小宇巴波比
科学专题:生物性别演化的基元在近日《北京科技报》中有一篇《人为何分出了男女两性》的文章,该文介绍了一个观点,即是将生物性别的演化说成是细胞“灵性意志”的结果,如文章中就有如下这样的说法:“......近年有人提出了一种比较合理的解释,认为这是基因组“争斗”的进化妥协结果。基于在一般的有性生殖中,都有通过不同性别的生殖细胞融合,重新组合起成为一个整体,来源于不同细胞的线粒体基因组或叶绿体基因组为了各自的利益、为了更多地复制,就有可能会产生一些可以“消灭”来自另一个细胞的线粒体或叶绿体的变异。这种细胞器官的“互相残杀”将会导致整个细胞的灾难。为了使有性生殖能顺利进行,生物进化必须产生出一种能避免发生细胞内“战争”的方式。最简单的解决办法就是形成只有两种性别的有性生殖体系,其中一种性别放弃把细胞质的遗传物质传给下一代的机会,而另一种性别则享有把细胞质的遗传物质传给下一代的权利。”我们是不同意这种说法的。我们研究性别演化许多年,发现性别演化与地球自身的运动以及天体导致灾变等因素密切相关。地球有限的资源决定了物种进化的模式,也决定了繁殖的模式。繁殖模式的进化完全是生物自身演化的结果。假如地球资源无限,那么生命的繁殖方式应该是极其简单的,不会因为需要争夺资源而提高他们物种的生存能力。遗传只是地球大系统环境下生物之间的生存表现形式。比如说,地球有昼夜之分,有春夏秋冬四季之分,为什么生物群落也随四季而兴衰涨落呢?为什么绝大多数高级一点的生物都会选择季节来繁殖呢?为什么许多生物会长距离迁徙呢?这就说明,地球大系统首先会对生物繁殖和演化进行限制。生物繁殖中具有决定意义的减数分裂也同样是如此的情况。是什么导致减数分裂了?是如何进化到生殖中有减数分裂这一步的?又是何种条件下形成的呢?虽然这是一个难解之谜,但我们确信找到了这个难解之谜的答案。我们的研究认为,生殖细胞减数分裂还是与地球大环境的选择性有关系。这可能与地球在外天体(比如彗星)撞击下长时间形成了一种非常稳定的环境有关系。比如偏碱性,大气或者水环境中某种物质含量超标,影响到了细胞的繁殖,特别是在染色体分裂中导致染色体不能正常复制,从而形成只有进行减数分裂的细胞通过再次融合的方式才能达到物种繁殖。我们认为,早期的地球是偏酸性的,而不是偏碱性的。这一点还没有被人们所认识到。这也是决定生物繁殖最为重要的因素之一。其次,某些金属离子和物质的突发性过量也是导致染色体复制不能稳定的因素。在酸性环境中,诸如酵母菌等能够很好地生长,它们的繁殖也是最为简单原始的。但是在碱性条件下,这一类的生物繁殖就不是很好了。地球早期阶段,最为大量的可能是酸性环境下生长良好的生物个体,当然,这些生物体绝大部分都已经消失了。生命的真正演化,可能起始于一次彗星撞击地球,这颗彗星所拥有的大量碱性物质改变了地球环境,使地球表面从酸性环境跳跃性跃迁到了碱性环境。我们认为,这样的彗星中应该存在大量的含钙、钠等碱性物。他们来到地球不仅增加了盐度,而且还大大改善了地球的酸碱性水环境。所以,现代的海洋依旧是略呈碱性的。由于这次碰撞发生得很早,以至于生物性别演化发展到高级阶段而呈现出了模糊不清的情况。我们研究了大量的酸性条件下生物的种类,我们发现他们一般都是很原始类型。细胞分化也都非常原始。我们也发现一些从酸性环境到碱性环境过渡的生物种类,它们的演化和繁殖方式就高级许多。比如真菌一类,它们的环境就是有些变化的,它们的繁殖和演化方式也非常有趣。又比如说蕨类物质,它们所需要的条件也是非常有趣的。有些物种为了生存甚至自己会制造出适宜的酸碱性小环境。我们的实验告诉我们,酸碱性是影响生物演化和繁殖方式最为重要的外在条件。当然,地球早期就是在遭受天外小天体撞击以后,其地壳本身也是存在酸碱性分布不均衡的问题。正是这种不均衡性,也使得地球得以保存下不同酸碱条件下的生物物种。也许有人要问,那么雄雌两性又是怎么形成的呢?这当然还是与酸碱性有密切关系。在细胞分裂中,由于地球环境中气候的影响,尤其是夏季雨水的变化,导致有些地区酸碱性在一年中许多次变化,这就导致了环境尤其是生物所依赖的水环境或碱性或酸性的往复跳跃,这种跳跃就使得生物必须适应酸碱水环境的变迁,由此也就形成了适应酸碱性环境的两套细胞组合,这就是雄雌生殖细胞的产生和演化过程。至今,我们发现一些生物繁殖中子一代雄雌数量都会与酸碱性环境有极大的关联性。哺乳动物中似乎也有这样的情况。这种现象是非常有趣的,我们的研究也正在继续进行。生物的性别演化是一个非常古老的疑迷,又是极其重大的科学课题。很可能,我们的研究和发现更加接近生物性别演化的真实。
国美京华城
引发思考的费米悖论
人类拥有文明至今,人类在好奇自己从何而来的过程中,认知也不断发生变化。在古代,人们认为地球上的生命都是“神”创造出来的,认为地球就是宇宙的中心,当然,那个时候的人类还并没有宇宙的概念,他们也不知道天上的星星事实上都非常遥远,而且几乎每一颗都要比地球还要大。
伴随着哥白尼提出了“日心说”,人类也迎来了第一次天文革命,特别是伴随着达尔文环游世界后提出了进化论,出版了《物种起源》,数千年来人类信服的“神创论”也开始坍塌,于是,一个新的问题被提出:地球之外,还有生命存在吗?
在印证地外生命是否存在的问题上,一直到今天,都是争议不断,不过,通过多年来的研究可以看出,目前科学界的主流观点,是相信地外生命存在的,而且从宇宙演化的角度来看,也是完全有可能存在高等文明的。
那么,又一个问题被提出:如果高等文明(外星文明)真的存在,那么,为何他们不来拜访地球呢?对于这个问题,如今又有研究者提出了新的看法:拜访地球的成本太高了,可能高等文明承受不起。
为何他们不来访问地球?
在1905年,最伟大的科学家之一爱因斯坦,第一次提出了狭义相对论,后来又过了10年,爱因斯坦又提出了广义相对论,人类对于宇宙的了解,也更加深入了。
爱因斯坦认为,宇宙中最快的速度就是光速,任何物体都不能超过光速来运动,当然,无限接近光速是可以实现的。
宇宙有多大呢?目前研究者们认为,宇宙直径是930亿光年,当然,这是以地球为参照物来进行计算的,如果我们在另一颗星球之上,如果我们飞出太阳系,可能这个距离就会发生变化,毕竟真正的宇宙可能大到我们无法想象,而我们发现的,只是宇宙的冰山一角。
拿地球来说,距离地球最近的系外行星,是光年之外的比邻星,这意味着,即使是用光速来飞行,从比邻星抵达地球,也至少需要年的时间,如果是用人类目前的速度,则需要8万多年才能够到达。
所以,如果一个外星文明想要拜访地球,那么,他们必须要寿命足够长,而且还可以无限接近光速,或者是找到了爱因斯坦预言中的“宇宙捷径”才可以。
不过,即使这几点他们都满足,还有非常重要的一点是:这个外星文明拥有足够的能量,而且他们足够富有。
毕竟在太空旅行的过程中,充足的能量是一切的基础保障,而拥有充足能量的基础,就是足够“有钱”,拿地球上各个国家的科学技术发展来说,你会发现,那些科学技术水平突飞猛进的国家,都是相对富有的国家。
举个例子,人类第一次登上月球,是在上世纪60年代,而美国为了实现阿波罗计划,总共的花费是254亿美元。
而如今美国登月已经过去了将近半个世纪,人类 社会 的发展也让通货膨胀,如果说今天美国再想登月,那么,按照当年花费的金额按照现在的“行情”来计算,则至少需要1500亿美元才搞得定。
此外,建造一艘飞船的价格也是非常昂贵的,如果想要建造一艘可以飞出太阳系的飞船,那么,按照目前的价格来看,可能至少需要万亿美元,这是什么概念呢?我们都知道,美国是世界上经济最发达的国家之一,而想要建造一艘顶级的飞船,可以让人类有机会去拜访其它文明,则需要用全年国家经济收入的78%才可以。
更加直白一点来说,美国一年的国内生产总值,最多只能建造10艘这样的飞船。所以,如果外星文明和我们一样,都是一点点发展起来的,那么,他们同样也会面临和我们一样的问题,那就是在无法100%确认外星文明存在,而且他们是友好的之前,贸然耗费巨资来建造飞船去拜访他们,是一个非常冒险和疯狂的举动。
所以,外星人也不傻,没必要花那么多钱、浪费那么多时间来到地球上看一眼,当然,如果他们的文明程度是我们无法想象的,那就另当别论了。
参考文献
sciencealert——《The Cost of Visiting Earth May Be Too Astronomical For Aliens》12-27
花花绿绿2014
外星人是对地球以外智慧生命的统称 古今中外一直有关于“外星人”的假想 在各国史书中也有不少疑似“外星人”的奇异记载 但现今人类还无法确定是否有外星生命 甚至是“外星人”的存在 1977年9月5日发射的旅行者1号太空探测器 是人类第一次以科学的方法尝试联系“外星智慧” 虽然科学家鉴于星球间存在着巨大的距离 认为即使有外星人 也不可能飞抵地球 但他们并未否定外太空存在智慧生命的可能 外星人的报道时常见诸报端 很多人声称见过飞碟 甚至见过外星人 同时他们也拍到了各种各样的有关飞碟的照片 这一切到底是真是假 外星人真的存在么 据自称见过外星人的人们描述 他们所见到的外星人大多是一些个子矮小 脑袋圆大、嘴巴窄长如裂缝、身穿紧身衣的类人生物 另一些人则热心于寻找外星人在古代留下的痕迹 他们认为撒哈拉沙漠壁画上人物的圆形面具、复活节岛和南美的巨石建筑以及金字塔等种种无法解释的史前奇迹都与外星人有关 还有的学者提出人类是外星人的后裔 或人类中一些民族(如玛雅人)是外星人与地球人交配的后裔等种种观点 但这些也只能作为猜测和假说 其中大多数仍缺少足够的证据 美国康奈尔大学的著名天文学家卡尔·萨根曾指出 在整个银河系中差不多有二千亿颗恒星 这些恒星中有相当一部分带有行星 在这些行星中 与地球环境近似的 估计可能多达一百万颗 既然生命能够在地球上产生和演化 那也就可能同样在这些行星上产生和演化 并发展出智慧生物 而其中必定有一部分 要经现在的人类文明更为先进 因此 这些天文学家们认为 在地球以外的别的星球上出现智慧生命 完全是可能的 但萨根却对世界各地常常有人遭遇外星人的消息嗤之以鼻 他认为 这些 都是把一些人类掌握的科技加到所谓外星人身上 所描述的外星人形象也大多是人类的变形 而在别的星球 生命进化过程千差万别 外星智慧生命的演化形态很可能与人类完全不同 其掌握的科学技术也会与人类完全两样 而且这些可能产生智慧生命的星球 离地球的距离都在几千或几万光年 因此以为每年甚至每天都有外星人来访的说法 更是完全不现实的 萨根的看法 大致可以代表严肃的科学家们的意见 这就是说 外星智慧生命的存在 从理论上讲是完全可能的 但各种发现外星人的消息 却大都不足为信 然而仍有一些被认为可靠而目前科学界尚无法解释的事件 以至某些不可理解的史前奇迹 又是否与外星智慧生命有关呢 这一切仍然是个谜 对于目前外星人的存在情况 科学家们提出了种种可能的设想 这些设想很大胆 现在看来也很离奇 但是谁又能责怪人类的想象力呢 也许这些幻想有一天会变成可观的存在
栗子酱89
自然科学小论文的特点,一是“小”。同正规学术论文相比,科学小论文的选题较小,内容较浅,因而篇幅也不长。二是科学性。科学小论文的材料,应当是真实可靠的,不允许夸大或虚构;观点应当是在经过细致的思考与研究后实事求是地提出来的,而不是任意的猜测或臆断;语言应当准确、清晰、严密、合乎逻辑,不能模棱两可、含糊费解、粗疏缺漏。三是创造性。是否具有一定的创造性,是衡量自然科学小论文质量的重要标准。要在科学小论文里,提出自己在观察、调查或考察中获得的新发现,在实验或制作中运用的新方法,在科技活动中所得到的新成果,在深人钻研某种科学知识中积累的新见解,从而能给人以一定的启发。一篇自然科学小论文的写作,大致分为选择题目、搜集材料、提炼观点、安排结构、起草修改这样几个步骤。选择题目的时候,首先要重视科学性的原则,不能选择违背自然规律的课题。同时要注意结合自己的特长,选择感兴趣的题目。研究的题目要有一定的新意,尽可能从别人尚未发现、尚未研究、尚未重视的方面去考虑选题,尤其要结合自己在观察、实验、调查、考察、制作和学习、钻研中所得到的新发现、新成果、新认识、新体会去选择题目。题目还应当确定得小一些,这样研究范围和研究角度就会有所限制,题目一大,写的时候容易面面俱到,泛泛而谈,很难深入到问题的实质。例如,对中学生来说,选择“论数学解题思路”“试论物理竞赛试题的命题原则”“氧气制作法新探”“利用植物监测大气污染的综合考察”这样的题目,就不如选择“从一道数学试题谈解题思路”“关于一道物理竞赛题命题条件的商讨”“一种简易的氧气制作方法”“利用苔藓监测大气污染”。后面这些选题,缩小了问题的范围,专门研究某一个“点”,容易把握,写深写好的可能性就比较大。搜集材料首先要注意材料的准确性,必须核实观察、实验、调查、考察所得到的事实、数据,核实查阅报刊书籍、科技文献所得到的资料、例证,以免材料出现差错而影响论文的科学性。还要注意材料的新鲜性,尽力搜集自己所能发现的同研究题目有关的新的第一手材料。此外,掌握材料应力求全面,要根据题目所确定的研究对象和范围,搜集尽可能多的材料。材料太少,没有选择的余地,写出来的论文就缺乏说服力。提炼观点,就是对材料进行分析、比较、概括后提出自己的看法。可以是对观察、实验中新发现、新创造的归纳总结,也可以是对调查、考察中发现的新情况、新问题的分析论述,还可以是在某门学科学习、钻研过程中形成的创造性见解。当搜集材料的工作进行到一定阶段,要对已经积累的材料加以分类比较,仔细筛选,实事求是地进行分析、归纳,找出具有规律性的共同点,形成正确的合乎科学性的观点。有时还需要继续搜集新的材料,以更好地提炼观点。观点的表述,要精确、清晰、简练,不能含糊费解。安排结构,应当针对不同类型的科学小论文灵活掌握。常见的小论文,一般由三个部分组成。开头部分(或称“引言”),提出问题,或紧扣题目对全文内容作一概括介绍。主体部分,分析问题,说明有关的观察、实验、调查、考察、制作、设想等情况,为归纳科学的结论作准备;结尾部分(或称“结论”),解决问题,作出结论。小论文的结构当然不必都是“总—分—总”的格式。先分层论述、说明有关情况,后总结观点的“先分后总”结构,以及先总说观点,后分层论述、说明的“先总后分”结构,也是比较常见的。结构是为恰当地组织材料、鲜明地提出观点服务的,无论怎样安排,都应当注意条理清楚,观点与材料一致,反映出科学论证的过程,使论文具有说服力,为了使结构合理,拟个详细提纲是很有必要的。如果搜集的材料相当丰富,不妨多花一点时间写一篇比较完备的科学小论文。这样的论文,一般由以下部分组成:标题;摘要(或“内容提要”);绪论(引言);工作方法(观察、实验、调查、考察等的安排、步骤);结果;分析与讨论;结论。有的论文篇末还需要附上参考文献(或“参考书目”)和附录(或“附件”)。起草修改,按照提纲写出初稿并修改,不仅是细致的语言表达工作,而且是研究深入化和思维周密化的过程,要力求准确和严密。跟写一般的说明文、议论文相比,科学小论文写作中的表述和修改显得更为重要。因为科学研究活动是十分复杂精细的,反映科研的过程和成果不能粗心大意。要认真起草,认真琢磨,反复修改,一丝不苟。对观点是否正确、可靠,材料是否恰当、翔实,结构是否合理、周密,观点和材料是否统一,数据和引文是否准确,语言是否准确、简明、连贯、规范,图、表是否清晰、适用,都应花力气仔细检查,仔细推敲。从选择题目到论文定稿的全过程中,要多征求教师、同学和有关的科技人员的意见,集思广益,提高科学小论文的质量。
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