科学家最近发现,在冰冷的太空生成的小气泡表明,生命或生命的种子可能起源于宇宙。
科学家在一项模拟太空的恶劣环境——寒冷、无空气、大量辐射的试验中设法培养人造细胞膜。
加利福尼亚大学专门从事细胞膜研究的生物学家戴维 · 迪默(David Deamer)认为:“这些类似于肥皂沫的细胞膜可充当原始的细胞壁。这种细胞壁为半渗透性,因此像水和氧气这样的东西进出非常容易。这就是生命所需要的——一个不与外侧完全隔离的内侧。”发表在美国《全国科学院学报》上的这份研究报告称,来自太空的有机物可能是地球生命的起源,这些有机物是从陨石带到地球上的太空灰尘中发现的。
多年前,人们已经发现这些有机物“自我组合”成肥皂沫一样的抗水泡沫。
当美国航空航天局开始执行它的天体生物研究计划时,科学家们为研究在太空生成一个细胞所需要的条件进行了合作。
美国航空航天局加利福尼亚艾姆斯研究中心的科学家路易斯 · 阿拉曼多拉(Louis Allamandola)认为:“科学家们相信,生成细胞膜所需的分子,也就是可以形成生命的分子布满太空。这一发现意味着宇宙中可能到处都存在着生命。”下一步研究是看看这些小气泡能否支持细胞一样的活动。
[方留民译自《路透社华盛顿》2001年1月30日]
陆地上最早的生物化石
从美国和南非的科学家联合小组发现的证据说明,生物在陆地上出现的时间比专家们过去想象的早得多。研究人员在南非发现了至少26亿年前的生物化石,这比以前想象的要早14亿年。
科学家相信,微小生物体在地球的海洋中已经生存大约38亿年,但是他们对于最早的生物何时在陆地上出现却没有把握。以前,科学家认为在美国亚利桑纳州发现的化石是陆地生物最古老的证据(那些化石已有12亿年)。
这次从南非汉波兰卡省发现的一块17米厚的岩石中含有非常多的碳元素。经化学分析,岩石中的生物化石是由微生物丛的细菌构成。这种微生物丛最初在土壤表层形成,然后在土壤形成(岩石)时被包裹在里面。这种微生物丛大约一公分厚,据认为至少已存在26亿年。
研究人员还证实了岩石中存在氢、氮和磷,这些元素结合在一起说明了那种常见的生物关系,同时也为地球大气中的臭氧层和氧在26亿年以前就存在提供了依据。上述条件对于陆地上出现生物是必不可少的。
这一发现可以证实这样一种理论,即臭氧可以作为其他星体存在生物的标志。美国航空航天局计划在适当时刻发射一个空间探测装置,以研究遥远星体的大气是否有这种化学物标志。这一科研小组是由宾夕法尼亚州立大学的科学家领导的。为了这一研究,他们通过美国航空航天局支持的科研项目得到了财政援助。现在,研究人员正计划勘探澳大利亚、加拿大和其他地区来寻找古代生物痕迹。
[陆家训译自《科学报道》(美)2000年12月20日]
大脑是如何识别错误的?
美国田纳西州范德比尔特大学的研究人员研究最近通过实验观察到了大脑的“领悟”中心——即在大脑做出错误判断时被激活的一串神经细胞。
负责该项研究的沙尔(Schall)博士认为:对大脑这一区域的研究阐明了大脑如何对其自身进行调节,可以使人们更好地了解损害人的控制思维及行动能力的疾病,比如精神分裂症。
研究人员对两只短尾猿猴做了一系列“停止任务”实验,以观察大脑的活动情况。他们让短尾猿猴坐在一台屏幕中央有一亮点的计算机前,并记录猿猴眼睛的运动情况。开始不久,屏幕中央的亮点消失,而在屏幕边缘出现另一个亮点,如果猿猴的目光追寻新的亮点,它将得到犒赏。
过了一段时间后,当猿猴刚要寻找其他亮点时,屏幕中央的亮点又出现了,如果此时猿猴停止将要进行的动作(寻找其亮他点)而续续盯视屏幕中央,它也会得到犒赏。
实验期间,研究人员不仅监测猿猴的眼睛运动,同时记录大脑中被称为“辅助眼部区域”(SEF)的神经活动情况。结果发现在SEF中有三种类型的神经细胞。当猿猴做出正确决定并知道它会得到犒赏时,其中的一类神经细胞开始活跃。另一类神经细胞在猿猴大脑中的信号发生冲突(比如,作出错误判断但仍希望得到犒赏)时变得比前者还要活跃。第三类神经细胞位于“领悟”中心,当猿猴做出一个错误判断并意识到不会得到犒赏时,其神经细胞亦会作出反应。
在上述研究的基础上,沙尔及其同事还计划进一步了解大脑是如何使用这些信息控制行为的。
他们下一步的计划是试图了解这些神经细胞如何影响大脑的其他部分,使大脑不再犯相同的错误。研究人员计划对猴子和患有精神分裂症的人同时进行研究,目的是了解治疗精神疾病的药物是否能够提高大脑的认知能力,使之能从所犯错误中汲取经验教训。
[方留民译自《路透社纽约》2000年12月15日]
断肢与脑神经重布线
人在失去一条肢体后,经常会感觉到一种来自断肢表面的慢性疼痛,如果有人触摸他们的面部,也会在断肢中有所知觉。这是为什么?美国科学家通过猴子实验后指出:这是由深藏在大脑中的“神经重布线”引起的。
清醒的思维和记忆是在大脑皮层中进行处理的。当部分大脑皮层,或者由于手术切断,或者由于脊髓损伤等原因,不再能够接收感觉的输入时,它附近的神经就会自动侵入已经死亡的部位,并把这些部位“整个儿”地接收过来,担当起原来神经所从事的“任务”。这就是为什么人在那条失去肢体后,却还会常常感觉到失去的肢体,或者会感受到长期不断疼痛的原因。
神经学科学家猜测,这一“神经迁移”现象可能会被大脑中更多的原始部位的变化所触发。如掌握着自动功能和本能的脑干,其变化很可能就会触发“神经迁移”现象。试验证明,这种猜测并非凭空臆想。能够解释这一现象的其中一个线索就是:在触摸面部和感受失去手臂中的知觉这两者之间,有着频繁的联系。也就是说,触摸面部就能常常感受到失去手臂中的知觉。为什么?因为来自手臂的神经进入了脑干一个叫楔形脑细胞的位点,而面部神经则到达与之紧邻的顶点三叉神经,这两者之间发生了频繁的联系,所以触摸面部能感受到“断臂”的疼痛。
目前还没有研究表明人的脑干中相邻的细胞核之间会发生交流。但是美国田纳西州的一组研究人员,通过用一些因医学原因被切断一条手臂的猴子做试验揭示出,随着猴子的生长发育,成年猴子脑干细胞核之间的界限是可以被超越的。实验证明,这些猴子就已经将这种联系从三叉神经发展到了楔状细胞核。
在大脑皮层的上面,接收来自臂和手输入的部位,再度与接收面部输入的部位相邻,这一情况使得研究人员认为,脑干和大脑皮层中的变化可能是有联系的:“我们已经知道大脑的可塑性是很强的,但我们有把握来着手解决这个问题。”
[宁宏宇译自NewScientist,2000年4月25日]
改善作物品系的基因技术
随着可食用疫苗研究不断取得进展,致力促使食物具有更高营养价值的研究工作也不断深入,如“金粒稻米”就是针对改善维生素A缺乏现状而开发的水稻新品。维生素A缺乏现象在亚洲、非洲和拉丁美洲许多地区司空见惯。
由于稻米是地球上1/3以上人口日常食物,因此它将是为人体输送所需维生素的便捷途径。但目前的水稻品种并不供给人体维生素A,然而经过基因改良的金粒稻米却可以产生β胡萝卜素,以利人体将这种成份转变成维生素A。
目前大规模推广金粒稻米时机尚不成熟。大量的测试仍需要完成,主要包括分析人体是否能够有效地吸收稻米中的β胡萝卜素。预计测试计划至少要持续到2003年。
与此同时,科学家正在尝试以更丰饶的β胡萝卜素以及其他维生素和矿物质充实水稻的营养品质,并成功地将铁元素融入稻米,这将使全球20多亿人体缺铁现状逐步得以改善。
研究人员还在设法增进其他食物的营养品质。
2000年6月,一个由英国和日本研究人员组建的科研小组报道称创造出一种改良西红柿,西红柿内含一种基因可以提供超常3倍的β胡萝卜素。此外,各种传统培植方法也正在被采用,如目前一项旨在增强稻米、小麦、玉米、豆类和木薯维生素和矿物质含量的国际工程就在探索这项技术。
眼下并非人人都被近期遗传学的重大突破所打动,基因改良食品在大众中仍然存在争议。但支持改进食物营养品质的人士,希望金粒稻米之类的基因改良作物不致因此而被无情地淘汰掉。
[易家康译自ScientificAmerican,2000年第9期]