生命探索十大未解之谜 为何动物缺氧依然能活

放大字体  缩小字体 2018-02-07 09:44:18  阅读:6314 来源:本站原创 作者:刘恩佑
尽管我们对世界的认知在科学的推动下达到了一个新高度,世上仍有很多令人困惑不已的事情。似乎,随着我们对地球上的生命的探索日益深入,谜团也逐渐增多。

  10.为什么牛进食时不是朝南就是朝北

  大部分人都没有注意过牧场上吃草的乳牛,但一批科学家通过对比研究几千张乳牛的卫星图像,偶然发现,千百年来我们一直忽视了一个重要细节:乳牛们无论在吃草还是在休息,总是朝着地球的南极或者北极。不管受风力还是其他因素影响,该现象都没有发生变化。然而没有人能对此给出确切解释。

  尽管某些身体内部自带罗盘的动物已为人熟知,但还是头一次在大型哺乳动物身上发现这点。还有一处不可思议的地方,乳牛们几乎都朝向极点的位置,它们怎能如此精准地定位!科学家们不知道该现象是否与导航定位相关,或者只是为躲避捕食者而采取的错误尝试。然而通过观察全球六大洲上的乳牛,它们的朝向都出奇地一致,这看起来像是带有某种目的的行为。尽管我们无从得知,但东西朝向的乳牛受到某种程度上的影响,导致牛奶产量相对较低。因此这种现象很有可能直接影响农业生产。

  9.为什么有些哺乳动物回归水生

  我们知道,有些海洋生物在进化的过程中脱离水域,长出可以在地面爬行的四肢。这是明智之举,因为陆地上大量的潜在资源有利于生物的自然演化。但为什么有些动物——如鲸鱼和海豹的直系祖先——又回到水中?这仍是个未解之谜。

  一方面,由于陆生动物需花费更多的精力才能学会游泳,所以从进化论来说陆生动物转为水生动物比水生转陆生更为艰难。这点让科学家们难以理解,为什么一些已经脱离水域的动物又回归水生。另一方面,海洋哺乳动物经历了漫长的进化过程才演化出更为有效的游动方式——以尾巴摆动取代单纯以鳍划行。这更让人疑惑不解:既然如此,这些海洋动物为何还要克服重重困难到陆地上生活?这是现代科学面临的一个进化之谜。

  8.有关植物体内的生物碱的谜题

  植物分泌出的物质对吃它们的动物会产生一定的影响,这些影响大多都是好的,但有时也是很恐怖的。生物碱,就像它的名字一样,是自然存在于植物和动物体内的一种物质。最出名的一种就是吗啡。人们在植物体内发现了大约7000种不同种类的生物碱,虽然我们已经可以更深入地研究生物碱的化学成分,但我们仍不清楚生物碱是如何产生的。

  许多刺激性的物质在被动物消化时,会产生一系列化学反应。例如产生吗啡的罂粟,一些专家认为,分泌吗啡会使捕食者远离罂粟;虽然吗啡是一种止痛良药,但在防范捕食者这个问题上,这只是一种猜测。也有人认为,除却外部因素,也许对罂粟来说,分泌吗啡利于调节新陈代谢。

  7. 为什么在哪里都能看到花

  有花植物属于被子植物。也许你也注意到了,你总能在各种各样的地方看到它们。这或许让人很惊讶,但是,在以前情况截然相反,你并不能看到花开满处。大约四亿年前,开花植物在很短的时间里快速取代其他的植物种类。于是,到现在,有花植物的数量已经占据现有植物的90%。

  一个很让查尔斯·达尔文困扰的问题被他叫做“恼人之谜”(注译:A abominable mystery,这是达尔文在进化论时发现的一个问题)。有花植物出现不久后的快速演化,有悖于他提出的植物通过自然选择缓慢进化的理论。在进化过程中,这些开花的植物也没有演变出任何利于自己的特性——用于汲取因开花而消耗的养分,或是有助于自身的生长,抑或是能使其在进化的过程中成为更高级的植物。因为有花植物在枯死之后并没有留下任何化石记录,所以我们难以考证这些四处飘荡的植物从哪里来,又如何迅速替代其他生物。

  6.为什么赤道附近地区会有诸多差异

  如果你从地球较冷的地方到赤道去,你会发现生活变得迥然不同。大约200年前,一位普鲁士探险家亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt),首次发现越靠近赤道,生物多样性越丰富。和人类文明一样,赤道附近的自然景观也万别千差、丰富多彩,同样多样化的还有各类疾病。无论何时,你听到的致命病毒都爆发在非洲或是南美洲,这不仅由于那些发展中国家医疗设备落后和卫生条件很差,还因为较之北部地区,致病的病毒和细菌在南方国家更加活跃。你一定认为科学家们早已知晓个中缘由,但是除了提出一些理论,科学家们无法解释该现象。对这一谜题,他们提出了约有30余种理论,但若想要综合已了解的生命形式,并结合所有的假说,从而总结出一个单一的结论,这几乎不可能实现。

  5.有关浮游植物的疑题

  浮游植物是一种生活在大型水域的有机体,其中包括各种各样的亚种。实际上,它们是漂浮在水面的植物,在世界各个水系都能发现其踪迹。这是一个庞大的、种类多样的生物群体,且完全游离于生物进化和自然选择之外。对于数量众多、种类繁复的它们来说,由于资源的匮乏,如果不相互残杀而想要在生态系统中存活下来是几乎不可能的。但不知为何,它们依然生生不息。

  然而,问题不仅是要限制浮游生物的生长。富营养化的水体已经被证实会降低生物多样性,这比水体营养不足危害更大。这就是富集的悖论,因为营养越高本意味着生物多样性越丰富。

  4. 阿根廷蚁如何在陆地稳定族群

  从外表看,阿根廷蚁就像普通的蚂蚁,然而除我们人类外,它们很可能是唯一一个能有计划地入侵三个大陆的物种。阿根廷蚁有三个超级族群,分布在欧洲,南美洲和亚洲,这些蚁群有着共同的遗传基因,分布于各州的蚂蚁数量也相差无几。因为阿根廷蚁群地理分布范围非常广,他们超级蚁群里的社会结构有时候常常让科学家摸不着头脑。只要把他们放到一起,阿根廷蚁就会立即发现自己的弟兄,同时也会排斥其他种类的蚂蚁。除此之外,几千年来,蚂蚁的基因密码几乎没有发生变化。这非常奇怪,通常生物体迁移到原生环境以外的地方,都会迅速进化,但是阿根廷蚁的情况并非如此。

  3.人类祖先之谜

  这些年以来,我们对现代人类家系已有深入研究,即使第一个人类出现在很久以前,我们对人类的祖先也有一定了解。或许这只是我们一时的猜想,直到某一天科学家在已经灭绝的物种的DNA中发现古代人类祖先的新迹象。

  当科学家在研究丹尼索瓦人(丹尼索瓦古人类,与尼安德特人密切相关的古人类,以第一次被发现时的洞穴命名)的时候,他们发现了神秘物种的遗迹,但至今还未辨认出来是什么。虽然丹尼索瓦人身上尚笼罩着巨大的谜团,但我们至少知道了他们是谁、来自何方。同样他们在三万年前饲养的生物我们也不能说无从得知,因为这种物种在丹尼索瓦人的DNA上留下了特殊的痕迹。我们大体知晓丹尼索瓦人奇怪的牙齿构造是受该物种的影响,然而,至今我们尚未在任何一种生物身上发现相同的牙齿构造。

  2.为什么有些动物缺少氧气依然能存活

  地球上几乎所有生物都依赖氧气而活,有的是消耗者,有的是制造者。因此当在地中海深处首次发现“无氧动物”(在无氧环境下亦能存活的物种)时,所有人都惊讶不已。虽然细菌和单细胞生物能够离氧而活,但从未听说过复杂的多细胞生物亦能如此。这个新物种属于铠甲动物,是一种微型多细胞有机生物。它们原来生活在富氧水域,但当水中的氧气逐渐被盐分所代替时,它们也随之适应了新环境。

  能在无氧环境下存活的多细胞生物是史无前例的,因而我们无法掌握它们的进化历程。希望能找到更多文献以供我们去研究六亿多年前的海洋世界,那时的海水还没有氧气。

  1.有性繁殖之谜

  除了部分微生物和植物外,地球上几乎所有生物都是有性繁殖。我们对此习以为常,从未意识到这种演化模式多么异常。与雌性相比,占了整个物种半数的雄性在消耗等量自然资源的同时,却无法繁殖后代。那么,我们为什么还要不遗余力地去发展这样一个看似无益的体系呢?

  目前最受认可的理论之一是:性别的存在是为了消除进化过程中的有害突变因素,但事实好像并非如此。科学家们在研究了700多种生物的基因后发现:在一代人中,每个人都有50%的几率会发现有害变异。随之而来的各种缺点无一不表明有性繁殖是不合理的。虽然我们都支持有性繁殖,但它给我们留下的关于性别的问题却仍是个未解之谜。

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