磺胺的誕生

那是在1935年，德國有一位勤奮好學的年輕醫(yī)生杜馬克，領導著一個試驗小組在尋找可以殺滅細菌的藥物。他選中了一種紅色的染料，先用化學的方法改變這種染料的化學結構，再把這種新化合物注射到體內有鏈球菌的小白鼠身上，然后進行觀察。經過無數(shù)次的試驗，最終證明這種化合物可以殺死小白鼠、兔子和狗體內的鏈球菌，可以作為一種殺滅鏈球菌的特效藥。他根據(jù)這種藥物的化學結構，給它起了個名字叫磺胺。

可是，要證明一種藥品能否治病，光在動物身上進行試驗是不夠的。在動物體內試驗成功后，就要考慮在人體上進行試驗。但這種試驗非常危險，因為人體的結構和動物還是有很大區(qū)別的。同一種藥物，進入動物體內不會引起死亡，并不能保證在進入人體時也不會致人死亡。而且，新藥的試驗還需要有合適的病例。

杜馬克醫(yī)生試用磺胺的第一個病例正是他自己的女兒愛莉莎。有一天，小愛莉莎的手指不小心被刺破了。到了晚上，她的手指開始腫脹疼痛，引起高燒。劇烈的疼痛使愛莉莎整天呻吟不止。這是因為通過傷口，外界的病菌進入到了血液里，導致全身感染。醫(yī)生對杜馬克說：“傷口上的鏈球菌進到血液里了，再也沒有希望了?！蹦敲?，難道就這樣眼睜睜地看著愛莉莎死去嗎?當然不行!這時，杜馬克想起了磺胺。既然磺胺可以殺死動物體內的鏈球菌，也許也能殺滅愛莉莎身上的病菌!此刻必須冒險一試。于是，他決定給愛莉莎注射磺胺。

整整一夜過去了，愛莉莎終于睜開了雙眼。接著，熱度慢慢退下來，愛莉莎終于痊愈了?；前返谝淮卧谌祟惖纳眢w里戰(zhàn)勝了鏈球菌。從此，磺胺類的藥品被廣泛地應用到醫(yī)療當中去，救治了許多病人。直到今天，它們仍然被醫(yī)生們廣泛地使用。

發(fā)現(xiàn)青霉素

英國有位弗萊明教授，他的一生幾乎都在和微生物打交道。

1928年，弗萊明開始研究葡萄球菌。這是一種圓形的細菌，它們常常聚集在一起，在顯微鏡下看起來就像一串串葡萄，因此人們把它叫做葡萄球菌。許多疾病都是由這種細菌引起的。

一個初夏的早晨，弗萊明繼續(xù)進行著他的工作。突然，他的目光落在一只玻璃培養(yǎng)盤上。一種來自空氣中的霉菌不知什么時候落到了這只盤子里，已經繁殖成了一片綠色的菌落。弗萊明拿起這只培養(yǎng)盤仔細觀察，發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象：在這片綠色霉菌的周圍出現(xiàn)了一個白色的圓圈，原來，所有原先在這只盤子里培養(yǎng)著的葡萄球菌全都被消滅了。

弗萊明小心翼翼地把這種“不請自來”的綠色細菌培養(yǎng)起來，對它進行深入研究。果然，兇惡的葡萄球菌是被這種綠色霉菌消滅的。弗萊明和他的助手們立刻開始收集因為腐敗而長出青色霉菌的食物、水果等東西，并且找來了許多細菌進行試驗。結果，它們都被這些綠色的霉菌殺死了。于是，弗萊明把這個發(fā)現(xiàn)寫成論文，發(fā)表在1929年英國的一本醫(yī)學雜志上。并把這種霉菌分泌出來的、能殺死其他細菌的物質叫做青霉素。

既然青霉素可以殺死細菌，那么它也可能治愈人類的疾病，這可是個偉大的發(fā)現(xiàn)!不過，弗萊明他們高興得太早了。因為在培養(yǎng)霉菌的濾液里青霉素的含量非常非常小。即使要治療皮膚上一個小傷口，都得需要好幾公斤的濾液。要殺死整個人體內的病菌，所需要的量就更大了。當時的技術還解決不了這個難題，研究工作被迫停止了。

11年后，這篇關于青霉素的論文引起了另一位科學家法勞萊的注意。他意識到要用青霉素來治療人類的疾病，就必須解決提煉和生產的問題。經過漫長的辛勤勞動，法勞萊終于提煉出一小勺青霉素的藥粉，它當時的價格比黃金還要貴重呢!

直到第二次世界大戰(zhàn)期間，人們終于讓青霉素走出了實驗室，可以在工廠里進行批量生產。從此，它成了可以殺滅病菌、拯救生命的靈丹妙藥。青霉素的發(fā)明使人類的平均壽命延長了20多年。

生物發(fā)光擷趣

浮游生物發(fā)光

每當一年中暖和的季節(jié)到來，在夜幕降臨之后，航行在海上的人們常常可以看到海水的上層閃耀著光芒。發(fā)光的水層深度從50厘米到幾米不等。這種被稱為“?；稹钡默F(xiàn)象主要是由漂浮在海中的浮游生物發(fā)光所引起的。

海里的發(fā)光生物種類繁多。細菌、甲藻、夜光蟲、磷蝦等都能發(fā)光。當它們在水面聚集時，猶如萬點星光，蔚為奇觀。例如，在加利福尼亞灣北部，海水水體中夜光蟲的數(shù)量極多，在白天可以把整片海面都染成粉紅色或磚紅色，所以古人把這一海域叫做“朱砂?！?。更令人驚奇的是，到了晚上，這些夜光蟲又搖身一變，發(fā)出明亮的光芒，給白天還是紅色的海水換上了閃光的艷麗服裝。據(jù)科學家研究，夜光蟲身上的發(fā)光物質分布在表皮細胞質內，如果受到機械(如風浪沖擊)、化學、電等外界的刺激，就會發(fā)出淡藍色的火花狀的閃光，非常美麗。

細菌發(fā)光

人們對細菌并不陌生，它們不僅數(shù)量龐大，而且種類極多。其中會發(fā)光的細菌在發(fā)光生物中占有極為重要的位置。目前已知能發(fā)光的細菌有十余種，它們與其他的發(fā)光生物不同，不需要任何外界刺激就可發(fā)光，而且發(fā)出來的光是連續(xù)的彌散狀光圈。

有趣的是，有些生活在河水中的發(fā)光細菌需要在水中的鹽分濃度約為0.05％的環(huán)境下才開始發(fā)光，有些則能夠在完全不含鹽的水中微弱地發(fā)光。在海洋中，各類發(fā)光細菌對溫度和酸堿度都有一定的要求。當鹽分的濃度增加到普通海水的一倍以上或者減少到1/10時，海洋發(fā)光細菌就會死亡或停止發(fā)光。許多細菌發(fā)光的最適宜溫度為20℃～25℃，pH值為5.9～28.3。這些發(fā)光細菌通常附著在烏賊或大章魚的體表和它們的發(fā)光器官內，發(fā)出淡青色或綠色的光亮。

閃光魚發(fā)光

1964年，海洋生物學家戴維·弗里特曼在紅海首次發(fā)現(xiàn)了一種十分奇特的閃光魚——光臉鯛(d100)。它的身長只有七到+厘米。這種小魚生活在紅海和印度洋中不到十米深的淺水區(qū)域，它在珊瑚礁上發(fā)出的光十分明亮，甚至能使離它兩米遠的人在黑暗中借助它身上的光，看清手表上的時間，所以潛水員常常把它們捉住后放在透明的塑料袋中，作為在水中使用的“照明燈”。經研究證實，到目前為止，光臉鯛的發(fā)光亮度在所有發(fā)光動物(包括陸生動物和海洋動物)中是最亮的，因此它又有“壯觀的夜魚”之稱。尤其讓人感興趣的是，在光臉鯛的眼睛下邊不僅長著一個很大的新月形的發(fā)光器官，而且還有一層暗色的皮膜附著在它的發(fā)光器官下面。皮膜一會兒往上翻，就遮住了發(fā)光器官，一會兒又往下拉，讓發(fā)光器官露出，這樣，就像電燈的開關一樣，一亮一滅。這種奇妙的閃光現(xiàn)象，在魚類中也是十分罕見的。而且，光臉鯛常常是幾十條魚一起成群地活動，最多時一個魚群的數(shù)量可達到200多條。它們不是排成一條線，而是組成一個球形。當它們拉下皮膜時，魚群的發(fā)光器官好似無數(shù)明亮的星星，聚成一個巨大的火球，以此來引誘小型甲殼動物和浮游生物作為它們的食料。同時也不可避免地會招來一些大型的兇猛魚類。而當它們受到威脅或襲擊的時候，立即就將皮膜翻了上去。海水中頓時又是漆黑一團，它們便乘機溜之大吉。此外，光臉鯛的閃光每分鐘可達到75次，可以此來模糊敵人的視線，作為它們逃避敵害的又一種方式。

不久前，一位海洋生物學家做了一個有趣的實驗：他把捕捉到的光臉鯛放養(yǎng)在水族箱里，同時做了一具光臉鯛的仿真模型。當這條模型魚閃著光，被放入水族箱的時候，光臉鯛就紛紛向它游來，并拉下皮膜，也閃出藍綠色的光。這說明光臉鯛的閃光也是它們彼此聯(lián)絡的信號，是它們在群居生活中形成的一種特征。

深海發(fā)光魚類

深海里的生物大多長有發(fā)達的發(fā)光器官。據(jù)動物學家估計，40％以上的深海魚類具有發(fā)光器官，像能發(fā)光的烏賊、能發(fā)光的章魚等。在一些海域，無數(shù)的發(fā)光生物星羅棋布，猶如夜幕中倒映在大海深處的節(jié)日焰火。魚類的發(fā)光器官多排列在身體的兩側，在快速游動時很像一架小型客機在海底世界飛行。有些鯊魚的發(fā)光器官長在眼睛的周圍，當它們向你游來時，猶如在夜間遇上了開著前大燈的汽車。一些生活在深海的鮟鱇魚，雙眼在黑暗的生活環(huán)境里已退化得看不見東西，但頭頂上卻長著一根發(fā)達的釣魚竿形狀的背鰭，末端還垂掛著像一只小燈籠似的發(fā)光器官。這盞“小燈”發(fā)出檸檬黃色的光芒，使一些貪婪的魚兒誤認為是可食的小魚，當它們向著它猛撲上去的時候，卻落入了鮟鱇這位“姜太公”之口。烏賊身上發(fā)光的部位，可稱得上是世界上壽命最長的“小燈泡”，毋需充電，也可閃亮數(shù)年之久。因為它的發(fā)光燃料——發(fā)光細菌的增長速度要快于消耗的速度。

螢火蟲發(fā)光

這是人們最熟悉的陸生發(fā)光生物。在盛夏的夜晚，人們經常可以看到這種發(fā)光的昆蟲。它發(fā)出的光實際上是一種“求偶信號”：首先是雄蟲發(fā)出尋找配偶的信號，接著雌蟲便會發(fā)出作為應答的信號。如果彼此頻繁地互發(fā)“信號”，雄蟲便會向雌蟲的方向飛去。憑著這種奇特的“閃光語言”，它們在夜幕中無聲地約會。在墨西哥生活著一種巨大的螢火蟲，腹部有兩個大發(fā)光器官，一個發(fā)射綠光，另外一個發(fā)射橙黃色光。兩色相映，極為美麗。當?shù)氐脑S多婦女把它們別在頭發(fā)上，作為晚上參加舞會時的裝飾。

對科學家來說，螢火蟲如何能如此精確地控制它們的發(fā)光，曾是一個揮之不去的謎。近年來，美國的一些研究人員找到了答案：排列在螢火蟲肺部的細胞能制造出一氧化氮，而來自螢火蟲大腦的神經信息會促使細胞釋放這種化學物質。它會導致鄰近的細胞——線粒體暫時關閉，在這個過程中會釋放出氧氣，從而刺激另一種細胞內的酶發(fā)光。

比核武器威力大十幾倍的基因武器

世界多國致力于研制基因武器

2006-2007年，美國35個州的養(yǎng)蜂人不約而同地發(fā)現(xiàn)，他們放飛出去的蜜蜂，就像事先約好了一樣，“遠走高飛”，再也沒有回到蜂巢里。這一年，美國養(yǎng)蜂業(yè)因蜜蜂出走蒙受的損失高達140億美元。美國農業(yè)部立即委托哥倫比亞大學的傳染病專家伊恩·利普金對此展開調查。結果發(fā)現(xiàn)，美國1/3的蜂群受到了一種名為“急性麻痹病毒”的襲擊，這是以色列的基因武器先驅奧登里奇博士研制出來的武器之一。美國國防部的專家懷疑，由于位于以色列的實驗室管理不嚴，使得部分身上已經攜帶了這種病毒的實驗用蜜蜂被帶進了美國，而美國的自然環(huán)境和氣候正好有利于這種病毒的傳播，于是成千上萬的美國蜜蜂便稀里糊涂地成了無辜的“受害者”。他們還懷疑，這種誤傷了美國蜜蜂的病毒，可能是以色列用來對付伊朗的基因武器中的一種。

經俄羅斯的情報人員研究判斷，目前世界上約有10～15個國家已經制訂或正在制訂利用基因武器進行“生物戰(zhàn)”的計劃。2001年9月4日的《紐約時報》曾披露了一條驚人消息：據(jù)美國的一些官員透露，在過去的幾年中，美國已經開始進行一項研究基因武器的秘密計劃。到了2006年，美國政府用于生物工程研究的經費已經達到20億美元。美國的軍事醫(yī)學研究所實際是一個基因武器的研究中心，已經研制出了一些具有實戰(zhàn)價值的基因武器。例如，他們在普通的酵母菌中加入一種在非洲和中東曾經引起過傳染病“裂谷熱”的細菌基因，從而使這種已經變異的酵母菌變成了可以傳播“裂谷熱”病的病菌。另外，他們還完成了把具有抗四環(huán)素作用的大腸桿菌基因與具有抗青霉素作用的金色葡萄球菌基因拼接在一起，再把拼接出來的新基因移植到大腸桿菌內，這樣，就培養(yǎng)出了對這兩種抗生素都有耐藥性的新大腸桿菌。如果人感染了這種細菌得病，再用這兩種藥物治療就沒有什么效果了。而英國從1997年起就召集了一批軍事專家、遺傳學家和生物學家，組建了一個專門研究基因武器的工作小組。有消息稱，這些在英國政府的化學及生物防疫中心工作的科學家們研制“基因殺人蟲”的時間已長達5年之久。此外，南非在上個世紀80年代的種族隔離時期，白人執(zhí)政者曾下令讓科學家進行“黑人炸彈”研究，就是制造出一種特殊的病毒。用它可以使黑人的體質變弱或生病死亡，卻對白人的健康沒有影響；或者偷偷給黑人服用一種可以影響基因的藥品，使他們的生育能力不斷下降，這樣白人的人口增長速度就可以超過黑人。這些聽起來很荒唐的“研究”隨著種族主義政府的垮臺而中止，但據(jù)說某些成果已被其他的國家轉移或購買。有時，基因武器的產生也帶有偶然性。例如，2001年，澳大利亞的科學家本來是想研制出一種以基因為基礎的藥物，以控制該國的鼠害，但在實驗中卻意外地制造出一種變種的病毒，這種病毒可以讓人體感染一種致命的疾病。

基因武器的類型和特點

從以上的研究情況來看，基因武器可分為三類：致病或抗藥的微生物、攻擊人類的“動物兵”以及專門對付某個種族的特殊基因。與核武器、化學武器相比，基因武器的威力更大。它還有以下特點：一是成本低、殺傷力強、效果持續(xù)時間長。據(jù)測算，如果建造一個核武器庫需耗資50億美元，那么，建造一個基因武器庫僅需要5000萬美元，而兩者對人的殺傷力可謂“旗鼓相當”。有時基因武器的殺傷效果甚至還大于核武器。比如，將帶有超級出血熱病菌基因的生物投入敵對國家的水系，能使生活在這條河流周邊的居民全部喪生。再如，有一種劇毒的“熱毒素”基因毒劑，僅用萬分之一毫克，就能毒死一百只貓。如果使用20克這樣的毒劑，就足以使全球60億人全部死亡。二是使用方法簡便，施放手段多樣。經過特殊處理，基因重組之后的細菌、病毒和致病基因組成的多種微生物，可以被做成氣體、液體、顆粒的模樣，用普通火炮、飛機、艦船、氣球或導彈等多種方式進行投放。三是保密性強，難防難治。一般來說，只有制造者才知道致病基因的遺傳密碼，別人很難在短時間內對它們進行破解或加以防控。此外，由于基因武器的殺傷作用是在不知不覺中發(fā)生的，就如同隨著呼吸，空氣中的塵埃會鉆入人體內一樣，可以在人們毫無感覺的情況下造成致命打擊。所以，基因武器一般不易被發(fā)現(xiàn)，也不容易對它們進行有效的防護。當人發(fā)現(xiàn)自己受到了它的傷害，大多為時已晚。四是這種武器只傷人不壞物。比起原子武器同時會摧毀所有物資，“經濟性”也更好。

基因武器一旦問世，人類將面臨巨大災難

基因武器所具備的以上特性，會對未來世界的戰(zhàn)爭產生深刻的影響。首先，互相敵對的雙方將不再僅僅依靠使用大規(guī)模的“硬殺傷”武器進行流血拼殺，來摧毀對方的軍隊或城市，而是更有可能在戰(zhàn)爭前就通過使用基因武器，使對方喪失戰(zhàn)斗力，不費一槍一炮就取得勝利。其次，將出現(xiàn)新型的軍隊組織形式。前線與后方的人員比例將出現(xiàn)“前輕后重”，就是說，真正上戰(zhàn)場打仗的戰(zhàn)斗部隊人數(shù)將大大減少，而擁有基因武器的“小分隊”、后勤和救護部隊將成為戰(zhàn)爭中的主力。再次，心理戰(zhàn)的作用會更加突出。由于基因武器具有比原子武器和化學武器更強大的威懾力，甚至可以“不戰(zhàn)而屈人之兵”。最后，戰(zhàn)爭的進展和結果將變得更加難以掌控，基因武器一旦被使用，造成的后果可能是使用者本身無法預料的。為此，全世界的生物學家發(fā)出了強烈的呼吁，各國政府有必要采取緊急措施，以制止基因武器的研制與擴散。人類千萬不能貿然打開基因武器這只“潘多拉盒子”，否則將面臨巨大的災難。