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生命起源的模擬實驗


  奧巴林的《生命起源》出版之后,生命起源的研究迅速發展起來。1953年,美國芝加哥大學年輕的畢業生斯坦利·米勒根據奧巴林的假說和他的老師尤里提出的原始大氣成分的資料,設計了一個別出心裁的實驗——原始大氣模擬實驗。他把甲烷、氨、水蒸氣、氫氣的混合氣體裝在一個封閉的裝置內,讓它們循環流經一個模擬太陽紫外輻射的電唬經過一個星期的晝夜連續放電之后,他用紙上色層法分析這些溶液,發現除了那些簡單物質以外,還有甘氨酸和丙氨酸等11種氨基酸出現,其中有4種氨基酸存在于天然蛋白質中,米勒實驗揭示了簡單分子變成復雜分子的途徑,為我們提供了幾十億年前原始地球上合成有機物的生動景象。

  艾貝爾森繼續了米勒的工作。他用由不同氣體以不同方式組合的材料,進行了一系列類似的實驗。他發現,只要開始時所用的分子中有碳、氫、氧、氮等原子,就能形成在蛋白質中普遍存在的那些氨基酸。1959年,德國科學家格羅特和維森霍夫設計了一個用紫外線代替放電的實驗。他們也得到了氨基酸。1961年,美國的生物化學家奧洛把氧化氫加到實驗開始時的混合物中,得到了很多種氨基酸,還有一些短鏈的肽。此外,還制成了一些嘌呤,特別是核酸的重要成分——腺嘌呤。1962年,奧洛又用甲醛作為原料之一,制成了核糖和脫氧核糖。1963年,波南佩魯馬也做了同米勒相似的實驗。他用電子作能源,制成了腺嘌呤。接著,他同馬里納、薩根一起,進一步把腺嘌呤加到核糖溶液里,在紫外線作用下,制成了腺嘌呤和核糖分子結合而成的腺嘌呤核苷。

  近年來,組成蛋白質的20種氨基酸已全部通過人工模擬自然條件的方法合成。中國科學家利用火花放電方法,合成了胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸等幾種氨基酸。1965年,中國成功地人工合成胰島素。這些都進一步豐富和發展了生命起源的理論,開創了探索生命起源的新階段。

  優生學的創立

  優生學是運用遺傳學原理來改善人類遺傳素質的一門學科。是由英國遺傳學家高爾頓把他表兄查理·達爾文的進化概念擴充到改良人種的研究上而創建的。高爾頓自幼聰穎,22歲即獲得牛津大學和劍橋大學的博士學位。興趣廣泛,博學多識,先后創立了生物統計學、人類遺傳學,并用數學方法研究人類遺傳,對從事各種職業的300人的家譜及其他情況進行調查,采取統計方法計算人口數量,著重研究人類身體和精神上的復雜遺傳現象,提出在當時很少有人接受的心理和生理特征是遺傳的這一觀點,并受到達爾文的大加贊賞和承認。

  高爾頓在深入研究、詳細調查、廣泛論證的基礎上,于1883年提出優生學的概念,正式創立了優生學說。他的主要觀點是:人類要繁榮昌盛,一代勝過一代,就必須促使有優良或健全素質的人口增加,使有不良素質的人口減少,以改進人類的遺傳素質。

  優生學又分為消極優生學和積極優生學,前者目的在于尋找各種方法,以減少產生不利表型的等位基因的頻率,后者則是設法增加或維持產生有利表型的等位基因的頻率。實踐上,人們通過調查,查明遺傳素質的人節制生育,以盡可能防止遺傳素質的人節制生育,以盡可能防止遺傳缺陷產生的原因和遺傳疾病傳遞的機制,并相應地采取適當措施,鼓勵具有優良的遺傳素質的人生育后代,勸說具有有害的遺傳缺陷的出現,減少患遺傳疾病嬰兒的誕生,阻遏致病基因的擴散,以逐步改善人類的素質。根據高爾頓的建議,倫敦大學于1904年建立優生研究所,并開設了優生學講座。

  人體解剖圖首次繪出

  1490年,意大利藝術家、科學家達·芬奇第一個用精湛的繪畫藝術繪出人體解剖圖。達·芬奇是文藝復興時期最卓越的科學家。他沖破中世紀宗教信仰統治,以科學的態度和科學的實驗方法認識自然,他為了獲得真實、系統的人體解剖學資料,不顧教會的反對與制止,冒著受迫害的威脅解剖了30多具尸體,前后繪制出將近1000幅解剖圖。并隨手寫了許多解剖學札記,為此后醫學發展做出了杰出貢獻。達·芬奇用高超的繪畫藝術,對人體各個年齡,各個局部結構作了極為真實細致的描述。第一個正確描述了子宮形態結構和胎兒在子宮中的通常位置。首次繪出人體骨骼圖和心臟瓣膜圖。第一個發現上頜竇和心室內連鎖帶。

  達·芬奇在繪畫解剖圖中,完全以尸體為標本,堅持實際真實的原則。

  他說:“許多人認為有權非難我,說我的論證反對了處于崇高地位若干人士的權威。沒看出我的論據乃是出于樸素而真實的實驗,這種實驗才是真正的導師!彼乃孛杷囆g特別翔實,特別逼真。令人驚訝的是從作品中可看出心、腦、肺、子宮與肌肉的微細結構。他所描繪的解剖圖至今仍有一定的參考價值,為世界醫學解剖做出了杰出的貢獻。

  人格測驗法的建立

  人格測驗又稱個性測驗,是評定個性心理特征的一種技術,在臨床上作為心理診斷的一個方法。

  1921年,瑞士的精神科醫生洛夏首創投射性試驗。他受到從事美術工作的父親的啟發,想了解病人精神障礙時對感覺有何影響,于是,他用圖畫來測驗病人,促使病人的內心活動投射出來,從而了解病人的內心世界。這些圖片是用墨跡制成的,又叫墨跡測驗。他在紙上涂墨跡,未干時對折,形成濃淡不一,完全對稱的墨跡圖。他從成千幅圖畫中選取出10張,其中3張為水墨跡圖,7張為彩色圖,并按順序把這些圖逐一給病人看,讓病人講出在圖上看到什么,加以記錄,最后進行分析評定。多數心理學家認為,這是適于成人和兒童的良好的人格投射測驗方法,對于診斷異常人格有一定價值,因而曾風行一時,至今仍被認為是傳統的心理測驗方法之一。

  1943年,美國的哈特衛和墨金利編制了明尼蘇達多項人格調查表(簡稱MMPI)。此表采用問卷測驗法,共有566個采用自我敘述語形式的題目,被試者根據自己實際情況作“是”與“否”的回答,若不能判定時則不作答。

  這是目前各國廣泛應用的一種量表。此表除用于臨床診斷外,還可作為藥物和心理治療的療效評價。它已成為精神科、內科及心理衛生界良好的篩選工具。

  后來,英國的艾森克制定了艾森克人格問卷(簡稱EPQ)。該卷由4個量表構成:內外向、神經質、精神質、掩飾。EPQ分為大人和小孩使用的兩套問卷,小孩量表有97項,大人量表有101項,受試者根據自己的情況回答,測試后根據各量表的計算標準評分,并參照相應的常模來解釋。EPQ是英國倫敦大學心理學和精神病研究所有關人格研究的測定方法,目前在國際上應用廣泛。

  動脈粥樣硬化病因的探明

  美國醫學教授邁克爾·布朗與約瑟夫·戈爾斯坦長期合作,提出膽固醇代謝規律,為探明動脈粥樣硬化的病因做出了巨大貢獻。因此,共同榮獲1985年諾貝爾生理學或醫學獎。

  人體血液中的脂質主要有膽固醇、甘油三酯和磷酯等。這些脂質只有與球蛋白結合成脂蛋白,才能在血液中循環利用。脂蛋白分為乳糜微粒、極低密度脂蛋白、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白等。臨床證明,主要含膽固醇的低密度脂蛋白增高,是導致動脈粥樣硬化的禍首。那么,低密度脂蛋白的濃度是什么因素決定的呢?1981年,布朗和戈爾斯坦經過研究終于探明了導致動脈粥樣硬化的關鍵:肝臟細胞和肝外其他組織細胞膜上有一種低密度脂蛋白受體,這種受體的功能是幫助吸收血液中的膽固醇粒子,調節體內脂蛋白的吸收和降解,控制血漿膽固醇水平。當人體各型細胞細胞膜上缺少這種受體時,低密度脂蛋白便不能正常地進入細胞而被利用。這樣,留在血液中的低密度脂蛋白就會增多,從而引起高膽固醇癥,成為動脈粥樣硬化的起因。

  同年,這兩位學者還發表了膽固醇代謝規律的研究成果。膽固醇被肝臟產生的低密度脂蛋白帶入血流。這些低密度脂蛋白分子內的膽固醇顆粒被包裹起來而擠進細胞內,被細胞膜上的受體“識別”,附著于細胞膜受體凹陷處。膽固醇進入細胞后,便激活細胞內的膽固醇貯存系統,從而抑制細胞本身合成膽固醇的機能,并停止細胞膜低密度脂蛋白的合成。在正常情況下,這種受體合成受反饋調節,即當細胞吸收膽固醇不足時,又重新產生低密度脂蛋白受體。這種受體擔負著清除血液中75%的膽固醇的使命。這兩位學者還指出:遺傳基因、飲食和內分泌三者相互作用,參與血漿膽固醇水平的調節。低密度脂蛋白受體減少,動脈壁里膽固醇過多的積聚,可造成內膜局部隆起,形如粥狀,形成動脈粥樣硬化斑塊。這種病變是多年形成的,除遺傳因素外,大量食用脂肪,及高血壓、神經高度緊張和吸煙等,都是重要原因。

  1981年,他們研究出防治動脈粥樣硬化的新途徑:一是促進脂蛋白受體的產生,二是提高血漿膽固醇的運轉效率。從而,開創了征服動脈粥樣硬化的道路。

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