ENSO(El Nino Southern Oscillation )现象是海洋与大气相互作用的一个突出表现。ENSO事件发生时,赤道东太平洋海表温度异常增高,南方涛动指数迅速下降,同时造成全球气候和海洋环境的异常。由于这一事件出现常常带来严重的气候灾害和世界经济的巨大损失,所以越来越受到气象学家和海洋学家的重视,以ENSO为中心的海气相互作用的研究已成为当前地球科学中发展最快的领域之一。

但是到目前为止,人们对ENSO现象的形成机制及发生发展的必要和充分条件仍然不很清楚。为此提出了一些理论假设。一种理论认为ENSO事件是海洋大气耦合系统中的内部强迫机制造成的。例如海洋对海面风场变化的响应,不稳定的海气相互作用,南太平洋冷水或喜马拉雅山区的积雪变化等等。但这类理论模型大多只能描述“平均的ENSO”事件,在近百年来发生的几十次ENSO事件中,大约只有一半可以用这类理论来解释。P. Handler提出解释ENSO现象的最新理论是:气候系统存在着外部强迫机制。这一假说认为来自火山爆发的低纬度平流层气溶胶是ENSO气候型的触发机制。但高纬的气溶胶诱导全球反ENSO状态。

这种火山气溶胶假说对“平均的”和“异常的”ENSO事件都是适用的。Handler的研究表明,热带东太平洋海表温度的升高常出现在低纬火山爆发后的三个月内,并在火山爆发后的9 ~ 15个月内上升到最高值。自1951年以来发生的10次ENSO事件中,有7次是与低纬度火山气溶胶相联系的。由于火山爆发的报告很不完善,所以其余3次ENSO是否与火山爆发有关的情况不明。现将这10次ENSO及其对应的火山爆发列于下表:

不仅ENSO事件的开始与火山喷发有关,而且火山气溶胶假说可以用来解释各个ENSO事件持续性的差异。这里我们只以1972、1968-69、1951-53年这几个不同特征的ENSO事件作为例子来说明这一问题,1972-73年是一个正常的ENSO事件。Fuego火山于1971年爆发后热带东太平洋的海表温度立即开始升高,到1972-73年冬季副热带地区的气溶胶都向极地运动并变为高纬的气溶胶,结果使全球气候开始向反ENSO状态发展,所以到1973年春季海表温度比正常偏高的现象就消失了。1968-70年为异常的JEXSO事件。1968年6月Fermandina火中喷发,在夏秋两季气溶胶扩散进入副热带地区。然而大量的气溶胶未能及时到达急流所在的纬度以便在1968-69年冬季向高纬输送。因此,到1969年夏季大部分气溶胶仍处于低,纬地区。在第二个冬季(1969-70年),气溶胶才传向极地或者十分衰弱了,致使ENSO在1970年初才结束。1951-53年热带东太平洋海表温度连续三年偏呢。其原因在于,1951年1月Mt. Lamingto火山爆发后,接着在1951年9月和1952年2月分别又有Ambrum和Bagana火山爆发。因此低纬地区的气溶胶得到补充,所以在这2到3年内低纬地区一直维持了大量的气溶胶。

12

火山假说也能够解释ENSO活动的其他许多方面。例如:为什么在30年代海表温度较正常偏冷是不清楚的。但是我们知道,30年代火山活动减少了,因此ENSO活动也应减少。

[刘晓东编译]

脑神经元在记忆中的关键作用

一组研究人员发现,脑内单个神经细胞倾向于选择性地识别特殊的语词和面容,这是在短期记忆过程发生的情况。该研究为人们了解人脑中与记忆有重要关系的海马组织功能提供了新的信息。

神经生理学家盖里 · 赫特(Gary Heit)指出:“我们为研究脑的理论工作者首次提供了有关海马中实际进行活动的详尽细节,从而对脑子储存和提取信息的过程有所认识。”

赫特和其同事在给受试人员显示早先要求记忆的语词和面容的过程中,考察了脑内神经细胞所发放的冲动。这些冲动由电极所记录下来,而电极是在给癫痫病人做有关手术时按放在脑组织上的。

首先,受试的人员被要求记下20个单词,然而,研究人员给他们看一张单词表,其中有10个先前已记的单词,而另外10个则是新单词。如果受试人员认出了一个已经识记过的单词,他就按要求按动一个键盘。与此同时,研究人员监测他们脑内的活动。

研究人员发现,脑内单个细胞在对特殊刺激情况下,有冲动发放增加的现象。比如,不管任何时候,只要屏幕上显出“Luck(幸运)”的字样,个别脑细胞的反应就会加强;而另外的脑神经元细胞则在呈现“Carve(雕刻)”的单词时才有强烈的冲动反应。

然而,这些神经细胞的反应并不限定于某一独立的刺激,有些神经元可以对两个独特的语词以及两种特殊的面容均产生反应。

许多细胞的参与

另一方面,神经元的反应也并不局限于单个的细胞研究中,人们发现约75%的受检神经元至少对所考察的10个语词可有所反应。这一情况意味着,与其说每个神经细胞识记了某一特殊的语词,还不如认为语词在脑内的记忆反应形式涉及到许多细胞。科学家认为,其中一些细胞的活动被他们取样了解到了。

威德伍斯医疗中心的神经心理学家依雷克 · 海尔格林(Eric Halgren)补充说:“我们可以肯定,当一个神经元在对一项特殊内容的某一特殊单词反应过程中发放冲动时,这并非是它所做的唯一的事。”

这里涉及到两种尚处于探讨的学说。

为了阐明这种假设学说,赫特用以下类似法来解释了记忆:

当给一个人展示温塞特 · 冯 · 戈霍的“星夜”之画的小照后,将照片取走,然后领此人到一条黑黑的走道中,而“星夜”这幅油画则挂在墙上的某一地方。此时,海马组织就是作为向导那样能帮助那人发现这幅认识的画。

功能犹如聚光灯

根据一种学说,海马组织的功能好比在整个过道中的照明,允许脑内的另一部分去定位画所处的位置,根据第二种学说,它的功能就好像聚光灯一样直接聚焦于那幅油画上。

新的发现似乎支持第二种理论学说,这是研究者得出的结论。

海尔格林说:“我们的研究结果倾向于提示,海马组织是在记忆的回忆过程中提供特殊的信息……这就是在你所知道和你所要求的之间所欠缺的部分。”

海尔格林说,海马组织作为一类“常规系统”接受来自脑中新皮质区的活动,然后帮助那些激活早先感知的新皮质区进行活动。

研究人员指出,新的研究资料不仅仅对完善有关短期记忆中海马作用的理论有价值,也许还对发展以大脑为基础的计算机有用。

[徐智策译自Los Angeles Times,1988年6月23日]

生物技术新应用

最近,欧洲议会提出议案,要求制定一项国家级的法律,赋予经基因移植技术处理的动、植物以专利保护,现在,该议会正着手草拟一份章程,以期指导今后在农业及食品生产上应用生物技术的实验。这方面的实验与在药物研究、健康调理方面的实验相比开展得较慢,其原因并非在于高等生物体比细菌、微生物复杂得多,也并非在于人们在基因遗传学方面对高等生物了解得不够。而是另有其特殊原因。

在欧洲,将生物技术应用于家畜的实验已经出现了。布里斯托大学(Bristol University)医学院博士约翰 · 伯林格(John Beringer)介绍说,这些实验的主要目的在于提高家畜的健康水平,并非跟某些批评家所指责的那样,是要创造像狮头羊身蛇尾等诸如此类的怪兽。

其次,动物基因移植实验的应用还包括了药品生产。其原理是利用动物体内现晈的条件,产生生物制品。如在苏格兰动物心理及遗传研究所中,经基因移植的羊可生产一种叫α - 1 - 抗胰蛋白酶的生物制剂,这是一种人体凝血蛋白,即Ⅸ基因蛋白。由羊奶中提取出该蛋白,在人体使用时,免除了原先由他人血液感染上肝炎、艾滋病的危险。

另外,基因移植家畜还能提供健康安全的肉源,比如使肉的蛋白质含量增高而脂肪的含量减少。

约克大学(York University)生物系的威廉逊博士认为,现今的欧洲各国,在基因移植方面管理得最出色的要数英国。因为英国已经拥有由健康安全部批准生效的条例,并将在今年晚些时候为新的立法所支持。这项条例规定,所谓经基因移植的动物,是指携带有它种或同种的额外基因的动物。这些基因由DNA重组技术移植入受精卵,随后该受精卵又被移植入动物母体的子宫,在那儿发育成为个体。这种实验应是使一个基因更大地发挥作用,如同野生的眼同龄的家畜杂交―般自然。

十几个设在英国的全欧研究中心,正在试图培养出从老鼠到母牛的各种基因移植的动物。一些小动物带来的麻烦小一些,因为这与先前的实验更相似 · 而在牛、羊、猪身上,问题就多了,而鱼便难以控制了。

还要指出的是,这些科学家常为别处的实验结果而大为烦恼。其中有在美国的一项原希望加快猪生长的实验,竟使猪患上了关节炎,因为生长基因被错位了。

同时科学家们也面临着基因移植反对者的指控。这最初发生在美国,如今在欧洲也出现了,尤其在西德:科学家们出于使家畜长得更壮,竟在有意培养怪兽了!

这些反对者也猜测,研究人员的研究会使动物丧失某些功能。譬如,使家禽失去翅膀,或使动物失去繁殖能力,以此来使动物多产肉。

英国首倡的章程,使得除了在相当保密的情况下,无人敢在公开场合种植什么基因移植的土豆。像英国一样,欧洲其它国家也希望起草有关因遗传实验致残动物的章程,任何培养无翅膀鸡的实验都将被禁止。

在英国的章程保护下,基因移植动物与其它生物享有同等“权力”。对于它们的头两代后代,均被认为是实验性动物而加保护。

[郭申元译自Financial Times,1989年5月22日]

艾滋病患者延年有望

美国国立艾滋病研究会的女会长贝琳达 · 曼森最近很自信地声称:在不久的将来,艾滋病将成为一种慢性的、可控制的疾病。曼森本人在生育其次子时,因输进了未经验定的血液而染上了艾滋病。在她看来,艾滋病患者正面临着一个崭新的、充满希望的时代——他们将有更长的寿命。

一万一千名包括内科医生、科学家和主管卫生工作的政府官员上周内在加拿大的蒙特利尔市召开了第五届艾滋病国际会议。事实表明,曼森的预言是正确的。目前的现状是艾滋病正使一批批患者丧命,而早期的药物治疗仅仅延长了从诊断出疾病到因此而死亡的时间。据纽约市卫生组织的史蒂芬 · 约瑟夫讲,对艾滋病的研究工作可望在较短时间内得到突破,只是其中有一个经费问题。每年用于治疗艾滋病的医药支出是令人惊愕的,而更令人担忧的是,这些病毒携带者的行为会使更多人染上此症。

也许,迄今已经被发现和使用的两种药物,AZT和五脒,使人们对艾滋病并不像以前那样惊恐。据统计,1982年、纽约市患艾滋病的男性同性恋者中,能活上18个月的,仅占其总数的30%;而到了1987年,由于AZT的使用,其比例一跃到了62.9%。一位得病七年的歌星曾这样说:我们需要改变对艾滋病的旧观念,不是每个患者都死于艾滋病。实际上,约有70%的患者是死于肺充血。经研究证实,直接吸入肺里的五脒气体对于肺充血的进一步恶化,有着明显的阻止作用。联邦卫生组织的官员为此建议凡已染上艾滋病病毒者,当其免疫功能开始减弱时,可以用此药物作吸入治疗。

在美国,据报道至少有一百万人已传染上艾滋病病毒,用AZT和五脒对其进行治疗所需要的费用,每个病人约七千美元和一千二百美元。预计到1991年,国家每年用于艾滋病的支出将上升到45亿至85亿美元,这还不包括门诊及住院设施等项的开支。

可是,对于研究人员来说,也许最要紧的是重新获得对各种艾滋病药物进行测试的控制权。从诸多种药物中,找出最有效的。以往,处于实验阶段的药物常常首先出现在黑市交易中,病人有了药就进行所谓的“自我药物实验”。迫于大众对此的压力,美国食品和药物管理局已经设立了“快速跟踪站”,专门从事于对艾滋病药物的审批工作。

尽管艾滋病的研究工作取得了一定的进展,但人们在生理和心理上还是忧心忡忡的。在纽约市蒙特菲尔医学中心里,每天有许多女患者询问她们是否可以有孩子。有些人冒险施行没有防范措施的性生活及使用非一次性注射器作静脉注射,有关人士认为这些行为很有可能引起新的传染病。

总之,借助药物,艾滋病患者会活得长些。但是目前还不能确定这种药物作用至多能给病人多久的生存时间,是几年还是更长的时间?这些病人的生活多为独身,享受不到天伦之乐。而曼森则表示:每一个生存日对他们而言,不能不说是一份礼物。

[张国勇编译自Time,1989年6月号]