細菌是一種單細胞生物體,生物學家把這種生物歸入「裂殖菌類」。細菌細胞的細胞壁非常像普通植物細胞的細胞壁,但沒有葉綠素。因此,細菌往往與其他缺乏葉綠素的植物結成團塊,並被看作屬於「真菌」。
細菌因為特別小而區別於其他植物細胞。實際上,細菌也包括存在著的最小的細胞。此外,細菌沒有明顯的核,而具有分散在整個細胞內的核物質。因此,細菌有時與稱為「藍綠藻」的簡單植物細胞結成團塊,藍綠藻也有分散的核物質,但它還有葉綠素。
人們越來越普遍地把細菌和其他大一些的單細胞生物歸在一起,形成既不屬於植物界也不屬於動物界的一類生物,它們組成生命的第三界——「原生物界」。有些細菌是「病原的」細菌,其含義是致病的細菌。然而,大多數類型的細菌不是致病的,而的確常常是非常有用的。例如,土壤的肥沃在很大程度上取決於住在土壤中的細菌的活性。
「微生物」,恰當地說,是指任何一種形式的微觀生命。「菌株」一詞用得更加普遍,因為它指的是任何一點小的生命,甚至是一個稍大一點的生物的一部分。例如,包含著實際生命組成部分的一個種子的那個部分就是胚芽,因此我們說「小麥胚芽」。此外,卵細胞和精子(載著最終將發育成一個完整生物的極小生命火花)都稱為「生殖細胞」。
然而,在一般情況下,微生物和菌株都用來作為細菌的同義詞;而且確實尤其適用於致病的細菌。
「病毒」一詞來自拉丁文,其含義是「毒」。這可以追溯到生物學家還不能確切地知道病毒為何物的時候,那時他們只知道某些制劑含有能致病的東西。
病毒不同於細菌,也不同於其他一切生物,因為它不是由細胞所組成。它比一個細胞小得多,僅僅有一個大分子那樣大。它是由一個周圍被一層蛋白包著的核酸圈所構成。就這點來說,它很像細胞的染色體,因此我們幾乎可以把病毒看作是「不受拘束的染色體」。
染色體控制著細胞的化學過程;而病毒一旦進入細胞內,就會建起對它自己的反控制。病毒通常能夠使細胞的化學過程屈服於它的意志,把所有的細胞機能都轉向執行形成更多病毒的任務。細胞往往在這個過程中被殺死。
病毒不像細菌,它們缺乏獨立生活的能力。它們僅僅能夠在細胞內繁殖。所有的病毒都是寄生的。在某些情況下,它們造成的損害也許不明顯;但在另一些情況下,則會造成嚴重的疾病。
第98節
在十九世紀六十年代,法國化學家巴斯德提出了「細菌致病說」。根據這種學說,每種傳染病都是由某種極小的生命形態所造成和傳播的,它在患病的生物體內繁殖,從那個患病的生物傳染給一個健康的生物,從而使之生病。
然而,在十九世紀六十年代,巴斯德在研究致命的「狂犬病」時,盡管發現了這種病是會傳染的,是因被患狂犬病的動物咬傷而得病,但他沒有找到與這種病有聯系的病茵。巴斯德得出給論說:存在著一種病菌,這是沒有問題的,但它太小,以致他手頭的顯微鏡也看不見。
可能由於同樣原因,其他疾病似乎也找不到病菌。「煙草花葉病」就是一個例子,煙草植株染上了這種病就會在葉子上形成一種斑點的花葉病圖案,構成一種病狀。如果葉子爛了,就能排出一種汁液,這種汁液能在健康的煙草植株中造成這種病,但這種汁液並未含有顯微鏡能看到的任何一種病菌。
顯微鏡在可見範圍內的可信程度有多大呢?一位俄國細菌學家伊凡諾夫斯基在1892年用另一種方法研究了這個問題。他使用了一種素燒的瓷過濾器,這種過濾器可以擋往任何大到足以使當時顯微鏡能看見的東西。他從患病的煙草植株提取出傳染性汁液,使之從這個過濾器過濾,他發現經過過濾的汁液還是能感染健康的煙草植株。伊凡諾夫斯基認為,也許是因為過濾器有缺陷,而不敢得出結論說,這裏存在有病菌,但因為大小,以致在顯微鏡下也看不見。
1898年,荷蘭植物學家白傑林克獨立地進行了完全相同的實驗,而且得到了完全相同的結果。他相信這個試驗的真實性,斷定不論造成煙草花葉病的是什麼東西,它一定是由非常小以致能通過濾器濾出的質點所組成。
白傑林克稱這種致病液為「病毒」。因為這種液體能通過濾器而不失去其毒性,所以他把它稱為「濾過性病毒」。這個術語終於不適用於這種液體,而適用於液體內致病的質點。後來,又去掉了這個形容詞,這種極小的致病質點簡稱為病毒。
但這種病毒質點到底有多大呢?白傑林克認為:大概比水分子大不了多少。因此,任何能讓水通過的東西,也都能讓病毒通過。
1913年,英國細菌學家埃爾福德進行了這一試驗,他使用了火棉膠(珂珞酊)薄膜,這種薄膜可以制出任何尺寸的微孔。他讓含有病毒的流體通過火棉膠薄膜。他發現,他制出的這種微孔薄膜的微孔非常小,只有水分子可以通過,而病毒不能通過。埃爾福德還發現,盡管原來的液體能夠傳播疾病,但通過那種薄膜濾器之後的液體再也不能傳播疾病了。
這樣,人們就知道了病毒質點的大小。它比最小的細胞還要小,它只可能由很少幾個分子所組成。但這樣的分子是大分子。
第99節
細胞分裂的機制是極其複雜的。其過程包括許多步驟:核薄膜消失,一種稱為中心體的小物體進行分裂,染色體形成染色體本身的複制品,先關在已分裂的中心體形成的心軸中,然後又分開,處在細胞的對側。然後必須在兩側形成一層新的核薄膜,而細胞則在中間收縮,並分裂為二。
在整個過程中發生的化學變化無疑會更加複雜。一直到近年來我們才開始弄清楚其中的某些化學變化。例如,我們一點也不知道是什麼樣的直接化學變化在不需要再分裂時使得細胞停止分裂。如果我們知道這個答案,那麼,我們也許有可能解決癌的問題,癌是細胞生長的一種失調現象,也就是細胞無能力停止分裂。
像人這樣複雜的生物具有(而且必定具有)極其特化的細胞。這種細胞能起到一切細胞都能起到的某些作用,並能把這種作用發揮到極限。肌肉細胞收縮時,神經細胞在傳導電脈沖時,腎細胞允許某些化學物質通過而不允許別的東西通過時,都把它們的作用發揮到了極其熟練的程度。這種細胞中必然有許多機制用於發揮某種特殊功能,以使細胞分裂機能投有發揮的餘地。這種細胞和一切能獲得一定程度特化的細胞,都不得不放棄分裂。
一般說來,一種生物一旦達到充分成長,就再也沒有必要長得更大,因而也不需要更多的細胞。
然而,有些細胞必然會不斷地遭到消耗和磨損。皮膚細胞常常要與外界接觸,腸膜細胞受到通過腸子的食物的磨損,紅血細胞受到毛細血管壁的磨損。在各種情況下,摩擦和其他原因都會使得細胞受到傷亡。就皮膚和腸膜來說,處於深層的細胞必須保持分裂的能力,以便新的細胞能夠不斷地代替已剝落的老細胞。實際上,在皮膚上,表皮細胞在剝落前就已死去,因此皮膚的最外層是一種死的、不易磨損的,抗氣候的保護層。在摩擦特別大的地方,死層就會堆疊成為一種胼胝體。
紅血細胞完全沒有細胞核,因此,沒有細胞分裂機能,這種機能總是集中在核裏。但在人體內的許多地方,特別顯著地是在某些骨頭的骨髓裏,有著帶核的細胞,這種細胞能分裂並能形成子細胞,這種子細胞則能逐漸失去它的核,並變為紅血細胞。
但是,在達到成年後,通常不進行分裂的某些細胞,卻保持著分裂的能力,以備突然需要修補。這樣,長時間停止生長的骨頭,在折斷之後能夠開始再生長,這種生長正好持續到修補了折損為止,然後又停止生長(很遺憾,神經細胞不能做這樣的工作)。
某些細胞在被置換之前能活多長時間,通常取決於它們所受的應力的性質和強度,因此很難說出細胞的准確壽命(曾經發現大鼠爪子底部上的外皮,在某些情況下,在兩個星期之內就完全被置換了)。紅血細胞是一種例外,它受到一種亙久不變的磨損。人類紅血細胞的可預測壽命大約為125天。
第100節
衰老和死亡,這似乎是一種恥辱,但又顯然是不可避免的。像人這樣的生物實際上注定要變老和死亡,因為我們的細胞似乎由它們的基因「編制了程序」,逐漸地經受著與時俱進的稱為衰老的那些變化。
衰老有某種用處嗎?衰老有什麼益處呢?
生命的最驚人的特性,除了單純的生存之外,就是它的適應性。在陸地上、海洋裏和空氣裏有生物;在溫泉裏、鹹水裏、沙漠上、從林裏和兩極的荒蕪地區裏以至各處都有生物。甚至有可能設計出我們認為在火星上和木星上存在著的那樣一些環境,並有可能發現在那些條件下生存的簡單生命形式。
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