冬眠动物的秘密武器

韩吉辰

    ①动物的冬眠非常奇妙，人们观察了若干种冬眠的动物，发现了许多意想不到的现象。

    ②加拿大山鼠冬眠长达半年，钻进地穴内将身体蜷缩一团，呼吸几乎停止，脉搏也变得极为微弱，体温下降到仅有5摄氏度，简直像死去一样。松鼠睡得更死，把一只冬眠的松鼠从树洞中挖出，它的头好像折断一样，怎么摇都不会张开眼，用针也刺不醒，只有把它烘热才能动起来。刺猬冬眠的时候，简直连呼吸也停止了。

    ③动物冬眠完全是一项对付不利环境的保护性行动。动物冬眠的原因主要有两个，一是冬季环境温度的降低，天寒地冻需要散发大量的能量；二是冬季极度缺乏食物，动物生存受到威胁。一些动物在长期自然演变中，产生出一种适应性休眠状态，用以抵御冬季的低温。

    ④生物学家发现，冬眠动物体内会发生一系列奇特的生理变化。心脏的跳动特别缓慢，肺的呼吸减慢，一次呼吸最长达10分钟……科学家们还发现，动物冬眠的时间差别很大，一般为3个多月，西伯利亚的旱獭和我国北方的刺猬，一次冬眠达200天，而黑貂却只有20多天的冬眠。

    ⑤虽然人们至今仍在探索冬眠动物调节的机制，还远远没有揭开动物冬眠的深层秘密。不过，对动物冬眠的研究已经取得一些可喜的进展了。

    ⑥科学家做了一个实验，先用人工条件使黄鼠进入冬眠，抽取其血液，注入到其他欢蹦乱跳的黄鼠体中，这些黄鼠也马上进入了冬眠。实验还表明，已连续冬眠几周的动物血液，比刚进入冬眠的动物血液，其诱发冬眠的作用更强烈。科学家利用电脑、示踪原子、电子显微镜等技术发现：冬眠动物血液中存在三种奇异的微小颗粒，简称DADLE物质，都是结构复杂的高分子化合物，它们被称为“冬眠素”，具有诱发动物冬眠的作用。

    ⑦动物的冬眠现象促进了关于“睡眠”的研究。生物学家在研究普通动物的睡眠时做了一个试验：把一只狗或山羊累得筋疲力尽，长时间不让它睡觉，然后抽取一些血液或脑脊髓液，再注入其它的猫、狗体内，仅仅万分之一克，就能使后者沉睡几个小时。利用精密的分析方法，得知组成这种睡眠素的成分是一种胞壁肽，称作“S﹣因子”，其结构与“冬眠素”相似，也是一种高分子化合物。

    ⑧睡眠素不同于安眠药，安眠药的副作用令人担忧，而“睡眠素”是在脑内生成的内源性化合物，对身体没有任何副作用。“睡眠素”可以为无数失眠病人解除痛苦，还为医生找到一种新疗法：手术后给病人注射微量睡眠素，根据需要使病人熟睡几天或十几天，这时睡眠就是最好的镇静药物，病人一觉醒来，伤口已然愈合了。

    ⑨目前，科学家正在加紧研究睡眠素结构，以便找到人工合成的方法，一旦揭开其中的奥秘，意义极其重大。

（节选自《百科知识》2011年第3期，有改动）

大芦荡，你还在守望吗？

徐刚

    ①我面对着辽宁盘锦的100万亩大芦荡。

    ②初冬时季，大都市的寒冷始终与钢筋水泥框架同在，所谓落叶萧瑟，在北京如果不是走到郊外走进西山，那么，也就是街道稀疏的路树而已。细想起来，这“萧瑟”一词中原是包罗着季节无情地更替、秋阳不再、霜上加雪的大涵义的，如今在辽宁盘锦，正由这100万亩大芦荡尽情地舒展着。

    ③舒展着的萧瑟啊！

    ④芦叶像双刃剑把寒风切成碎片，与此同时芦花却要被搓揉成细腻的花团，在纷纷扬扬中衍化出哲思的冷峻，或曰：一切皆如流；或曰：逝者如斯夫。

    ⑤所有的感慨都要被冲散，因为渤海湾涨潮了，喧哗着扑向大芦荡，而苇子们以坚韧绵长的节奏起伏，同以往的每天一样，迎接潮水的到来。世人以为是悲壮的淹没，或许却是一次送别——不久，苇子们将被农人收割，或者成为造纸的原料，或者走进农家的炕头，燃烧出火光、热量，芦叶噼啪地响，自己涅槃自己唱。

    ⑥但，芦苇的根埋在地底下，弯曲、雪白、纵横交错、连绵不断，在大雪覆盖的日子里孕育绿色的新芽，寂寞而骄傲地伸向天国。

    ⑦它们在守望什么？

    ⑧这个国家级自然保护区的负责人告诉我，在这世界第一的大芦荡中有丹顶鹤，还有更珍贵的人类寻找了170多年的黑嘴鸥；而在芦根的网络一般温情、严密的保护下是辽阔的地下石油资源。至于它始于春天的100万亩绿色为渤海湾一带的城乡、天空奉献了多少清新，如何有效地保护了水土资源，则也许很难用数字估算。

    ⑨耸立的井架、成对成对的钻井机正在大芦荡中采油或钻井作业，试喷的石油厚厚地淤积着，珍禽所占有的浅水沼泽的领地日见狭小，昼夜不停的高达110分贝的噪音使芦苇和飞鸟一起烦躁，非法人工养殖对虾牟取暴利的养虾人，正在大芦荡中一片一片地砍倒芦苇、挖掘池塘。仅仅盘锦一市就有猎枪5000支，明明暗暗的枪口瞄准着所有的珍稀禽类……

    ⑩当最后的翅膀折落，人类，你还有希望吗？

    ⑪面对规模愈来愈大似乎永无休止的地下石油的开掘，我们为什么不能说这些资源本应是属于子孙的？我们掠夺子孙的财富只是为了自己生活得更加舒服。

    ⑫也许，我们至今还没有走出“天朝大国”、“地大物博”的阴影，简言之，国人的头脑中几乎没有“人均”意识！

    ⑬即以不可再生的资源论，不妨略举几例：

    ⑭中国要以仅占世界7%的耕地，养活占世界22、5%的人口……

    ⑮我们已探明储量的矿产有148种，45种主要矿产储量的潜在价值居世界第三位，但人均拥有量仅为世界人均水平的一半，居第80位……

    ……

    ⑯苇草本身确实不会思想，然而，它们的存在却引发了多少思想和灵感，我们也不敢想象倘若人的思想没有寄托、移情的对象，这个世界又该是何等的荒凉！

大芦荡，你还在守望吗？

细菌发电前景广阔

①生物学家预言，21世纪将是细菌发电造福人类的时代。

②说起细菌发电，可以追溯到1910年。英国植物学家利用铂作为电极放入大肠杆菌的培养液中，成功地制造出了世界上第一个细菌电池。1984年，美国科学家设计出太空飞船使用的细菌电池，其电极的活性物质是宇航员的尿液和活细菌。到了80年代末，细菌发电有了重大突破，英国科学家让细菌在电池组里分解分子，释放电子向阳极运动，从而产生电能。

操作时还在糖液中添加某些芳香化合物作为稀释物，来提高生物系统输送电的能力。与此同时，还要往电池里不断充入空气，用以搅拌细菌培养液和氧化物质的混合物。据计算 ， 利用这种细菌电池发电 ， 其效率可达40% ， 远远高于现在使用的电池的效率。即使这样 ， 还有10%的潜力可挖掘。

③利用细菌发电原理，可以建立较大规模的细菌发电站。计算表明，一个功率为1000千瓦的细菌发电站，仅需要10立方米体积的细菌培养液，每小时消耗200千克糖即可维持其运转发电。这是一种不会污染环境的"绿色"电站，而且技术发展后，完全可以用诸如锯末、秸杆、落叶等有机物的水解物来代替糖液。因此细菌发电的前景十分诱人。

④现在，多个发达国家各显神通，在细菌发电研究方面取得了新的进展。美国设计出一种综合细菌电池，里面的单细胞藻类可以利用太阳光将二氧化碳和水转化为糖，然后再让细菌利用这些糖来发电。日本科学家同时将两种细菌放入电池的特种糖液中，让其中的一种细菌吞食糖浆产生醋酸和有机酸，而让另一种细菌将这些酸类转化成氢气，由氢气进入磷酸燃料电池发电。

⑤人们还惊奇地发现，细菌还具有捕捉太阳能并把它直接转化成电能的特异功能。最近美国科学家在死海和大盐湖里找到一种嗜盐杆菌，它们含有一种紫色素，在把所接受的大约10%的阳光转化成化学物质时，即可产生电荷。科学家们利用它们制造出一个小型实验性太阳能细菌电池，结果证明是可以用嗜盐杆菌来发电的，而盐代替糖，其成本就大大降低了。由此可见让细菌为人类供电已经不再遥远，不久的将来即可成为现实。