[Happy Office] 2011071402 [微奇科学]
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1.[食物科学] 圣女果是转基因蔬菜？ 2.[趣味科学] 数学魔术系列之一二三四，四三二一 3.[生物探秘] 鱼儿有舌头吗？ |
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1. [食物科学] 圣女果是转基因蔬菜？
曾几何时，我们都希望买到的西红柿越大越好，至到有一天市场上出现了一种带着“反潮流精神”的小个头的番茄-圣女果，虽然只有鸽子蛋大小，但是凭借香浓、味甜、多汁的风味抓住了消费者的嘴和胃。不过，有谣言说：这种小番茄是转基因产品，吃多了有致癌风险。可事实真的如此吗？要回答这个问题，还得从番茄的家史说起。 番茄的家史 番茄名字中的一个“茄”字确实贴切，它跟茄子是一家，同属茄科植物。番茄的老家远在南美洲的安第斯山脉。大约在公元前500年，野生的樱桃番茄（分布于南美洲8种野生番茄之一）被当时的中南美洲统治者——阿兹特克人收进了自家菜园，果如其名，这些番茄有着同樱桃比肩的苗条身材。 在16世纪初，欧洲人刚刚踏上南美大陆上的时候，就对这些长着漂亮的果实的植物产生了浓厚兴趣，并且将它们搬回了欧洲大陆。只不过，这些番茄被送进了花圃而不是菜园。据说这个“错误”的放置，是因为一本植物书上的一条错误的记载，番茄被打上了有毒品的标签，并且被命名为“狼桃”（wolf peach）以示其“毒性凶猛”。 直到后来，意大利人开始在匹萨等菜肴中使用番茄，番茄才被真正当做一种蔬菜来推广种植。注意，直到这时，番茄都还是袖珍型。从番茄加入蔬果队伍开始，追求更大更多的番茄果实就成了育种的主要目标。随后，不断地杂交选育，确实让番茄的个头越来越大了。只是，有些标志性的东西似乎遗忘了，这些大番茄不香不甜，甚至连酸味都被省略了，这样的东西完全失去了“狼桃”的个性。 于是农学家又翻出了那些番茄品种的家底。可能你也想到了，我们吃的圣女果就是最原始的番茄品种，甚至可以说是没有完全驯化的品种，DNA序列分析的结果确实证实了这一点。在最近的一些育种开发中，重新开始将那些口感风味俱佳的小个头樱桃番茄的优良性状通过常规杂交重新组合在一起，就得到了口感极佳的圣女果。所以说，迄今为止，圣女果跟转基因技术还没有发生过关系。 转基因番茄，确实有 那么，有没有转基因番茄呢？这个确实有。实际上，早在1994年，在美国已经有转基因番茄品种“Flavr Savr”上市了；1997年我国也培育出了“华番一号”，在通过检测后也推向市场。不过也不用担心，目前在番茄中导入的基因只是为了延迟番茄的成熟时间，抑制番茄体内部分特殊蛋白质的合成，从而关闭了降解细胞壁、让果实软化过程的“开关”。这样，就可以让番茄经得起长途跋涉，从千里之外的菜园来到我们的餐桌之上。 当然，这些品种在投放市场前都经过严格的动物实验，所以也不用担心它们会干扰我们的肠胃和健康。FDA对转基因番茄进行了老鼠实验。不过，老鼠是不吃番茄的，不管是转基因的还是天然的生番茄都不合它们的胃口。所以，在试验中只能用管子直接把番茄酱注入到老鼠的胃里。第一次实验，吃两种番茄的老鼠都安全；第二次实验中，吃转基因番茄的20只老鼠中有4只中招了，而普通番茄组的什么事也没有（这也是被反转基因广泛引用的实验结果）；不过紧接的第三次实验结果是灌进两类番茄的老鼠都出现了胃部损害。最后得出结果是，大量吃下（如果这种进食方式能称为吃的话）转基因番茄和普通番茄酱的小鼠都有胃部损伤的危险，毕竟番茄中的酸含量不低，这对肠胃不是什么好东西。 除Flavr Savr基因本身，还有人担心那些当做转基因成功指示灯的基因。它们原理是，如果转基因成功，这样的细胞就不会被抗生素杀死。为了进一步明确这个标志性的抵抗抗生素的外源基因对动物的影响，研究人员专门搞出了纯的由Flaver Savr耐药性外源基因编码的蛋白，再次逼可怜老鼠吃下。即使当饲喂量达5000毫克/千克体重时，小白鼠依然活蹦乱跳。考虑到这种蛋白质在番茄果实中总蛋白质（每100克Flaver Savr番茄含蛋白质0.85克）所占的比例不超过0.1 %，人类怕是很难通过吃西红柿吃到小鼠的剂量，因为一个体重60千克成人至少要吃下350千克的西红柿才与实验老鼠的摄入量相当。并且在模拟胃的条件下(pH1.2的胃蛋白酶溶液，37 ℃)，该蛋白在10秒内即被降解。要想影响人体，这个基因显然还嫩了点。 最终，FDA得出的结论是，Flavr Savr转基因番茄跟市场上的其他番茄一样安全。这就是到目前为止关于转基因番茄安全性的认识。 作为转基因农产品的先锋，Flavr Savr转基因番茄只在市面销售了三年。不过它的退市倒是与这种番茄的安全性无关，纯粹是商业运作失败所致。这种新番茄售价很高，而运输和包装都跟不上，导致损毁众多。另外一方面，一手培育这种番茄的加州基因公司虽然不缺能转基因的生物技术人员，却缺乏懂得种地的农业技术人员。在没有跟其他传统育种公司合作的背景下，他们最终得到的有效的转基因种苗只有20%。公司因此经营不善，然后就亏损，然后……然后就没有了…… 结论： 圣女果其实是种“原始番茄”，多吃点自然不会有什么问题。即便是转基因的番茄，在上市前也经过了严格的安全性试验和评估，食用是安全的。 参考文献： [1] Matthew G. Kramer and Keith Redenbaugh.1994. Commercialization of a tomato with an antisense polygalacturonase gene: The FLAVR SAVR™ tomato story. Euphytica, Volume 79, Number 3, Pages 293-297 [2] FLAVR SAVR Tomato: Status as Food, Request for Advisory Opinion, US Food and Drug Administration, Docket no. 91A-0330/API [3] FuchsRoy L.1993. Purification and Characterization of Microbially Expressed Neomycin Phosphotransferase II (NPTII) Protein and its Equivalence to the Plant Expressed Protein.Nature Biotechnology, 11, 1537 - 1542. [4] Fuchs R L et al. 1993. Safety Assessment of the Neomycin Phosphotransferase Ⅱ ( NPT Ⅱ) Protein. Nature Biotechnology 11, 1543 - 1547. [5] Keith Redenbaugh, et al.1993. Regulatory issues for commercialization of tomatoes with an antisense polygalacturonase gene. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant, Volume 29, Number 1, Pages 17-26. [6] 高元成等，1994，番茄野生种质资源及其利用，长江蔬菜，第7期，3-5. [7] 张永平等，2006，番茄种质资源分类和品种鉴定研究进展，长江蔬菜，第12期，26-29.
2. [趣味科学] 数学魔术系列之一二三四，四三二一老杰克和小杰克爷俩儿“合伙作案”，五张扑克牌把观众弄得一头雾水。可是你听说了吗，最近老杰克和小杰克吵起来了，小杰克不甘心总是给父亲当助手，想上舞台来一次个人专场表演，可是老杰克不答应，认为小杰克还太年轻了。小杰克自然也不甘示弱，上一回两人一起用五张扑克牌“心灵感应”，这一次我用四张扑克牌，以个人表演，和观众来个心灵感应，咱爷俩儿谁怕谁呀！ 表演开始了，小杰克上场后先把准备好的四张扑克牌，红桃A,红桃2，红桃3，红桃4，从左到右依次摆到桌面上。台下观众心里不禁想，这小家伙准备干什么呢？看起来他怎么有点像幼儿园里教算术的老师呢？ 接着，小杰克像往常一样在现场找了一位观众，然后对大家说，“今天我要读出你心中的一二三四”，“现在我背过身去，然后你在1、2、3、4四个数字中你选择一个最喜欢的，然后把这张数字的牌和红桃A互相交换位置，比如你选了红桃2，就要把红桃2放到红桃A的位置上，把红桃A放到红桃2的位置上，大家一定要记住这张牌。当然你如果最喜欢的牌正是红桃A，就什么也不用做了。这位观众想了想，选择了红桃3。
之后，魔术师小杰克说，“现在请你把四张牌都翻过去，然后，从左到右把四张牌叠到一起，最左面的那张牌自然放到最下面”。等着这位观众把扑克牌收好之后，小杰克转过身来，“好了，四张扑克牌都在你的手中，我什么也看不到。为了让你选的那张牌藏的毫无踪迹，下一步就是要把这四张牌洗乱，那么怎么洗呢？这样，你每次从这叠牌的上面取一张、两张或者三张牌放到牌的最低下，经过十次“翻江倒海”之后，这四张牌的顺序一定完全打乱了，现在就开始吧”。这位观众按照要求把手中的几张牌洗来洗去，结束后交给了小杰克。“现在我把已经经历了“干洗机清洗”的四张扑克牌放到重新放到桌面子上”，他轻轻地用手翻开最上面的一张牌，是红桃2，摆在了最左面，然后把接下来的三张牌依次摆在的后面。此时台下观众眼睛一望，四张牌的确已经和开始的时候顺序完全不一样了。
小杰克随后伸出双手，在四张牌的上面挥舞一番，施加起了他的“魔法”。然后神秘兮兮地对这位观众说道，“你选的牌一定不是2，也不是A，只剩下了两张牌，3和4。我的第六感觉告诉我，你选的牌一定是这两张中的红桃3”随后台下观众中响起一阵热烈的掌声，小杰克成功的答对了这道“四选一”的选择题。 读到这里，很到人要问，小杰克这项阅读别人心中一二三四的超能力是怎么来的呢？我要是有他的这项能力就好了，以后每次考试，和学习好的同学来一次“超能力”，选择题就不愁了，ABCD一个也错不了。 你可能会说这位观众是小杰克的“托”，但是小杰克可以一千个一万个保证的是，观众一定是任意找的。说起来，谜底并不复杂，请看以下这张图，如果最后小杰克放到桌子上的四张牌的顺序在红色的方格里，那么就可以断定，观众选的牌是红桃A，如果是在黄色的区域内，就一定是红桃2，绿色的方格内呢？一定是红桃3。蓝色的方格内，不用说了，红桃4。小杰克脑子里记住这张图就可以了。如果最后桌子上的牌不是这十六种之列怎么办？那一定是这位观众太淘气了，没有按照小杰克的要求去做。
有一个有趣的问题：这四张牌摆成一行，一共有多少种可能呢？计算方法是4乘以3乘以2再乘以1，一共是24种，不过在魔术里，如果不出错的话，有8种永远也不会看到。那么一副牌54张牌排成一列的话，一共有多少中可能性呢？聪明的你一定可以猜到，算法是54乘以53，再乘以52，得到的结果再乘以51，……，最后再乘以2，得到的结果有多大呢？23后面有71个0，这个数字大到了难以想象。也就是说每一次你把一副洗好的扑克牌（当然不是像小杰克这样作弊）一张张摆开，几乎不可能出现两列完全相同的牌。 回到正题，你可能会问，“咦，这是怎么回事？魔术中扑克牌不是都被洗乱了吗？”小杰克说，“非也非也，听我慢慢道来”，“最开始的时候，观众选的是红桃3，和红桃A换完位置之后，是这样的，我们把这四张牌围成一个圆圈，我得翻江倒海洗牌大法表面上可以把扑克牌变得乱七八糟，可是实际上仔细想一想，不管每一次从牌的上面拿几张放到最下面，要不管一共拿多少次，只是相当于在旋转这个圈，四张牌的相对位置，左邻右舍都没有变，所以无论任何时候，这副牌都相当于把这条链子剪开，所以一定在这四种可能性之中。”
“可是故事还没有完，为了进一步迷惑观众，最开始收牌的时候最左面的牌是放在最下面，可是最后把牌放回桌子上的时候是把最上面的牌放到最左面，这样四张牌的顺序就开始的时候倒过来了，一二三四变成了四三二一，让人相信牌是洗过的。” 以后，你也像小杰克一样，给你的朋友来做一道四选一选择题吧。
3. [生物探秘] 鱼儿有舌头吗？有。但相比于你口中的这条“如簧巧舌”，鱼儿惭愧的保持沉默……就算是长了“胡子”，看起来上了些年纪的鲶鱼，也不能“没事儿，说两句”……好吧，我先承认自己“以貌取鱼”的错误。鲶鱼虽有须（图1），却不是成熟、衰老的标志，有点像猫咪嘴边用来量取宽度的胡子——这是它英文名字“Catfish”的来历。
鲶鱼为什么不能像我们人类一样说话呢？先看看我们是怎么做到的。把你变小，以便能将整个过程看的更清楚：我深吸一口气，胸廓扩张，膈顶下降（胸围增大，腹部凸起），你被吸入到我的肺中了。呼气，你随着气流从肺叶进入气管，在咽部（图2）与另一条主干道（食道）流着的唾液“会师”，在这个十字路口，你与其它众多的微小分子一起，重重的撞到两条韧带组成的声带上——声音开始的地方。撞的晕头转向的你，终于挤过声带之间的空隙，通过舌头特定角度的席卷，钻过牙缝儿，掠过嘴唇，你和调一起，跑了（出来）。
（图2：人体咽喉处解剖示意图） 鲶鱼想像我那样跑调？得有震动着的气流喷出。水中溶解的气体本来就少，想形成点气候都不成，更别提气流了。而且，鲶鱼的鳃会将氧气从水中滤出，直接送达血管，鱼嘴到鱼胃像是一条封闭的高速路（图3），食物进，泥沙出，畅通无阻。不像我们人类，为了讲笑话、说相声，硬是将这条“封闭的高速路”开了个出入口。
（图3：鱼消化系统示意图。上为草食鱼类，下为肉食鱼类） 什么色彩？ 日本鹿儿岛大学和名古屋大学的研究人员发现，通过观察特种染料涂抹在鱼的体表之后的颜色变化，可以锁定味蕾的位置和个数。味蕾（图4）是生物的味觉感受器，由味觉细胞、支持细胞、基底细胞组成。其顶端有纤毛，称为味毛，由味孔伸出，是味感受器关键部位。张开嘴，你的味蕾分布在舌、口腔、和咽部粘膜上。还记得吗？小时候偷吃厨房中白糖的时候，我们都是伸出舌头去舔。而如果你是一条鲶鱼，用尾巴就能做到了！味蕾更重要的作用是发现对依据有害物质“不好的”味道，来进行食物的选择和躲避危险。这对于鲶鱼非常重要——在水中，它能真正地做到“闻”风而逃。
（图4：人的舌头表面有几千个可以感知味道的“味蕾”） 给鱼儿当舌头真是个闲差，不仅不需要说话，连味觉都可以依赖触须和身体其它部分的味蕾帮着完成。身体各器官开了个会，优化结构之后，仅仅给舌头留下了一个小小的位置，小到你看不清。 当我们在今天提出“鱼儿是否有舌头”这个问题时，你可曾尝试穿越时间的藩篱，摆脱演化的冲击，思考环境与生物结构相适应的问题？曾经，我们都是鱼，只不过因为时过境迁……当我们重新在餐桌上四目相对的时候，人类急切的味蕾，是否仍能记起，那首鱼儿唱给“转身上陆”者的离歌： 这是你我不同的江湖 从此游向各自的归宿 谁都无法解读 为安静的幸福而喧闹忙碌 我坚持留在原处 陪伴我的孤独 至少 这柔情似水 将我记住
参考文献 1，http://rms1.agsearch.agropedia.affrc.go.jp/contents/JASI/pdf/society/29-2959.pdf 2，http://rms1.agsearch.agropedia.affrc.go.jp/contents/JASI/pdf/society/29-2960.pdf 3，http://www.home.earthlink.net/~catfish_billy/id39.html 4 ，http://en.wikipedia.org/wiki/Catfish 5，http://www.dnr.state.mn.us/young_naturalists/fishsense/index.html 6，http://en.wikipedia.org/wiki/Taste_bud
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