耐脱水性高    世所罕见

生命力顽强    无与伦比

现在，地球上最强的生物，既非百兽之王的狮子、亦非万物之灵长的人类，体形庞大的鲸鱼、大象等亦不在话下，鼠疫菌、天花病毒之类固然可怕，但归根结底它们都得寄生于其他生物，否则无法生存。如果寄生对像人或鼠类一匿迹，这些细菌也就随之消失了。

不畏高温、高压、真空、干燥、饥饿，在任何恶劣条件下都能生存的地球上最强的生物是细菌的孢子。它是一种直径不过为1/2000毫米的极小的细胞，在上述条件下的泥土中，比比皆是，不可胜数。凡在适宜环境下，处于迅速繁殖状态的细菌称之为营养型。在不能继续繁殖的恶劣条件下，细菌会产生出另一种类型完全不同的细胞，这就是孢子。若能经得起险恶环境的考验，则待繁殖的条件一成熟，它便重整旗鼓，生成营养型的细菌。所以，从某种意义上说来、孢子亦是细菌的一种。

孢子这种东西，即便把它放在摄氏一百度的滚烫的开水中，亦很难把它杀死。这对于食品的消毒来讲确实是个难以解决的问题。而且，它还能抵御动物细胞难以承受的强烈的紫外线和放射线的照射。人失去30%的水会死亡，可孢子即便失去90%的水，也安然无恙。有人根据孢子能在严重缺水、真空、有放射线照射的环境下生存这一点来推测，认为假如宇宙空间有漂浮的生物存在的话，那么唯一有可能的就是细菌的孢子。

孢子之所以有如此强大的生命力，其秘密在于它的含水率。普通生物的细胞内含有60多 ~ 70%的水，可孢子体内的水却寥寥无几，仅占20%。这在自然界的生物中是含水率最低的。而且，能四处自由流动的水几乎没有，净是些和其他物质结合后活动性很差的水。

东京大学应用微生物研究所所长古贺正三教授指出：“细胞内的水一边将他物溶解，一边在胞内流动，由此促进了同外界的物质代谢。但反过来考虑，水一多，对外界环境变化的反应也敏感，容易受影响。水分极少的孢子虽然生命活动不活跃，但却能在恶劣条件下泰然自若。”

“孢子细胞内的含水率哪有20%，几乎等于零！”也有的论文提出这样的论点。要测出活细胞中的含水量是极其困难的，即便使用NMR（核磁共振）等最新手段，也得不出准确的数字。东京大学应用微生物研究所的助手前田好美说：“无论如何，从生物的常识来看，干涸了的孢子的细胞居然能维持生命，这实在是一个不可思议的现象。”

为了待萌发后能再次大量地繁殖细菌，孢子必须在细胞内完整地保存一个能合成、分解物质的复杂的“化工厂”。掌管物质代谢的酶在无水供应的情况下，很可能会变质。在缺水的细胞内，孢子是如何来控制酶变质的呢？若能解开这个谜，那么，将微生物运用于需高温、干燥状态的化工工艺便亦将指日可待了。

[许氏译自《日本经济新闻》1981年]

帮助你思索的酶

学习过程是怎么回事？人们如何处理新概念、牢记新技术？为什么我们学习起来有时得心应手，有时又不那么顺利？最近，一组从事细胞生物学研究的科学家找到了上述问题的答案、关键就在于一种简单的化合物丙酮酸脱氢酶。

由生物心理学家William Bennett、Gary Lynch Michael Browning和Michel Baudry组成的美国欧文加利福尼亚大学研究组最近研究了丙酮酸脱氢酶。他们得到的结论是，存在于称为线粒体的细胞结构中。的丙酮酸脱氢酶，能促进神经和脑信号的传递，因而可能是学习现象中的一个关键成分。

神经冲动沿着神经通路到达它的终点，必须越过分隔神经细胞（神经元），的间隙（即突触）。神经冲动为了完成这种生物学特技，需要神经元里面的物质做帮手。神经元中的物质最重要的是钙，钙能刺激神经介质发挥作用，神经介质实际上能够携带神经信号跨过细胞之间的缺口。钙浓度越高，神经介质越活跃。

这些研究人员相信，丙酮酸脱氢酶可能具有决定钙含量的功能。神经信号传到神经元后，可引起丙酮酸脱氢酶分子结构暂时性改变。丙酮酸脱氢酶改变的时间越长、钙浓度增高的时间亦越长。

丙酮酸脱氢酶可能具有多种用途。有些医生设想，对丧失学习能力的人可给予调节丙酮酸脱氢酶的药物以刺激他们的信息处理能力。

这项研究还可导致神经疾患治疗的进展。Bennett证明患肌营养不良的小鼠细胞中有钙调节机理异常现象，它有助于证实，长期以来人们对这种疾病可能是神经系统疾病的怀疑，尽管它的病名表明是肌肉疾病。因此，调节丙酮酸脱氢酶有朝一日可能成为治疗这种疾病的有效方法。

[史久华译自Science Digest，1982年7月]

大脑的迅速发放和记忆的奥秘

改变单个神经细胞传递信号的效率，可能是脑储存信息的方法之一。但怎样实现这种改变呢？最近，勃朗宁（Michael Browning）和他的同事们，介绍了一种在脑的海马回内间接控制细胞活动的酶。海马回一直被认为与记忆有关，现在这种酶的发现，使我们更了解学习和记忆的生化基础了。

神经细胞在称为突触的接头处把信息从一个细胞转递到另一个细胞。这里，一连串的冲动引起突触释放出一种化学物质（总称为神经递质），这种化学物质转而能在紧接的（突触后的）细胞内产生电讯号。突触转递信息的效率可直接影响突触后细胞的电活动。但神经细胞或突触能否“记住”以前活动的形式呢？心理学家海勃（D. O. Hebb）令人信服地论证说，如果能证明这种作用，那么，学习行为的大多数类型都可用简单的网络来解释了。不幸的是，寻找突触效率长久变化在脑的大部分区域都失败了。每个冲动使突触释放出的神经递质量大致相同，转而在突触后细胞内产生的电效应也相同。但只有海马回是一个例外。

在海马回内高频刺激的短爆发显著提高突触的效率，且可持续数月之久。勃朗宁小组的研究证明，这种变化是由丙酮酸脱氢酶（PDH）控制的，这种酶在细胞内部起着调节钙和高能ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）含量的作用。尽管众所周知这两者在脑其他部分的突触传递作用中有着强烈的影响，但勃朗宁和他的同事们还须证实，为什么海马回是表示这种代谢可塑性的唯一脑区。

[朱砚孙译自New Scientist，1931年8月27日]

恐龙分两个阶段灭绝的学说

距今天约6千5百万年之前，小行星或巨型彗星与地球碰撞，成为恐龙灭绝的原因的学说——世界各地都在中生代和新生代的边界面（CT边界面），发现了铱异常多的地层，这种铱在地球表面本来是不多的，只有在宇宙中才是很多的。据此而提出的这一学说，现在仍受到很多人的支持。但是，关于这种碰撞是怎样使恐龙消灭的这一点，还没有定论，最近，K. L. Hsi等提出的分两个阶段灭绝的学说是富于说服力的一种学说。

他们在南非西海岸海上的深海海底进行了钻探，对其试样作了分析之后，得到了以下结果：（1）在CT边界面中确实存在含有丰富铱的薄粘土层；（2）碳酸钙的含量在中生代地层中为40%，而在CT边界面中激减到2%，在以后数万年间持续异常；（3）作为生物生产率指标的C¹⁸/C¹³比，在CT边界面中也减少，以后的地层中也显示出很低的值。但是，由于在深海的微小化石上没有看到这种变化，所以认为这种变异只限于海洋的表层；（4）作为温度变化指标的O¹⁸的含量比例，在CT边界层突然一下子增加（意味着气温降低8°C），然后增大（意味着气温上升2 ~ 10°C）；（6）白垩纪（中生代的最后一纪）类型的微小化石也在比边界面更上面的地层中发现，在数万年时间中逐渐减少，终至消灭。

他们根据这些结果，推断恐龙大规模灭绝是经过两个阶段。

第一阶段，恐龙由于小行星（包括彗星）的碰撞而大量死亡。关于这一阶段认为可能是：（1）由于碰撞时的热浪和冲击波使多数生物在瞬间即告死亡；（2）由于在碰撞时产生的大量尘埃遮蔽了阳光，停止了光合作用，很多植物以及以此为食物的动物（海洋植物，包括浮游生物）死亡消灭；（3）由于碰撞而带进的氢氰酸（由彗星碰撞时）铱、锇、砷等溶化在海洋中，杀死了表层区域的浮游生物等，人们考虑了各种可能性，然而无疑是这些因素复合起来产生的作用。

第二阶段是继碰撞后的五万年。在第一阶段海洋表面层的植物、浮游生物受到毁灭性的打击之后，由此而加上成为酸性的海水这一点，在碰撞之后，大气中的二氧化碳不断增加，由于二氧化碳的温室效应而使气温上升。这种上升竟达到10%，因此在第一阶段大量死亡中残存下来的恐龙不能忍受这种气温上升而最后导致灭绝了。它们调节体温的机构不很发达的同时，又由于体积庞大特别容易受到气温变化的影响。另一方面，关于海洋残存下来的中生代型生物，同样也由于水温的上升而死亡，在数万年后，连影子也消失了。

[翟光译自《自然》（日），1982年7月]

沼气装置

慕尼黑一项成功的研究项目：农业可自制能量

波恩研究部委托麦塞施米特 · 博尔科夫 · 布鲁姆公司（die Firma Messerschmitt-B?lkow-Biohm）—项任务：设计和制造一个生物气设备以提供农业生产企业和净化工厂能量和生物肥料。罗尔夫 · 奥古斯特 · 勃兰特工程师（Rolf August Brand）和维尔弗里特 · 施劳夫泰特农艺师（Wilfried Schraufstetter）与慕尼黑大学植物研究所合作设计出了这种装置。

在德意志联邦共和国，每年要产生许多生物质，即肥料和植物废料，它们变为沼气时能提供39%的原始能量，而农业本身只需要4%的能量。

伊斯玛宁研究机构有两个10米宽的沤肥器（生物反应堆），每个沤肥器的容积为500立方米。如果把700 ~ 1000头大牲口天天排出的粪水与植物生物质一起进行分解，这样，每天可产生4000立方米生物气和一种同类的、几乎无溴的发酵残留物（即生物肥料）。

与其他生物气设备相比，这种设备有很大区别，它的主要特点人们称之为阶段分解。阶段Ⅰ是酸区和醋酸区，阶段Ⅱ是沼气区，它们在生物反应堆的纵断面示意图上清晰可见。这种原理有许多优点：用此种方法产生的沼气约比一般条件下产生的沼气多四倍；设备更为安全；即使沼气不立即被使用，此设备仍能生产沼气。

此设备在运转时所消耗的能量，其一半来源于自己：通过热交换器系统从发酵残留物中回收循环热，并把它加给新鲜的生物质。新鲜生物质在发酵过程中尚缺少的热能则由热水暖气管提供。设备的所有载热部分安置在同一个绝热建筑物内，这样，非但减少一半绝热费用，而且各部件也可免受气候影响，不被腐蚀，除此以外，由于辐射所造成的热损失比单个绝热时大大减小。

因为物质在发酵后还在继续作用，就产生剩余的生物气。这些剩余的生物气被收集在下端开口的、漂浮在大池内发酵残留物上的枕形储存器里，沉积物则留在池内，可把它当作生物肥料用。沼气用途极广，在不断产生剩余或残渣的植物生物质或动物生物质的地方，在大大需要能量的地方，在能量得以很好分配的地方，在有必要阻止有害物质和臭气扩散到空气和水中的地方，比如在农业企业（尤其是养育场），在食品工业，在屠宰场、制糖厂、乳酪厂、酿酒厂以及罐头食品厂，都可应用沼气。

将来，这种技术在德国还有待改进和发展。目前正在规划有关项目，如建立包括三、四个联合企业的综合厂和以村庄为单位的沼气系统。

[郭鸣琴译自Scala（西德），1981年12期]