第九章

巴甫洛夫

巴甫洛夫,俄羅斯生理學家。1904年獲諾貝爾生理學和醫學獎。

巴甫洛夫於1849年出生於俄國中部梁讚的一個貧苦家庭。很小的時候,他就幫助家裏做一些力所能及的事,繼承了父輩勤勞好學的美德。青少年時期,巴甫洛夫具有敏銳的觀察力和豐富的想像力,熱愛學習。他對教會中那些神學理論沒有任何興趣,相反,一些科普讀物倒成了他的至愛。11歲時,巴甫洛夫進了教會中學。當父親發現他對科學的愛好之後,不等中學畢業,就把他送到了彼得堡大學生物科學部學習。

在大學期間,巴甫洛夫把他的全部精力都用在了學習上。他不願意浪費在大學裏的每分每秒,每天早晨隻要一睜開眼,就會立刻從床上起來,往實驗室或圖書館裏跑。晚上,一般都要熬到中夜以後。他那種快節奏的生活習慣搞得同學們很不適應,有人甚至在背後罵他腦子有毛病。

有一天,他們班級的一位“領導級”的同學找他談話,希望他與其他同學的生活節奏協調起來,不要影響別的同學的生活。可是巴甫洛夫真誠而坦率地對他說:“在這個世界上,人的生命隻有一次,所以我們應該格外地珍惜。我覺得我必須去珍惜光陰,過真實的生活,過有價值的生活。”那位同學最後被他的真誠所打動,決定號召其他同學向他學習,積極進取,攀登科學的高峰。後來,他周圍的許多同學果然比以前用功了許多,不像以前那樣整天混日子了。

1879年,巴甫洛夫在軍事醫學院取得了博士學位,畢業後留校任教。一年之後,一次偶然的機會他遇到了本校教育係三年級的女學生塞拉菲瑪·瓦西裏耶夫娜·卡爾捷夫斯卡婭,很快雙雙墜入了情網。當時女友年方20歲,正值女孩子青春浪漫的時刻,而他已經31歲了,正處於創業時期。盡管進入了熱戀時期,巴甫洛夫對時間控製得特別嚴,每次約會都給自己限定時間,一到時間就會不顧女友再三挽留,堅決回去。女友剛開始很不理解這種做法,後來才明白了。

1880年的聖誕之夜,已經和他訂了婚的卡爾捷夫斯卡婭約了幾個女友到巴甫洛夫宿舍裏去玩。盡管事先已經預約好了,但當她們來到宿舍時卻空無一人。她們左等右等,他還是沒有回來。女友們見等不來宿舍的主人,隻得掃興地離開了。原來,巴甫洛夫已經忘記了這件事,到實驗室去做實驗了。已經了解了他的女友決心在實驗室門口耐心地等他。直到午夜,他才從實驗室裏緩步走出來。看到著了銀裝的女友,巴甫洛夫這才想起今天是什麼日子。他一把將她摟在懷裏,愛憐地說:“這麼冷的天,你怎麼在外麵雪地裏站著呢?為什麼不直接去實驗室找我呢?”

“我知道你一進入實驗室,就忘記了世界上所有的一切,我與其去實驗室裏礙手礙腳,不如在外麵等著你,這反而可以讓你快點做完實驗出來。”女友認真地說,並無半句怨言。

巴甫洛夫一生最偉大的實驗是狗的假喂飼實驗,這個實驗奠定了消化生理學、胃生理學的基礎,被稱為19世紀生理學最傑出的實驗。他也因此獲得了1904年諾貝爾生理學和醫學獎。

巴甫洛夫曾經到法國留學,1886年學成回國之後就專注於研究動物消化係統的生理狀況。他最喜歡的動物是狗,覺得它既通人性又有靈氣,因此他就拿狗來做實驗。可是這個研究課題要求是在活體狀態下進行。怎樣才能觀察到活蹦亂跳的狗體內的消化活動呢?經過長時間的冥思苦想,他終於設計出了一個非常絕妙的假喂飼實驗。

他首先對狗做了兩個手術:一是切斷狗的食道,使食物不能通過食道進入胃;二是從狗的胃裏接出一根橡皮管,穿過肚皮通到體外,其目的主要是了解狗吞食與胃液分泌之間的關係。實驗正式開始後,先對狗喂飼新鮮的肉食,餓了兩天的狗大口大口地吞食,鮮肉在它嘴裏咀嚼了幾下便吞了下去,可是吞進去的肉通過被切斷的食道進入了食盤。狗雖然不停地吞食,卻沒有一塊肉進入胃中。這時奇跡出現了,橡皮管裏竟然出現了胃液,並滴入事先準備好的廣口瓶中。這一實驗充分證明了食物一進入狗的口腔,胃就會自然分泌出胃液,而不是在食物進入胃裏才分泌出胃液。

實驗取得了成功。可是巴甫洛夫沒有到此止步,他還想知道胃分泌胃液內在的原因。於是他又進行了另一個類似的實驗。他先把與狗的胃相連的神經係統進行手術處理,給它的迷走神經安亡了“開關”。當他切斷了兩條支路的迷走神經,使腦與胃的聯係中斷時,雖然狗仍然在吞食鮮肉,可是胃液再也不產生了。這一實驗證明了是神經係統在調節分泌胃液的腺體並控製整個消化係統的活動。

試驗取得成功以後,巴甫洛夫以更飽滿的熱情投入了工作。1935年8月,86歲高齡的巴甫洛夫主持了在列寧格勒和莫斯科召開的第15屆國際生理學大會,獲得“全世界生物學界元老”的榮譽稱號。

1936年2月27日,巴甫洛夫因肺炎不幸逝世。臨終前,當看到一縷陽光透過窗戶射進了屋內時,他喃喃地說:“起來,我要起來!”他還希望迎著清晨的陽光抓緊時間工作!

巴甫洛夫為科學事業奮鬥到了生命的最後一分鍾。

生物探索

為什麼地球上的生物隻有兩性

英國科學家認為,地球上的生物之所以隻有雄雌兩性,是因為大約20億年前我們的祖先曾經遭受到細菌的感染。

地球上存在無數種生命形式,為什麼多數物種隻有雄雌兩性?多少年來,這個問題一直困擾著世界各地的科學家。

蘑菇育多達36000種性別,—種被稱做粘菌的奇異生物大約有13種性別,但是這些生物隻是地球生物分為雄雌兩性這個幾乎普遍適用的規律罕見的例外。這種現象提出了一個進化方麵的神秘的問題,如果地球生物有100種性別,並且可以與其中任何一種物種交配,那麼地球生物在其周圍的環境中找到伴侶的幾率將達到99%。

如果說看起來生物隻有兩性使物種的生存變得困難而不是更容易的話,那麼為什麼地球上的生物隻有兩性呢?赫斯特認為,這完全要歸因於地球生物是如何通過遺傳獲得—組特定的,被稱為線粒體的基因。

與細胞核或細胞中心部分攜帶的基因(不同,線粒體脫氧核糖核酸(DNA)可以迅速進行自我複製。

看起來以前好像有過某種細菌,線粒體就源於這些細菌。線粒體進行自由複製的能力是它們的細菌祖先遺留下來的。

因為線粒體DNA可以快速複製,如果99%的地球生物可以與任何同種生物交配的話,線粒體出現的任何突變都可能迅速擴散開來。如果這種突變是有害的,那麼突變引起的後果可能是災難性的。對於地球上其他的物種來說。尋找一個配偶可能有些困難,但是從進化的角度來說,這種生殖也有益處,可以減少突變。

神秘生物

這裏,我們不想贅述眾所周知的蘇格蘭北部的尼斯湖怪——尼悉。有關這方麵的描述都是些讓人聽膩了的老調重彈。可是,大家曾否知道,很久以前來自世界其它地區有關神秘的水下生物的報告?僅舉其中幾例。

著名的尼斯湖怪有個“近親”就在中國。自1962年起,在舍諾吉湖中,目擊者偶爾看到過湖中有個怪獸,它很像一隻長著長長金黃色毛發的巨大蟾蜍,兩隻腳上和地長爪。經發怒時有個脾氣——從大嘴中使勁地往外吐水。上海動物學家劉明昌認為,這頭巨怪很可能屬於很遠以前曾生活在我們地球上的一種哺乳動物。

1986年1月初,從日本本州島的一個叫旭村的小鎮傳出消息:在一個山湖中,發現一個不知名的動物。據一個農民目擊者證實,該動物的體長達40米。當地許多居民都證實,他們都看見過一個神秘的怪獸,多次看到它浮出水麵。然而,正如報紙所指出的那樣,日本科學家對此消息最持懷疑態度。

同年底,西方報界報道:在加拿大溫哥華東郊的奧卡納甘湖中,似乎發現一個黑色的巨大爬行動物。甚至刊登過這個神秘動物的照片,但遺憾的是,照片上的圖像效果卻很不理想。

這類例證舉不勝舉。倘若大多數看見過怪獸的目擊者所報告的情況是真實的,那麼這裏就產生一係列邏輯性問題:在幾千萬甚至幾萬萬年前,地球上曾存在的動物界中的個別動物,得以生存下來的某種“已消失的”世界,在地球的某些地區是怎樣形成的?須知,這類要順利地生存下去,必須有確保繁衍後代的整個群體。此外,出現怪獸的許多水體根本不是它們能長期賴以生存的環境,更不可能長期躲避處處皆是的人類好奇的舉動……

當人們讀到通常在地球動物界的發展史中似乎沒有地位的離奇古怪動物出現的消息時,這類消息更激起人們的好奇心。

昆蟲為何具有卓越的建築技巧

在我國廣西和雲南兩地的南部以及海南島,都有許多聳立在那裏像塔一樣的“建築物”。這是白蟻為自己建造的巢,人們稱它為“蟻塔”。

蟻塔一般高為2~3米,最高的竟達6米。它主要是用泥土以及少量的白蟻分泌物和排泄物建成的,這種建築很結實,風吹雨淋也不會倒塌。