第六十六章 待解的謎團

字數:4293   加入書籤

A+A-




    ps. 奉上五一更新,看完別趕緊去玩,記得先投個月票。現在起-點515粉絲節享雙倍月票,其他活動有送紅包也可以看一看昂!

    黑人族長一驚一乍的問道:“氧氣還能殺人?!”

    “今天,氧不被稱為毒氣而是生命之息,是因為,在億萬年前,一種微生物‘學會’了駕馭氧,利用它強大的氧化能力,分解有機分子借此獲得大量能量。因為我們還不太清楚的原因,這種微生物放棄了**的生活方式,演化成原始真核細胞中的線粒體。正是由於,快速大量的能量供應使得多細胞的生命形式成為可能,而我們正是原始真核細胞的後代子孫。

    然而,無論氧氣多麽的重要,也不能掩蓋它氧化分解摧毀生命分子的本質。尤其在細胞主動利用氧的情況下,會有生成大量比分子氧更加活潑的自由基。在正常情況下,細胞利用一係列的酶,直接或間接的對抗氧及其自由基所帶來的損傷。

    但隨著溫度的下降,雖然破壞的速度也隨之下降,但因酶的催化才加速的對抗能力,隨著酶的活性劇烈下降,而急劇降低,本來平衡的化學反應最終倒向了破壞的一方。

    從根本上而言,生命作為一種有序結構,本來就是一種鋼絲上的舞蹈,平衡如果崩解,生命自然就此終結。當然平衡的崩潰速度,對不同的生命形式而言,差異很大,許多植物的種子隻需零度左右的低溫,就可顯著延長儲存期,同時不會受到明顯的化學傷害。但要長時間儲存動物細胞,需要低得多的溫度。

    至於冰晶傷害,和水的性質有關,水是一種少見的在結晶固化後,體積不減反增的物質,這是冰塊可以漂浮在水麵上的原因。而因冰凍暴裂的水管,可以讓你直觀地想象到細胞凍結暴裂的場景。除此之外,冰晶的剛性結構,會將其他物質排斥在外,導致尚未凍結的液體中溶質的濃度大幅上升,過高的鹽濃度以及有害物質可直接損傷細胞。”

    黑人族長皺了皺眉頭,“所以呢?你還是沒告訴我們到底要怎麽突破這些限製啊。”

    “你急什麽,這數億年才演變總結而來的規律,你別試圖分分鍾把它搞懂。你以為你是我嗎!”

    小男孩得意地繼續說道:“細胞的凍結,通常是從-5c開始,這是因為細胞內外的液體都是鹽溶液。當細胞內外的液體進入過冷態後,細胞外液率先結冰,這些冰基本上由不含鹽分的水構成。

    如果降溫過快,這些冰就可能突破細胞膜進入細胞,或者細胞內液也迅速開始結冰,這些快速生長的冰晶幾乎一定會導致細胞膜發生嚴重損傷,複蘇的希望就此終結。這個困擾了科學界很多年問題,其實並非那麽困難,隻是起初人們走了很多彎路而已。最終在一次偶然的實踐中人們意外找到了答案:甘油類抗凍物質的合成。

    甘油溶液的冰點很低,當細胞外液開始結冰後,胞內液的溫度還在冰點之上。而伴隨著結冰的過程,外液的鹽濃度開始上升,在滲透作用的影響下,細胞開始脫水,速度因細胞膜等因素的不同而有所差異。細胞體積收縮,一方麵可以規避胞外的冰晶,一方麵還可進一步降低胞內的冰點。

    所以,這些抗凍生物的細胞在自然環境的低溫下,大多並沒有被真正冰凍,這就有效了防止了冰晶的損傷。而這些抗凍物質的存在,還可防止細胞過度脫水收縮帶來的損傷,同時使得有害物質的濃度不會上升得太高,減緩了可能的化學傷害。

    但要想在數年甚至更長的時間內保存細胞,零下數十度的溫度是太高了,不凍結住胞內的液體,化學損傷就無法真正避免。而凍結胞內液體的時機選擇就是關鍵中的關鍵,如果一直低速降溫,那麽細胞就可能過度收縮,同時高濃度的胞內溶液將直接損傷細胞。

    所以,我們需要當細胞收縮恰到好處之時,急速降溫凍結住胞內液體。而研究顯示,不同的細胞,安全凍結的降溫以及複蘇的過程差異很大。

    這就是為什麽,直到今天為止,器官移植中“浪費”現象非常嚴重,一個器官由太多不同類型的細胞構成,要長時間的安全凍存,今天的科技還無法做到。當然對低溫生物學的研究,已經大幅度地延長了器官的保存時間,比如腎髒,從前離體後,必須在6小時內移植,而通過低溫抗凍液體灌流術,已經可以延長到72小時,但這點時間依然太短。許多誌願捐獻的器官,在突發事件發生後,根本來不及移植給任何人,就徹底地死亡。所以冬眠術看似又走到了一條死胡同,直到無定型冰的出現全麵扭轉了這一局勢。

    液體轉變成固體有兩種方式,一是經過相變,以晶體方式的不連續地固化,而玻璃態固化過程中不經曆相變,液體連續地被固化。

    其結果是玻璃化態下的固體,依然具有流動性,也就是說你們可以認為常溫下的玻璃是一種奇特的液體,但是它的粘滯度比普通液體高得多,要想觀察到它的流動現象,需要等待百年的時間。如果水在常壓下以每秒100萬度的速度冷卻,就可以形成低密度無定形冰,也即是玻璃化的冰。

    “這怎麽聽起來還在死胡同裏走不出去啊?”黑人族長搖著頭問。

    小男孩擺了擺手,“這種形態的冰最初是在彗星中發現的,低密度無定形冰可能是宇宙製造有機分子的‘實驗室’,雖然時間以十萬年為單位,這些分子很有可能參與了生命的起源過程。在地球上,1985年,人們在實驗室製造出了無定形冰,這是在研究真空中緩慢沉積的水蒸氣的行為時偶然實現的。超低溫生物學家發現,凡是成功的超低溫保存,細胞內的溶液均以玻璃態的形式被固化,亦即在胞內不會出現晶態的冰。

    隻要實現超快速冷凍,讓細胞直接進入玻璃化狀態,就有機會讓組織、器官甚至完整的生物體比如人,進入玻璃化狀態是實現冬眠術的關鍵性因素。

    後來芬蘭人發現,水可以被緩慢地過度冷卻為玻璃狀,同時緩慢的升溫也可避免結晶的形成。這個發現反複再現的話,將極大地促進超低溫生物保存技術的實現。

    再加之改善細胞的物質結構技術的提出,更是令冬眠術得以實質性的飛躍。細胞的柔韌度和原始膠子數量是決定細胞抗凍能力和進化限度的關鍵因素。

    你們眼前現在所看到的金屬容器就是這雙重技術結合的產物。”

    小男孩在總控製器上操作了幾下,一塊塊彼此分離的無實體界麵的顯示屏懸浮在空中,裏麵顯示著金屬容器中的冬眠人身體內的各種數據,包括體溫、心率、血壓、血晶體滲透壓、紅細胞壓積等上百種參數一覽無餘。

    “所以這個所謂的冬眠術並沒有我們想象中的可怕,甚至真的是通向未來的捷徑?”黑人族長喜出望外,獨自拉下薑明朝自己的族人跑去,邊跑還邊大聲喊道,都別反抗了,他們沒有騙我們,沒有騙我們…”

    薑明卻在一旁憂慮著什麽,剛想開口攔住黑人族長,就被小男孩揮手阻止了。

    “不愧是在科技暴徒身邊待過得人,居然這麽快就察覺出了問題。你是想問如何複蘇的事嗎?”

    薑明點了點頭。

    “勸你別問,問了也沒用,即便以後有辦法能成功複蘇,也無濟於事,因為在那之前世界即將發生重大變革,一場誰都逃不掉的變革。”

    “這話什麽意思?如果不打算複蘇他們,為什麽還要啟動冬眠術?”薑明不解的問。

    “因為這樣比較符合人道主義者們的價值觀,說白了就是看起來心裏能舒服點。雖然人們常說,在絕對正確的革命之上,還有一個絕對正確的人道主義。但縱觀曆史,哪一場革命之中,所實施的人道主義似乎都是短暫的,甚至是用來充當掩蓋罪行的遮羞布。”小男孩輕描淡寫的講出了這在薑明看來如此沉重的話題,使得薑明越發覺得震驚。

    這孩子到底是什麽人?薑明心裏劃出了一個極大的問號。

    “你怎麽倒是一點都不急啊,如果這個冬眠術會使人一直沉睡,那你自己也會死的,你趕緊跑,我和黑人族長他們會幫你擋住那些藍袍軍。”薑明蹲下身催促著小男孩。不時的看看周圍,突然覺得這一排排的反射著藍光的金屬容器,像極了一排排的水晶棺。

    “那還有倆,抓住他們。”之前追捕胖子族長的倉庫守衛,吃力的托行著已經昏厥過去的胖子族長,持槍逼近薑明和小男孩。

    【感謝大家一直以來的支持,這次起-點515粉絲節的作家榮耀堂和作品總選舉,希望都能支持一把。另外粉絲節還有些紅包禮包的,領一領,把訂閱繼續下去!】(m.101novel.com)