书城科普生命的奥秘
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第9章 解读生命的遗传密码(4)

科学家还发现,黑猩猩具有模仿能力,幼黑猩猩会非常专注地观察父母的行为,慢慢习得父母的行为。心理学家做了一个实验:在一个专门为黑猩猩设计的自动赈卖机里面放上葡萄,黑猩猩如果想要获得葡萄,就必须先转动按纽,让葡萄从小孔里掉下来,然后再按下手柄将门打开,这样才能拿到葡萄。在美味的诱惑下,猩猩学会了这两个步骤。接下来,让几个黑猩猩同伴和这只黑猩猩同住,不久,这一技能就在几头黑猩猩中传播开来了。

英国动物学家通过观察,发现黑猩猩的情感与人类很相像,特别是母子问的那种难以割舍的亲情。他还观察到一队黑猩猩以集体之力抓捕非洲疣猴(也叫髯猴)的过程。显然,黑猩猩拥有协作能力,而协作是推动人类文化发展的一个重要的必不可少的因素。

日本京都大学的实验证明,黑猩猩们有一定的数字能力。研究人员对一头名叫安伊的黑猩猩进行训练,让它学会触摸与实物数目相对应的数字。当安伊认识了0到9的数字之后,研究人员在屏幕上将0到9的数字搞乱,而安伊则很快就学会了通过触摸将这些数字按从小到大的顺序重新排列起来。

科学家们研究发现,波诺波猿不仅在同类之间互相关怀,而且还会对别的物种示以关爱。在英国的一个动物园里,一只波诺波猿发现一只八哥不小心撞上玻璃晕倒在地后便走了过去,它小心地将这只八哥捧在手上,然后爬到笼子里最高的一棵树上,像放飞玩具飞机一样将八哥放飞。在社会性智力和同情心方面,波诺波猿似乎是其他许多动物难以企及的。

胎儿在母体中的生存之谜

人们往往把婴儿的出生算作为一个人一生的开始,其实作为一个生命,胎儿阶段才是真正的起点。但是长久以来,胎儿在母体中是怎样生活的,人们却不是很清楚。如今,这一切已不再是秘密了。

科学家可以借助于超声扫描技术直接从荧光屏上观察胎儿的生活,从而更好地研究胎儿在子宫内最后几周的运动和情感变化。

妊娠期间,母亲的腹内并不是一个理想的安静场所,这期间会有大量的声音传入胎儿的耳内,胎儿会不断地“凝神倾听”。母亲胃内发出的咕噜咕噜的声音是最为嘈杂的。另外,胎儿还能倾听到母亲与他人轻微的交谈声。然而,母亲那富有节律的心脏搏动声才是支配胎儿所处环境的声音。如果心脏的节奏正常,胎儿就会知道一切正常。

胎儿在最后几周的时间里感官已发育良好。他的眼睛在他睡觉或变换姿势时会移动。胎儿还能感觉到一束照在母亲的肚皮上的强光,通过子宫壁和羊水的强光就像穿过指缝的淡淡的手电光一样。胎儿会把小脸朝向光亮的地方,并睁大眼睛。胎儿还能听音乐。他喜欢每分钟60拍左右,与母亲的心跳速度十分接近的慢节奏音乐。当播放录音时,胎儿会转动脑袋,把耳朵靠近声音。

大约4个月的胎儿,舌头上就开始发育出味蕾了,他特别喜欢甜味而讨厌苦味。胎儿由母亲供给营养,但自己也要“进食”(吞一些羊水),吞咽时会引起一串打嗝。这时,母亲能感觉到胎儿在进行一系列小的、有规律的跳动。令人难以置信的是,胎儿竟然有灵敏的味觉,并能食其所好,若在羊水中加入味道苦涩的脂醇,胎儿吮吸的次数就会减少,甚至出现皱眉的表情。与此相反,把糖等带有甜味的物质加入羊水中,胎儿吮吸的次数就会剧增。

母体遇到的意外状况也会影响胎儿。当母亲重重地跌了一跤时,胎儿在羊水等缓冲保护作用下不会受伤,但会被惊醒,并开始躁动不安。母亲的疼痛和紧张会使体内肾上腺素和其他与紧张有关的激素分泌增加,此时供给胎儿的血液量会相对减少,这时胎儿会感到不安,并会哭。但子宫内没有空气,所以胎儿的哭并没有声音。当母亲平静下来,激素分泌恢复平衡时,胎儿又会恢复原来的状态。

再说说胎儿的呼吸。胎儿在母体中的时候,肺是瘪的,里边没有一点空气。而且,肺里还灌满了水,这些水就是医生们所说的“肺液”。这样,等到人出生后就有很多问题接踵而至。第一点是,必须先把肺液全部弄走,否则,空气就无法正常进入。第二点是,要让瘪瘪的肺张开,这就需要婴儿自己能吸气才行。可是婴儿又是如何才能知道自己出生了,应该吸气了?这第一次呼吸到底是怎样发生的?

有一些医学家认为,在婴儿出生之后,原来靠妈妈供应的氧气没有了,可是大脑主管呼吸的神经还没有下达呼吸的命令。这时,身体极度缺氧,废气排不走,又堆积在体内。这样,大脑受到缺氧和废气双重反应的催促,就会叫醒专管呼吸的那部分神经,给肺下达命令,于是肺就乖乖地喘起气来。这个说法,听上去相当有理,但反对的医学家认为也有相当大的疑点:在胎儿时期,他们呼吸到的氧气不是太多,但是这些氧气对他们已经足够了。所以胎儿的大脑对于低氧状态已经习惯了,他们在出生后即使二三分钟不呼吸,也不会让脑惊慌得手足无措。

还有许多学者认为是由于冷刺激的原因。婴儿从温暖的母体中来到这个冰凉的世界,由于冷的刺激唤醒了大脑中主管肺呼吸的脑神经,呼吸就这样开始了。为了验证这一点,他们用羊的胎儿做实验,从母羊的肚子中取出羊的胎儿,并将之浸泡在凉水里,本来没有丝毫呼吸的胎儿,开始呼吸起来。随后,他们一点点地增加水温,胎儿仍有呼吸,可是,当水温增加到40℃时,呼吸反而消失了。可见促使胎儿开始呼吸的原因应该是寒冷。

科学家们通过实验得知,胎儿肺里的水不是个小数目,少的有60~70毫升,多的有100~200毫升。可是婴儿们出生时,只要一吸气,这些水又几乎全都不见了,它们究竟哪里去了呢?这是医学家一直探究的课题。医学家们经过研究证明,婴儿第一次吸气时都很用力,吸力大,进肺里的空气就多;接下来他们再用力呼气,从而把肺内小泡泡里的水往上赶,肺的淋巴管马上把水吸走。就这样经过几次呼吸,肺里的水基本上就被排除干净了。总之,随着科学技术的不断发展,关于胎儿更多的秘密也会逐渐被我们熟知。

常用脑可防衰益寿

科研人员最近发表的一项研究结果证实,长期适量地进行诸如学习等刺激大脑的活动对于人们防止早老性痴呆症(阿尔茨海默氏症)大有帮助。

老性痴呆症是常见于老年人的一种脑损伤疾病,病症初期表现为记忆力衰退,最终发展为记忆力、语言功能和学习功能丧失,这种病会造成脑部健康细胞死亡。

这一研究结果发表在23日出版的《国际神经学杂志》上。研究人员把试验鼠基因改变成与早老性痴呆症类似的状况,然后通过让老鼠在注满水的浴盆里游泳、让它们在水中找到一个立足的平台等实验发现,间或地学习能减缓老鼠大脑产生淀粉样蛋白斑块和神经元纤维缠结这两种异常情况。而这些情况据信是人类早老性痴呆症的两大特征。

研究人员金·格林说:“值得一提的是,尽管老鼠并不经常学习,但这仍对早老性痴呆症病理产生极大影响。由此看来,如果人类能不断地学习,那将会产生巨大的有利影响。”这些发现也证实了在其他研究中出现的一种观点,即锻炼人的思维对减缓早老性痴呆症很重要。

格林指出,其他研究也发现,与获得较少教育的人相比,文化程度高的人患早老性痴呆症的可能性较小。他说:“我们要表明的是,通过学习,通过刺激你的大脑,你就能防止伴随早老性痴呆症而来的各种病理的发展。我们认为,填字游戏、读书或学习一门新语言,任何能刺激大脑的活动都是大有裨益的。”

我国著名学者季羡林1911年8月出生,享年98岁。他的《禅心佛语》中有1997年他写的一篇小文《长寿之道》,谈到他的长寿之道是“不锻炼、不挑食、不嘀咕”他说自己其实是“养生无术”。但是,他后来说:“我现在还想补充一点,很重要的一点。根据我个人七八十年的经验,一个人决不能让自己的脑筋投闲置散,要经常让脑筋活动着。根据外国一些科学家试验结果,‘用脑伤神’的旧说法已经不能成立,应改为‘用脑长寿’。人的衰老主要是脑细胞的死亡。中老年人的脑细胞虽然天天死亡,但人一生中所启用的脑细胞只占细胞总量的四分之一,而且在活动的情况下,每天还有很多新的脑细胞产生。只要脑筋的活动不停止,新生细胞比死亡细胞数目还要多。勤于动脑筋,则能经常保持脑中的血液的流通状态,而且能通过脑筋协调控制全身的功能。”这便是一位90多岁老人的长寿之道。

曾经有本创纪录的畅销书,名字叫《学习的革命》,该书中曾引用了英国作家、心理学家、教育家托尼·布赞的观点:“你的大脑就像一个沉睡的巨人。”书中介绍人脑是由万亿个脑细胞组成的,在万亿个脑细胞中神经细胞最为活跃。布赞说:“你的大脑有大约1千亿个活动神经细胞。每个细胞又长出树状的分支以存储信息,每个细胞可长出多达2万个树状的树突。每个细胞就像一台高功率的电脑。”这么多的脑细胞,每个细胞都有着超级的功能又有着超级广泛的链接。按季羡林的说法我们才使用了脑“细胞总量的四分之一”,所以我们完全可以放心大胆的使用它们。总之,勤动脑对健康有诸多好处,这一点我们不可忽视。

血型与遗传的秘密

血液可以说是生命的载体,没有血液在体内的循环,新陈代谢就不能进行,输送血液的机器——心脏一旦停止跳动,生命也就终结了。失血过多,生命垂危,就要输血,把血补足。

人生了病,一般都要验血,因为血液中可以查出病变的信息。但是,在过去科学还不发达的年代,医生们以为失血过多,可以随便把别人的血输过去,但是有时候有效,有时候却会使病人突然死亡。究竟是什么原因呢?

原来人类的血液分为四种类型。国际上通用英文字母来表示的ABO血型系统有A、B、O及AB四种血型。它们的区别在于各自的红细胞上所含抗原不同。例如,红细胞上有A抗原者为A型血,A、B两抗原均有者为AB型血,A、B抗原均无者为O型血,然而在A型血人的血清中天然含B抗体,B型人血清中有A抗体,AB型人血清一般没有抗体,而O型人血清中有A、B抗体。由于抗原和相应的抗体混合时会发生凝集反应,甚至红细胞被破坏溶解而发生溶血,故输血时必须严格检验供血者与受血者的血型,以输入同型血液。

早在17世纪,医生开始对病人输血。当时人们对羊有一种特殊的情感,认为羊血最为圣洁干净,于是外科医生便将羊血输入到人的血管内治病,居然有人活了下来。羊血治愈了一些严重贫血的患者,但也有不少病人死去,成功率不到10%。

直到1920年,奥地利维也纳大学的病理学家兰德斯坦纳才发现,如果按血液中红细胞所含抗原物质来划分血型,就可以避免病人在输血过程中发生血液凝聚,减少死亡的悲剧。由于在血型发现和分类上的贡献,兰德斯坦纳获得1930年的诺贝尔生理学和医学奖,并赢得了“血型之父”的美誉。

人类的血型系统由A、B、O三个基因控制,每个人的血型有两个血型基因,分别继承父母各一个。血型作为一个人的遗传标志,可以用于研究种族的起源、变迁和亲子的血缘关系。在遗传基因中有显性因子与隐性因子,其中,A和B是显性因子,O是隐性因子,这样A(B)和O组合在一起只表现A(B),A和B组合在一起表现为AB,O和O组合在一起仍表现为O。

这一发现恢复了人对人的输血,挽救了不知多少人的生命。随着医学技术的进步,目前已经发现15个血型系统,通常以A、B、O血型最为重要。人对人输血,血型一定要相应,否则红细胞就会凝聚,严重时可致人死亡,因此给病人选输同类型的血液,可大大避免致命的输血反应。血型的发现不仅解决了安全输血的问题,而且还被用于生育、遗传、免疫、器官移植等许多领域。

为了说明血型和输血的关系,人们做了一个通俗的比喻:O型血可以给任何血型的人输血,所以把O型血比喻为是最大公无私的;而AB型血只能给AB型的人输血,同时又可以接受任何血型的血,所以把AB型血比喻为是最自私自利的。其实,这只不过是在输血问题上对血液类型的比喻,绝不是断定O型血的人的性格一定就是最大公无私的,AB型血的人的性格就是最自私自利的。

最近,我国科研人员通过生物工程技术手段,对B型红细胞表面的血型抗原的半乳糖进行切割,成功地将B型红细胞改造成O型红细胞,可安全地输送给其他血型病人。我国还首次发现了一个HLA(白细胞抗原)新等位基因,这一发现使我国在独生子女时代无血缘关系供受体移植事例迅猛增加的情况下,大大提高了造血干细胞移植配型的成功率和精确度。