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第76章 地球上的生命(19)

实验108:给一个16盎司的广口瓶装入大约三分之一容量的豌豆或者大 豆,然后往里面倒入适量的水,水面盖过豆子就行。然后塞紧瓶子,将其放置 在一个温暖向阳的地方,并在旁边放一个也被塞住的同样的空瓶子。几天之 后,当种子已完全发芽并长出幼苗后,将其瓶塞拔去,并放入一根燃烧的小纸 条,在旁边的空瓶子里也进行同样的操作,为什么两个瓶子里纸条燃烧得不一 样呢?如果放入瓶中纸条就熄灭,则表明里面存在大量二氧化碳。

实验109:给两个8盎司的广口瓶都装入大约三分之一容量的粗锯末,再在 剩余部分放入用水泡过一整天的豌豆,然后倒入适量的水,让其盖过锯末,然 后塞住一个瓶子的瓶口,另一个瓶子不塞,然后将其都放在温暖向阳的地方,注意不时向开口的瓶子中倒一些水,以保持锯末湿润。经过观察,那个杯子里 的种子发芽的长势更好?看起来空气对种子的生长是极为必要的吗?根据前一 个实验的结论,空气中的什么成分在这里被使用了?

实验107告诉我们,如果在植物幼苗充分成熟之前就将其子叶割去,它便 不能继续生长。实验108则显示,处于生长发芽阶段的种子会像动物那样,消 耗空气中的氧气并排放出二氧化碳。植物种子发芽需要能量的支持,而这能量 正是来源于种子里的碳与空气中的氧相结合的过程,就像木头燃烧一样。实验 109更说明,没有足够的空气,种子便不能很好地生长发芽,这是因为没有足 够的氧气来提供必要的能量。

实验110:给两个装满潮湿锯末的玻璃杯都放入几粒发芽的种子,然后将 它们并排放在温暖向阳的地方,然后用一个漆黑的罩子罩住其中一个杯子,经 过观察,哪个杯子中的种子长势更好?

我们在实验110中发现,当种子发芽并开始自己合成养分时,如果没有太 阳光的照射,这个过程就不能完成。植物的母体,其实也在种子当中隐含性地 储存了来自太阳的能量,这种形式的势能,也可以借助于氧气而在种子发芽的 过程中转化为具有动力性的能量,并在其成长过程中加以利用。而当这样的潜 在能量用完之后,种子和苗芽便只能直接仰赖太阳光所提供的能量了。

98.真菌

实验111:将一片湿面包在空气中暴露一段时间后,放进一个盘子并严严 实实地盖住,以防止水分蒸发。过一段时间后,面包上会发生什么变化吗?请 用放大镜仔细观察面包上出现的霉斑。

实验112:(1)将一个完好的苹果碰伤一块,并将其碰伤处与一个彻底腐 烂的苹果靠在一起,再用布将二者包紧放入一个水果罐中,盖上盖子防止水分 蒸发;(2)用一根大头针在一个烂苹果上反复插刺,然后再往一个完好的苹 果上插刺,然后用布将这个好苹果包严实放入水果罐,封死;(3)将一个部 分腐烂的柠檬与一个完好的柠檬放在一起,并保持环境的湿润。在以上各环节 中,完好的那个水果上最后会出现什么现象?

到目前为止,我们谈到的植物都是绿色植物,它们都含有叶绿素,都能自 己借助于太阳的能量从空气和土壤中获取养分。然而,还有另一大类没有叶绿 素的植物,它们只能依靠绿色植物所制造的养分而生存,并且它们不仅可以从 活体动植物身上吸取养分,还可以在死去的动植物尸体上获取养分。而动物所含有的它们所需的养分,有的是来自于对植物的消化,有的则是动物直接从植 物那里获取到的。

这类没有叶绿色并且仰赖绿色植物而生存的植物类别就是真菌,我们熟悉 的细菌也属于这一大类②。它们中间,依靠活体动植物生存的叫做寄生菌,而 依靠死去的动植物尸体存货的则叫做腐生菌。这一类的植物同样极其重要,虽 然它们中有很多个头极小,必须用显微镜才能看到。但要是没有它们,我们的 地球将会立刻变得不适宜人类居住。它们中有一些对动植物有害,但是大部分 还是有益的。

正是它们导致了动植物的尸体的腐烂,因此要不是它们,地球上死去的动 植物将尸横遍野,直至无法堆积,且动植物肢体从土壤中吸取的物质也无法重 新回归大地,大地也将不再肥沃。它们还让醋、奶酪以及许许多多我们日常生 活中不可或缺的物质得以制成。

但从另一方面说,腐烂的水果、长霉的面包、玉米和麦子的黑穗病、苹果 和土豆的疤痕、谷物的锈病以及其他许多普通植物的病变,都与真菌的生长有 关。在美国,小麦的锈病所造成的损失,每年都高达数百万美元。数千英尺的 原木木料,每年也被有害菌直接毁掉,其原因,就是真菌的生长。同时,为了 对抗有害菌,每年的花费也同样高达数百万美元。

不过很多真菌还是非常有用的,其中被利用得最广泛的便是酵母菌。制作 面包的时候,含有酵母菌的酵母被充分融合到制造原料中,形成酵面,然后又 将酵面放到温暖的地方,让其发面,或者准确地说,让酵母菌进行繁殖。如果 原料和温度都很适宜,酵母菌的生长会非常迅速,同时让生面团不断膨胀,并 将其中的糖分转化为二氧化碳和酒精。这时面团会产生小的气泡,整体也开始 变得疏松透气。

然后酵面团又会被充分揉合,以便让更大数量的酵母菌继续生长,也就是 继续"发面"。这之后,酵母菌就一致地均匀分布在面团中,并且会制造出二 氧化碳的小气泡,从而让面团进一步绵软透气。这时将它们送进烤炉加热,小 气泡就会释放出来,让面团更加松软,同时酒精会蒸发掉,面团会变得脆硬, 到这里,面包制作就大功告成了。尽管这个过程很有趣,但真要仔细探究的 话,还得借助于显微镜,这里咱们就不多说了。

还有一些我们都非常熟悉的大型真菌,比如蘑菇和伞菌。蘑菇是一种使用 广泛的食物原料,在许多地方甚至已经形成重要的产业。它们生长在富含腐殖土的阴暗环境中,类似于地窖的地方往往就是它们的家园。蘑菇会在一些树木 繁多的地方大量滋生,但在被有经验的人士辨别其种类之前,一定不能作为食 物食用。有些种类的真菌含有剧毒,还有一种至今还没有解药。要研究蘑菇的 基本结构是怎样的很简单,在市场买一个回来仔细观察观察即可。

实验113:在五只4盎司的广口瓶中各放入一片煮熟的土豆片,瓶口用脱脂 棉堵住。将其中四只瓶子放入消毒器进行半个小时的杀菌消毒,剩下一个让其 保持未消毒状态。(消毒器可用如下办法构建:找一个有盖子的锡罐,在底部 放一片开有孔洞的弯曲锡片,以充当放置瓶子的架子。再有一个也开有孔洞的 浅锡盘放在下面就会更好了。这里开孔是为了蒸汽能够逸出,以免冲击到锡片 和锡盘本身。然后往里面掺水,水面盖过架子就行,让水始终保持沸腾。)高 压锅就是非常理想的消毒器。

将瓶子从消毒器中取出,冷却。去掉一个瓶子的棉花塞,保持瓶口敞开 几分钟后又拿新的棉花堵上。拿一根针在火焰上来回炙烤消毒后,放入插有鲜 花的花瓶的水里面,保持一段时间。小心地将第二个瓶子的棉花塞拉向一边, 将刚才在花瓶中浸泡过的针插入土豆片,再在该土豆片上滴一滴刚才花瓶中的 水。将针取出消毒,然后在潮湿的手掌上摩擦几下,再像刚才一样,将第三个 瓶子中的土豆片戳伤。第四瓶不动,作为参照,以判断这些瓶子消毒是否彻 底。然后将这些瓶子全都放置到一个温暖的地方,观察几日。土豆片上会出现 斑点,这些就是细菌菌落。

99.细菌--我们知道在土壤中存在着固氮细菌,但和地球上无处不在的 整个细菌群落比较起来,它们就太微不足道了。因此,我们接下来就好好聊聊 这个群体。在实验113中我们发现,如果物体暴露在空气中,假以时日,它们 便会发生一些改变,而如果采取了保护措施则可避免。这些改变的背后原因, 便是细菌。

细菌都是单细胞植物,差不多算是结构最简单的植物了,因而只能在高倍 显微镜下才能看到它们。细菌的形态多样,有杆状、线状、螺旋状等等许多形 状。细菌的细胞质能从外界吸收营养,并不断生长出新的细胞质。且当这样的 一个细胞生长到一定程度时,它便会分裂为两个细胞。

一个正常细菌的分裂速度很快,几乎每小时分裂一次。这样一来,每个细 胞都不间断地每小时分裂一次的话,经过二十四小时便会产生出一千七百万个 细菌。如果这样的分裂持续几周时间,细菌的总量体积几乎可以和地球差不多大小。当然,其前提是每一个细菌都占据足够的存活空间,都有足有的食物赖 以生存,并能够避免任何对自身的伤害。不过这样的情况还不曾发现过,因为 每个细菌都会和其他细菌一样,为了生存而竞争。不过即使如此,细菌的总体 数量依然是无量无边的。

既然细菌和真菌都会导致食物变质,因此想方设法阻止其生长就非常有必 要了。人们发现,经过充分熏制的鱼和肉类食物可以免于变质;盐也可以起到 防腐剂的作用;水果被沸水煮过后放入罐子密封也能长久保存,要是再加入高 浓度蜜糖水的话,同样就不会变质了。

以上这些,还有许多其他办法,都被人们用来防止食物滋生细菌,并以此 对食物加以保存。人们还发现,在极低的温度下,细菌也不能繁殖,因此食物 也常常通过冷冻的方式进行保存。还有很多细菌无法抵挡阳光的照射,因此人 要是住在向阳的屋子里,会健康得多。

蒸汽也能有效地杀灭细菌,不过在有些情况下,某些细菌可以忍受的温度 可以远远高于沸水的温度,但它们却不能穿过脱脂棉。人们同时还发现,有些 物质也能阻止细菌的生长繁殖,比如甲醛、过氧化氢等等,这类物质我们就叫 做消毒剂。

某些细菌可以在肉体中迅速繁殖,因此对外伤伤口的消毒便非常必要,否 则一种叫做败血症的细菌性疾病便容易流传。有时如果不小心让生锈的铁钉扎 进了手里或者脚底,要是伤口没有被正确消毒并妥善处理的话,便容易患上另 一种叫破伤风的细菌性疾病。伤口被消毒过后,一般会包扎上脱脂棉,以隔绝 细菌的侵入。

细菌能够导致多种疾病,比如肺炎、肺结核、天花、伤寒症等等,得这些 病的人便是感染了大量的这类细菌,因此它们又被叫做病菌。如果这类病菌被 人吸入肺中,或者吃到肚子里,人就会得病。因此,针对这些病菌一一采取预 防措施以防止其传播就非常有必要。

结核病人应该小心地使用独立餐具,打喷嚏和咳嗽时也应用布遮住嘴巴, 否则便很容易传播病菌,成为其他人的健康威胁。每年都有成千上万的人遭受 结核病的折磨,其中大多都是由于粗心大意而得病,因为它本身是一个完全可 以预防也可以完全治愈的疾病。随地吐痰这样的肮脏危险的习惯,在任何地方 都应该被禁止,公共水杯和毛巾也应该被彻底销毁。

如果疾病具有恶性传染能力,比如天花、白喉病之类,患者必须隔离,病房 也必须消毒并采取严格预防措施,易感人群也不应靠近有这类细菌存在的环境。

如果致病菌按某种方式结合,它们便会分泌出一种毒素,它可以被血液吸 收,并随血液循环进入到身体各个部分,因此除了可以毒害一开始袭击的地方 以外,其他所有地方都可能被其毒害。这个时候,身体的细胞便开始分泌出一 种物质来抵抗毒素,这就是抗体。如果病人的身体机能足够好,便能分泌出足 够的抗体来战胜病毒,最终使身体康复。

近年来人们发现,抗体也可以被人工制造或者合成。因此这样的机制便可 以用来抵抗病毒的侵袭,从而让人们免于这种疾病。通过注射这类抗体,或者 促进其生长繁殖,人们现在已经攻克了诸如天花、白喉等其他许多疾病。

致病菌不仅存在于空气中,在水、牛奶以及许多食物中也有它们的身影。 因此我们必须小心保存我们的饮用水、牛奶以及整个食物供应链。曾经一段时 间,许多伤寒发烧的病例在经过追根溯源后发现,皆是缘于一个有家族伤寒病 史的牛奶商供应的牛奶。苍蝇也是一种主要的致病菌传播者,它们通过到处攀 爬而到处传播疾病。

病菌在下水道、污水坑等一些不卫生的地方繁殖得尤其旺盛,因此这些地 方应该尤其注意清洗。战胜疾病的最好武器,是足够的阳光和空气、合理健康 的膳食、足够的休息,以及一颗安之若素的平常心。在这些因素的帮助下,身 体便能轻易地杀灭入侵的细菌。每一天,我们每个人都会接触到成千上万的病 菌,但只有当我们身体的免疫力降低时,这些病菌才能肆虐逞能。因此,健康 的生活,永远是疾病的最大死敌。

之前已经提到过,致病菌在整个细菌家族里面只占到很小一部分,而这个 家族中的其他成员对我们的益处,也远远大于它们的有害之处。随着科学不断 地发展,人类已经越来越能够与病菌作斗争,但是有益菌对动植物与人类的贡 献,我们却完全无法取代。

100.动物--动物不是直接从太阳获取能量,而是通过食物间接地从绿色 植物所储存的养分中进行获取。这些食物养分有的是直接被动物食用,有的则 需要经过一些食物链的中间环节,通过其他植物与动物流转后再传递到动物。 这些能量来自于碳氧结合的过程,二氧化碳也是这个过程的产物。

绿色植物又会借助于太阳的能量将二氧化碳加以利用转化,并排放出氧 气。如此循环不已,植物排放氧气吸收二氧化碳,动物排放二氧化碳吸收氧 气。植物的叶绿素为植物细胞提供了食物养分,它们也会像动物细胞一样,吸 收氧气而排放二氧化碳,其他有些植物也是如此,但这样的植物数量非常少。

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