书城科普别让它们离开我们
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第16章 你需要知道它们对人类究竟有多么重要!(2)

摩尔根和他的学生在十几年的果蝇研究中,不仅有许多重大的发现,也留下了许多动人的故事。其中有一个故事是,由于研究工作需要数量很多的果蝇,在实验的高峰期,人们在哥伦比亚大学旁边的地铁车站,常看见成群的学生提着装有果蝇的牛奶罐,他们要把果蝇带回家去,在餐桌上继续进行果蝇的统计。有个学生的孩子,当有人问到他爸爸是做什么工作时,他很得意地回答说:“我爸爸给哥伦比亚大学数苍蝇!”

果蝇的研究使摩尔根获得了极大的成功,有人这样评论他:“摩尔根的染色体理论代表着人类想象力的一大飞跃,堪与伽利略、牛顿齐名。”一些着名的科学家经常来到他的实验室,或是向他寻求果蝇,需要他的帮助,或是与他进行交流。例如,发现人的ABO血型的兰德斯泰纳,就希望摩尔根帮助他们从遗传学上加以论证。而另一位英国着名生物学家威廉·贝特森,是孟德尔遗传定律重新发现的主要支持者,但他一直不相信染色体遗传学说,当他有机会来到美国时,就亲自来到摩尔根的实验室,用他自己的话来说,就是要来“看看哥伦比亚的奇迹”,看过之后,他不再怀疑摩尔根的学说,转而成为一个坚定的支持者,他说:“我是为了对升起在西方的星,恭谨地奉献我的敬意而来到此地的。”

目前,科学家们几乎全部掌握了果蝇基因的奥秘。在果蝇全部的13000多个基因中,已经破译了97%的基因编码。通过研究发现,果蝇的基因中有61%与人类相同,特别是果蝇与人类使用同样的或是类似的基因控制生长发育,这对基因控制胚胎发育的遗传机制的认识,是极其重要的。除此以外,果蝇在其他一些方面的研究中,对于认识动物和人的神经活动、智力和行为等都有重要的价值。

果蝇曾经被认为仅仅是一种普通的昆虫,它的生命是短暂的,但它的生命活动却不简单。果蝇甚至具有多种多样的行为能力,它可以学习,不同个体之间有聪明与呆傻之分,有的还有“老年痴呆”的表现。在实验条件下甚至通过饮酒、吸毒也能表现出相应的行为。有人认为果蝇还能够睡眠,甚至做梦、唱歌等。关于人类睡眠的研究一直是一个重要的领域,科学家在对果蝇的研究中筛选到一个基因,发现这个基因与睡眠直接相关。通过在果蝇身上进行相应的基因研究,可以进一步扩展到小鼠和其他哺乳动物,甚至对人类睡眠的认识,都有极大的意义。

总之,果蝇在近一个世纪以来的生物学舞台上占有举足轻重的地位,在各个领域的广泛应用使其成为一种理想的模式生物,不论在已往、现在和将来,都将为人类探索生命科学的真谛做出不可磨灭的贡献。

五、人类健康与动物的关系

保持身体健康、防病治病、延缓衰老是人们的愿望。在长期的实践中,人们发现很多疾病可用各种各样的动物来治疗,例如古人早就知道用医蛭吸淤血,治疗肿毒疖疮等顽症。明代李时珍的《本草纲目》中记载的动物药材有461种。

我国的中医药历史源远流长,广泛使用的动物药材很多,例如牛黄、鹿茸、麝香、龟板等等。外形丑陋的蟾蜍的耳后腺可制成蟾酥,哈士蟆、海马、水蛭、蜈蚣、土鳖虫等,也都是有药用价值的宝贵资源。

在动物园中,我们见过梅花鹿或马鹿等动物,它们的头上常常长着形状各异的角。它们每年都换新角,生长中的鹿角在骨心外包有带茸毛的皮肤。我们称它为鹿茸。鹿茸可提高人体的活力,促进新陈代谢,特别是能增强大脑的机能,历代医书都把鹿茸称为“药中之上品”。此外,鹿肾、鹿血、鹿骨、鹿尾和鹿鞭等都可入药,真是“鹿身百宝”。但是,野生的梅花鹿已不足1000头,已成为国家一级保护动物。因此,要多产鹿茸和鹿肉,唯有发展人工养鹿。

麝是一种小型鹿类。麝香是雄麝的麝香腺分泌的一种物质,在中药中应用非常广泛,如“六神丸”、“麝香蟾酥丸”、“麝香膏”等均用它做原料。麝香有浓厚的香味,所以,它又是高级香水和香料的原料。(图片101)

海马是一种鱼类,因为它的头形像马,所以称为海马。它的繁殖方式很奇特,每当生殖期到来时,雄海马的腹部充血,皮褶愈合形成一个育儿袋,雌海马将成熟的卵产在雄海马的育儿袋中,卵就在里边孵化成小海马。小海马发育成熟后,雄海马就像不倒翁似的前俯后仰,一条条小海马就从育儿袋中被逐渐喷了出来。海马可供药用,素有“南马北参”之称,意思是海马与吉林人参齐名,有健身、强心、止痛和催产等功效。

哈士蟆是东北地区产的中国林蛙。干制的雌性林蛙整体称为哈士蟆,晒干的输卵管称为哈士蟆油,是中药里名贵的补品,用于补虚、退热。因为中药对它的需要量很大,近来已有不少地方进行人工养殖。

蝎子是蜘蛛的近亲。因为它会螫刺人,所以常遭人们的憎恶和厌弃。其实蝎子以小虫为食,它直接或间接地消灭了许多危害人类的小虫,它的功大于过。而且,蝎子可做中药,称为全蝎,去毒的尾部称为蝎梢。它们可治疗小儿惊风抽搐、大人半身不遂等10多种疾病。蝎毒还能治疗流行性乙型脑炎。

蜈蚣既是毒物又是宝物。它有毒螯和毒腺,会伤人,但它又是宝贵的动物药材之一,有抗肿瘤、止痉和抗惊厥等功效。

癌症是使人不寒而栗的恶疾,人们谈癌色变。为了减弱和终止癌症对人类的威胁,成千上万的科学家在各个领域中夜以继日地探索着,海洋药物资源是他们研究的热点。科学家们已用海洋生物制取了很多药物。杂色蛤的提取物对肺癌细胞的生长有抑制作用;从海绵动物体内提取的一种物质可治疗口腔癌和宫颈癌,对白血病也有疗效;从加勒比海的柳珊瑚和软珊瑚中也提取到了抗癌物质。科学家发现鲨鱼很少得癌症,似乎对癌有天然的免疫力,将一些病菌和癌细胞接种于鲨鱼体内,也不能使其患病和致癌。这些发现,导致了人们对鲨鱼研究的兴趣。近年来,已从双髻鲨体表分泌物中分离出一种超强抗癌药物,从深海鲨鱼的肝脏中得到有抗癌作用的角鲨烯,还发现鲨鱼的软骨中有抗肿瘤的活性成分。科学家还从牡蛎、蛤、鲍鱼、海蜗牛、乌贼等动物体中找到了许多抗病毒的物质,可以治疗多种疾病。

可以看出,长期以来,许多动物为人类的健康做出了无私的奉献,成了人类健康的忠诚卫士。

进入新世纪以来,人类对健康又有了崭新的认识。其基本的认知是,人类自身的健康离不开自然生态乃至动植物的健康。在人类生存的这个地球生物圈内,健康乃是一个交叉循环的概念。人与日月光华共出没,与动物植物齐呼吸,生命物质信息的交流与交换肯定是不可或缺的。大自然不健康,野生动物不健康,人类休想健康。

近年来,一个新兴的交叉学科——保护医学诞生,其核心理念是:健康涉及整个生命网;健康体系包含了包括人类在内的所有物种;生态过程联结物种之间的相互关系,约束所有的生命体系。人类活动导致的物种灭绝的速度提高到了人类出现前的100~1000倍。我们在失去大量动植物物种的时候,很可能有许多物种还没有被人类发现,而它们可能是有价值的新药物的来源。而且,所有的物种和自然环境构成了生态系统,其特点是具有服务功能,包括调节氧气和二氧化碳浓度、大气水分循环、净化饮用水、调节全球温度和降水量、形成土壤和保肥、植物授粉,以及提供食物和燃料等,因此人类的生存和发展离不开所有生命支撑的服务功能,而这种功能的丧失正是由于生物多样性的丧失引起的。

六、植物在环保中的重要作用

草坪是空气净化器

草坪又被人们称为草皮。它对于人类生存环境有着美化、维护和改善的良好作用,同时,绿茵茵的草坪,也具有较高的观赏价值和实用价值。

我国对利用草坪的研究有着悠久的历史。早在春秋时,《诗经》中就有对草地描述的佳句。公元前187~公元前157年张骞通西域,就带回一定数量的草坪草。那时的草坪只是宫廷园林中的小块草地。而到公元500年左右,人们开始注意各种庭园中的绿色草地——草坪。13世纪,草坪进入室外的运动场、娱乐、游玩和栖息地。18世纪,英国、德国、法国等国家先后都建立和普及了草坪。

草坪草都来源于天然牧场,它已广泛地应用于各种场所,渗入到人类的生活,成为现代文明社会不可分割的组成部分,草坪草的研究已成为一门新兴的学科。

人们通过研究证明,草坪能净化空气,消除病菌。如1公顷草坪地,每昼夜能释放氧气600公斤。它还具有很强的杀菌能力,一些有毒空气被草坪吸收后,可以陆续地转化为正常的代谢物。

草坪草密集交错,叶片上有很多绒毛和粘性分泌物,就像吸尘器一样,吸附着飘流粉尘和其他金属微粒物。绿色的草坪是一个既经济又理想的“净化器”。它可以把流经草坪的污染水净化得清澈见底。草坪就像绿色的地毯,其根部在土壤中纵横交错地编织着一幅网状图案与土壤紧密地结合,既能疏松土壤,又能防止土壤流失。(图片103)

绿色的草坪以其具备的吸热和蒸腾水分的作用,可以产生降温增温的效力,可以调节小气候。草坪是消除和减弱城市噪声污染的最好武器,又是十分廉价的除音设备,草坪以外型低矮、平整、色泽如一、线条起伏、图案新奇给人以美的享受,更不是能用几句话就说清楚的。

绿色的草坪在喧嚣的城街,以绿色毯状映衬着五彩缤纷的鲜花,不仅净化着环境,而且给人以美的享受,我们多希望这绿色的地毯加快延伸。

沙生植物不怕旱

最着名的一类沙生植物是仙人掌科植物,它们的叶子退化,可以减少水分蒸发,茎呈肉质可以饱含水分,茎含叶绿素可进行光合作用。

在墨西哥沙漠中,有一类巨型仙人掌,形如大树,如果切开它,里面尽是水,好像贮水桶一样,这是它抗旱存水的巧妙方法。

有的沙生植物靠深根吸地下水来抗旱,根深的程度往往惊人,如骆驼刺的根,可深入地下15米水源处吸水。骆驼刺生于我国西北沙漠里。

非洲撒哈拉大沙漠中,有一种叫“沙漠夹竹桃”的植物,它的叶片下面的气孔陷在一个深洞里,洞口有茸毛,防止水分蒸腾过快。它本身有一种笼罩树身的挥发油散出的蒸气,防止过度蒸腾。(图片104)

森林是绿色宝库

地球上郁郁葱葱的森林,是自然界巨大的绿色宝库。森林是我们人类的老家,人类的远祖——猿最初就是从这儿发展起来的。今天,森林仍然为我们无私地服务着。

从生态与环境角度来看,森林是地球之肺,是生态平衡的支柱。通过光合作用,森林维持了空气中二氧化碳和氧气的平衡。除此之外,森林还有许多其他功能。

森林能涵养水源、防止水土流失。据测算,林地和非林地相比,每亩(1亩=666.7平方米)能多蓄20立方米的水,10万亩森林蓄积的水,与一个库容量为200万立方米的中小型水库可蓄积的水相当。森林还是水分的“调度员”。在雨季,森林能使洪水径流分散,滞缓洪峰的出现;在枯水季节,森林则维持河水的正常流量。

森林能调节气候、防风固沙,大面积的森林可以改变太阳辐射和空气流通状况。森林里,巨大树冠和树身阻挡了大风,降低了风速。1公顷森林一年能蒸发8000吨水,使林区空气湿润,起到调节气候的作用。

森林又是消除污染、净化环境的能手。森林好像是天然的吸尘器,15亩的森林一年能吸收36吨烟尘。森林里许多树木是消除空气污染的能手,樟树、丁香、枫树、橡树、木槿、榆树、马尾松等都有很强的吸收二氧化硫、氯气等有毒有害气体的能力。松树等树木还能分泌杀菌素,杀死白喉、痢疾、结核病的病原微生物,起到净化环境的作用。

森林还是庞大的基因库,在生物圈中占据着重要的位置。在森林里,植物、动物、微生物种类繁多,物种极为丰富。据估计,地球上约有1000万~3000万个物种,而生存在热带、亚热带森林中的物种就有400万~800万个。

假如没有森林,地球上将会有450万个物种灭绝,洪水将泛滥,沙漠将不断扩大,人类的生存环境将会大大恶化。当前,制止滥伐森林、维护生态平衡是我们的首要任务。只有保护好森林,我们的地球家园才会变得越来越美好。(图片105)

森林是大自然的卫士,是生态平衡的支柱。它能维持空气中的二氧化碳和氧气平衡,还能清除空气中的有毒有害气体,因此被人们称为“地球之肺”。

大气中的氧气,对生物有着极其重要的作用。人可以许多天不吃不喝,却一刻也不能停止呼吸。在地球上,绝大多数的氧气是由森林中的绿色植物产生的。绿色植物在进行光合作用时,能吸入二氧化碳,呼出氧气。当然,绿色植物也要进行呼吸作用,不过在阳光的照射下,它的光合作用大约比呼吸作用大20倍。因此人们称绿色植物是氧气的“天然制造厂”。树木通过光合作用吸收大量的二氧化碳,同时释放出大量的氧气,这对全球生物的生存与气候的稳定,有着很大的影响。有人测算过,一株胸径33厘米的栗树有11万片叶子,其表面积为340平方米,一座森林有成千上万棵树,树叶的面积就非常巨大了。地球上的绿色植物每年要吸收4000亿吨的二氧化碳,释放2000亿吨的氧气。可以毫不夸张地说,没有了森林,人类和各种动物都无法生存下去。

森林对大气有很强的净化作用。森林中的植物能清除二氧化硫、氟化氢、氯气等有害气体。二氧化硫是分布广、危害大的有毒气体,当大气中二氧化硫浓度达到10ppm时,就会引起心悸、呼吸困难等症状。森林能吸收二氧化硫,并将它转化为树木体内氨基酸的组成成分。氟化氢也是对人体有害的气体,人如果吃了含氟量高的果品、粮食和蔬菜,就会中毒生病。许多种树木都能吸收大气中的氟化氢,每公顷银桦树能吸收11.8千克的氟.每公顷桑树能吸收4.3千克的氟,每公顷垂柳则吸收3.9千克的氟。

森林还被人们比作“天然的吸尘器”。假如把1亩森林的叶片全部展开,可铺满75亩的地面。由于叶片上绒毛多,叶片还能分泌黏液和油脂,因此森林能拦截、过滤、吸附空气中的各种污染物。科学家作过计算,每年每15亩松林可消除36吨烟尘,每平方米榆树叶可滞留3.39吨粉尘。当带有粉尘的气流经过森林地带时,由于茂密的枝叶减低了风速,空气中的大部分粉尘都会落下来。一场大雨后,粉尘被淋洗到地面,空气又变得洁净异常。树叶被雨水洗干净后,又恢复了滞尘能力,又可净化空气了。

森林真是“地球之肺”,没有它,一切生物都将难以呼吸,难以生存。