光是生命剧本的必需品  

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第三节 来自有书共读主播阿成

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各位书友,早上好!今天的早读,我们继续共读《重新设计生命》,这本书共分为十章,根据我们所领读的十个主题点,每天阅读一章到两章。建议今天早读阅读本书的第三章。

1987年,美国科学家在亚利桑那州图森市以北的沙漠中,建立了一个特殊的微型人工生态循环系统。为区别于地球本身,该系统被命名为“生物圈2号”。在这个系统中,除了包括3000多种动植物、1000多种微生物外,还有一项必不可少的因子,那就是“光”。

植物通过光合作用产生氧气和碳水化合物得到成长,深海鱼类通过光来诱捕食物,人类通过光照调节体温、改善睡眠、将胆固醇转化为维生素D…

“光”成为生命进程中必不可少的因子。

光是地球生态系统的根本能量来源。

我们可以发现一个有趣的现象:放在窗口的盆花,它的叶子和茎尖总是朝着有阳光的窗外倾斜,这就是植物的趋光性、向阳性。然而植物的本事不仅如此,它还有特殊本领,那就是直接利用太阳能。

19世纪,科学家研究植物时发现,植物能产生绿色是因为其细胞中能产生叶绿素,而产生叶绿素的是细胞中被称为“叶绿体”的“器官”。正是这个小小的“叶绿体”,展现了它的特殊本领,彻底改变了生命的进化历程。

在阳光的照射下,绿叶可以将二氧化碳和水等无机物转化为葡萄糖,葡萄糖再进一步变成淀粉等有机物,并释放出氧气。这一过程就是光合作用,也就是俗话所说的“绿叶受到光照就可以制造淀粉”。

实际上,光合作用的过程比较复杂,大体上可以分为“光反应”和“暗反应”两个步骤。

光反应就是叶绿体里的叶绿素接受光的能量,把水分解成氢和氧,氢暂时被留下待用,氧气通过气孔排放到空气中去;与此同时,一部分光能暂时贮存在特殊的化合物里。

暗反应就是把二氧化碳和光反应生成的氢合成为葡萄糖,同时暂存的能量也转入葡萄糖里贮存。

地球上遍布着绿色植物,它们进行光合作用的规模非常惊人。每年通过绿色植物制造的有机物有4400亿吨,贮存在有机物里的能量相当于24万个三峡水电站所发出的电力,同时释放出大约4700亿吨的氧气,以供生物呼吸,并保证地球上氧气的充足供应。

光不仅为生命提供能量,也为观察生命提供了有效途径。

早在2300多年前,中国的《墨经》就有了关于凹面镜成像的记载。当时人们通过镜面获得了一个缩小倒立的像和一个放大正立的像,这是人类对物体成像放大与缩小的最早认识。

公元1世纪,人们已懂得用装满水的玻璃球壳来观察肉眼难以辩认的东西。而16世纪末和17世纪初,显微镜和望远镜几乎同时问世。

1665年,牛津大学的罗伯特·胡克用自己制造的显微镜观察生命,并将所发现的内容绘著成《显微图谱》一书。

1677年,安东尼·列文虎克用显微镜研究自己的精子,成为第一个看到活体细胞的人。此后,人们不断改进光学显微镜,提高放大倍数,使我们能通过肉眼观察到细胞核等内部结构。

限于光本身的波长,光学显微镜的放大倍数也仅限于二三千倍。新的放大利器逐渐被研制出来,用高速运作的电子束来代替光束的电子显微镜,用超声波来代替光束的超声显微镜等等,极大拓宽了人类的观察视野和领域。

基因变化的过程不是通过仪器就能被观测到的。科学家引进了基因的标记技术,并通过大量试验,使生命信息传递过程逐渐展现于人类眼前。

1957年,日本科学家下村修成功地从海萤(一种发蓝光的小型甲壳纲动物)体内提取出荧光素结晶。随后,还在发光水母身上发现了该生物产生荧光色彩的奥秘。海萤和水母能发出生动的色彩,取决于体内的两种蛋白质的产物,其中包括接触钙离子能发出蓝光的水母素,距离水母素发出的光很近时才能发光的绿色荧光蛋白。

他的发现为科学家观察生物信号提供了非常好的启发。现在的科学研究经常用荧光标签标记蛋白质,并用于追踪细胞中的蛋白质的运动。

应用“光”,可以丰富我们的世界;操控“光”,又会带来怎样的改变?

光可以控制大脑的记忆。电影《天使爱美丽》中长大成人的男孩打开已经生锈的小时候的铁盒,引发了年少的回忆。而现实中,我们也大概有过类似的经历,看似微不足道的气味、歌曲,或老照片,却能触发我们的记忆。

光还可以带给人力量,治愈情绪上的抑郁。

《圣经·马太福音》提到“你们是世上的盐。盐若失了味,怎能叫它再咸呢?”“你们是世上的光。城造在山上,是不能隐藏的。人点灯,不放在斗底下,是放在灯台上,就照亮一家的人。”

基督教希望教徒们做光做盐,因为只有真善真爱真奉献,才会一扫阴霾。

而这些只是电影或者哲学范畴么?

斯坦福大学的一个研究团队曾在一只患有帕金森病的小白鼠体内注射一种植物基因。接着,研究人员用光来影响这只小白鼠的大脑,让这只患病的小白鼠重新站了起来,甚至是重新走路。

这项“黑科技”非常了不起,这就是光遗传学。

它的基本原理很简单,首先采用基因操作技术给动物加上遗传编码的开关;随后借助激光照射来开启或关闭神经元,激活活体大脑中的细胞。该技术的应用在2010年后得到飞速发展,研究领域涵盖果蝇、老鼠、绒猴等多个经典实验物种,并涉及神经科学研究的多个方面。

试想,光遗传学帮助人类解决了学习记忆障碍、睡眠障碍,破解了成瘾问题,治愈了帕金森症、抑郁症和焦虑症,那将会给人类带来多大的福音。

在生命剧本中,光是必需的因素。除此之外,对生命精准的操控,还需要精密的工具和精细的操作。今天的晚读,我们将继续了解基因工程的利刃。

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作者:捷Jesse,有书智库签约作者,有书金牌导师,有书同城PMA,热爱国学、海洋学的公仆一枚;个人公众号:轻言悄予。

主播:主播:阿成,有书签约主播。长岛人民广播电台主播,微信号:fac792。新浪微博@阿成Alan。

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热门评论

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朱朱

2018-10-09 08:57:11 0 3

精神有光,灵魂才有香。

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繁华肆意

2018-10-09 06:25:48 0 3

万能之光

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岁月静好

2018-10-09 05:32:19 0 3

鸟欲高飞先振翅,人求上进先读书。

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赞 青春

2018-10-09 08:49:44 0 2

光就是人們的生命,有了他你才能取決於你的生命長度。…

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飞翔开锁~13726659725

2018-10-09 08:56:13 0 2

光是地球生态系统的根本能量来源。光不仅为生命提供能量。光也为研究生命提供了有效途径!

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光阴的故事

2018-10-09 07:50:58 0 2

光不仅为生命提供能量,也为观察生命提供了有效途径。基督教希望教徒们做光做盐,因为只有真善真爱真奉献,才会一扫阴霾。光还可以带给人力量,治愈情绪上的抑郁。