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三分钟科普 鱿鱼巨大神经

已有 9637 次阅读 2010-9-13 12:40 |个人分类:生活点滴|系统分类:科普集锦

三分钟科普  鱿鱼巨大神经
     鱿鱼不但可以用来炒,还是神经科学的一大功臣,这是因为它有几根巨大神经。在微电极还没有发明的年代,人们虽然绞尽脑汁想搞清神经的机密,却苦于不能钻进那些直径只有几十微米的神经细胞里面去探个究竟。鱿鱼的巨大神经直径竟能达到一毫米。对神经科学家真是无价之宝,并利用它阐明了神经细胞动作电位的原理。下图是一条神经索的截面,里面大大小小的圆圈都是神经。中间那个巨大神经截面积远远超过其它普通的神经。



十六世纪意大利生理学家加伐尼在吃青蛙的时候发现生物电, 十九世纪意大利生理学家马图西(Carlo Matteucci)发现神经细胞竟然像小电池一样能产生电流。不久德国生理学家瑞曼(Emil du Bois-Reymond)发现神经细胞用一个个非常短促的脉冲电位来传导信号,并把这种短脉冲称为动作电位。

我们今天在大学里讲神经的动作电位的原理只需要一个学时,但是却历时百年才把动作电位机理研究清楚。这是因为一个动作电位的过程只有不到一毫秒,却需要细胞膜上的两个分子开关顺序地开启关闭。如果只用一种开关,问题就会简单得多,可是两个作用相反的开关缠绕在一起,就令人大为费解,必须用一种方法把两种开关的作用分开来。

1936 年英国动物学家约翰杨发现了鱿鱼的巨大神经,对神经科学家真是天上掉下个林妹妹。这么大的神经足以在细胞内放进两根电极用以抵销两种分子开关开启产生的电流,以达到把两个开关分开阐明的目的。这种在细胞内加两根电极的方法可以让电子线路与巨大神经互动,精确地测量两种分子开关的特性。1950年代,英国科学家霍奇金(Alan Hodgkin)和赫胥黎(Andrew Huxley)用这种的方法仔细地研究了动作电位并一组数学方程阐明了动作电位的机制,从此玄秘变成顺理成章。这一工作是神经科学的一个里程碑并获若贝尔奖。

买一送一,科普巨大神经
        鱿鱼为什么会有巨大神经呢?原来鱿鱼没多少骨头,而且肉质鲜美。同时它游泳速度又非常慢,在若肉强食的海洋里绝对是理想的食物。那么,由于它们在海里为什么没有被吃光呢?原来鱿鱼有它的必杀绝技。鱿鱼的身体象一个LV 的Demier Ebene 包包,平时里面鼓鼓囊囊装满海水。当它看见扑食它的鱼张开血盆大口时,身体周围的肌肉一齐收缩,海水就会急速喷出,使鱿鱼飞快地逃出鱼口。鱿鱼有了火箭逃身术,吃鱿鱼的鱼就要饿死了。可是鱼是会突变的,慢的鱼都会被饿死,快的鱼能吃到鱿鱼就活下来。最后海里留下的都是快鱼,鱿鱼就要被吃光了。可是鱿鱼也会突变,使喷射速度更快。这样,快的鱿鱼就会活下来,慢的则都被吃掉了。年复一年,鱿鱼和吃鱿鱼的鱼共同进化,扑食和逃逸技术都不断提高。最后都达到了生物的极限,共同存在下来。鱿鱼怎样来提高喷射的速度呢?原来神经越粗,传导速度就越快,肌肉就能在更短的时间内同时收缩,喷气的速度就越快。哪个鱿鱼由于突变产生了比较粗的神经,哪个就活下来,子孙繁盛。似这样进化偏爱巨大神经。就产生了有一毫米粗神经的鱿鱼。巨大神经不光是鱿鱼有。几乎所有动物支配逃逸反应的神经都是巨大神经。比如你家厨房里的小强,在你伸出脚来踩它的时候,它尾巴上的毛会感觉到您的飞毛腿带来的风,通过巨大神经支配一跳,保证让您踩个空。蟑螂不认识鱿鱼,为什么也会学会同样技术?因为没有巨大神经的蟑螂早就让您的祖先踩死了。

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