,但其中的物质成分改变了,植物化石中的 硅化木也属于这种情况。有的实体化石不仅物质或成份改变了,组织构造也 发生了变化,例如有的植物的叶子、鱼鳞等埋入地下后,其中所含的氧、氢、 氮等元素都挥发掉了,只留下碳质薄膜。最为神奇的是,有些实体化石基本 上没有经过任何变化,是在特殊的自然条件下形成的,如在西伯利亚等地的 冻土层中发掘出的猛犸象,因为它死亡后很快被严寒所冰冻,而后埋葬环境 的温度亦在冰点以下,所以有机质没有腐烂,沉睡地下千百年仍栩栩如生。 模化石是指生物死后埋入地下,在围岩中保留了外部和内部的印痕,如某些 贝类化石和动物的脑化石等。遗迹化石是生物在活动时遗留下来的痕迹和遗 物,前文所叙的恐龙脚印,以及蛋化石,粪化石。还有原始人类制造的骨器, 石器等都属于这类化石。 埋藏在岩层中的千姿百态的化石揭开了一个个千古之谜。然而,人类的 认识永无止境,生命的历程对人类来说尚有许多的不解之谜,岩层中的证据 ——化石将在人类对生命的探索中继续发挥重要的作用。
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4 月 6 日 谷雨三朝看牡丹 每年四月清明节一过,在我国南方一些地方,就到了“谷雨三朝看牡丹” 的时候了。 牡丹,被称为 “花中之王”。“王者”名不虚传。其它很多花,不是香 而不艳,就是艳而不香。美人蕉、大丽菊、君子兰、扶桑等虽有艳目之色, 却无沁人之香;荷花、茉莉、桂花虽有香气扑鼻,却无夺目之色。然而,牡 丹却是玉笑珠香,冠绝群芳。唐代诗人有诗赞曰:国色朝酣酒,天香夜染衣。 在植物分类学上,牡丹属毛茛科芍药属,落叶灌木,高数尺,高者可达 丈余。牡丹原产我国陕西山地,它的祖先为山牡丹。唐代以前已被人注意, 但只作药用而已,它的人工栽培开始于唐代。到唐开元年间,在长安等地已 种得很普遍了。到宋朝,洛阳的牡丹已誉传天下,与扬州的芍药相提并论, 并称天下第一。当时欧阳修曾著有牡丹 “三部曲”(即《洛阳风土记》、 《洛 阳牡丹记》、 《洛阳牡丹图》),书中介绍了牡丹的二十四个品种,记载了 某些品种的来源和栽培技术,以及当时洛阳牡丹展的盛况等,是我国历史上 第一部牡丹专著,至今仍有一定的学术价值。牡丹花色缤纷,仪态万千。从 花形来说,有楼子、冠子、平头、绣球、莲花、碗及盘等,从花瓣颜色上来 看,有红、黄、紫、白、绿、粉等,花瓣形状的变化那就更多了。牡丹的品 种古时就不少,据说有三百七十余种,其中以姚黄、魏紫最为著名。由于劳 动人民的精心培育,加上牡丹容易变异,新的品种不断产生,今天我国的牡 丹品种已不下千种,名贵的象淡鹅黄、锦袍红、万巾紫、凤尾白等也在百种 以上。 牡丹性宜凉畏热,喜燥忌湿,恶烈风。栽在宽敞向阳的地方,则花大而 色妍。山东荷泽土壤多为沙质,气候干燥,适合于牡丹的种植,是它的 “第 二故乡”。荷泽牡丹品种繁多,其中娇容三变、烟笼紫、乌龙卧墨等品种举 世闻名。 牡丹除供观赏外,还有很高的药用价值。在分株时,将根取下,洗净, 去掉木质部,留皮,阴干后便为著名中药 “丹皮”。丹皮能泻伏火,散瘀血, 除烦热。古方中的 “大黄牡丹汤”就是由大黄和牡丹调配而成的,是中医治 疗阑尾炎的要药。 今天,随着我国人民生活文化水平的日益提高,随着祖国医学的进一步 发展,我国的牡丹一定会有更多的优良品种出现。
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4 月 7 日 健康的大敌:烟草 当今,吸烟已成了世界性的公害,它给人类健康带来极大的危害。为此, 1988年世界卫生组织决定每年4 月7 日为世界无烟日,以督促烟民们改掉吸 烟的这种不良卫生习惯。 那么烟是从哪里来的呢?原来烟主要是由茄科烟草属植物烟草的叶子加 工而成的。烟草原产南美洲,在哥伦布发现新大陆后传入欧洲,以后才遍及 全世界。我国的烟草是在明朝时由菲律宾传入的。烟草的品种很多,但大多 是一年生草本,常有腺毛,叶互生,较大;花序顶生,圆锥状;花冠漏斗形; 蒴果。这种植物在植物学上没有什么出奇之处,但它却含有一种特殊的生物 碱——尼古丁。尼古丁是在烟草的根中合成的,然后输送到茎和叶,是烟草 的异性代谢物质,它可以使人成瘾,所以在国外,有人把它叫相思之草,意 思是嗜烟的人离不开它,一时不吸就想得发慌。因为吸入尼古丁,可以引起 一时的精神兴奋,所以有人就说,吸烟可以有助于 “灵感”发生,其实这只 不过是一种假象,吸烟能损害健康。首先吸烟时,烟草中的尼古丁以及其它 一些有毒物质要刺激喉咙和气管粘膜,引起多痰多咳,长期吸烟,会引起上 呼吸道感染,日久发生肺气肿和肺心病,严重影响呼吸功能,甚至缩短寿命。 其次,吸烟可以引起癌症。最近流行病学研究指出,百分之八十的癌症是由 环境因素引起的,肺癌是直接吸入致癌物质所致,人们普遍认为香烟和烟制 品是癌的主要致病因素,在长期吸烟和大量吸烟的人中,肺癌发病率很高。 环境性致癌物质引起人类癌症的潜伏期平均为十五到二十五年,所以青少年 吸烟十分令人担心,如果他们长期吸烟,人到中年后,他们有些人就会受到 癌症的摧残。据美国、加拿大、英国等国家的研究证明,每天吸一包以上香 烟的人,肺癌死亡为不吸烟人的十一倍。那么烟草为什么会引起癌症呢?原 来在烟草的烟雾和焦油中,含有不少的杂环化合物,特别是三、四——苯并 芘是强烈的致癌物质,将这些物质涂在动物皮肤上,能使动物患皮肤癌,滴 在动物的气管里,就能诱发动物产生肺癌,通过切开气管,用导管仿照人吸 烟的方式,每天给狗吸入纸烟烟雾,在两年左右就引起狗患支气管癌症。 另外吸烟还可以染污环境,毒化社会空气。所以大家都应该大力宣传戒 烟,国家也应该禁止或限制这种有害茄科植物——烟草的种植。
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4 月 8 日 胃里孵卵嘴里出生的蛙 大家知道,蛙类一般都产卵于池塘、水田等环境中。卵在一定条件下孵 化。变成蝌蚪,最后蝌蚪长出四肢,脱去尾巴而发育成蛙。但在澳大利亚昆 士兰洲的森林中,科学家却发现一种胃里孵卵嘴里出生的小青蛙。因这种蛙 只产于澳大利亚,故称为 “澳大利亚青蛙”。 澳大利亚青蛙身长只有55 毫米。生殖时,雌蛙也把卵产于水中,经过半 小时的歇息以后,它又把受精卵全部吞进胃里,不久蛙卵便在胃内孵化。以 后整个生殖过程——蛙卵孵化成蝌蚪,蝌蚪再度变成蛙——都是在胃中演变 的。这时雌蛙的胃完全由消化食物的功能转化为一个临时的 “子宫”。大约 经过八个星期,小蛙长到能在水中漂浮时,便由嘴中射出来。雌蛙怀孕后, 胃就随着小蛙的发育而变得很大,以致把肺部压得喘不过气来,好在两栖类 皮肤呼吸相当发达,仍能保证血液中氧气的供给。 根据科学家的观察,一只澳大利亚雌蛙一次 “怀孕分娩”,能连续在七 天内陆续射出26 只幼蛙。这些幼蛙从母蛙嘴里跳出后,最远也不超过距母蛙 60 厘米的范围,它们活蹦乱窜,十分有趣。据测定,这 26 只幼蛙的总重量 超过了母蛙体重的40%。 在美洲圭也那和巴西的热带森林中生活着一种名叫 “负子蟾”的蛙类, 也有一种新奇的繁殖方法。 雌负子蟾的背部皮肤具有许多小窝,在产卵期间,背部皮肤变得软如海 绵。当产卵时,雌蟾先把卵产在水中,由雄蟾把卵一个个送入雌蟾背部海绵 状皮肤的小窝中,并负责 “封好”,从此卵就在雌蟾的小窝中发育。80 天后, 就长成和父母亲相似的小负子蟾了,然后一个一个地从雌蟾背部的小窝中跳 到水中,开始独立生活。 “负子蟾”的名字就是由此得来的。
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4 月 9 日 雌蛾的召唤 每年的4 月中旬,是天幕毛虫结茧化蛹羽化的时节。天幕毛虫是一种不 算漂亮的蛾子,个头也不大,翅膀的幅度一共才3~4 厘米宽。它浑身淡棕黄 色,前翅长有两条暗褐色的横向条纹,雄蛾比雌蛾小,头上长有梳状触角。 果园里经常可以见到天幕毛虫的幼虫,为了了解其繁殖过程,科学家做 了个有趣的实验,将快要化蛹的幼虫捕回实验室,置于饲养桶内,并留心注 意其羽化的过程。一般来说,雄蛾比雌蛾早羽化一两天,于是,科学家放掉 雄蛾,将雌蛾养在饲养笼内。到了傍晚,打开窗户,奇异的现象出现了:很 多雄蛾飞进实验室,成群地围在饲养笼的附近,有的干脆落在饲养笼上面, 有的绕着它飞来飞去,显然,这些雄蛾是被笼中的雌蛾吸引而来的。下一步, 科学家捕捉一些雄蛾,剪断它们的触角:有的把两根触角全部剪掉,有的剪 掉一根,有的则剪去半截,结果,没有触角的雄蛾丧失了寻找雌蛾的能力, 而只有一根触角的雄蛾和触角剪短的雄蛾,还是向饲养笼飞去,在上面爬行。 原来,雄蛾是依靠触角感知雌蛾的存在的。昆虫的嗅觉器官通常分布在 触角上面,有几种蛾子的雄蛾嗅觉特别发达,在几百步以外就能嗅到雌蛾的 气味。这些雄蛾的触角是羽状的或梳状的,所以它的表面积比普通触角大得 多,天幕毛虫的雄蛾的触角即是这样,如果它的触角被剪掉,就失掉了嗅觉 器官,丧失了感觉气味的能力,而它原本正是凭着雌蛾发出的气味与之相遇 “结识”的。 从理论上讲,雌蛾的这种气味是性外激素,它是由雌虫腹部末端或其它 部位的腺体所分泌的一种能引诱同种异性昆虫的化学物质。雄蛾触角上的感 受器对性外激素的反应非常灵敏,只要每毫升空气中存在几千个,甚至几百 个性外激素分子,它就可以感受到,并出现一系列诸如摆角、振翅和飞舞等 行为反应。 各种昆虫的性外激素有其特异性,仅对同种的昆虫起作用。目前,一些 种类的昆虫性外激素的化学结构已被搞清,它们大都属于酯类、醇类和有机 酸类。科学家现已通过人工合成昆虫的性外激素,用作性引诱剂,与黑光灯 物理方法或杀虫剂相结合防治害虫,并取得显著的杀虫效果。
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4 月 10 日 孔雀开屏为哪般? 每年4、5 月间,在动物园里饲养的雄孔雀会展开尾屏,翩翩起舞,吸引 不少游人。有时,它还不住地用力抖动尾屏,唰唰作响,借以炫耀自己的美。 人们常把尾屏误认为是 “尾羽”,实际上是它的尾上覆羽,是从腰部长出的。 一般鸟的尾羽都比尾上覆羽长,唯独雄孔雀的尾上覆羽比尾羽长出好几倍, 一般长达 1米左右,最长的可达 1米半。 孔雀产于亚洲南部,有两种:一种叫中国孔雀,亦称绿孔雀,产于我国 云南西双版纳和东南亚;另一种叫印度孔雀,亦称蓝孔雀,产于南亚。这两 种孔雀外貌相似,只是中国孔雀体型稍小,明显的区别是中国孔雀的冠羽象 一把竖起的镰刀头,而印度孔雀的冠羽则象一把展开的折扇。 雌雄孔雀在一起,外貌显得很不相称。雄孔雀头上的冠羽长 6~7厘米, 面部露出金黄色和天蓝色,头、颈和胸部的羽毛呈绿色,镶嵌着黄褐色的横 纹,最绚丽多彩的是它的尾上覆羽,每根覆羽上都有一个眼斑,两边分披着 金绿色丝带般的小羽枝,闪烁着古铜色的光泽,覆羽依次排列,有暗紫、蓝 绿、铜色、暗褐、浅黄和浅葡萄红色等多种颜色,既华丽又端庄,在阳光照 射下,反射出耀眼夺目的光辉,不亚于传说中的金凤凰。可是雌孔雀全身羽 毛大部分呈灰褐色,点缀着不规则的暗色斑纹,相比之下显得朴实无华,这 有利于它不被敌害发现,能够较安全的孵卵。孔雀一般生活在海拔200 米以 下的稀树草原,灌丛及较空旷的树林之中。它性情胆怯,不善飞行,若遇危 险时就迈开双腿,急速隐蔽在密林之中。清晨和黄昏是它们成群觅食的时间, 中午天气炎热,就躲进树林中休息,晚上过夜一般有固定的场所,如不被惊 动,不轻易更换,雄孔雀还得选择一棵可放置尾屏的大树,在上休息。 每年四、五月间是雄孔雀争艳比美,寻找伴侣的时候,这时雄孔雀的羽 毛焕然一新,它不时用力摇晃身体,竖起美丽的尾屏,象一把碧纱宫扇,紧 紧跟在雌孔雀身边得意地踱步,不时婆娑起舞,以博得雌孔雀的青睐。雄孔 雀美丽的长尾屏给它带来了不少麻烦,走起路来很不方便,涉水时还得小心 地把尾屏翘起,它飞得不快,容易被敌害捕杀。 孔雀的羽毛可编作扇子,封建帝王还用它作车盖,因此自古孔雀就是猎 人捕捉的对象。现在自然界中的绿孔雀的数量已相当稀少,1980年被列入我 国二类保护动物。
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4 月 11 日 世界上最大的无毒蛇——蟒 蟒是世界上最大的无毒蛇,其中最大的要数南美森林中的水蟒,也叫森 蚰,最大体长9.9 米,腹部最粗直径约为25 厘米,重达300 公斤。蛇是无腿 的,但蟒在肛孔两侧有一对呈爪状的角质构造,是退化了的后肢痕迹,这种 后肢虽不能用以行走,但还能自由活动。可见蟒是由爬行类动物进化而来的, 在进化史上比其他蛇类古老。 蟒身体背面呈黄褐色,虽然庞大,但隐伏在树上不易被发现。蟒在夜间 很活跃,主要捕食鼠、兔、鹿、羊、鸟等中小型脊椎动物。蟒蛇搜捕猎物有 两件法宝,一是在它的唇鳞上分布的热敏系统。这是它猎食的方向盘,通过 热敏感受器能察觉鸟或兽类等恒温动物所在的方位。第二件法宝是在它口基 部的杰可逊氏器,能感受空气中微粒的振动,因而能立即察觉到动物的活动。 蟒蛇的肌力特别强大,游动十分迅速,尤其在扑向猎物时,快如击箭,一般 动物很难逃脱。蟒捕食时,先将猎物缠住,使其窒死,然后再把它吞食掉, 有人曾目睹一条 10公斤重的小蟒吞食一只 15公斤重的家猪。蟒一般 10天左 右才吞吃一餐,到冬天进入冬眠后就不再进食了。 那么蟒蛇为什么能吃比自身还粗的食物呢?这和它的身体构造有关。蟒 蛇的方骨与下颌骨之间,由一个活动幅度很大的关节相连,闭口时方骨与下 颌骨相互平置,张口时方骨能够竖起,使咽部形成一个大空腔,因此大的猎 物就能顺利进入咽喉,而一般动物的嘴方骨与颌骨之间没有这种结构,所以 张口的大小受到限制。再者蛇类没有胸骨,因而胸腔容积比有胸骨的动物大 得多。 每年4—6 月是蟒的繁殖期,母蟒一次能产卵30 多个,分层排列,象一 个小丘,然后,它盘曲起来把卵围住,开始孵化。蟒蛇的孵化期长达2 个月, 在这期间它不吃不喝,耐心地等待着小蟒的出世。小蟒刚出世才半米多长, 出壳后就离去自谋生路了。 蟒模样凶狠可怕,毒蛇见它都不敢靠近,但它性情温和,并不伤人,是 一种可以驯化的动物。巴西人不但不怕它,而且对它很亲热,普遍地饲养蟒 蛇,他们将它养熟了之后,还让它去照管孩子,免得孩子受到毒蛇和猛兽的 伤害。蟒蛇看管孩子十分尽职,它寸步不离,不时在宅边巡逻,不让蛇兽进 屋,真可谓是个 “好保姆”。因蟒进食次数少所以驯养蟒蛇还很经济。
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4 月 12 日 蜘蛛世界的趣闻 往往有人把蜘蛛误认为是昆虫,其实它们虽同属节枝动物门但不属一 纲。昆虫只有三对足,大多数具有两对翅膀,属昆虫纲。而蜘蛛有四对足, 没有翅膀,属蛛形纲。蜘蛛种类繁多,全世界约有40,000 种,在我国估计 也有 3,000 种。一般来说,2 厘米长的蜘蛛就算是大的了,可是 1965 年 4 月有一支考察队在南美洲委内瑞拉捕到一只特大的雄蜘蛛,腿展达27.99 厘 米,而世界上最小的蜘蛛总长只有0.4 毫米。 结网捕虫是蜘蛛的本能。蜘蛛往往在隐蔽处结织一网,然后在附近静伏 着,等昆虫触网后,它就迅速窜出,用螯肢在虫体上猛刺一下,注入毒液, 使昆虫昏迷。毒腺一动,丝带也开始工作,它随即用足转动昆虫,使源源而 出的丝股将昆虫绕住,使之无法逃脱,然后慢慢地取食。但也有个别种类的 蜘蛛并不织网。如狼蛛是一种性情凶猛而机智的蜘蛛,它平时伏在洞内休息, 只牵一根蛛丝从身旁通过洞口,只要猎物触上蛛丝,它就迅速出来扑向猎物 捕食之。在美国佛罗里达州的森林中有一种 “波拉珠”它并不结网而是把蛛 丝拨弄成一个胶质小球悬挂在后肢上,作为捕食的武器,并能不断从身上散 发出一种模拟雌蛾性引诱素的气味来吸引雄蛾。待雄蛾寻味而来时,它立即 瞄准目标将小球射出,能准确地粘在雄蛾身上,然后赶上前去,用毒螯使雄 蛾昏迷,再用珠丝将它绑起来。这种主动出击的蜘蛛,的确是很罕见的。 一只蚕只能吐一种丝,而一只蜘蛛能吐六种丝,并且是由不同的分泌腺 分泌出来的,各有各的用途。有的用来悬吊自己,有的用来结网,有的用来 捆捕猎物,有的用来结茧,以便在其中产卵。有的蜘蛛还会放出一种极细的 野丝,透明如空气,但十分坚韧,一旦飞虫经过,会立即被绊倒而落入蛛网。 蜘蛛的繁殖是很有趣的。一只成年的雄蜘蛛到了繁殖期就爬到雌蜘蛛的 网边用前足轻轻地敲击,作为 “求婚信号”,而不敢随便闯入,否则就会充 当雌蜘蛛的美餐。这样耐心地不断敲击,一直要等到雌蜘蛛也高兴地敲起网 丝,雄蜘蛛才敢爬入网内与雌蜘蛛交配成婚。但是好景不长,雄蜘蛛只要交 配以后,就会被雌蜘蛛吃掉结束它的生命。雄蜘蛛所以甘愿为雌蜘蛛所食, 只是为了让雌蜘蛛腹中的卵得到更充足的营养,以提高其后代的存活率,看 来雄蜘蛛为了下一代真是作出了最大的牺牲。
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4 月 13 日 蜘蛛网的秘密 牵丝结网是蜘蛛的本能,不同种类的蜘蛛所结的网型大小、形状和网眼 疏密互不相同,如园网、三角网、漏斗网、盆网、被单网、捕鱼网等等。以 应付各种不同的需要。世界上最大的蜘蛛网直径有 5.73 米,是由热带的一种 叫内非拉类的蜘蛛织的,而最小的蜘蛛网仅4.84 平方厘米大,比一张邮票还 小,是由一种叫卡图纳类的蜘蛛织的。蜘蛛是个 “近视眼”,又没有耳朵, 一切行动全靠蛛网的振动来传递信息,可由此精确地判断网上所捕猎物的死 活、大小和位置,所以蛛网是蜘蛛感觉器官的延伸,是极妙的捕食工具。 一只蜘蛛织了网以后,就在附近守网待虫,然而昆虫为什么会跑去自投 罗网呢?再说蛛网的网丝那么细,为什么昆虫不会穿网而过呢?这一直是一 个不解之谜。最近生物学家发现蜘蛛网能对紫外光线进行反射。在阴暗角落 里织的网对紫外光的反射特别强烈,会使昆虫误以为是兰天而飞入网内,而 在明亮处织的网绝大部分却不反射紫外光,仅在一些结点上反射少量的紫外 光,这样仍能使昆虫误以为这是兰天。蜘蛛还会随着昆虫品种的不同,在结 新网时调整这些结点的多少与分布。 蛛网之所以不会被昆虫挣破,因为蛛丝是一种蛋白质,含有吡咯烷酮, 具有较强的吸湿性和粘性,具有很高的强度。经研究发现蛛网是由两股不同 类型的绒丝绞合在一起而构成的。一种是干性的直线状线丝,它是网丝的主 干线和支撑物,弹性较差,最多只能比原来拉长20%,再拉就会断裂。另一 种是带粘性的螺旋状丝,是专门用来捕捉昆虫的,可以伸长到原来的4 倍, 恢复原状后也不会下垂。在高倍电子扫描显微镜下可以看到,在螺旋状线丝 上有一个个周围覆盖着一层胶质的液体微滴,每个微滴中包含着一团线丝。 当昆虫在网上挣扎将线丝拉长时,微滴中的丝团便会展开以增加线丝的长 度,当昆虫不再挣扎时,丝团便会自动复原,所以蛛网的线丝不会被挣断。
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4 月 14 日 “静悄悄”的春天 1964年 4 月 14 日,美国海洋生物学家莱切尔·卡逊在马里兰州逝世, 而她的名作 《寂静的春天》至今仍是世界许多国家的一本家喻户晓的环境科 普读物。 《寂静的春天》是莱切尔·卡逊于1962年写成的,它之所以能使人爱不 释手,不但因为它的文字生动活泼、优美流畅,具有较高的科学价值,而且 因为它引用了大量令人信服的历史事实。 《寂静的春天》以简明易懂的科学 语言,深刻而准确地阐明了当代重大环境污染问题与人类前途和命运是多么 休戚相关。 春天,本是一年之中最美好的季节,然而 《寂静的春天》一书中却给我 们描绘了一幅死一般寂静的春天的悲惨景象:鸟儿停止了歌唱,因为它们的 蛋已经孵不出小鸟;神秘的疾病突然袭击了成群的小鸡;牛羊在日渐衰弱中 病倒和死亡;有些孩子在玩耍时突然倒下去,并在几个小时内死亡??。卡 逊在文中所描绘的虽然是明天可能出现的科学预言,但正如作者所指出的: “在美国和世界其它地方都很容易找到上千个这种城镇的翻版。”是什么原 因造成了这 “寂静的春天”?作者在书中告诉我们:这是由于人们不分青红 皂白地滥用杀虫剂而造成的。杀虫剂虽然杀灭了一些害虫,取得了暂时的效 益,但它们同时杀害了害虫的天敌,而且它们残留在人体组织中可以引起无 法挽回的生理损害。 莱切尔·卡逊并不主张对全部杀虫剂弃而不用,他主张禁用那些会给人 类及生物带来长远性严重危害的杀虫剂,如六六六、敌敌畏等剧毒、高效、 难分解、易积累、易富集的有机氯农药。卡逊在这本书中所发表关于环境问 题的一系列见解具有较深刻的说服力,以致该书在美国出版后,立即引起了 强烈的反响及争论,就连当时的肯尼迪总统也在一份报告中阐述了他的看 法:他表示支持卡逊的见解。 1962年 《寂静的春天》的发表,被认为是一个新的“生态学时代”开始 的标志。30 年来,世界虽已普遍重视环境保护及生态平衡,但日益膨胀的“经 济头脑”仍使人们不时地把保护生态环境的问题抛到脑后。朋友们,为了那 死一般寂静的春天不出现在你的家园,你应该具有严格的环境保护意识。
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4 月 15 日 “孵卵器”的发明者——营冢鸟 在澳大利亚栖息着一种奇特的鸟,它能堆造起很大的土冢,作为产卵孵 雏的的窝,故名营冢鸟。营冢鸟属于鸡形目,体形如鸡,喙成园锥状,头部 大多无羽,喙下悬吊鲜黄色的垂饰。很早以前,在澳大利亚南部干草原或东 部桉树灌木丛中,人们就注意到有一座座高大的树叶堆,当时还以为是古代 的坟墓或孩子游戏而造的堡垒,直到1840年博物学家约翰·尔贝特扒开了一 个大树叶堆,才发现里面埋的是一堆比鸡蛋大一倍的卵,后经研究和观察才 知道这不仅是一种鸟巢而且是一个奇特的孵卵器。 4 月的澳洲已是初秋季节,营冢鸟的雄鸟在此时开始动工建巢了。它用 大爪不停地在地上刨掘,直到刨出一个深一米、直径2.5 米的大坑,再把树 叶杂草堆进坑内。雄鸟不辞辛劳地收集树叶和杂草,一直堆到高出地面 1米 多,直径达到3—4 米才肯罢休。经过3 至4 个月的忙碌,“孵卵器”已初具 规模,时间也已经进入冬季了。澳洲的冬季并不十分寒冷,小雨过后,雄鸟 还要再堆上0.5 米厚的砂土形成一个小丘。这时树叶开始腐烂,随着树叶发 酵,热量越积越多,土冢内的温度随之升高。雄鸟在树叶堆上打一个小洞, 不时把头深深地探进去测试温度,检验工程的质量,直到温度达到 33℃左 右。以后它还要在堆顶上建造一个卵室,供雌鸟产卵。大功告成后,雄鸟邀 请雌鸟参观检验它的杰作,请求雌鸟嫁给他。雌鸟面对雄鸟的求爱,并不马 上同意,它把嘴伸入土层,测试巢中树叶的温度,直至认为满意了,才愿意 把卵产到雄鸟营造的 “孵卵器”中。雌鸟每隔2—3 天在卵室中产一枚卵,雄 鸟随即殷勤地上前用沙子把卵盖好,就这样一共要产35枚卵。产卵结束后, 雌鸟似乎觉得自己产卵有功,一走了之甩手不管了,而雄鸟的工作还没有完, 它还要精心地护理和照料 “孵卵器”,使冢内温度保持在33℃。此时已经是 夏天了,白天太阳晒得很热,雄鸟想到卵室必须通风,于是它便忙着打洞, 把室温余热放出一部分,晚上温度低了,又赶紧把沙土盖上,它夜以继日地 操劳,从不走远。经过七周的孵化后,雏鸟开始破壳而出,这些雏鸟不但要 啄破蛋壳,还要从孵室挖洞经过十几个小时的艰苦奋斗才能见到天日。雄鸟 从初秋忙到幼雏出世足足忙了十一个月,可是对幼雏并不关心,视若路人。 雏鸟也不认它们的父母,从此在树丛中过着独立的生活,再过一年多,这些 儿女们也成熟了,它们虽然从来没有向它们的父母学过怎样营冢,但它们的 营冢工作同样十分出色。 由此可见,营冢鸟营冢的习性纯粹是一种本能行为。本能是指动物进化 过程中形成而由遗传固定下来,对个体和种族生存有重要意义的行为。
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4 月 16 日 步达生与 “北京人” 提起诺尔曼·白求恩的名字,大概无人不晓。大家都知道他是一位加拿 大医生,一位伟大的国际主义战士。在中国人民的抗日战争中,他以精湛的 医术和忘我的精神挽救了无数抗日健儿的生命,最后把自己宝贵的生命献给 了中国人民的解放事业。可是你也许不知,还有一位加拿大医生,为了探索 人类起源的奥秘,长期在中国工作,最后积劳成疾,倒在自己的工作岗位上。 他就是加拿大解剖学家、人类学家,著名的北京猿人的命名者步达生教授。 步达生于 1884年出生于加拿大多伦多市的一个名门望族。他并未沉溺于 优越的家庭生活,从小就注意刻苦磨炼自己的意志和毅力,并对科学研究工 作产生了浓厚的兴趣。他于 1906年毕业于多伦多大学,后又留校学习比较解 剖学。 1914年,学术界兴起了有关皮尔唐人复原问题的争论,使得步达生对人 类进化问题产生了浓厚的兴趣,并决心在这一领域有所建树。1919年,步达 生受聘到北京协和医学院担任神经学和胚胎学教授,有着五千年文明史的这 块古老的东方大地为他提供了实现抱负的广阔舞台。 步达生来到中国后,开始研究新石器时代墓葬中的人类骨骼。1926 年, 当周口店发掘物中找到两颗人类牙齿化石以后,步达生马上意识到这一发现 的重要性。他和当时的中国地质调查所磋商,并争取到了美国洛克菲勒基金 会的一笔基金,于 1927年4 月16 日在周口店正式开始系统发掘,以期发现 对人类进化问题有重要意义的新的人类化石。同年 10月16 日,周口店挖出 了一颗成年人的臼齿化石,步达生对它进行了详细的研究,建立了一个人科 新属新种,这就是北京中国猿人,也就是后来闻名世界的: “北京人”。 “北京人”牙齿化石的发现,研究和新属新种的建立以及同时发掘出的 丰富的动物化石,使人们认识到北京人遗址含化石堆积物的体积远远超出原 先的估计,短期内发掘完是根本不可能的;而且,这个遗址不但内容丰富, 问题也非常复杂,如果研究者们仅仅把眼光局限在周口店这个小小角落,而 不把考察范围扩大到邻近的地区去,那末要想比较圆满地回答北京人遗址发 掘中所提出来的地质学、古生物学和地貌学方面的问题显然是不切实际的。 为了适应这个新局面,步达生和中国地质调查所的负责人从 1928年冬开 始频频磋商考虑用一项新的、内容更加广泛的合作计划来取代快要到期的周 口店研究计划。这些努力导致了中国第一个从事新生代地质、古生物学特别 是古人类学研究的专门机构——中国地质调查所新生代研究室在 1929 年的 正式成立,从而开拓了中国新生代研究的新局面,导致了 1929年年底震惊世 界的第一个完整的北京人头盖骨的发现,并为中国的古生物学、古人类学研 究事业奠定了基础。
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4 月 17 日 自生说与生源说的论战 微生物的发现大大激发了人们探索生命起源问题的兴趣,也引起了一系 列的推测和争论。一碗美味的肉汤一夜之间变得臭味难闻,并能发现其中生 活有细菌,虽然人们已不相信上帝创造人,可是汤中的细菌是怎样形成的呢? 十七世纪,对这个问题的解释主要有两种观点:一种以为来源于微生物 种子,微生物种子从空气中落到食品上,溶液中,从而长出微生物,这就是 微生物的生源说;另一种观点以为微生物来自食品和溶液中的非生命物质, 是自然发生的,这便是关于微生物起源的自然发生说。两种学说从产生之日 起,便展开了旷持日久的激烈论战。 1749年尼得海姆 (1713—1781)用热火灰加热肉汁作实验,经过一段时 间后他在肉汁中发现了微生物,而这种微生物在实验开始并不存在于肉汁 中,于是他得出了细菌起源于肉汁的结论。 约在同一时期,意大利神父——生源说的斗士斯巴兰查理 (1729—1799) 把牛肉汁煮沸一小时,倒入干净的玻璃瓶子中,盖上盖,瓶中却没有微生物。 他立刻找自生说学派论战,却没有说服尼得海姆,尼氏固执地认为空气是微 生物自然发生的根本,把瓶子封起来,便把它们和外界空气隔绝了。 大约 70年后,舒尔茨 (1815—1873)把外界空气通过强酸溶液后再进入 煮沸后冷却的肉汁里,施万 (1810—1882)则让外界空气经过红热的管道后 再进入瓶中的肉汁中,两种情况下肉汁中都没有发现微生物。说明酸和热破 坏了空气中的微生物种子。但是,顽固的自生论者认为:酸和热使空气发生 了变化而失去 “活力”,所以不再滋生微生物。 1850年施洛德和杜奇做了一个更有说服力的实验,让空气经过棉塞后进 入密封的冷却肉汁中,肉汁中没有微生物生长。棉塞滤除了空气中的微生物 种子。 1859年,自生说被保切特复活。他进行了许多逻辑推理和数据说证,发 表了一个 “证明”生物自然发生的详细报告。同时代的微生物学家巴斯德被 这些推理和数据激怒。他设计了一个鹅颈瓶,现称巴斯德烧瓶,瓶上有一个 弯曲的细长管,与外界空气直接相通。瓶内的溶液加热到沸点,冷却后,空 气可以重新进入。由于有弯曲的长管,空气中的尘埃和微生物落在管中而不 进入溶液,使溶液保持无微生物生长的状态。如果瓶颈破裂,溶液中就会出 现大量微生物。 1864年 4 月 17 日,巴斯德在巴黎神学院报告了他的实验结果。历经一 个多世纪的关于微生物如何产生的激烈争论,以自然发生说的失败而告终。 否定微生物的自然发生说是巴斯德对微生物学发展所作的重要贡献之一。 巴斯德的天才实验,得出令人信服的结论,腐败物品上的微生物,来自 于空气中的种子。这个实验也导致巴斯德创造了有效的灭菌方法——巴斯德 消毒法,并引入到微生物的研究中,推动了基础微生物学的发展。
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4 月 18 日 胆固醇与心脏病 1985年的诺贝尔医学奖授予了美国科学家约瑟夫·戈尔茨坦和迈克尔布 朗,以表彰他们在医学研究工作中的出色成绩。当人们请戈尔茨坦博士谈谈 获奖的感受时,他说: “我们发现了一种附着在细胞表面叫做受体的分子, 它控制着血中胆固醇的含量”,从而 “使我们关于胆固醇代谢的规律和由胆 固醇含量反常升高所致疾病的治疗的知识革命化。” (诺贝尔委员会评语) 在 18世纪,胆固醇指的是从胆石中分离得出的一种羟基的物质,现在探 明它是一种环戊烷多氲菲的固醇化合物,为动物所特有。现在知道,胆固醇 存在于人体的一切组织里,占体重的 0.2%,尤其在神经系统的大脑和脊髓 中占大脑总重的17%。在肝脏、肾脏及表皮含量也较高。 胆固醇在人体内起着十分重要的作用。它是细胞的一种成份,尤其是生 物能的重要组成部分。另外,胆固醇还是合成性激素,皮质类固醇、胆汁酸 和维生素 D所必需的物质。更重要的是,有的科学家认为,正常含量的胆固 醇有抗癌作用。统计数字表明,血胆固醇含量低于 1300/100ML者,患肿瘤的 危险性增加30%。然而人体中的胆固醇含量并不是多多益善,过量的胆固醇 反而对人有害。因为占总重 7%的胆固醇在人体血液中循环着,如果不被细 胞所吸收,就会附在血管壁上,导致血管硬化。1939年,挪威的卡尔·米勒 证实一种遗传性心脏病,其病因即是由于遗传缺陷引起新陈代谢紊乱而导致 血中胆固醇含量升高。这种病被称为家族复合高血脂症 (FHC)。临床上,治 疗 FHC采用的标准药物是消胆胺。此药在20 年前就合成出来,但其药理作用 始终未搞清楚。 戈尔茨坦 1940年4 月18 日生于美国南卡罗来那州,1960年获得医学硕 士学位。1972年,戈尔茨坦和布朗开始着手研制该病的根本原因。他们先是 发现,体外培养的人纤维细胞通过培养基血清的脂蛋白 (特别是低密度脂蛋 白LDL)来吸取环境中的胆固醇。1973年他们取得重大突破,证实了细胞表 面有一种 “受体”分子存在,该“受体”能与LDL 结合并使之进入细胞。他 们还发现,每个细胞通常有 25 万个此类 “受体”分子,而FHC 患者的细胞 LDL 受体数仅达正常标准的40—50%。 由于FHC 患者 LDL “受体”数目减少,血细胞对血中胆固醇的吸收能力 大大削弱,使得胆固醇在血液中停留时间增加,从而导致血管硬化和心脏病 的发生。消胆胺治疗FHC 的秘密也被揭开。原来,消胆胺通过增加肝脏内LDL “受体”的数目,使肝脏将胆固醇转变为胆汁酸而将其排入肠道。同时,也 弄清了消胆胺疗效有限的原因:LDL “受体”数目的增加,产生了需求更多胆 固醇的信息反馈,因而作为胆固醇制造工厂的肝脏就产生胆固醇,随之又停 止了 “受体”的生成作用。 由于体内胆固醇含量过多对身体不利,美国心脏病学会建议:每天摄入 胆固醇不宜超过 300 毫克,高血压、血管硬化,冠心病患者限制200 毫克以 下。经常运动,适量饮食,多食植物性食物和鱼类,减少动物性脂肪的摄入 量,有助于预防血管硬化和心脏病。
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4 月 19 日 北冰洋上的海象 在北冰洋白令海和楚克奇海的冰天雪地里群栖着一种身躯庞大的哺乳动 物,名叫海象。它长着一副怪模样,园园的头,短阔的嘴里伸出两只长长的 獠牙,与象牙相仿,因而得名。 海象属于哺乳纲鳍脚目,雄的体长达5—6 米,体重2000—3000 公斤。 雌的也有 3 米多长,900 多公斤重。它们在北冰洋上过着两栖生活,捕食、 求偶、交配等都是在水中进行的,它们在海中行动非常灵敏,爬到陆地上后, 靠一对獠牙和身体后部两只短短的鳍状肢协同行走,摇摇晃晃,非常笨拙。 海象总是选择在浮冰上栖息,很少登上与大陆相连的冰块,如果浮冰漂近陆 地,海象就爬到另一些大冰块上去。动物学家猜想,海象之所以喜居浮冰而 不喜陆地的原因是害怕人类的捕杀和其他动物的伤害。另外由于冰受海流的 影响始终漂移不定,海象在广阔的水域总可以找到休息的场所。海象在陆地 上时皮肤呈棕红色,可是一到水中却变成灰白色了,这究竟是怎么回事呢? 原来海象的表皮有 6 厘米厚,当浸泡在冰冷的海水中时,为了防止机体热量 的流失,它的动脉血管就收缩起来以限制血液流动,因此皮肤就变成灰白色, 否则,若把宝贵的热能耗尽就会丧命。当爬到陆地上,血管就膨胀,皮肤就 变成棕红色了。 每年4—6 月是海象的繁殖期。先由雄海象在海滩上占据一片领地,然后 雌海象陆续到达,领地设有界限,可大可小,受雄海象控制的雌海象越多, 领地就越大。有时遇到别的雄海象入侵,双方就免不了发生冲突,从一般恫 吓到生死决战,胜者就集合雌海象组成大家庭,以后就不再发生大的变化。 交配繁殖开始,雄海象当然处于主人地位,但在一雄多雌的群居生活中,主 人也管不了太多,有时外来的雄海象也会同雌海象交配。 母海象怀孕期为一年,每胎只产一仔。幼海象身披深棕色的绒毛,这时 它皮下脂肪层薄,绒毛可用以御寒。母海象酷爱幼仔,形影不离,常用前肢 抱着幼仔,在水里游动时就把幼仔驮在背上。一年后幼海象断奶,但因其獠 牙尚短仍须随母海象生活,通常要到3—4 岁才能独立生活。海象母仔眷恋性 很强,若小海象被捕,母海象会冒险营救,甚至去攻击捕海象的船只。若母 海象被擒,小海象便边追边叫,有时竟跟随捕运母海象的船只,久久不愿离 去。失去母亲的小海象,其它海象会把它收为 “义子”。 在海象身上,还有许多神秘莫测的现象,这一切秘密还有待动物学家去 破解。
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4 月 20 日 鹈鹕的爱情故事 鹈鹕能活到 50 多岁,是鸟类中寿命较长的鸟,仅次于白鹤。它体形粗大, 体长近 2 米,重量有 10多公斤,长相与鹅相仿,故又称塘鹅。 鹈鹕嘴巴很长,约有40 厘米,在下嘴壳连接着一个巨大而能自由伸缩的 皮肤喉囊,象自备的鱼网,随时可用以捞鱼。它主要以鲜鱼为食,有时也吃 一些两栖类及小型水鸟。它的尾很短,和其它水鸟一样,尾根部也生有黄色 尾脂腺,能分泌大量油脂。它们经常用嘴在全身羽毛上涂抹这种油脂,梳妆 打扮,使羽毛光滑柔软,因而在游泳时不会被水浸湿。鹈鹕的眼睛极为敏锐, 在 15米高空飞行时也能随时察觉到水中的小鱼,并立即以迅雷不及掩耳之势 垂直俯冲入水捕捉,命中率极高。 鹈鹕性喜群居,经常栖息在沿海、湖沼和河川地带。有时发现鱼群时, 它们会集合起来排成横队,把鱼群半包围住,用宽大的翅膀奋力拍击水面, 把鱼群驱赶到靠岸的浅水处,再张开大嘴捕食。若鱼太多,来不及吞咽,它 们还会把皮囊装得满满的,回到岸上慢慢吞食。它们还常常与鸬鹚合作捕鱼。 鹈鹕们在水面驱赶,鸬鹚们潜在水下哄 (鹈鹕不会潜水)一方用嘴在水面兜 捕,另一方则潜水追捕,配合默契,互不干扰。 鹈鹕实行 “一夫一妻”制,营巢于高大的树上,巢材主要是小树枝、水 草等物。雄鸟在求爱时,会在空中跳着 “8”字舞,嘴巴上下互相敲击,发出 急促的响声,脑袋还不停地摇晃,以引起雌鹈鹕的注意。若雌鹈鹕动情,就 会跟它进入巢中,雌鸟一般产卵3—4 枚,由雌雄鸟轮流孵卵。雏鸟出壳时, 全身裸露,由雌雄鸟共同喂哺,亲鸟将半消化的食物吐在巢内,由雏鸟自己 啄食。10天后,小鸟才长出白色绒毛,这时亲鸟捕食回巢时,就张开大嘴将 雏鸟的头颈含在口中,让雏鸟伸嘴在喉囊中取食。三个月后小鹈鹕便能脱离 父母独立谋生了。 关于鹈鹕,还有一件有趣的 “爱情”故事。在动物园饲养的水禽,为了 不让它们飞走,一般都在翅膀的第三指骨处作了截肢手术。有一只雄鹈鹕在 园内已饲养了4 年,一直未曾找到合意的配偶。一年春天,从远方飞过一雌 鹈鹕,发现了这只雄鹈鹕便落入园内,雄鹈鹕对它非常喜爱,它们情投意合, 很快就结成 “夫妻”。可是雄鹈鹕作过截肢手术,不能飞走,于是雌鹈鹕每 天引导雄鹈鹕用力扑翅,练习飞翔,经过许多天的练习,爱的魅力竟使雄鹈 鹕的断翅又重新接好,能在空中翱翔了。不久,“夫妻”双双离开了动物园, 向北方繁殖地飞去。 鹈鹕是候鸟,在我国河北、北京、天津一带夏天有时可以见到,而冬天 则南下到江苏、浙江和福建一带,甚至远达印度北部。
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4 月 21 日 乌龟长寿的秘密 《西游记》中有这样一段故事:唐僧师徒从西天取经回来,路过通天河 之际,被千年老龟连人带经都掀到河内,完成了九九八十一劫的最后一劫。 原来,来时唐僧曾答应代老龟向如来佛问寿几何,后来唐僧却把这事给忘了。 老龟盛怒之下,对唐僧师徒进行报复,故有此难。从这段故事我们知道,老 龟活了一大把年纪而不自知,可见是 “寿比南山”了。 那么,乌龟长寿的秘密是什么呢?归纳起来,可能有以下几个原因: (一)乌龟的身躯包涵在骨质甲壳内,甲壳的表面又被覆角质片。不管 外界有多大的机械压力和多么凶恶的敌害,乌龟只要将头趾一缩,准得平安 无事。因此,尽管人们不愿做 “缩头乌龟”,但乌龟缩头却是保护自己的极 好办法,也难说是: “识时务者为俊杰”呢。 (二)乌龟适应外界环境的能力特别强,且分布广泛。在我国,除了东 北、西北各省区和西藏自治区未见报道外,全国其他各省都有分布。无论是 陆地、江河、高山、平原、沙漠、淤泥,都有它的踪迹。这是因为乌龟具有 贮水囊 (附膀胱)和辅助呼吸器(咽喉部辅助呼吸器和泄殖腔两侧的呼吸囊) (三)乌龟食性广,且耐饥饿。乌龟的“食谱”有:鱼类、肉类、蚯蚓、 螺蚌、动物血块、动物肝脏、瓜菜、昆虫等。不管是动物性食物,还是植物 性食物,乌龟都能吃得津津有味。除此之外,乌龟还能不吃不喝达数年甚至 数百年之久。有人发现,乌龟的腹甲是有贮存食物的作用。 (四)乌龟不好活动,易进入休眠状态。当外界出现危险时,一般动物 准会仓皇逃窜,乌龟则不然。它只是不慌不忙地缩一下头。当外界环境恶化 时,特别是温度过高或过低时,乌龟就进入休眠。乌龟这种“以不变应万变” 的行为减少了能量消耗,并避免了某些意外性的死亡。 (五)乌龟极少生病。目前只发现在人工饲养条件下由于技术不过关而 使乌龟患的几种病。在野外,乌龟很少生病。究其原因有二:一是乌龟有晒 太阳的习性,能杀死一些可能致病的病原;二是乌龟的淋巴系统特别发达, 免疫能力极强。 另外,还有人通过研究发现乌龟的细胞繁殖代数特别多,乌龟在运动中 心脏跳得慢,乌龟的离体心脏能整整跳动两天,这些无疑也是乌龟长寿的“妙 招”。
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4 月 22 日 “世界地球日”的由来 每年的4 月22 日是“世界地球日”。这项全球性的活动是由一名美国大 学生提出的。 60 年代,美国的水土流失、环境污染都非常严重,生态环境日趋恶化, 一场危机正威胁着这个号称 “世界粮仓”的国度。然而,不少人,包括美国 政府的一些首脑都没有意识到这一危机的严重性。有识之士为此大声疾呼, 威斯康星洲参议员盖洛德·纳尔逊提出具体建议:在全国各大学举行环境保 护演讲会,以达到唤醒民众的目的。他的建议在全美国引起很大反响,更引 起了哈佛大学一名普通大学生——丹尼斯·汉斯的强烈共鸣,他专程赶往纳 尔逊的住处,与纳尔逊共同协商如何更好地唤醒美国人民重视环境问题。汉 斯提出于 1969年4 月22 日在全美国展开大规模的社区性活动,并随后进行 了大量的宣传和准备工作。结果,那一天美国共有约2000万人参加了游行和 讲演会,轰动了全球,民众的环保意识大为加强。这一活动后来得到了世界 许多组织的支持,终于形成了 “世界地球日”这一全球性的活动。 20 多年过去了,地球的命运仍然令人担忧。联合国的报告警告人们:在 近 200 年中,地球已失去600万公顷的森林,土壤流失使注入世界大河中的 淤泥比上一个世纪增加了两倍;大气中的二氧化碳等有害气体的浓度增加了 27%;2050 年地球上的人口可能增加到 110—120 亿,地球将最终无法供养 那与日俱增的人口;臭氧浓度降低,南极臭氧空洞的面积已达到800 万平方 公里,太阳紫外线辐射在增强??,这一系列坏消息,象一把铁钳紧紧地攫 住了每个关心地球命运的人们。 “救一救地球”,这强烈的呼声正回响在地球的每个角落。要制止人类 在二百年中沉积下的错误,需要相当长的时间和几代人的不懈努力才能成 功。 “只有一个地球”,保护生态环境不仅是生态学家需要考虑的事,也是 每一位地球公民的责任。好好爱护这颗宇宙中蔚蓝色的美丽星球吧。因为它 是你我的故乡!
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4 月 23 日 能够产糖的树——糖槭树 平常我们食用的白糖、红糖和冰糖等主要是用甘蔗、甜菜熬制。用树分 泌的汁液来熬制糖,在我国还是新鲜事。 在北美温带地区的林木中,有一类能分泌糖液的糖槭树,俗称枫树,其 中以加拿大最为著名。每年入秋以后,层林尽染,万山红遍,登高远望,美 不胜收。年轻人特别喜爱采集各种形状的枫树红叶,制作书签和纪念品以赠 友人。在加拿大,枫叶图案到处可以看到,它被用于书刊上、器具上以及商 品上,就连加拿大的国旗上,中央的那一片艳红巨大的树叶,也是糖槭树的 叶子。 每年四月,是采割糖槭树液的日子,人们把它定为枫树节。盛产枫树的 地区,村民们载歌载舞,隆重地庆祝丰收的节日。在繁华热闹的街市上,摆 着用枫树糖加工的各色各样的食品,琳琅满目,香甜可口。枫树糖的产量以 加拿大为最多,根据有关资料介绍,目前每年仍有300 万加仑,除本国销售 外,还有出口。 割取和加工枫树糖,在北美有着悠久的历史。当地土著印第安人,早就 掌握了种植枫树、割取和加工枫树糖的技术。枫树糖在糖源原料中,占有重 要的地位。据历史资料记载,1869年市场出售的枫树糖高达900万加仑。后 来由于蔗糖生产发展迅速,加上蔗糖价格低廉,因此枫树糖才从主食糖的地 位降下来,产量也不如以前。只有在加拿大,枫树糖的产量始终居于世界领 先地位,为世界总产量的70%。 糖槭树有几个品种,如糖槭、银糖槭、和红糖槭,以前两种产糖著名。 糖槭树分泌的树液中含糖分 3—5%,高的可达10%。一般15—20 年的糖槭 树可以开始钻孔采割糖液,孔眼不大,孔深约4—6 厘米,孔离地面的距离, 根据树干粗细,可为45—200 厘米。每株树干周围钻 1—4 个孔,每孔一年可 流20加仑左右,连续采集时间可达50 年以上。只要采割适当,不会影响树 木的生长,树液采割完后,树干仍然可以作为优质木材使用。 糖槭树属于槭树科槭树属,在我国,槭树属的种类南北各地不下百余种, 但没有发现关于树汁含糖的报道,其原因还需深入研究。 大量推广种植糖槭树,既能制糖,又能用材,还可以绿化环境,好处很 多。湖北省植物研究所引种的糖槭树已开始采割糖液。初步试种推广的情况 表明,银糖槭在长江中下游广大地区生长正常,在海拔800 米—1000米的山 区更为适宜。不久的将来,在我们食用甜加剂中,又可增添一个新的品种。
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4 月 24 日 奇异的生命细胞转移 在动物不同个体之间进行生命细胞转移是非常有意思和令人激动的事 情。体外受精、借腹、怀胎可以帮助不孕的妇女生育;植皮可挽救大面积烧 伤的病人;骨髓移植可用于白血病治疗,如此等等。最令人兴奋的还是利用 胚胎转移技术改良动物种,也就是说让劣等动物生出优质动物来,开创这一 戏剧性实验的是英国生物学家希普。 希普在他的实验室里养了许多种兔子。有一天,他突发奇想:可不可以 让一种兔子生出另一种兔子来呢?试试看吧。1890年4 月下旬,他先让一对 比利时野兔交配,然后又让一对安哥拉兔子交配,结果两只雌兔都怀孕了。2 天后,他从安哥拉雌兔的体内取出两个受精卵,然后将它们移植到比利时野 兔的一条输卵管中,结果不用说你也猜到了。这只比利时野兔生下了六只小 兔子,其中四只极象它们的双亲比利时野兔,另两只则明显是安哥拉兔子的 后代。我们知道卵子一旦受精就开始分裂,首先分裂成两个,然后变成四个、 八个、十六个、三十二个??希普转移的应该是分裂了几次的干期胚胎。希 普的实验开创了利用胚胎转移进行动物育种的新纪元。试管婴儿的诞生也与 他奇妙的实验有关。 希普的工作走在了时代的前面,直到本世纪中叶类似实验才相继报道。 不过这一技术一旦为人们所接受,立即得到了广泛的应用。1978年,美国得 堪萨斯的一个奶牛场使胚胎转移技术达到了登峰造极的地步。当年,一头名 叫 “凯丝蒂”的门塔优质母牛同时做了89 头小牛犊的 “母亲”,可它自己并 未生产。这是怎么回事呢?一般地说,牛在发情期间通常排出一个成熟的卵 细胞,偶尔排出两个,这样受精者每胎生出一或两个牛犊。卵细胞的成熟受 牛脑垂体激素控制,当激素浓度增高时,成熟的卵细胞数也相应增多。科技 人员正是利用了这一点。他们把从其他母牛身上取出的垂体激素注射到凯丝 蒂身上,让它超量排卵,然后进行人工受精,当受精卵分裂到三十二个细胞 时,从凯丝蒂身上取出,再移植到处于发情期的其它劣质母牛的子宫内,这 样 “凯丝蒂”便一次“生”出89 个子女。 利用胚胎转移技术,可以很容易地改良一个牲畜的种群,也许有一天, 当我们解决了异种动物之间不相容性难题后,还可以叫狗生出猫来。现在不 敢想的将来可能就会变成现实。
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4 月 25 日 生物学史上的历史性发现 1928年4 月6 日,沃森出生于美国芝加哥。1951年,他来到英国剑桥长 文迪什实验室,在这里,他遇到了英国科学家克里克,从此开始了他们特殊 的结合。由于两人相互补充,相互启发以至互相批评,从而导致两年后 DNA 结构之谜的被揭开。 1944年,艾弗里通过转化实验证明DNA 是遗传物质,在此之前,人们一 直认为蛋白质是遗传的物质基础。艾弗里的实验是将S 型 (光滑型)肺炎球 菌分成蛋白质、DNA 和荚膜三部分,让不同组分分别与活的 R 型 (粗糙型) 菌混合,结果只有DNA 才能使 R型转成 S 型。如用 DNA酶处理 DNA,则不出 现转化现象。 既然DNA 是遗传物质,那么其结构是怎样的呢?它又是怎样来实现其遗 传传递作用的?这些问题随即就成为人们关注的焦点。 通过研究已经知道,DNA 是由四种核苷酸组成的,即腺嘌呤、鸟嘌呤、 胞嘧啶与胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。由 X 射线衍射的图片分析可知,DNA 分 子是细长的,由两条链组成,且互相平行。查伽夫对不同生物DNA 分子研究 的结果表明,DNA 分子中T (胸腺嘧啶)+C (胞嘧啶)含量总是等于A (腺嘌 呤)+G (鸟嘌呤)的含量,A 量总是等于 T 量,C 量总是等于 G 量,而 A+T 不一定与G+C 量相等。 在查伽夫等研究结果及威尔金斯小组提供的一些 DNA 分子X 射线衍射照 片基础上,沃森与克里克开始组建DNA 分子的结构模型。他们试建了好多种 方式,但总有些地方与已知数据不符。1953年2 月,沃森得到威尔金斯小组 提供的一张极出色的X 射线衍射图片,经仔细分析,他们终于得出结论,DNA 分子为一右旋双螺旋结构,螺旋的直径约20A (埃),沿着螺旋角34A (埃), 完成一个螺距,每个螺距由十个核苷酸组成。两条链之间,A 只能与T 配对, G 总是与C 配对,其中A 与T 由两条氢键相连,G 与C 有三条氢键相连(如图)。 1953年 4 月 25 日,他们的这一重大发现发表在英国 《自然》杂志上, 同期发表的还有由富兰克林女士所提供的出色的DNA 分子X 射线衍射照片。 DNA 双螺旋结构的发现,是二十世纪人类最重大的发现之一,它促进了 整个生命科学研究的迅猛发展。1962年,沃森与其合作者克里克及威尔金斯 一道获得了诺贝尔生理及医学奖。
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4 月 26 日 切尔诺贝利核污染对候鸟的影响 1986年 4 月 26 日,苏联切尔诺贝利核电站发生大爆炸,向大气中释放 出大量的放射性元素,造成严重的环境灾难。这些可怕的元素不仅严重威胁 当地人民的生命安全,而且随着大气的流动,一直飘向欧洲东部和北部,并 被雨水冲刷到地面。这次事故对野生动物的影响非常严重,爆炸后不久,原 苏联政府还曾用当地新疆歌鸲还在鸣叫这一事实来安慰事故发生地附近的居 民。然而,这些鸣叫并不意味着安全,因为这些鸟可能是晚期的受害者,它 们虽然没有因事故立即死去,但核污染对它们影响可能是逐渐积聚的,它们 很可能会慢慢地死去,或者永久地丧失繁殖能力。 切尔诺贝利位于原苏联西南部,距乌克兰首府基辅市 130公里,该地区 是许多候鸟迁飞的必经之地。冬天,雁、鹬等候鸟从非洲东部飞往印度;春 天,它们又继续向东飞行,避开地中海和喜马拉雅山,沿地中海东部边缘向 北越过黑海和里海到达乌克兰。基辅水库附近和乌克兰的许多湿地为水鸟提 供了一个主要的中途集结地,候鸟在飞往巢区的途中经常在这里停留觅食。 秋天,候鸟还要沿着春天的路线在乌克兰再次停留,在那里育肥后再飞往越 冬地。这些候鸟一年两次在切尔诺贝利 1000 平方英里以内的被污染地区进 食,会摄入一定数量的放射性同位素,再飞往非洲及南方其它越冬地,或欧 洲和亚洲北部的繁殖地。例如在美国发现的途经切尔诺贝利的瓣蹼鹬身上的 放射性铯—137 的浓度,就比当地的水鸟高。如果这些鸟在迁徙的路上被人 吃了,就会把放射性元素带给原本未受爆炸影响的人。由于铯—137 的半衰 期是30 年,这就意味着在30 年内,爆炸释放物的影响都将存在。年复一年, 候鸟在切尔诺贝利附近地区进食的同时也摄入了放射性的铯—137。长期下 去,人们吃了这些受到核污染的候鸟就会在体内蓄积大量的放射性物质,从 而诱发贫血症、白血病、胎儿畸型等放射性疾病。 由此可见,核污染作为一种新的公害,不仅仅是影响当地人们的生命安 全,而且放射性物质通过空气的流动,特别是通过野生动物的携带,对世界 其它远离事故发生地的居民亦构成潜在的威胁。人类发现了核能同时也是发 现了一种能够毁灭地球的东西, “反对核试验,反对核武器,绝对安全地使 用核能”,应该是我们每一个人永久维护的信条。
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4 月 27 日 裂脑人的启示 人的大脑分为左、右大脑半球,左、右半球之间由胼胝体相联系。在感 觉机能上来自左侧肢体的信息主要投射到右侧大脑半球,而来自右侧肢体的 信息主要投射到左侧大脑半球;同样运动机能也具有交叉性,即左半球主要 支配右侧肢体,右半球主要支配左侧肢体。胼胝体的作用就是使左、右半球 机能发生整合。一般正常人脑的机能除了定位上交叉外还具有非对称性;左 半球长于智慧,语言,逻辑等抽象思维;右半球在情绪,音乐,空间等非语 言性直觉思维上占优势。 裂脑是指由于外伤或手术等原因,切断了两大脑半球之间的联系。在有 些癫痫病人的治疗中,为了阻止癫痫由一侧向对侧扩散,常切断这些病人的 胼胝体和前联合,使他们成为裂脑人。二十世纪五十年代斯白瑞及其同事做 了一系列有关裂脑的研究,他们最先切断猫的胼胝体和软交叉,观察猫左、 右眼对不同信号的学习和记忆,发现猫两眼学习的反应不紊乱,认为一侧大 脑半球对另一侧学习内容完全无知;后来他们观察了裂脑猴,同时对裂脑人 进行研究。1969年4 月出版的 《临床神经学手册》详细地介绍了斯白瑞等的 许多工作。对裂脑人的一个有趣的实验是,当病人直视前方,左侧视野中给 他显示字母 “B”,右侧视野显示“R”(两侧视野互不干扰),这样字母 “B” 投射在右半球, “R”投射于左半球,此时要求病人口头报告他所看到字母, 回答是 “R”,若让病人从一堆字母中挑出所见的,他用左手选择了 “B”。 这表明裂脑人有两个独立不相干的思维,每个半球各有其所长,左半球具有 语言优势,右半球具有形象思维优势,这种现象称为大脑半球的一侧优势。 裂脑人对研究大脑半球的非对称性具有重要作用,了解大脑半球的不同机 能,有利于我们充分利用大脑,提高学习和工作效率,左、右两半球交替的 工作和休息,达到的记忆效果最好,因此智慧与音乐有着密切的联系。 大脑半球的一侧优势并非绝对,当一侧半球损伤时,另一侧大脑可出现 代偿,即有很大可塑能力。这在婴幼儿表现得更为显著。有人在研究金丝雀 时发现,损伤它的左侧半球出现 “唱歌”障碍,而损伤右半球影响不明显。 左半球损伤后,经过一段时间恢复右半球可代偿使鸟重新歌唱。更有趣的是, 雄鸟发音的控制中枢比雌鸟大,同时雄激素能与发音中枢的脑细胞结合,决 定鸟的发音量。说明大脑半球优势还存在性别的差异。
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4 月 28 日 植物也懂音乐 优美的音乐可以使乳牛多产奶,鸡多下蛋,还能用来驱赶乌鸦。 日本大分县一个苹果园以前每年都受乌鸦之灾,仅 1989年一年,乌鸦啃 食果树造成的损失就达 300 万日元。果园主人曾用气球和鞭炮等驱逐乌鸦, 结果费力不讨好,效果不佳。1990年4 月,正值果树开花时节,他们采用音 乐驱鸦法,苹果园里的几个大喇叭从早到晚一直连续不断地播放着贝多芬的 《田园》交响曲,结果每天大约有近百只乌鸦在果园附近的杂木林转来转去, 但就是不敢进入苹果园中。秋天时,园内树上终于结满了红苹果。 动物懂得音乐,倒还可以理解,因为它们具有听觉器官。而自然界中的 植物同样具有 “欣赏”音乐的能力,你可能就不太理解了。 法国科学家用耳机让一棵正在生长的蕃茄每天 “欣赏”3 小时轻音乐, 结果这棵蕃茄 “心情舒畅”,竟长到4 斤重,成为世界蕃茄之王。英国科学 家还用音乐刺激法培育出了 13 斤重的甜菜,50 多斤重的卷心菜。即使是音 乐实验室周围的鲜花,也由于有了经常 “欣赏”音乐的机会,而生长得比别 处的要快。由此可见,植物对音乐非但不是无动于衷,还是杰出的知音者呢! 为什么植物 “听”了音乐后能长得特别快呢?原来,音乐实际上是一种 有节奏的弹性机械波,它是一种能量,在传播过程中会产生化学效应和热效 应。当植物 “听”音乐时,声波对植物细胞产生机械的和温热的刺激作用, 促使细胞内的养分受到振荡而分解,被更有效地输送,从而助长了植物的生 长发育,增加了植物的产量。例如苹果树中的养料运送速度平时只是每小时 几厘米,而在和谐的钢琴乐曲的刺激下,每小时的流动速度竟高达 1米以上。 此外,适当的声波刺激,会加速细胞分裂,促进植物生长。 植物 “欣赏”的是和谐的轻音乐,若是高强度的音乐,植物就受不了。 因为声波过强会使植物细胞碎裂而死亡,这就是导致在高分贝的刺耳噪音中 生活的植物生病和凋萎的原因。 因此,噪音所带来的环境污染不仅严重威胁着人们的身心健康,对植物 的正常生长也会带来巨大的不良影响。
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4 月 29 日 不讲情义的杜鹃 夏初,正是割麦、插秧的季节,在田野上空不断地传来 “布谷——布谷” 的叫声,它就是一种候鸟,名叫杜鹃鸟。因它千里跋涉从南方飞来,似乎在 提醒人们播种,不要贻误农时,故亦称布谷鸟。它的大小象鸽子、形状象鹰, 足趾两个朝前两个朝后,适于在树上栖息和攀缘。它叫声清脆响亮,很受人 们的宠爱。可是在鸟类中,杜鹃是一种最不讲情义的鸟,为什么这么说呢? 首先,它和一般鸟类不同,雌雄从不在一起生活,即使到了繁殖期,也 没有固定的伴侣,雌雄乱配,过后便吹,从不会谈情说爱。 其次,它既不会筑巢,又不会孵卵育子,为了繁衍后代,雌杜鹃都是偷 偷地把卵产在别的鸟的巢内,为了不让巢主察觉,它还同时把巢主的一只卵 移走,然后溜之大吉,让别的鸟去为它孵卵育雏,自己四处游玩,丝毫没有 母性可言。 杜鹃选择义亲是下了一番苦心的。义亲的卵,大小必须与自己的相仿, 孵卵期必须比自己稍长,雏鸟的食性必须是食虫的,发育期也必须与自己相 同,否则幼雏即使能孵出也不能存活,所以在一个地区,它一般只认定一、 二种较弱小的鸟作义亲。杜鹃还尽可能使自己的卵在形状、花纹及色泽上与 义亲的卵接近,以达到鱼目混珠的目的。不同地区的杜鹃所认的义亲不同, 它的卵也随之有差异。据调查,它能够仿制一百多种不同的鸟卵。尽管这样, 人们发现它们的卵还是与义亲的卵有明显的区别,杜鹃的卵略大一些,很多 受过杜鹃侵害的鸟,能逐渐获得区别杜鹃卵的能力,有不少的小型亲鸟,当 它们发现卵有异样,就将之抛出巢外,或弃巢而去。如非洲织工鸟在发现窝 中有杜鹃蛋后,就舍弃原来的窝,再盖一层,直到窝中只有自己的蛋时才孵 化 (如图)。 第三,杜鹃的雏鸟出壳后,十分霸道,为了独享养父养母的抚育,竟然 会用臀部贴着巢底向后退,从卵下面钻入,将义亲的卵背在背上,夹于耸起 的两个小翅膀之间,继续后退到巢边,猛然挺起身子将卵抛到巢外。然后休 息片刻再继续干,直到独霸全巢为止。这种独霸的本能在出雏四天内就早已 完成了。它的养父养母也不知亲生子女是如何遭害的,为了满足其喂食的本 性,仍每天哺育着这个小霸王。待半个月后,雏鸟长得羽毛丰满,体壮膘肥, 可以独立生活了,便抖动翅膀,不辞而别,扬长而去。可怜的义亲回来只见 一个空巢,还不知自己辛辛苦苦抚育的是一只不讲情义的小杜鹃。 杜鹃虽然无情无义,但却是一个吃虫能手,是著名的益鸟。松毛虫是林 业上第一大害虫,由于它全身长有毒毛,只有少数几种鸟敢吃它,杜鹃是其 中首屈一指的。除此之外,杜鹃还吃甲虫、鳞翅目幼虫、蚱蜢等害虫,对农 林业有很大益处。
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4 月 30 日 非洲的响蜜 在非洲野蜂很多,它们脾性暴烈,人们只要触犯一只蜜蜂,就会遭到成 群蜜蜂的围攻,甚至会被刺死。野蜂巢一般都筑在高大的树上、中空的树干 里或地下土洞里,不易被发现,凶悍的野蜂一般动物都不敢惹,可有一种专 吃蜂蜡的鸟,它善于发现蜂巢,只是不会也不敢去偷盗蜂窝,于是它就给别 的敢于捣毁蜂窝的动物作向导,它的名字叫响蜜,亦称导蜜鸟。 响蜜常常和蜜獾共生,合作得非常协调,好象是蜜獾所雇佣的侦察员。 它整天在树林里来回侦察,用它敏锐的眼睛到处寻找蜜蜂的下落,当它发现 了蜂巢以后,就急忙飞到蜜獾的洞口,叽叽喳喳地叫个不停,向蜜獾报告喜 讯。蜜獾听到叫声,心领神会,马上从洞里出来,跟着响蜜出发了。响蜜 在前面飞,蜜獾在后面跟着跑。它还时常停下来等着、叫着,怕蜜獾迷失 了方向,等到蜜獾来了,再继续向前飞。到达蜂巢的上空后,响蜜就停止 了叫声而在上面盘旋转圈,以指示蜂巢的位置,然后就隐藏在树枝上,注视 着蜜獾的行动。蜜獾混身长有稠密的长毛和肥厚的獾皮,不怕蜜蜂的攻击, 且有锋利的爪和长长的吻,很快就把蜂巢捣毁,把蜂蜜舔得一干二净,然后 扬长而去,只剩下一摊空空的巢脾,而这堆蜡质的巢脾是响蜜最爱吃的食 物。这时蜂群因家园被毁而四下逃去,响蜜就飞下树来,不慌不忙地饱餐 一顿。 响蜜和蜜獾的行动叫人们发现了,不知是从什么时候开始,响蜜又 为人所利用,给非洲的居民报告信息了。当地土人听到响蜜的叫声,就急 忙全副武装起来,做好抵御蜜蜂攻击的准备,随即跟着响蜜出发了。一个 蜂巢中,约可获取 7000 克蜂蜜,每次猎蜜结束,人们也不会忘记响蜜,总 是给它留下一点以示感谢。当地居民对响蜜非常崇敬,实行严格的保护, 在响蜜遭到天敌攻击时,土人们会尽力设法解救。 响蜜和杜鹃一样,也是一种巢寄生鸟类,一般是选择它的近亲须, 啄木鸟等作它后代的 “义亲”,有时也偷偷地钻进椋鸟的巢里产卵。响蜜 的卵一般比 “义亲”的卵早出壳。响蜜的幼雏非常凶狠,它的小嘴上长有 一对小钩,待等 “义亲”的卵刚破壳出雏,它就用嘴上的小钩将它们刺死。 “义亲”回来也不知道自己的儿女是怎么死的,把死尸叼出巢外,反过来更 疼爱留下来的小响蜜。小响蜜出生 10天左右后,它嘴上的小钩就自行脱 落,在 “义亲”的精心喂养之下很快地成长,羽翼丰满后便离巢而去。 新生的响蜜凭借本能也会同父母一样,具有给蜜獾或猎蜜土人作向导 的本领。这种世代相传的本领是怎样获得的呢?至今仍是个谜。
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5 月 1 日 植物的 “五官” 1973年5 月,加拿大渥太华大学生物学博士瓦因勃格做了一个有趣的实 验,他每天对莴苣做 10分钟超声波处理,结果其长势远比没多受处理的莴苣 要好。之后,美国的一个学者对大豆播放 “蓝色狂想曲”音乐,20 天后,听 音乐的大豆苗重量竟然高出未听音乐的 1/4。这些实验说明,植物虽然没有 具体形态的耳朵,但它们的听觉能力却非同寻常。不相信?那么请你面对含 羞草轻轻击掌发出声音,看看含羞草闻声后是否会迅速将小叶合拢? 许多植物具有 “慧眼”识光的能力,它们自知日出东山,夕阳西下,从 而把握了自我开花和落叶时间,如牵牛花天刚亮就开花,向日葵始终朝阳。 植物不仅能 “看见”光,还能感觉出光照的“数量”和质量,某些北方良种 引种到南方,颗粒不收,就是因为植物的 “眼睛”对各地的光线不习惯的反 应。植物的 “眼睛”对光色也非常敏感,不同植物可识别不同光线,以促进 自身的生长与发育。植物的 “眼睛”原来是存在于细胞中的一种专门色素— —视觉色素,植物凭借这种 “眼睛”,从根到叶尖形成完整而灵敏的感光系 统,对光产生既定反应,如花开、花合、叶子向左向右、变换根的生长方向 等。 植物界中不仅有靠根吃 “素”的植物,而且还有靠“口”吃“荤”的植 物,食虫植物或称食肉植物便是这类植物。这些植物的叶子变得非常奇特, 它们形成各种形状的 “口”,有的象瓶子,有的象小口袋或蚌壳,也有的叶 子上长满腺毛,能分泌出各种酶来消化虫体。植物靠 “口”捕食蚊蝇类的小 虫子,有时也能 “吃”掉象蜻蜒一样的大昆虫。它们分布于世界各地,种类 达500 多种,最著名的有瓶子草、猪笼草、狸藻等。 真是奇怪,植物还有嗅觉灵敏的特殊 “鼻子”。例如,当柳树受到毛虫 咬食时,会产生抵抗物质,3 米以外没有挨咬的柳树居然也产生出抵抗物质。 这是为什么?原来,植物有特殊的 “鼻子”——感觉神经,当被咬的树产生 挥发性抗虫化学物质后,邻树的 “鼻子”能及时“嗅”到“防虫警报”,知 道害虫的侵袭将要来临,于是就调整自身体内的化学反应,合成一些对自己 无害,却使害虫望而生畏的化学物质,达到 “自卫”的目的。 更为惊奇的是,植物还具有相当特殊的 “舌”的功能,它能“尝”到土 壤中各种矿物营养的味道,于是使植物 “拒食”或“少食”自身不喜欢的矿 物质,多 “吃”有用营养元素。如海带就有富集海水中碘元素的能力,忍冬 丛喜欢生长在地下有银矿的地方。植物的 “舌”功能选择性非常强,如果吃 了自己不喜欢吃的矿物就会表现出奇形怪状。例如蒿在一般土壤中长得相当 高大,但如果 “吃”了土壤中的硼就会变成“矮老头”。植物将土壤中的矿 物元素或微量物质浓集到体内的现象称为 “生物富集”。人们通过生物富集 现象可以找到相应的地下矿藏,也就是植物探矿。如今,植物探矿已成为寻 找地下矿藏的重要手段之一。 目前,生物科学的研究工作常常得到植物 “五官”功能的启发,相信在 不久的将来,一定会有累累硕果的。
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5 月 2 日 人类的由来 1992年5 月2 日,“中美史前考古田野学校”在世界著名的古人类文化 遗址北京周口店正式开学。来自全国各地的考古工作者和博物馆工作者来到 这里,接受中美考古学专家的培训。作为田野学校的第一课。考古学家为学 员们回顾了人类对自身起源的认识。 自古以来人类一直认为人是神创造的,例如在中国有 “女娲捏土造人” 的古老传说,在西方的基督教世界,则把创造万物、创造人的功劳全部归功 于上帝。由于人类对自然界认识的局限性和宗教势力的影响,在漫长的历史 时期内这种说法成为不可动摇的观念。17世纪工业革命以后,科学技术开始 以前所未有的速度向前发展,物理学、化学、生物学、地质学等学科取得了 突破性的进展,人们对自然界的认识也开始转变, “上帝造人”的神话开始 被人们怀疑。 到了 19世纪中叶,英国伟大的博物学家达尔文在其 《人类的由来》一书 中,提出了 “从猿到人”的进化模式。这一论点立刻激起了轩然大波,宗教 势力和科学界展开了一场大论战。最终,科学战胜了神话;现在, “从猿到 人”的观念已经成为人类的常识。 目前人们一般认为,在 “从猿到人”的进化历程中,人类发展大致经历 了五个阶段,即腊玛古猿 (距今1,400 万年至 700万年)、南方古猿 (距今 400 万年至 100万年)、直立人 (距今200万年至20万年)、早期智人 (距 今 25万年至4 万年)和晚期智人 (距今5 万年至现代)。由于人类化石不易 保存,在腊玛古猿到南方古猿之间,尚有一段近 300 万年的空白。其它各个 阶段的年代,都有一个互相重叠的时期,反映了人类进化历程中新类群逐渐 替代旧类群的过程。 在人类认识自己历史的过程中,也有曲折和争论。晚期智人化石最早被 发现的年代一直难以考查,直至 1868年,克罗马农人的完整头盖骨被发现, 才逐渐被承认。所以在 19世纪后期,人类历史一般认为只有几万年。 早期智人的化石虽然很早就被发现,但当时并没有正确认识。直到本世 纪初,早期智人才逐渐被承认。这样,人类历史向前推到了 10~20万年。 直立人的发现和确立经历了更长时期的争论。1890年,荷兰青年医生杜 布哇在印度尼西亚爪哇岛发现了一些化石,这些化石被命名为“直立猿人”。 但是学术界对这些化石究竟是人还是猿争论不休。一直到本世纪20~30 年代 我国北京周口店发现了大量的北京猿人化石、石器以及灰烬化石后,直立人 才被普遍认识、接受。这一认识使人类的历史向前推到了几十万年到 100~ 200万年。 1924 年在南非首次发现了一个南方古猿的头骨以后又逐渐发现了其他 一系列南方古猿化石。这些化石表明,南方古猿已经能够直立行走。1950年 左右,学术界在经过长期的争论和研究后,把南方古猿归入人科,这样,人 类的历史又推前到了300~400 万年。 腊玛古猿的化石最早是 1932年在印度被发现的,由于这一类化石十分稀 少,因而其分类位置一直存在争论。本世纪60 年代,学术界大多同意将其归 入人科。这样,人类的历史就有了 1000万年。但是近年来随着分子生物学的 发展,有人在对这一问题的认识上又产生了新的怀疑。
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纵观人类对自身历史的研究过程,不难发现人类的由来、演化是很复杂 的,其中还有很多问题和空白有待于通过发现新的材料,运用新的思想和方 法加以解决和填补。
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5 月 3 日 芳草香花辨 人们常常喜欢用 “芳草香花”等词句,赞美自然界中的鲜花,但是,大 自然中的花花草草并非都香气十足,其实大多数花都没有香味,甚至有些还 会散发出臭味。 俗话说: “好花不香,香花不好。”一般说来,这是比较符合客观事实 的。任何一种花,色、香、韵齐全的不多,而我们栽花总喜欢选择颜色好看, 香味浓郁的种类,然而兼得者甚少。就拿常见的几种香花来说吧,往往以香 为主,色、韵较差。 茉莉花是常见的一种灌木,别看它没有娇艳的色彩和婀娜的风姿,可是 它却香味出众。每当夏秋之季,夜晚来临,洁白的茉莉花开始吐出缕缕芳香。 如在室内案头放上一盆盛开的茉莉花,就会 “一卉能熏一室香,炎天犹觉玉 肌凉”。茉莉的花香雅俗共赏,深为人们喜爱。 代代花,花型较小,并不引人注目,可是它的异香足以使人倾心。 米兰的花能在夏秋季节给人以浓郁的香气,但它那黄白色的小花并不太 惹人喜爱。 我们能否依据花朵的颜色来判断花儿的气味呢?请看下面的一张调查 表。 花色与花香 颜色气味 香花种数 不香花种数 臭花种数 白色花 362 891 12 黄色花 136 801 14 红色花 161 752 9 蓝色花 54 533 7 紫色花 40 260 7 绿色花 22 129 2 茶色花 7 10 1 橙色花 4 44 2 表中调查了四千多种植物的花,对花色和花香作了统计,发现有80%的 花并不香,一小部分花还有臭味。其中花色和花香之间有一定的关系:花色 越浓艳,香气越淡;花色越浅,香味越浓。在香花中以白色最多,红色次之, 黄色再次之,橙色最少。 有的花颜色挺好看,但是气味实在不怎么样。大花草就是最典型的例子。 大花草生长在印度尼西亚的爪哇和苏门答腊等地的密林中,无根无茎也无叶 子,只有一朵大花朵,所以被叫作大花草。大花草是典型的寄生植物,靠花 柄寄生在白粉藤的根茎,从中吸收营养来养活自己。大花草在植物中占有两 项之最。第一它有植物中最大的花。它的一朵花直径有 1 米多长,重 6—7 公斤,最大的花朵直径有 1.4米,重达14公斤。真是举世无双。另外大花草 还是世界上最臭的花。它的花刚开时还有点香味,但以后就臭不可闻了。大 花草就是用这种臭味招引苍蝇、甲虫等前来采集,为它传粉的。
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5 月4 日 “寒号鸟”的冤屈 “寒号鸟”是颇有名气的一种动物,民间有许多关于它的传说,如:“要 想好、别学寒号鸟”, “寒号鸟是懒汉,不垒窝,不筑巢,寒风起,身无毛, 凄凉叫,活活冻死”。总之,寒号鸟在人们的心目中是一种生性懒惰的动物。 并认为它饿了也不去找食,待饿得无法的时候,就吃自己的屎,如此反复多 次,它的粪便就成为五灵脂——一种具有活血化瘀、止痛镇痉作用的著名中 药原料。 这些民间传说虽有一定的教育意义,但却是不科学的。 “寒号鸟”实际 上是一种哺乳动物,属于啮齿目鼯鼠科,叫橙足鼯鼠。由于它前后肢间生有 飞膜,可以借之滑翔,因而古人将之认为是鸟类,连著名的 《本草纲目》也 把它列在 “禽类篇”。 橙足鼯鼠生活于山野,昼伏夜出,滑翔时四肢伸张,在空中飘荡,两侧 飞膜外缘呈波状起伏,向后方传动,蓬松的长尾在后面起着舵的作用。实际 上,它并不象人们传说的那样 “吃自己的粪便”。相反,它很爱清洁,食物 被污染后就不吃了,更何况是自己的粪便了。甚至它的 “厕所”与“居室” 也是分开的。橙足鼯鼠的主要食物是松柏树的树叶,由于寒冷季节它吃的松 柏科针叶较多,粪便中含有较多的胶结物质——树脂,因而粪便呈脂状。 飞鼠类动物全世界有 14属37种,由于它们白天躲在树洞中睡觉,黄昏 以后才出来活动,因而发现它们的机会很小。有趣的是,我国长白山一带生 活的飞鼠有时还会跑到人工鸟箱中筑巢。5 月份,天气较暖,飞鼠也开始繁 育它的后代了,它在巢中垫衬松软的苔藓和草类,为幼仔创造温暖的生活环 境。幼仔出生时眼睛是闭着的,大约30 天以后才睁开眼睛。即使在幼仔出生 后,飞鼠中仍有 “第三者插足”的现象发生,母鼠带着孩子在巢内,而巢外 两只公鼠为争夺对母子的监护权,展开一场激烈的斗争。它们的打斗一般都 不会致对方于死命,而且一般总是入侵者败落, “正义”战胜“邪恶”。一 些科学家认为,这是因为捍卫者若失败,就意味着它以前所有努力的前功尽 弃,而入侵者本来什么都没有,入侵中抱有,“侥幸成功的心理”,所以“斗 志”不如捍卫者强烈。
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5 月 5 日 公开演示——对巴斯德的重大挑战 1881年5 月5 日,法国普伊勒福尔农场的一片空地上,一大群人正好奇 地盯着场地中间。人群中有上院成员,科学家和兽医,还有周围地区的许多 农民,一些重要通讯社还派来记者现场报道,可谓是名公巨卿,人头攒动。 究竟是什么有如此大的吸引力呢? 但见场地中央,两名年青人正点起酒精灯,小心地取出注射器,给一些 动物注射。哦!原来他们正在注射炭疽病疫苗。这天他们给24 只绵羊、1只 山羊及6 头牛注射了第一次菌苗,余下的24 只绵羊,1只山羊及4 头母牛留 作对照。5 月17 日他们又给实验组牲畜注射了第二次菌苗。5 月31 日,所有 的牲畜均按要求注射了三倍致死剂量的炭疽杆菌,现在成败就系于2 天后的 结果了。巴斯德会成功吗?让我们还是暂时离开这紧张的实验场,进入巴斯 德的实验室,看一看鸡瘟疫苗的研制吧。因正是那时一个偶然的发现,幸运 女神才降临在它的头上。 1880年,巴斯德正在研究鸡霍乱弧菌,他已经能够在鸡肉汤培养液上培 养出纯的菌体,而只要很少一点菌体就能绝对致鸡于死地,可是有一次,几 只注射了菌液的鸡竟然没有死。后来经过了解,巴斯德发现原来是由于他的 一位助手疏忽,注射用的菌液放的时间长了,不新鲜了。巴斯德没有把这件 偶然的事故轻轻放过。他想:为什么菌液搁久了就不会传染瘟病呢?如果再 把这些鸡注射新鲜菌液又会如何呢?结果,这些鸡注射新鲜菌液以后仍旧没 有得病。 经过研究,巴斯德发现,菌液时间长了,毒性就会减轻,再给鸡注射, 鸡不但不会生病,而且身体里会产生抵抗疾病的能力。这样,巴斯德不但找 到了征服鸡瘟的方法,还闯出了一条预防某些传染病的路子。 巴斯德利用给动物注射 “菌液”的方式,不但不使动物生病,反而使它 们提高抗病能力,许多人都对此表示怀疑。一些对巴斯德不满的人于是要求 巴斯德组织一次公开试验,这些人想通过巴斯德的失败而将他一举打败。但 巴斯德勇敢的接受了。因此我们就看到了普伊勒福尔田间的试验。 1881年6 月2 日终于到了,前来观看的群众人山人海,巴斯德一行带着 实验动物来到实验场,注射疫苗后的动物活蹦乱跳,而对照组的动物全部患 病,观众们被神奇的疫苗功效折服了,实验场爆发出阵阵欢呼声,不论是他 以前的朋友还是敌人,都向这位法兰西的英雄致敬。 对巴斯德来说,这次试验的完全成功,其社会效果远超出自己的预料。 并使微生物学的发展从一开始就与生产实践紧密结合,为它以后的迅猛发展 奠定了坚实的社会基础。
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5 月 6 日 舞毒蛾觅知音 舞毒蛾是一种危害性很强的森林害虫,它对森林的危害程度与松毛虫相 似。 舞毒蛾属于鳞翅目毒蛾科,是一种全变态昆虫。它以卵过冬,为了初夏 时 “捷足先登”吃到新鲜食物,其幼虫在越冬前已在卵内形成,翌年5 月上 旬,不再经过胚胎发育过程。冲破卵壳钻出来的便是身披长毛、各体节长有 毒瘤的毛毛虫。舞毒蛾幼虫经过5~6 次蜕皮,到 6 月下旬进入老熟期,选择 老树干缝隙中、林间落叶层下化蛹,经过半月蛹期,7 月中旬羽化成蛾,开 始交配产卵。 舞毒蛾的成虫寿命很短,为了繁衍后代,就得有非常有效的方法求偶配 对。雌蛾远在两公里半以外,雄蛾就能获知信息,飞去约会。那末它是用什 么方法获知信息的呢? 科学家经过二十多年的观察和研究,才发现这个秘密。原来雌蛾长有一 种特别的腺体,在交配前,它会散发出一种化学物质,叫社交激素,又叫亲 近素。它除了能使异性相亲外,在交配时也有一定的作用。这种气味物质在 空中弥漫扩散,在远距离中渐渐变得很微弱了,而雄蛾却还能凭着头上高度 灵敏的嗅觉器官——触角,收到几乎只有单个分子的信息。这微弱的信息引 诱它去寻觅知音。 一只雌蛾只能分泌出零点一微克的社交激素,可是就这一点点微弱的气 味却能招引一百万只雄蛾飞去。这种超乎寻常的高效率真使人们惊叹不已。 原来,雌蛾腹部的末端有一对突出的腺体,它能散发出气味来。在飞行时, 由于翅膀的不断振动,加强了气味的蒸发和消散。雄蛾触角的嗅觉感受器比 雌蛾的同类器官发展得更如精密,当雄蛾逆风飞行时,就会感受到这种气味, 等雄蛾快接近雌蛾时,社交激素浓度增加了,把它带到了雌蛾面前,雄蛾对 性外激素的反应主要依靠触角上的感受器。这种感受器非常灵敏,只要每毫 升空气中存在几千个甚至只要几百个性外激素分子,它就会产生反应,即出 现一系列诸如摆动触角,振翅和飞舞等行为反应。 人们对昆虫触角的感受机制进行了研究,并提出了多种理论和学说。其 中嗅觉的立体化学学说较为完善。该学说认为:当气味分子接近触角上的感 受器接受表面时,只有特定构型的气味分子才能和这种接受表面完全吻合。 因去极化而引起一个神经脉冲。但目前还没有一种学说能被人完全接受,或 能解释所有现象。
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5 月 7 日 世界上最小的鸟——蜂鸟 在华盛顿的斯密生博物馆里,至今仍陈列着一枚小得和绿豆粒相似的蜂 鸟蛋,这是 1906年5 月上旬在古巴圣地亚哥采到的。 蜂鸟生活在南美和中美的热带地区,是世界上最小的鸟,已知有300 多 种,体态最小的当首推闪绿蜂鸟,通体绿色,体重仅 1.6克,只有人的拇指 那么大。 蜂鸟的美丽是无法形容的,简直超过人们的想像力。它从头到脚都长着 闪烁异彩的羽毛,头部有闪着金属光泽的丝状发羽,颈部有七彩鳞羽,腿上 有闪光的旗羽,尾部有曲线优美的尾羽。它不仅体小如蜂,取食对象和取食 方式都和蜜蜂相似,飞行时还不断发出象蜂似的 “嗡——嗡”声,故名蜂鸟。 蜂鸟的嘴又尖又细,舌呈管状,取食时能悬停在花朵前,把嘴插进花朵,把 舌头一直伸到花基部的蜜腺上吸取花蜜。它的飞行技术非常高超,时速能达 180 公里,使人们用肉眼只能见到一道白光,不易看清它的真实面目。它迁 徙时的飞行高度达到 5000 米以上,能不停地完成 800 公里路程跨越墨西哥 湾。蜂鸟不仅能悬空不动的飞,向后退着飞,直上直下的飞,还能倾斜着飞, 非常灵活。蜂鸟每秒振翅50—75次。心搏每分钟达600 多次。由于旺盛的代 谢活动,蜂鸟的食量大得惊人,一天摄入的食量相当于自身体重的2—4 倍。 长期以来,人们一直认为蜂鸟象蜜蜂一样,是 “终日辛劳”的鸟类。但最近 的研究表明,蜂鸟貌似辛劳,实际上一天之中75%的时间用于栖木休息。它 一天摄食 180次,它们每次摄食时先把食物贮藏到嗉囊内,然后仃立枝头, 栖木休息,消化腹中之食。蜂鸟利用这段时间积蓄体力,准备下一次应付巨 大的飞行活动。 每到繁殖季节,雄蜂鸟都占据一定的领域。它们在自己的领域内不停地 做炫耀飞行。如果其他个体贸然闯入这一领域,雄蜂鸟会立即发起攻击,但 对飞临领域的雌蜂鸟便殷勤相待。蜂鸟是 “一夫多妻制”,雌鸟在跟雄鸟交 配以后,就飞出雄蜂鸟的领域,单独建巢、产卵、孵化和育雏。雄蜂鸟在领 域内再继续炫耀飞行,等待其他雌蜂鸟的光临。很多雌蜂鸟在一个繁殖季节 里可以交配两次,建造两个巢。第一窝的幼稚可能已经出世,而第二窝的卵 又需孵化了。因此常能看到这些雌蜂鸟穿梭于两个巢之间,一边喂雏,一边 孵卵,异常忙碌。蜂鸟不但吸蜜,还捕捉聚集在花丛中的小昆虫,它们尤其 善于空中捕食,利用它们高超的飞行特技,追捕猎物。蚊子、小牛虻等害虫 也是蜂鸟的捕食对象。西印度群岛的居民为了减轻住宅边蚊子的干扰,往往 在各自庭园的树木上悬挂许多盛有砂糖水的瓶子来引诱蜂鸟,别有趣味的 是,蜂鸟群竟会逐一将砂糖水吸完。 看来,蜂鸟不仅是一名优秀的园丁,还是一个灭虫能手。
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5 月 8 日 古老的树木遗体——硅化木 我国著名的地质学家、大地构造学权威李春里教授出生于 1904年5 月8 日。年轻时,他抱着科学救国的信念,选择了艰苦的地质学事业。他刻苦地 学习,忘我地实践,足迹踏遍大江南北,汗水洒遍祖国的山川,为我国的地 质学事业及国家的建设做出了重大贡献。 1951年秋天,担任渭北煤田勘探队长的李春里带领队员在陕西耀县七宝 村边山岗上,考察三叠系石干峰组的地层剖面。这一天,天高云淡,微风和 畅,景色格外宜人,他们用鎯头一边 “指点江山”,一边仔细观察,突然看 到一个圆东西,与周围的地层很不协调。有人说: “这大概是沉积岩中的结 核吧。”李春里没有忙着下结论,而是慢慢蹲下仔细地观察。这圆圆的东西 有一圈圈的圆环。他猛然想起二十年前与潘钟祥一起鉴定植物化石时遇到过 的硅化木,于是招呼大家说: “我们得仔细刨一刨。”他们用尖头锤在周围 刨了又刨,终于露出一段圆柱状的东西,最后挖出了一根长达 1.3米,直径 40 厘米左右的硅化木。 后来这件标本经我国古植物学权威斯行健教授鉴定,确定为一新种,命 名为 “李氏台木”,表示赠荣誉给它的发现者——李春里。 那么硅化木是怎样形成的,它又是什么植物变来的呢? 在科学不发达的蒙昧时代,硅化木的形成得不到科学的解释,便出现了 许多带有迷信色彩的传说和神话。如中南海瀛台的硅化木,被统治者视为封 建王朝千秋万代稳如泰山的象征; 《本草纲目补遗》中也居然将硅化木视为 医治男女相思病的灵丹妙药?? 硅化木实际上是古老的地质时期中植物茎干的遗体,是一种石化了的木 材。它的形成过程基本上是一个化学过程。当木材掩埋在地层中,木质部的 有机成份不断被地下水中的矿物质所置换,久而久之,这些有机成分几乎全 部被矿物质取代了,而树木的形态特征却保持原来的面貌,丝毫也不曾改变。 即使它的年轮、花纹也是栩栩如生呢!测试分析表明,硅化木主要是由二氧 化硅、蛋白石、石英、玉髓及云解石、白云石、黄铁矿、磷灰石等矿物组成, 其主要化学元素为硅、钙、铁,有的具有较高含量的镁和铝,还常含有微量 的硫、磷及铬等。 迄今为止,硅化木始见于泥盆纪 (距今4 亿年)。之后各地质时期均有 发现,上古生代发育蕨类植物硅化木,中生代主要是裸子植物硅化木,新生 代基本为被子植物硅化木,可见硅化木的时代分布,清楚地反映了植物界的 演化进程。