生命進化的奇跡

第二章(5)

海底微生物也能“發電”

海下存在著一種“魔力”,可能成為未來電池充電的途徑。將取自海底的水和沉積物裝在一個容器裏,加人一些細菌,然後插入兩個電極,其中一個電極插入沉積物中,另一個電極插入水裏,將兩電極的另一端接一個電燈泡:電燈泡竟然亮了!這是馬薩諸塞大學德裏克·勒夫萊小組取得的研究成果。

後來,另一個科研小組也證明了這一點:可以設法“回收”電力,方法是將一個電極插人海洋沉積物中,另一個電極插入海水中,使兩極形成一個電路。該科研小組還指出,如果海底細菌被消滅,這個“發電”過程就會停止。

馬薩諸塞大學的研究人員在實驗室(一個鹹水魚缸)裏成功地再現了這一過程。細菌消化(即“吃”)取自海底的有機物質,從而產生多餘的電子,電極則“吸收”這些電子。在實驗室裏,每平方米電極能產生16毫瓦電。更令人驚訝的是,細菌都很喜歡在有電極的環境下生活。研究人員分析了幾個月的實驗情況,結果發現D類細菌增加了:隻有在電子被“取走”時這種細菌才會增加。

通過消化有機物以發電,這並不是什麽新思想。但這一原理應用於海底沉積物,從理論上說則能產生取之不盡的電力。然而,鑒於電子接收裝置單位麵積的電量很少,“沉積物電池”是無法滿足耗電量大的機器的用電需要的,也無法滿足人群的用電需要。

盡管如此,產生於海底的這種電能仍足以滿足海洋學儀器(測量海水溫度、海水構成、海洋水流等的儀器)的用電需要。更重要的是,可以運用上述原理消除對海水的汙染,還可以用於處理精煉廠(如煉油廠)產生的有機沉積物:“收集”多餘的電子可以刺激消化有機物的細菌的胃口。

水下世界:危險與奇妙並存

盡管人類最懼怕的是鯊魚,但鯊魚並不會隨意地攻擊人類,而傳說中的食人魚、有著尖利牙齒的水虎魚實際上是最具攻擊性的魚類。

在南美洲的各大河流中都有這種可怕的生物,它們攻擊所有的動物,無論對方的個體大小。隻要它們感到自己受到騷擾,或者對方在它們的地盤上活動,它們就會出擊。

1981年9月19日,一艘超載的船在巴西奧比杜斯港沉沒,據說船上300多人都被水虎魚吃掉。官方報告指出,隻有178人生還。水虎魚的身長一般在60厘米以下,所幸的是,在已知的16種水虎魚中隻有4種是對人類有威脅的。

鯨鯊是體積最大的魚,它以浮遊生物為食,生活在大西洋、太平洋和印度洋的熱帶水域裏。科學家測量過的最大鯨鯊身長12.65米,胸圍7米,體重15—20噸,是1949年11月11日在巴基斯坦發現的。

白鯊是食肉魚類的一種,成年白鯊有4.3—4.6米長,一般重520—770公斤。也有的白鯊身長超過10米,盡管出於世人皆知的原因,無法真正測量它們的身長,但有明顯的證據說明,很多白鯊可以長到6米以上。

印度洋查戈斯群島中的虎魚被認為是最小的魚。一個英國船隊1978—1979年捕捉到一群虎魚,其中雄性體長平均8.6毫米,雌性8.9毫米。就短距離而言,旗魚似乎是速度最快的,但很難進行精確測量。

在美國佛羅裏達進行的一係列測試表明,旗魚可在3秒內遊完91米,相當於時速109公裏。

脊椎動物中最輕巧、也最難釣到的是薩摩亞的虎魚,它的體重隻有2毫克,體長12—19毫米。

1948年,一條88歲高齡的歐洲鰻死在瑞典的一一個水族館,它是最長壽的魚。它似乎是1860年生於薩爾加索斯灣,在3歲的時候被捕獲。

生活在巴西、哥倫比亞、委內瑞拉和秘魯等國河流中的電鰻魚是電力最大的魚。一條中等大小的電鰻魚能發出400伏電壓,電流在1安培左右。

太平洋和印度洋裏的石魚是毒性最大的魚,它的鰭棘有劇毒,直接接觸可致死。

最小的淡水魚是生活在菲律賓盧鬆河的倭虎魚,它幾乎是透明的,成年魚隻有7.5—9.9毫米長,體重4—5毫克。

在甲殼動物中,海洋裏最大的是蜘蛛蟹,包括蟹足在內,它能達到3.7米的長度,重量18.6公斤。

體重最大的蝦當數北大西洋的大螯蝦,1987年2月11日在加拿大捉到的一隻大螯蝦重20.14公斤,從扇尾尖到前須間長1.06米。

淡水中體積最大的蟹是澳大利亞塔斯馬尼亞島的河蟹,曾經在那裏發現過長61厘米、重4.1公斤的河蟹。

兩棲動物中,最大的青蛙是歌利亞諧蛙。1989年4月在喀麥隆薩納加河發現的一隻歌利亞諧蛙,從吻部到肛門部長度達到36.83厘米,四肢伸展開可達87.63厘米,重3.66公斤。

最大和最重的蟾蜍分布在蘇丹熱帶地區,1991年3月在那裏捕獲的一隻蟾蜍重2.65公斤,從吻部到肛門部長38厘米,四肢伸展開可達53.9厘米。

現存3種蠑螈中最大的一種生活在中國,在湖南捕獲的一隻長1.8米,重65公斤。最小的蠑螈是墨西哥的無肺蠑螈,包括尾巴在內,它的體長不超過2.54厘米。

大洋深處,多姿多彩

與人們長期以來認為的相反,大洋深處並非荒漠一片。某些個別的海洋深處存在著豐富多彩的生活。1977年,美國“阿爾文”號潛水艇在太平洋加拉帕戈斯外海拿出了第一個證據。在2500米深處,潛水艇的鏡頭發現靠近噴射著250*(2高溫水流(其中富含天然氣和礦物鹽)的火山管附近存在“生命的綠洲”。這些火山管是地殼運動造成的。

這些綠洲並不是深海生命唯一的棲息地。2001年11月15日至12月4日,法國海洋開發研究院和道達爾一埃勒夫石油集團聯合在幾內亞灣進行探測時,在3000米深的海底發現了與太平洋火山管的“綠洲”性質差異很大的生物群落。通過遙控潛水裝置發現,同太平洋火山管不同,這裏是坡度平緩的次大陸架。那麽生命在缺乏能提供有機質來源的火山管情況下是如何生存的呢?在這一地區可能有從地層下石油礦中泄漏出來的甲烷。

甲烷泄漏主要是出現在那些海底窪地或堆滿了淤泥的火山口。由於水力將地下地層壓裂,天然氣就自然地流向海底,通常它以富含甲烷的低溫(2℃左右)流體形式溶人海水。

在此次以地質探測為主要目標的活動中,法國海洋開發研究院、巴黎六大、全國科學研究中心、阿爾弗雷德·韋格納研究院(德國)、道達爾一埃勒夫石油集團等的研究人員提取了許多沉積物、動物群落和水的樣品,特別是在一個被命名為“雷加布”的地方。

但目前還需要等待所收集數據的分析結果,以便確定這些生物群落的性質及有利於它們在“雷加布”出現、生存的化學進程。這種多彩的生活出現在靠近甲烷泄漏點很近的地方,是一個以細菌開始的食物鏈發展的結果。

這些原始的微生物(細菌)所進行的新陳代謝,使它們去消化甲烷或硫化氫。它們以自由或集體的形式生活在沉積物中,或者與無脊椎動物共生(海參或牡蠣)。法國海洋開發研究院負責此次探測活動的負責人米裏昂·西比耶解釋說:“這些細菌可以保證為特色鮮明、色彩豐富的動物生活提供食物。”

微生物學家蒂埃裏·納達裏哥進一步指出,這裏以微生物為起始點的動物群落主要是軟體類動物,如15—20厘米長的牡蠣。這個生物群落中的最高級動物是10—15厘米的大蝦、海葵、海參和種類繁多的腹足綱動物。

洞窟雕刻巨匠:微生物

位於美國西部新墨西哥州的卡爾斯巴德洞窟國家公園裏那個能裝下6個足球場、足有30層樓高的大洞讓參觀者歎為觀止,卻讓地質學家困擾不已。

幾十年來,參觀者被告知,這個大洞是由碳酸一點一滴把石灰岩侵蝕掉的結果。但是,這麽多岩石都跑到哪裏去了?

在按照這種方式形成的大多數洞穴裏,殘餘物都是由地下的水流帶走的。但是,卡爾斯巴德洞窟不存在地下的水流。

在新墨西哥大學的地質學家卡蘿爾·希爾看來,科學家向遊客們講述的關於這個洞穴形成過程的故事沒有說服力。

她說:“讓我們真正難以理解的是它的規模:卡爾斯巴德洞窟中的‘大洞’是北美洲最大的洞穴。要形成這麽大的規模需要弄走很多石灰岩。洞就在那兒,那些石頭沒去任何地方。”

答案其實一直就在大家的眼皮底下。

沿著卡爾斯巴德洞窟的通道設有許多路牌,上麵寫著:據認為,洞穴是雨水徑流帶來的碳酸滲到石灰岩上產生侵蝕作用形成的。

但是,正像希爾發現的那樣,這種“垂滴說”會產生誤導。實際並非“垂滴”,而是“冒泡”。

這不僅涉及地質學,還要加進生物學。

與希爾一道進行這項研究的新墨西哥大學生物學家黛安娜·諾瑟普說,在卡爾斯巴德地區以小片石油層為食的單細胞微生物才是真正的洞穴雕刻家。諾瑟普說:“石油中的含碳化合物被微生物吃掉,然後產生了硫化氫。”這種致命氣體通過岩縫跑出來,直至與水和氧氣結合。硫化氫與氧氣發生化學反應後產生硫酸,硫酸可以溶解若幹個體育館那麽大體積的石灰岩。

這個過程給地質學家留下了線索。在卡爾斯巴德洞窟(特別是在勒楚吉拉洞窟)都可以看到大塊的石膏,它們就是上述化學反應的副產品。

與大多數偵探一樣,希爾要在“罪犯”離開“犯罪現場”很久以後找到答案。卡爾斯巴德洞窟和勒楚吉拉洞窟都是三、四百萬年前形成的。

在關於其他洞穴(特別是懷俄明北部的下凱恩岩洞和墨西哥的盧斯鎮岩洞)的文獻中可找到一些答案。哈倫·布雷茨的研究也有一定的幫助。布雷茨曾在40年代對岩洞形成的傳統看法提出質疑。

自1923年開放以來,卡爾斯巴德洞窟吸引了大約3600萬遊客。勒楚吉拉洞窟一直用於研究而沒有對公眾開放。

希爾在20世紀80年代出版的著作《卡爾斯巴德洞窟的地質情況》直到最近5年才得到徹底承認。

細菌,生命支柱

現代生物學最重大的發現之一,是證實了豐富的微生物世界在地球生命發展中的重要地位。細菌就是微生物中特殊的一員。

細菌存在於地球的各個角落,在地底深處、海洋裏和空氣中都有細菌。細菌的細胞組織沒有核膜,屬於原核生物。幾乎所有的細菌都是無色的,少數細菌有顏色,細菌的平均直徑為1微米。

要區分不同的細菌,必須使用光學和電子顯微鏡,細菌按形態可分為球菌、杆菌和螺旋菌。

有些細菌的外部生有纖毛或鞭毛,這些長度不一的絲狀物構成運動器官。大部分細菌的細胞壁堅硬、有韌性和彈性,保障了細菌形態的穩定。

不同類型細菌之間細胞壁的生化構成差異,使它們在遇到革蘭氏染劑時出現不同的反應,以此可以區分革蘭氏陽性細菌(用酒精清洗過後仍保持顏色)和革蘭氏陰性細菌(酒精浸泡後會將顏色衝走)。

中間體是細胞外部結構中的重要組成部分,它是細胞膜的褶皺,對細胞核的分裂起重要作用。

有些革蘭氏陽性細菌能夠合成一種抵抗結構(孢子),使其在不利的條件下也能存活,並在條件轉好之後重新恢複本來形態。

一般來說,非病原菌具有重大的利用價值,它可以促進氮和碳的循環,以及硫、磷和鐵等元素的新陳代謝。土壤和水裏的細菌是保持生態平衡不可或缺的因素。

在食品和化學工業中,常利用細菌來合成維生素和抗生素。細菌還是肉、酒、蔬菜、奶和其他日常消費品腐爛變質的罪魁禍首。

有些細菌因為具有發酵功能,被用來製作奶酪、酸奶、醃肉和鹹肉。在鞣製皮革,煙草加工,保存穀物、紡織品和藥物等過程中,細菌也起著重要作用。

細菌存在於幾乎一切環境中,並參與一些生態進程。例如,它能夠使死魚身上發出磷光,也能導致幹草垛和稻草自燃。

細菌在大自然和人類生活中扮演重要的角色,正常菌群的存在是必不可少的,但細菌的活動可能會改變一些食物的構成和口味,最終成為疾病的根源。

最新研究成果表明,盡管肉眼無法看到它,但微生物世界在地球的生物大家庭中占有相當大的比重。

科學研究的另一驚人發現,是細菌攻占了地球的各個角落,從寒冷的南極到海洋深處,無所不在。

但隻有開始對細菌的DNA進行分析時,生物學家們才發現真正的生物進化奇跡。無論是微觀生命還是宏觀生命,似乎所有的生命體都起源於38億年前的幾種細菌。

科學家推測,生態學家後來認定的三大進化分支(即古細菌、真細菌和衍生出有核細胞的另一類細菌)都是由這幾種細菌演變而來的。而這三大分支又派生出無數的小分支,其中的一支可能是後來動物和人類的起源。

細菌亦“耕種”

麥基爾大學的研究人員發現,一群細菌利用化學信號來促進植物的生長,這事實上相當於為它們自己的利益“耕種”作物。

植物學教授唐納德·史密斯說:“農民為自己的利益耕種植物,細菌也在這麽做。它們以刺激植物生長的方式創造更多的棲息地和更大的食物來源。”

史密斯說,這項研究成果也許對人類的農業有潛在意義,因為細菌使用的化學信號可以使從玉米、棉花到黃瓜等多種作物加速生長。

史密斯和同事們是在研究大豆和所謂“固氮”細菌二者之間的關係時得到這一發現的。這些細菌把空氣中的氮提取出來供植物使用;植物則在根部產生結節,使細菌可以在那裏生存。

一株年輕的大豆釋放化學信號吸引細菌,後者則發出相應的化學信號告訴大豆開始生產結節。史密斯說,細菌發出的化學信號(LCO)還可以影響其他植物的生長。

圭爾夫大學的植物遺傳學家戴維·沃倫說,史密斯的研究是一項“非常有趣的發現”,意味著兩大類作物——比如玉米一類的單子葉植物和大豆一類的雙子葉植物——有某些基本的相似之處。

沃倫說,細胞分裂的過程對植物生長至關重要,命令細胞分裂的信號也許非常基本,以至於在很多不同的植物中都是相同的。他說,如果是這樣,“把LCO用在其他植物身上可能也會對植物生長和細胞分裂產生類似的效果”。

真菌有何“真麵目”

從遠古時代以來,真菌就對生態、社會和經濟產生影響。同時,真菌的多樣性使其成為繼昆蟲之後的第二大有機體群。

真菌存在於一切地方,如水中、地上、空氣裏(孢子)、寄生在植物上、應用於食品業和製藥業、根莖周圍(共生的苔癬)、草原上和森林裏(蘑菇)。

真菌包括任何一種有機物質腐爛時所產生的黴菌、引起農業災害的真菌、導致皮膚病的真菌、製作麵包和啤酒用的發酵劑、使乳酪具有香味的真菌以及用來製作青黴素的真菌如藥用青黴。

真菌的體積、顏色和形式多種多樣,但有一個共同特點:缺少葉綠素或進行光合作用的色素,因此它們需要尋找已製成的營養物質。

真菌是以網狀形式或菌絲體形式存在的由絲狀物(菌絲或細胞串)組成的物質。它們通過孢子繁殖,孢子組成了孢子結構,形成了這種有機體更加顯而易見的部分。

傳統上真菌被包括在植物王國裏,它們被認為是沒有葉綠素的植物,盡管它們並不屬於植物界。

真菌的突出特點是吸收營養,而植物則是通過光合作用吸收養分,動物則通過吞下食物吸收營養。

真菌在潮濕和陰暗的地方生長得更快,因為它們無須陽光生存,它們是在隱蔽王國中生存的生物。

隱蔽在地下、木頭上或其他食物中的菌絲體可以有不同的大小,每天分叉的菌絲其長度可達1公裏。

真菌是以尋找營養源的方式生長的。

一些真菌腐蝕著有機物質,另一些則給動植物造成了病害,還有一些是植物的伴侶,因為它們向植物提供礦物質營養,而從植物那裏得到自己不能產生的營養。

當很多人食用著各種體積、顏色和形狀的蘑菇時,另一些人則在忍受它們所導致的疾病。

各種各樣的真菌被應用在傳統醫藥上,它們可用於治療皮膚出血、痢疾、便秘、潰瘍和丘疹。現代醫藥還從真菌中提取多種抗菌素,其中的幾種產品被用於治療不同的疾病,如癌症等。從真菌中提取的一些藥品甚至可以治療被移植器官的排斥反應。

除了真菌在生物界具有巨大的用途外,作為物質來源並由於其生物活性,它們還是植物生長的刺激劑(菌根形成的真菌)。

另一方麵,從遠古以來,人類在製作麵包、溶劑和傳統飲料(龍舌蘭酒、特帕切酒和仙人掌果酒等)時就一直在使用發酵劑,通過發酵,人們還獲得了葡萄酒和啤酒。

可食用的真菌多於有毒的真菌。應用在食品上的幾種真菌有極高的經濟價值,它們早已成為商品。

真菌還有其他好處,特別是可以幫助我們解決日益增多的垃圾這一迫在眉睫的問題。

大部分固體垃圾,無論是工業、農業還是家庭產生的,都含有大量的有機物質,特別是纖維、半纖維和木質素(很難被生物降解且汙染性極強)。由於使用了微生物(包括真菌)的生物轉化技術,人們就可以把這些廢物變成有用的物質(供人類和動物使用的蛋白質、樹脂、塑料和生產聚合物的原材料)。

此外,各種各樣的寄生真菌對於用生物方法控製植物病蟲害來說有著很高的價值,這比使用殺蟲劑要經濟得多。

真菌還具有重要的社會價值,從人類進入文明社會以來,人們就把它們應用在很多宗教儀式上。

據估計,地球上現有的真菌種類超過100萬。但被專家研究的隻有約7萬種。

很多國家的植物、特別是森林是多種真菌的自然棲息地,然而,它們正在被大規模破壞,給生物多樣性和生態環境造成了嚴重問題。與此同時,多種真菌已經消失,一些真菌在全世界已瀕臨滅絕。

細菌:挑戰極限

普通細菌能在將近11.25萬公斤的壓力下生存。這項試驗表明,微生物或許能在地球上和太陽係中那些據認為不可能存在生命的極端環境中生存。

卡內基學會的科學家說,他們以超過正常大氣壓多達1.7萬倍的壓力把細菌置於金剛石砧的夾板中擠壓,有些微生物仍舊可以生存和攝取化學食物。

研究報告的第一作者阿努拉格·夏爾馬說,這是首次在科學上展示,普通細菌能夠適應這樣大的壓力並生存。他說:“這些細菌能夠適應如此巨大的壓力表明,我們到地球以外尋找生命時,必須到表麵以下尋找。如今,適於生存的區域範圍擴大了。”

南加利福尼亞大學地理生物學家、美國航天局(NASA)噴氣推進實驗室生命探索中心研究員肯尼思·尼爾森博士說:“既然認識到生物體能夠在相當於地球表麵以下數公裏處的壓力下生存,那麽生存的界限就擴大了。這對像木星和其他存在巨大重力的大行星上有可能存在生命具有非常有意思的含意。”

研究人員近年來發現一些奇特的地球生物,並把它們稱做“極端微生物”。這些生物能在非常不利的環境中,比如極熱、極幹燥、放射性和酸性環境中茁壯生長。科學家在海底火山口附近,在極冰中和沸水塘中都發現了微生物。

這項新的研究結果增加了一種生命可以在其中生存的極端環境。

夏爾馬、生物學家詹姆斯·斯科特及其同事在研究中利用一台金剛石砧來檢驗大腸杆菌和Shewanella Oneidensis兩種普通微生物的適應力。金剛石砧是一種用非常高的壓力讓兩塊寶石品質的金剛石互相擠壓的儀器。夏爾馬說,把微生物與水和稱作甲酸鹽的一種化學物質相混合,置於金剛石砧夾板之間的一個酒窩狀凹槽內。

“草”高一足,“蘑”高一丈

長期以來,印度茶農深受一種米甘屬攀緣植物的困擾。這種雜草的生長速度極快(幼草在24小時之內就能長8到9厘米),瘋長時直至把茶樹蓋住,給采茶的茶農們帶來很多不便。雜草還和茶樹搶奪養分、水和陽光。為了除掉這些雜草,茶農們每年要花掉30%的收入,但收效甚微。

雜草對茶葉的產量影響很大。印度茶葉產量占世界茶葉產量的30%。由於受雜草影響,2002年印度茶產量降到了80萬噸以下。

20年來,用生物控製法對付這種雜草一直是一大科研課題。人們試過了各種辦法,例如引進昆蟲、采用自動除草技術、使用除草劑,但效果都不好。

現在有了一種專門對付這種雜草的辦法:引進蘑菇。生物研究所的墨菲教授領導的研究小組從1996年就開始研究可以抑製雜草生長的蘑菇。他們發現,來自熱帶的鐵鏽菌類是這種雜草的天敵,它們可以和雜草一起生長,並控製雜草的數量。其中,雙孢鏽菌對雜草的影響最為明顯。在溫室和土地裏進行試驗的時候,研究者們觀察了雙孢鏽菌對雜草的葉、葉柄和莖的影響,結果發現這些部位都出現了壞死現象,使得雜草生長速度減緩甚至死亡。在進行實地試驗的時候,雙孢鏽菌卻沒有對別的印度植物造成什麽影響。現在,研究人員正對雙孢鏽菌進行單獨觀察,以研究它對茶園生態係統的影響。印度會在年內采用雙孢鏽菌對付雜草,如果效果不錯,那麽它將會在中國、印度尼西亞和馬來西亞得到推廣,以解決整個東南亞的茶園雜草問題。

秋葉養林

當白天變短,水銀柱開始下降的時候,上百萬美國人前往山區,凝望閃耀著緋紅、橙黃和金色樹葉的森林。這是大自然在單調的冬天來臨之前的最後放縱。

秋葉奇景美麗,但也許體現了更重要的東西。鮮豔的色彩,尤其是紅色,可能表示樹木竭力擺脫昆蟲、汙染和幹旱的傷害。美國林業局植物學家保羅·沙伯格說:“這也許是壓力的一個跡象。”

沙伯格和其他生物學家正在解決一個大多數人沒有認識到的未解之謎,即為什麽有些闊葉樹在秋天變成紅色,而非黃色或橙色。他們還試圖確定,環境因素是否影響色彩改變的時間和程度。

在東部和中西部,答案不止會引起一時的興趣。在那些地區,秋葉旅遊是樁大生意。但是目前,科學對葉子不按時變色還無能為力。天氣會影響秋葉變色的時間和程度。沙伯格說2003年偏暖,使美國東部的大部分地區樹葉變色的高峰時間晚了一周或更多。

數十年來,生物學家認為,葉子變色是樹木和其他闊葉植被準備過冬而進入休眠狀態的偶然副產品。

在春季和夏季,植物和樹葉是綠色的,因為它們產生葉綠素。葉綠素是一種利用太陽光幫助從二氧化碳、水和其他營養物質製造養料的色素。但是到了秋天,白天變短,夜晚變涼,促使植物停止光合作用,將水和養料輸入和輸出葉子的葉脈堵塞,把葉子連到樹上的細胞退化,直至葉子脫離,落到地上。

葉子在掉落之前會變色,顯露出其他色素。後者為在葉子生長季節產生的壓倒性的綠色葉綠素所掩蓋。有些樹葉因為含有葉黃素而變黃,其他樹葉因含有胡蘿卜素變成橙色。

但是很多樹木在秋天產生另一種色素——花青素,使樹葉變成紅色或紫色。科學家一度認為,花青素沒有用,隻是葉脈堵塞時困在葉子中的糖分的一種產物。美國威斯康星大學麥迪遜分校的植物生理學家威廉·霍克說,如今,“我們知道大自然比那更有效”。

在過去幾年,生物學家提出種種設想,認為花青素發揮遮光劑、防凍液、抗氧化劑和驅蟲劑的作用。如今很多科學家認為,花青素幫助樹葉免受過量陽光的傷害,使樹木在秋天能夠延長進行光合作用的時間,儲存更多養料。

薄弱的物種界限

最初的肇事者是嗜吃芒果而且吃相難看的狐蝠。而結果是110萬頭豬被殺,105人死亡,並且發現了一種威脅人類健康的新病毒。

1998年,當尼帕病毒風波乍起時,它就像一出三場的戲劇:蝙蝠、豬和人類輪番登場,與最初的微生物在地球上傳播疾病和災難的方式如出一轍。不知怎麽,病毒就從一個物種傳到了另一個物種,然後又是下一個物種,結果引發了各種各樣的健康問題。

現在,疾病研究人員的目光又聚焦在了導致非典型肺炎全球大暴發的冠狀病毒上,他們越來越傾向於懷疑,這種2002年秋天出現的疾病也有類似的傳播過程。他們正在研究所有可能成為人們盤中餐的動物——從靈長類到爬行類,它們都有可能是病毒傳播到人類的途徑。

波士頓兒童醫院的傳染病負責人肯·麥金托什說:“它不可能是從原始沼澤中冒出來的。”

他曾在20世紀60年代參與發現了冠狀病毒,人類感冒病毒的1/3都是由它所致。

雖然聽起來有點像是羅賓·庫克的小說,但事實是人類有3/4新出現的疾病是緣自動物,並從一個物種傳到另一個物種。想想看,2002年導致美國284人死亡的西尼羅河病毒就是蚊子帶給人們的;少見但致命的漢他病毒來自波氏白足鼠;艾滋病病毒則源於大猩猩。

病毒和細菌能夠變著法兒地寄生於那些免疫係統對外來入侵者特別薄弱的新寄主。

由動物傳播到人的傳染病會因病毒和細菌的基因進化而變得更有殺傷力。由於這些病原體複製速度極快,它們經常會產生異於祖先的下一代。大多數情況下,這些差異不會很大,但間或會發生一種蛋白質或酶的關鍵變化,從而促使病毒攻擊新目標。

邁阿密大學傳染病學專家吉奧·巴拉科說:“病毒是一種非常原始的生物,它們複製遺傳物質的機製也很原始,而且這一機製經常會出錯。一般來說,突變會造成某種缺陷,使它們無法存活。但有時突變也會增強病毒抵抗某種抗生素的能力,或使它們在特定環境中生存,或是影響其他物種。”

流感病毒的基因結構就像是一串含有基因組的珠子穿成的項鏈:把其中一顆珠子變成病毒的其他株型,就產生了一種新的流感。

豬是一種病毒發生突變的高效孵化器。它可以同時感染一種禽類傳播病毒和一種人類傳播病毒。兩種病毒在豬的體內交換遺傳密碼,進行了病毒的重新組合——結果就產生了一種新的流感。

1998年,馬來西亞流行一種神秘的疾病,病人會出現高熱、肌肉酸痛,甚至致命的腦水腫。疾病從馬來西亞半島北部開始,在7個月的時間裏席卷全國,導致105人死亡。

在尋找疾病源頭的過程中,研究人員最終追溯到了一個大養豬場,這裏被確定為尼帕病毒的發源中心。他們發現,蝙蝠經常光顧養殖場的芒果樹,在飽餐之後會留下大量殘渣。豬圈裏的豬吃的剩芒果中帶有含尼帕病毒的蝙蝠唾液。雖然這種病毒沒有使蝙蝠患病,卻使豬出現了頻繁幹咳的呼吸道症狀。疾病專家發現,發病的人類與豬感染的是同一種病毒。

許多科學家說,在當今世界病毒更容易跨越物種的界限,因為工農業的發展無情地破壞了原來阻隔疾病的生態屏障。而且事態發展又往往會產生非預期後果:為了控製疾病流行而屠殺大量的豬,結果卻反而加快了病毒的擴散。

美國疾病防治中心特殊病原體分部負責人托馬斯·克西翁熱克解釋說:“如果我有2萬頭豬,每頭值100美元,而現在因為它們有病有人要將之全部殺死,那我就會想辦法到別處去把它們賣掉。人的貪婪也成了疾病蔓延的一個因素。”

克西翁熱克曾積極參與過破解SARS謎團的工作。這種病毒到底是從哪裏來的呢?克西翁熱克和其他疾病專家認為,SARS病毒不太可能來自於大量買賣的豬、雞等家禽家畜。因為假使是這樣的話,鑒於這種傳染病對家畜交易的經濟影響,它早就應該被發現了。因此,他們決定用研究流行病學的老辦法,追蹤首批SARS感染者曾經去過哪裏,以及他們接觸過什麽動物。他們的調查結果將有助於更好地了解這種病毒,並找到治療和控製方法。

從中我們也可以進一步了解,為什麽病毒會從一個物種傳播到另一個物種,盡管人們不斷試圖幹預,但這一過程仍然如故。麥金托什說:“這有點像是企圖阻止小行星撞地球。然而它總是會不斷發生。所以我們應該從力所能及的方麵去想辦法——好比提醒人們係安全帶。”

小心物種入侵

1926年,一小批非法移民來到歐洲,激發了舊大陸貪婪的皮貨商們瘋狂的發財欲,這些移民就是北美水貂。如今一提到這些可憐的小動物,我們就會自然而然地將其與另一個詞聯係起來——“大衣”。新大陸水貂很快就證明了自己的皮毛能夠賣個好價錢,但是,至少對於它的親戚歐洲水貂來說,它們一點也不可愛。運抵歐洲的北美水貂被人為釋放或自行逃脫後,很快就適應了當地的生存環境,今天,它們已經將歐洲水貂逼到了滅絕的邊緣。

北美水貂是物種入侵的典型例子,它們攻占了歐洲水貂的生態家園,因為它們體積更龐大,捕食範圍更廣。更糟糕的是,它們還與歐洲水貂**。盡管這樣雜交不會孕育後代,但雌性歐洲水貂卻會因此喪失了**的熱度,從而大大降低歐洲水貂的出生率和種群數量。西班牙也沒能逃過這個物種“強盜”的侵略。1958年北美水貂進入西班牙,現在已經占據了半島中部和西北部的大部分地區,隻有埃布羅河上遊一帶還幸存著一些歐洲水貂。

西班牙鳥類學會指出,有意或無意地引進物種是目前對生態係統和生物多樣化最嚴峻的威脅之一。實際上,入侵物種和生態環境的破壞是導致物種滅絕的主要原因。入侵物種的行為是毀滅性的,有的吃掉本地物種,有的與本地物種搶奪資源,有的和本地物種雜交,還有的傳播疾病或者直接改變生態係統。

最著名的例子發生在20世紀70年代,為了彌補河蟹數量的減少,西班牙引進了北美紅蟹。現在我們知道,這些產自美國路易斯安那州的紅蟹會穿透堤壩。而且,埃布羅河三角洲地帶的螃蟹種群數量超過了每公頃500公斤,它們每年要吞噬掉大量的秧苗。1983年引進西班牙的北美河蟹身上攜帶著一種致命真菌,致使大部分本地蟹死亡。

這種破壞生態的方式由來已久。國際自然保護聯合會的報告指出,1600年以來,已知的滅絕物種中有39%要歸咎於外來物種的入侵,而人類的行為是導致這一結果的主要原因。西班牙入侵物種研究小組指出,西班牙至少有47種脊椎動物是被人類引進的,其中大部分是魚類。在這場不平等的鬥爭中,作為直接受害者的本地魚類處於劣勢。

對西班牙生物構成威脅的近半數都是魚類,如凶猛的白斑狗魚和歐鯰,其中一些甚至會迫使包括水鳥在內的本地物種遷移。20世紀初凶猛的虹鱒來到西班牙之時,褐鱒就馬上陷入了生存困境。但與白斑狗魚和歐鯰兩個外來怪物相比,虹鱒隻能算是小巫見大巫。白斑狗魚身長可達60厘米,1949年出於垂釣的需要被放入塔霍河,此後便蔓延開來,垂釣者稱之為河鯊。歐鯰的威脅在於它超乎尋常的體積——它身長可達5米,體重能達到300公斤,可以吞掉任何入口的東西。據傳是幾名德國人在20多年前將一些歐鯰放入了埃布羅河,有些專家擔心至今塔霍河裏還有歐鯰。

大部分物種入侵都是受捕獵需求、經濟利益和喜好外來寵物等因素的驅使。例如1987年,西班牙就引進了90多萬隻佛羅裏達龜,當時誰也不會想到這可能對金錢龜等本地龜構成威脅。今天,我們很容易見到這種身長可達30厘米、體重2公斤的龜。這種龜的雌雄比例是7:1,它們隨時都可能變成生態炸彈。

蓄意引進外來物種的行為難以杜絕。60多年以來至少有26種外來魚類就是通過這一途徑進入西班牙的。生態環境不僅與魚類的繁殖息息相關,也造成了其他嚴重影響。來自黑海和裏海的斑貝最初是作為飼料被引進的,它繁殖速度驚人。被投入埃布羅河以後,斑貝便落地生根,吃掉了大量浮遊植物。斑貝會附著在它所碰到的任何物體上,包括石頭和水管,它占據疏水管道,威脅其他生物,成為令當局頭疼的大問題。

一些被遺棄的外來寵物成為破壞生態係統的罪魁禍首,例如佛羅裏達龜和綠色長尾鸚鵡。綠色長尾鸚鵡在十幾年前作為人類的夥伴被引進西班牙。今天,在巴塞羅那和馬德裏的一些地區還充斥著這種曾經風行一時的寵物,它們是被主人在休假期間遺棄的。此外,河狸鼠因毛質和肉味俱佳而被廣泛引入世界各地,現在一些地區已將其列為害獸。

到目前為止,在物種入侵方麵采取的行動寥寥無幾。此外,沒人知道到底在西班牙有多少入侵物種,它們確切的分布情況如何?人們對阿根廷螞蟻知之甚少,隻聽說它在歐洲西南部地區迅速蔓延開來,專家已經提醒人們注意這一複雜的問題。入侵物種研究小組宣布要繪製一份圖冊,標明外來物種的特性及其影響,其中包括幾十種脊椎動物。

從最初的移民活動開始,人類就有意無意地將動植物帶到了所前往的新領地。今天,現代交通方式和新貿易途徑的開放使外來的、危險的物種遷移更加嚴重。迅速到達世界任何地區的便捷性是全球化美好的一麵,也是滋生生物入侵的沃土。

男生為什麽反而會掉隊

勞倫斯中學是一所普通的中學。它的學生也正如你所預期的那樣,由衣著時髦的女孩和形形色色的男孩組成。

但當這座位於長島的中學的2003屆班委聚集在會議室裏時,卻幾乎看不到男孩的蹤影。高年級班長是女孩,副班長是女孩,學生會主席是女孩,數學小組組長、學校年鑒主編和報紙主編——還是女孩。

勞倫斯中學的女孩權力壟斷反映了美國教育中性別差異的驚人逆轉。從幼兒園到研究生院,男孩正在迅速降至次要地位。

僅僅一個世紀之前,哈佛大學的校長查爾斯·阿利奧還拒絕接收女生,擔心她們會浪費學校的寶貴資源。如今,女生組成的學術帝國似乎已經在全國範圍內崛起,而男生時代正在日漸衰微。

在中西部地區的一家私人走讀學校裏,校長甚至規定所有獎勵和學生會職位都在男女生之間平均分配。哈佛醫學院精神病學教授威廉·波洛克說:“並不是男生被女生超越了,而是男生自己落後了,表現得不如以前了。”

也許世界仍然是男人的,但無論如何已經不再是男孩的。從一上學起,男孩在讀寫能力發育上就比女孩晚兩年。然而人們往往要求男孩和女孩在相同時間內以同樣的方法學習同樣的知識。當一個男孩體內的每一根神經都催促他去跑去跳時,他卻必須坐得端端正正,一天聽上幾乎8小時的課。從生物學角度來說,他一天大約需要4次課外活動,但事實上能得到一次就算不錯了,因為有些擔心出事被起訴的學校完全禁止課外活動。有人認為這會形成一種對男孩越來越不利的文化,使他們的行為異化。

如果男孩落後了,他們有可能被送到特教班,那裏超過70 9/6的學生都是男孩。動來動去、扮鬼臉、插嘴——他們被診斷為多動症的可能性是女孩的4倍。這常常使他們被開除,送到特教班,或者令父母遭到管教不力的指責。

當男孩好不容易升到中學,他們在學習成績、課外活動和職務上不如女生的危險就更大。甚至理科和數學也不再是他們的天下。當女孩忙著占領優秀畢業生名冊時,男孩卻更多地在健身房裏練肌肉塊、玩遊戲機,或往MP3播放器裏下載音樂。同時,男孩中途退學的幾率比女孩高30%,殺人的幾率比女孩高85%,自殺的幾率是女孩的4—6倍。1970年以來,男孩自殺的比例已經增加了兩倍。

過去350年中,大學中的男性比例一直高於女性。而現在,在各州、各收入階層、各民族和種族,以及大多數西方工業國家中,女性都占優勢地位,僅在美國就分別有57%的應用科學學士學位和58%的碩士學位被女性贏得。

總的來看,這一代上大學的男孩和女孩人數都多於上一代。但如果考慮到人口增長,男孩上大學、讀研究生和讀大部分博士專業(除工程和計算機科學等領域之外)的比例幾乎都沒有上升,而女性在這些方麵的比例全都提高了。

在北卡羅來納大學、波士頓大學和紐約大學,男女生比例已經是40:60。為了維持男女比例平衡,很多常青藤聯合會的知名大學和其他精英學校暗中采取了男孩優先的措施。明尼蘇達州的麥卡萊斯特學院有57%的入學者是女性,校長邁克爾·麥克弗森說:“招生過程中女生的條件更好——她們成績更高,所學的課程更難,論文也更加有思想。男生的起點就比女生低。”

問題還不僅限於校園。一個年輕男性在離家獨立之後,比其姐妹更容易重返家庭,再度依靠父母為生。這都顯示年輕男性在30歲之前更容易加入日益擴大的“落後生”人群——英國把他們稱作“汙水槽一群”。

一方麵,女孩成為受教育主體這個驚人事實,可能使21世紀成為第一個女性世紀。女性在碩士和博士比例上正在迅速向男性看齊,而且根據美國律師協會的數據,法律專業學生中女性將占大多數。MBA學員中隻有29%是女性,這仍然是少數幾個男性主宰的領域之一。

然而另一方麵,這個世界仍然沒有實現男女平衡:世界上90%的億萬富翁是男性。在超級富翁中,隻有一位女性——加普公司的多麗絲·費希爾——的財富是自己創造的而不是繼承得來的。男性仍然擁有大部分前沿行業中報酬最高的工作,例如工程學、投資銀行以及高技術行業,這些仍然是支撐經濟並創造最多財富的行業。女性仍麵對著薪金差異和“玻璃天花板”的障礙(升職的無形障礙),也仍須在工作和撫育子女之間疲於奔命。

但女性在受教育水平上的勝出可能最終使她們得以縮小收入差距,打破“玻璃天花板”,並平等參與對企業、政府和社會規則的改寫。康奈爾大學人類發展學教授詹姆斯·加巴裏諾說:“女孩更能滿足現代社會對個人的要求——專注,遵守規則,善於表達,善於處理工作中的人際關係等。”解決男孩的問題並不一定需要損害女孩的利益。有些女權主義者指出,人們研究男孩問題時可能誤以為女性機會的增加都必然對男性不利。

然而,如果男性不思進取和經濟依賴的模式繼續下去,那麽在注重精神力量更甚於體力的世界經濟中,將有越來越多的男人淪為失敗者。日益加大的教育和經濟差距還可能帶來社會劇變,改變家庭經濟狀況、社會政策、工作與家庭的關係。現在有越來越多的男人在逃避工作,推卸為人父的責任,與公民事務脫節。例如,佩爾公司的莫滕鬆說,從1964年起,男性參加總統選舉投票的比例從72%下降為53%——是女性下降幅度的兩倍。

男孩能力的下降還可能降低男性收入水平,引起專業職員的短缺,令白人女性中出現配偶缺乏狀況,這在黑人婦女中已然存在。在美國,40—44歲的黑人婦女中有30%從未結過婚,部分原因是缺少具有同等學曆和收入水平的男人。如今,相同年齡段的未婚白人女性達到了9%。莫滕鬆說:“女人們將把男人落得越來越遠,然後當她們想成家時,她們會環顧四周,說:‘男人們都哪兒去了?’”

如果教育家、企業家和政策製定者想要縮小新的性別差異,他們必須首先了解這種差異形成的眾多原因。促成因素包括沒有父母關愛、缺少男性教師、集體午餐中糖和脂肪含量過高(能導致孩子過度活躍和注意力不集中)。

有數以百計的研究表明,電視暴力也和孩子的攻擊性行為有關。有人認為,男孩們的現狀反映了如今的文化特征——形象縮水的父親在新經濟的浪潮中隨波逐流,遊手好閑的花花公子文化使獲取學術成就黯然失色,被美化的黑幫文化使學校相形之下乏味老套。有什麽能比做一個玩槍泡妞的新新人類更吸引人呢?男孩比女孩成熟得晚,因此往往也更難抵製這些**和作長遠考慮。此外,學校也在無意中扮演了重要角色。事實上,很多校長認為是男孩本身有問題,而不是學校對待他們的方式有問題。

男孩甚至連手指神經都比女孩發育得晚,因此讓男孩握住鉛筆並寫出漂亮的連體字更加困難。這些發育上的差異往往使男孩被視做笨或遲鈍,這使他們從一年級開始就討厭學校。此外,很多學校並沒有設法適應男孩的學習方式,而是迫使他們采用不合乎其本性的方式。目前普遍采用的“端坐聽講”的模式對男孩女孩來說都不是最適合的,但女孩往往比男孩更能忍受它。

專家指出,教育者應該重點幫助男孩們減輕格格不入的感覺。有專家正在研究更符合孩子發育特點的學習新方法,這種方法將把重點放在解決問題而不是考試上。它對男女學生都會有好處,但對男孩尤其有利,因為他們更傾向於通過活動而非僅靠談話來學習。

例如,男孩們可以通過數鬆果來學習數學,可以一邊在池塘邊閑逛一邊學習生物。他們將用《哈利·波特》取代《草原上的小屋》作為閱讀讀物,寫外星人襲擊醫院的故事而不是寫如何在醫院照顧病人。如果男孩們開始坐不住了,他們可以離開教室去活動中心,那裏布置了很多電腦和輔助教學的可操縱裝置。

重視男孩的感情世界也會取得效果。北佛羅裏達大學的研究者麗貝卡·馬科經過在華盛頓中學的長期研究發現,如果男孩所上的幼兒園注重社交和情緒技巧——而不是知識學習,到上初中時他們的整體表現將優於其他男孩。

事實上,研究顯示男孩們其實一生下來就比女孩更加富於同情心,更善於表達,感情也更豐富。但男孩規範要求他們表現得沉默堅忍,不為外物所動,因此先前那些特質往往到小學二年級就被從他們身上拔除了。

一個新世界已經在女孩麵前綻放,但如果人們不幫助男孩們在這裏找到落腳點,它將是一個孤獨的世界。畢竟,性別革命需要男女兩性的共同參與。

危言聳聽:男性染色體滅亡之說

在性別之間的生物鬥爭中,Y染色體連連被打敗。這種決定男性的染色體的基因數目已從性別染色體最終形成之時的1000多個縮減到了科學家一度認為的為數不多的幾個,照此下去Y染色體最終會全部消失。

不過關於Y染色體的滅亡之說其實是極度的誇大。懷特黑德生物醫學研究所和華盛頓大學醫學院的研究人員發現,Y染色體所帶的基因遠遠多於科學家的估計——他們就找到了78個——並且這條單染色體上還包括了大量的成對基因,這就使Y染色體可以模仿基因組其他部分的成對染色體結構。

研究觀察了人類和黑猩猩的雄性染色體,結果發現Y染色體不用像其他染色體那樣靠性別重組的幫助就能修複受損基因。這種簡潔的體係揭穿了所謂的“Y染色體腐朽”理論——此前普遍認為男性染色體及其逐漸減少的基因在接下去的500萬年中會繼續消亡,直到最後什麽也不剩。

細胞核中的染色體都是成對的——除了Y染色體。一對染色體中的一半通過與它的同伴進行性別重組來修複基因。如果其中的一半出現了基因損傷——這是許多疾病中會出現的情形——它就會拋棄這個突變基因,從另一半那裏複製一個正常的基因。而Y染色體沒有性別“同伴”來置換有缺陷的基因。

毫無疑問,由於缺乏拋棄基因的能力,Y染色體已經損失了數百個基因。性別重組就像一場撲克牌遊戲,而Y染色體是永遠無法贏的。但是這次的新研究表明,這對它來說並不重要。因為對一些關鍵基因,它能夠自己進行置換。

華盛頓大學的理查德·K.威爾遜說:“研究顯示,Y染色體非常善於保存重要基因。它能通過不同的途徑來實現染色體的進化、生存和成長。”

確實,幾百萬年來,男性染色體中有不少基因已經消亡,還有一些出現了嚴重的缺陷,不過最大的擔憂是Y染色體中控製**製造的基因的健康。不過現在看來,負責**製造的複製基因序列的精密布局可以防止這些關鍵基因受損。

華盛頓大學的科學家羅伯特·沃特斯頓說:“研究顯示,在緩慢減損的同時,Y染色體中負責**發生的基因卻同時有所增加。雖然結構相對不穩定,Y染色體卻能找到方法保持這些基因的延續。不穩定的結構可能會對某個特定的個人造成嚴重的後果,但對Y染色體來說卻不是災難性的,因為缺失的Y染色體不會遺傳下去。”

疼痛:他和她亦不同

最近的醫學研究表明,男性和女性患疼痛症的情況不同,對疼痛的感覺也不同。例如,女性患偏頭疼的比率比男性高3倍。另外,女性對疼痛更為敏感也更難以忍受。造成這一現象的部分原因是男女之間激素和大腦結構的不同。

許多女性認為,如果分娩時的疼痛落到男人身上,那麽人類恐怕早就在幾百個世紀以前滅亡了。女性雖然嬌小纖弱,但是卻承擔著分娩的痛苦;而看起來高大強壯的男性,卻會在牙科醫生的坐椅上發抖。那麽,女性真的比男性更能忍受疼痛嗎?

最近的研究表明,與男性相比,女性更容易患上導致慢性疼痛的疾病,例如偏頭疼、關節炎、肌肉纖維疼痛以及**炎等。這些疾病總是更多地發生在女性身上。另外,對於同樣的疼痛刺激,女性總是感到更為強烈和痛苦。事實上,女性對疼痛的耐受力比男性更弱。

醫學家們還發現,同樣的鎮痛藥物對男性和女性的療效也是不同的。美國佛羅裏達大學的羅傑醫生說:“許多臨床現象和研究表明,鴉片類鎮痛劑對女性的療效要好得多。例如為了治療背部疼痛,醫生必須給男性患者開出劑量更高的可卡因。”

美國伊利諾伊大學的傑弗裏教授說:“疼痛和麻醉的神經過程對於男女兩性來說在質量上和數量上都是不同的。科學家們已經提出各種機製來解釋兩性在這方麵的差別。疼痛是一個很複雜的過程。它不僅僅是電信號在神經中的傳輸,而且還和我們的個人經驗有關。”

男女兩性耐受疼痛的區別首先是因為性激素的影響。研究表明,女性對疼痛的耐受力與生理周期有關,並隨生理周期變化而變化。由於雌激素對痛覺神經的傳導活動有刺激和擴大的作用,女性在即將月經時對疼痛最為敏感。而雄性激素的作用則正好相反,它可以起到鎮靜神經係統的作用。在女性懷孕的最後階段,女性體內的雄性激素會達到最高水平,以此來緩解即將到來的分娩的疼痛。“但是過了這一時期之後,女性對疼痛的耐受能力又回到了通常水平”,美國加利福尼亞大學的神經學家喬恩·萊文說。

萊文還發現,雌激素能夠改變炎症或是組織生長中的生化反應過程。例如,人體在受傷之後,周圍的組織通常會分泌大量的緩激肽來保護受傷的組織,但這種物質也會導致受傷部位發炎,雌激素可以有效降低緩激肽的水平,減輕炎症部位的疼痛。

意大利基耶蒂大學的瑪麗亞·詹貝拉爾迪諾醫生認為,女性體內各器官之間的神經聯係較男性更為豐富是造成女性對疼痛耐受力更弱的原因之一。詹貝拉爾迪諾發現,女性的各個器官,特別是生殖係統的各個器官與身體其他器官之間有豐富的神經相連。由於這種密切的神經聯係,女性某個器官所感受到的疼痛會被其他器官的痛覺神經感受到,從而造成一種放大效應。詹貝拉爾迪諾在自己的臨床治療中證實,患有尿道結石的女性患者,通常會感到背部有嚴重的疼痛。

激素並不僅僅是造成男性與女性對疼痛感覺差異的唯一原因。男女之間在大腦上的差別也起了重要作用。據醫學家通過核磁共振以及X線體層照相術得出的結果表明,女性大腦中掌管疼痛感覺的部分與掌管注意力和情感的部分之間比男性有更多的神經聯係。也就是說,女性對疼痛刺激會產生更多的情感方麵的反應。

43塊麵部肌肉揭示兩性最細微情感

世界上最著名的麵部表情解讀者、心理學家保羅·埃克曼現在是個非常搶手的人物。聯邦調查局、中央情報局和各級警察機構都在向埃克曼博士求教,學習從潛在的暗殺者、恐怖分子和可疑的簽證申請者的麵部、聲音和肢體語言中尋找細微的情感線索。

全世界有許多神經學家、精神病專家和心理學家學習了埃克曼博士創立的麵部活動解密係統(FACS),這一係統能夠解釋人麵部的43塊肌肉在任何時候的活動,甚至在一種情感轉瞬即逝、連本人都沒意識到的時候也不例外。埃克曼博士對麵部表情的深入了解在電影業也派上了用場,他就如何賦予動畫人物逼真的表情提供了不少建議。

下麵是對埃克曼博士的采訪,從中我們可以發現麵部肌肉號隋感的秘密。

問:你是出於什麽原因、在什麽時候決定做一名心理學家的?

答:我的母親在我14歲時自殺了,我想她可能是得了狂躁抑鬱症。從那之後我就決定要通過了解人們的情感疾患來幫助像她那樣的人。

問:你為什麽決定研究麵部表情呢?聲音不也同樣能顯露人的情感嗎?

答:聲音當然也有同樣的作用。不過我從12歲起就開始熱衷攝影了。我知道怎樣用這個工具來了解麵部表情。

問:人類的基本情感是什麽?

答:有7種情感具有明顯的麵部特征——憤怒、悲傷、恐懼、驚訝、厭惡、輕蔑和快樂。

問:愛難道不是人類的基本情感嗎?

答:愛情以及父母對兒女的愛遠比情感更具持久性,盡管它們都是充滿情感的。對於我的女兒,我並不隻感到快樂。有時我會擔憂,有時驚訝,有時可能會感到憤怒。這是一種牽掛,而不是轉瞬即逝的情感狀態。順便說一句,情緒又是另外一回事。它不像情感那麽持久,盡管它有時也會延續幾個小時甚至更長時間。

問:100多年前,查爾斯·達爾文提出,人類的麵部表情是普遍的。而人類學家瑪格麗特·米德則持相反意見。你的看法是怎樣的?

答:最開始,1965年的時候,我認為瑪格麗特·米德可能是對的。不過我決心找到證據來解決這場爭議。我在美國、日本、阿根廷、智利和巴西把反映各種麵部表情的圖片給人們看,結果發現人們對表情的判斷都是相同的。不過這還不具有足夠的說服力,因為這些人可能都通過看卓別林或約翰·韋恩的電影了解表情的含義了。我需要找一群沒有接觸過現代社會和媒體的視覺上孤立的人。我在巴布亞新幾內亞的高地找到這麽一群人。他們不僅判斷表情的方式跟我們一樣,我用錄像機拍下的他們的表情也都能為西方人所理解。

問:你的最吸引人的一個發現是:假如一個人讓自己的臉部做出一個特定的表情,那他就真的會感受到相應的情感。換句話說,情感既可以由內而發,也可以由外而生。那快樂是不是真的通過擺出一張快樂的臉就能得到呢?

答:在非常有限的條件下,答案是肯定的。快樂的奧妙之處在於,雖然每個人都能笑,但大多數人無法移動眼睛周圍一塊激發快樂生理機能所必需的肌肉。然而對於憤怒或厭惡,每個人都能做出正確的麵部活動,並開啟這些情感的生理感覺。

問:假如我的整個臉部都接受了肉毒素注射,無法做出正常的表情,那我的情感是否會受到相應的抑製?

答:可能不會。我與伯克利加利福尼亞大學的羅伯特·利文森教授對生來就有麵部麻痹的人做過一項研究,結果發現他們辨認或體驗情感的能力並未受到影響。不過注射肉毒素還是存在問題的。限製麵部活動可能會使人失去吸引力。

問:人們一直都會用麵部表情撒謊,不是嗎?你正在與舊金山大學的心理學家莫琳·奧沙利文進行一個研究項目,看看一小部分人(即1%的人)是怎樣特別善於靠麵部表情、聲音線索、肢體語言和話語來辨認出說謊者的。他們究竟是怎樣做到的呢?

答:最重要的是,他們都是目的性極強的細心觀察者,在沒有經過訓練的情況下,他們就能發現一些隱藏情感的細微線索,我們稱之為“微表情”。這些是隱秘情感的迅速而強烈的表露,大多數人都不會注意到,因為它們的發生隻有幾分之一秒的時間。

問:是不是特定職業的人特別善於利用表情來判斷真假?

答:是的,比如在情報部門工作的人。我們研究過的許多特工判斷人們是否說謊話的正確率能達到80%。

問:精神病學專家判斷謊言的水平如何?

答:比大學新生好不了多少。要碰運氣。

問:那你怎樣分辨假意的笑與真誠的笑?

答:假笑的時候,隻有顴骨主肌,即從顴骨到嘴角的肌肉會活動。在真笑時,眉毛以及上眼瞼與眉毛之間的皮膚會稍稍下垂。這裏參與活動的肌肉是眼輪匝肌。

問:一般人能不能學會更好地辨認真假表情呢?

答:讓我吃驚的是,人們1小時就能掌握這其中的要領。我製作了一張光盤來教人們快速學習這種技能。以前我還以為人們學起來需要更長的時間。