海底微生物也能“发电”

海下存在着一种“魔力”,可能成为未来电池充电的途径。将取自海底的水和沉积物装在一个容器里,加人一些细菌,然后插入两个电极,其中一个电极插入沉积物中,另一个电极插入水里,将两电极的另一端接一个电灯泡:电灯泡竟然亮了!这是马萨诸塞大学德里克·勒夫莱小组取得的研究成果。

后来,另一个科研小组也证明了这一点:可以设法“回收”电力,方法是将一个电极插人海洋沉积物中,另一个电极插入海水中,使两极形成一个电路。该科研小组还指出,如果海底细菌被消灭,这个“发电”过程就会停止。

马萨诸塞大学的研究人员在实验室(一个咸水鱼缸)里成功地再现了这一过程。细菌消化(即“吃”)取自海底的有机物质,从而产生多余的电子,电极则“吸收”这些电子。在实验室里,每平方米电极能产生16毫瓦电。更令人惊讶的是,细菌都很喜欢在有电极的环境下生活。研究人员分析了几个月的实验情况,结果发现D类细菌增加了:只有在电子被“取走”时这种细菌才会增加。

通过消化有机物以发电,这并不是什么新思想。但这一原理应用于海底沉积物,从理论上说则能产生取之不尽的电力。然而,鉴于电子接收装置单位面积的电量很少,“沉积物电池”是无法满足耗电量大的机器的用电需要的,也无法满足人群的用电需要。

尽管如此,产生于海底的这种电能仍足以满足海洋学仪器(测量海水温度、海水构成、海洋水流等的仪器)的用电需要。更重要的是,可以运用上述原理消除对海水的污染,还可以用于处理精炼厂(如炼油厂)产生的有机沉积物:“收集”多余的电子可以刺激消化有机物的细菌的胃口。

水下世界:危险与奇妙并存

尽管人类最惧怕的是鲨鱼,但鲨鱼并不会随意地攻击人类,而传说中的食人鱼、有着尖利牙齿的水虎鱼实际上是最具攻击性的鱼类。

在南美洲的各大河流中都有这种可怕的生物,它们攻击所有的动物,无论对方的个体大小。只要它们感到自己受到骚扰,或者对方在它们的地盘上活动,它们就会出击。

1981年9月19日,一艘超载的船在巴西奥比杜斯港沉没,据说船上300多人都被水虎鱼吃掉。官方报告指出,只有178人生还。水虎鱼的身长一般在60厘米以下,所幸的是,在已知的16种水虎鱼中只有4种是对人类有威胁的。

鲸鲨是体积最大的鱼,它以浮游生物为食,生活在大西洋、太平洋和印度洋的热带水域里。科学家测量过的最大鲸鲨身长12.65米,胸围7米,体重15—20吨,是1949年11月11日在巴基斯坦发现的。

白鲨是食肉鱼类的一种,成年白鲨有4.3—4.6米长,一般重520—770公斤。也有的白鲨身长超过10米,尽管出于世人皆知的原因,无法真正测量它们的身长,但有明显的证据说明,很多白鲨可以长到6米以上。

印度洋查戈斯群岛中的虎鱼被认为是最小的鱼。一个英国船队1978—1979年捕捉到一群虎鱼,其中雄性体长平均8.6毫米,雌性8.9毫米。就短距离而言,旗鱼似乎是速度最快的,但很难进行精确测量。

在美国佛罗里达进行的一系列测试表明,旗鱼可在3秒内游完91米,相当于时速109公里。

脊椎动物中最轻巧、也最难钓到的是萨摩亚的虎鱼,它的体重只有2毫克,体长12—19毫米。

1948年,一条88岁高龄的欧洲鳗死在瑞典的一一个水族馆,它是最长寿的鱼。它似乎是1860年生于萨尔加索斯湾,在3岁的时候被捕获。

生活在巴西、哥伦比亚、委内瑞拉和秘鲁等国河流中的电鳗鱼是电力最大的鱼。一条中等大小的电鳗鱼能发出400伏电压,电流在1安培左右。

太平洋和印度洋里的石鱼是毒性最大的鱼,它的鳍棘有剧毒,直接接触可致死。

最小的淡水鱼是生活在菲律宾卢松河的倭虎鱼,它几乎是透明的,成年鱼只有7.5—9.9毫米长,体重4—5毫克。

在甲壳动物中,海洋里最大的是蜘蛛蟹,包括蟹足在内,它能达到3.7米的长度,重量18.6公斤。

体重最大的虾当数北大西洋的大螯虾,1987年2月11日在加拿大捉到的一只大螯虾重20.14公斤,从扇尾尖到前须间长1.06米。

淡水中体积最大的蟹是澳大利亚塔斯马尼亚岛的河蟹,曾经在那里发现过长61厘米、重4.1公斤的河蟹。

两栖动物中,最大的青蛙是歌利亚谐蛙。1989年4月在喀麦隆萨纳加河发现的一只歌利亚谐蛙,从吻部到肛门部长度达到36.83厘米,四肢伸展开可达87.63厘米,重3.66公斤。

最大和最重的蟾蜍分布在苏丹热带地区,1991年3月在那里捕获的一只蟾蜍重2.65公斤,从吻部到肛门部长38厘米,四肢伸展开可达53.9厘米。

现存3种蝾螈中最大的一种生活在中国,在湖南捕获的一只长1.8米,重65公斤。最小的蝾螈是墨西哥的无肺蝾螈,包括尾巴在内,它的体长不超过2.54厘米。

大洋深处,多姿多彩

与人们长期以来认为的相反,大洋深处并非荒漠一片。某些个别的海洋深处存在着丰富多彩的生活。1977年,美国“阿尔文”号潜水艇在太平洋加拉帕戈斯外海拿出了第一个证据。在2500米深处,潜水艇的镜头发现靠近喷射着250*(2高温水流(其中富含天然气和矿物盐)的火山管附近存在“生命的绿洲”。这些火山管是地壳运动造成的。

这些绿洲并不是深海生命唯一的栖息地。2001年11月15日至12月4日,法国海洋开发研究院和道达尔一埃勒夫石油集团联合在几内亚湾进行探测时,在3000米深的海底发现了与太平洋火山管的“绿洲”性质差异很大的生物群落。通过遥控潜水装置发现,同太平洋火山管不同,这里是坡度平缓的次大陆架。那么生命在缺乏能提供有机质来源的火山管情况下是如何生存的呢?在这一地区可能有从地层下石油矿中泄漏出来的甲烷。

甲烷泄漏主要是出现在那些海底洼地或堆满了淤泥的火山口。由于水力将地下地层压裂,天然气就自然地流向海底,通常它以富含甲烷的低温(2℃左右)流体形式溶人海水。

在此次以地质探测为主要目标的活动中,法国海洋开发研究院、巴黎六大、全国科学研究中心、阿尔弗雷德·韦格纳研究院(德国)、道达尔一埃勒夫石油集团等的研究人员提取了许多沉积物、动物群落和水的样品,特别是在一个被命名为“雷加布”的地方。

但目前还需要等待所收集数据的分析结果,以便确定这些生物群落的性质及有利于它们在“雷加布”出现、生存的化学进程。这种多彩的生活出现在靠近甲烷泄漏点很近的地方,是一个以细菌开始的食物链发展的结果。

这些原始的微生物(细菌)所进行的新陈代谢,使它们去消化甲烷或硫化氢。它们以自由或集体的形式生活在沉积物中,或者与无脊椎动物共生(海参或牡蛎)。法国海洋开发研究院负责此次探测活动的负责人米里昂·西比耶解释说:“这些细菌可以保证为特色鲜明、色彩丰富的动物生活提供食物。”

微生物学家蒂埃里·纳达里哥进一步指出,这里以微生物为起始点的动物群落主要是软体类动物,如15—20厘米长的牡蛎。这个生物群落中的最高级动物是10—15厘米的大虾、海葵、海参和种类繁多的腹足纲动物。

洞窟雕刻巨匠:微生物

位于美国西部新墨西哥州的卡尔斯巴德洞窟国家公园里那个能装下6个足球场、足有30层楼高的大洞让参观者叹为观止,却让地质学家困扰不已。

几十年来,参观者被告知,这个大洞是由碳酸一点一滴把石灰岩侵蚀掉的结果。但是,这么多岩石都跑到哪里去了?

在按照这种方式形成的大多数洞穴里,残余物都是由地下的水流带走的。但是,卡尔斯巴德洞窟不存在地下的水流。

在新墨西哥大学的地质学家卡萝尔·希尔看来,科学家向游客们讲述的关于这个洞穴形成过程的故事没有说服力。

她说:“让我们真正难以理解的是它的规模:卡尔斯巴德洞窟中的‘大洞’是北美洲最大的洞穴。要形成这么大的规模需要弄走很多石灰岩。洞就在那儿,那些石头没去任何地方。”

答案其实一直就在大家的眼皮底下。

沿着卡尔斯巴德洞窟的通道设有许多路牌,上面写着:据认为,洞穴是雨水径流带来的碳酸渗到石灰岩上产生侵蚀作用形成的。

但是,正像希尔发现的那样,这种“垂滴说”会产生误导。实际并非“垂滴”,而是“冒泡”。

这不仅涉及地质学,还要加进生物学。

与希尔一道进行这项研究的新墨西哥大学生物学家黛安娜·诺瑟普说,在卡尔斯巴德地区以小片石油层为食的单细胞微生物才是真正的洞穴雕刻家。诺瑟普说:“石油中的含碳化合物被微生物吃掉,然后产生了硫化氢。”这种致命气体通过岩缝跑出来,直至与水和氧气结合。硫化氢与氧气发生化学反应后产生硫酸,硫酸可以溶解若干个体育馆那么大体积的石灰岩。

这个过程给地质学家留下了线索。在卡尔斯巴德洞窟(特别是在勒楚吉拉洞窟)都可以看到大块的石膏,它们就是上述化学反应的副产品。

与大多数侦探一样,希尔要在“罪犯”离开“犯罪现场”很久以后找到答案。卡尔斯巴德洞窟和勒楚吉拉洞窟都是三、四百万年前形成的。

在关于其他洞穴(特别是怀俄明北部的下凯恩岩洞和墨西哥的卢斯镇岩洞)的文献中可找到一些答案。哈伦·布雷茨的研究也有一定的帮助。布雷茨曾在40年代对岩洞形成的传统看法提出质疑。

自1923年开放以来,卡尔斯巴德洞窟吸引了大约3600万游客。勒楚吉拉洞窟一直用于研究而没有对公众开放。

希尔在20世纪80年代出版的著作《卡尔斯巴德洞窟的地质情况》直到最近5年才得到彻底承认。

细菌,生命支柱

现代生物学最重大的发现之一,是证实了丰富的微生物世界在地球生命发展中的重要地位。细菌就是微生物中特殊的一员。

细菌存在于地球的各个角落,在地底深处、海洋里和空气中都有细菌。细菌的细胞组织没有核膜,属于原核生物。几乎所有的细菌都是无色的,少数细菌有颜色,细菌的平均直径为1微米。

要区分不同的细菌,必须使用光学和电子显微镜,细菌按形态可分为球菌、杆菌和螺旋菌。

有些细菌的外部生有纤毛或鞭毛,这些长度不一的丝状物构成运动器官。大部分细菌的细胞壁坚硬、有韧性和弹性,保障了细菌形态的稳定。

不同类型细菌之间细胞壁的生化构成差异,使它们在遇到革兰氏染剂时出现不同的反应,以此可以区分革兰氏阳性细菌(用酒精清洗过后仍保持颜色)和革兰氏阴性细菌(酒精浸泡后会将颜色冲走)。

中间体是细胞外部结构中的重要组成部分,它是细胞膜的褶皱,对细胞核的分裂起重要作用。

有些革兰氏阳性细菌能够合成一种抵抗结构(孢子),使其在不利的条件下也能存活,并在条件转好之后重新恢复本来形态。

一般来说,非病原菌具有重大的利用价值,它可以促进氮和碳的循环,以及硫、磷和铁等元素的新陈代谢。土壤和水里的细菌是保持生态平衡不可或缺的因素。

在食品和化学工业中,常利用细菌来合成维生素和抗生素。细菌还是肉、酒、蔬菜、奶和其他日常消费品腐烂变质的罪魁祸首。

有些细菌因为具有发酵功能,被用来制作奶酪、酸奶、腌肉和咸肉。在鞣制皮革,烟草加工,保存谷物、纺织品和药物等过程中,细菌也起着重要作用。

细菌存在于几乎一切环境中,并参与一些生态进程。例如,它能够使死鱼身上发出磷光,也能导致干草垛和稻草自燃。

细菌在大自然和人类生活中扮演重要的角色,正常菌群的存在是必不可少的,但细菌的活动可能会改变一些食物的构成和口味,最终成为疾病的根源。

最新研究成果表明,尽管肉眼无法看到它,但微生物世界在地球的生物大家庭中占有相当大的比重。

科学研究的另一惊人发现,是细菌攻占了地球的各个角落,从寒冷的南极到海洋深处,无所不在。

但只有开始对细菌的DNA进行分析时,生物学家们才发现真正的生物进化奇迹。无论是微观生命还是宏观生命,似乎所有的生命体都起源于38亿年前的几种细菌。

科学家推测,生态学家后来认定的三大进化分支(即古细菌、真细菌和衍生出有核细胞的另一类细菌)都是由这几种细菌演变而来的。而这三大分支又派生出无数的小分支,其中的一支可能是后来动物和人类的起源。

细菌亦“耕种”

麦基尔大学的研究人员发现,一群细菌利用化学信号来促进植物的生长,这事实上相当于为它们自己的利益“耕种”作物。

植物学教授唐纳德·史密斯说:“农民为自己的利益耕种植物,细菌也在这么做。它们以刺激植物生长的方式创造更多的栖息地和更大的食物来源。”

史密斯说,这项研究成果也许对人类的农业有潜在意义,因为细菌使用的化学信号可以使从玉米、棉花到黄瓜等多种作物加速生长。

史密斯和同事们是在研究大豆和所谓“固氮”细菌二者之间的关系时得到这一发现的。这些细菌把空气中的氮提取出来供植物使用;植物则在根部产生结节,使细菌可以在那里生存。

一株年轻的大豆释放化学信号吸引细菌,后者则发出相应的化学信号告诉大豆开始生产结节。史密斯说,细菌发出的化学信号(LCO)还可以影响其他植物的生长。

圭尔夫大学的植物遗传学家戴维·沃伦说,史密斯的研究是一项“非常有趣的发现”,意味着两大类作物——比如玉米一类的单子叶植物和大豆一类的双子叶植物——有某些基本的相似之处。

沃伦说,细胞分裂的过程对植物生长至关重要,命令细胞分裂的信号也许非常基本,以至于在很多不同的植物中都是相同的。他说,如果是这样,“把LCO用在其他植物身上可能也会对植物生长和细胞分裂产生类似的效果”。

真菌有何“真面目”

从远古时代以来,真菌就对生态、社会和经济产生影响。同时,真菌的多样性使其成为继昆虫之后的第二大有机体群。

真菌存在于一切地方,如水中、地上、空气里(孢子)、寄生在植物上、应用于食品业和制药业、根茎周围(共生的苔癣)、草原上和森林里(蘑菇)。

真菌包括任何一种有机物质腐烂时所产生的霉菌、引起农业灾害的真菌、导致皮肤病的真菌、制作面包和啤酒用的发酵剂、使乳酪具有香味的真菌以及用来制作青霉素的真菌如药用青霉。

真菌的体积、颜色和形式多种多样,但有一个共同特点:缺少叶绿素或进行光合作用的色素,因此它们需要寻找已制成的营养物质。

真菌是以网状形式或菌丝体形式存在的由丝状物(菌丝或细胞串)组成的物质。它们通过孢子繁殖,孢子组成了孢子结构,形成了这种有机体更加显而易见的部分。

传统上真菌被包括在植物王国里,它们被认为是没有叶绿素的植物,尽管它们并不属于植物界。

真菌的突出特点是吸收营养,而植物则是通过光合作用吸收养分,动物则通过吞下食物吸收营养。

真菌在潮湿和阴暗的地方生长得更快,因为它们无须阳光生存,它们是在隐蔽王国中生存的生物。

隐蔽在地下、木头上或其他食物中的菌丝体可以有不同的大小,每天分叉的菌丝其长度可达1公里。

真菌是以寻找营养源的方式生长的。

一些真菌腐蚀着有机物质,另一些则给动植物造成了病害,还有一些是植物的伴侣,因为它们向植物提供矿物质营养,而从植物那里得到自己不能产生的营养。

当很多人食用着各种体积、颜色和形状的蘑菇时,另一些人则在忍受它们所导致的疾病。

各种各样的真菌被应用在传统医药上,它们可用于治疗皮肤出血、痢疾、便秘、溃疡和丘疹。现代医药还从真菌中提取多种抗菌素,其中的几种产品被用于治疗不同的疾病,如癌症等。从真菌中提取的一些药品甚至可以治疗被移植器官的排斥反应。

除了真菌在生物界具有巨大的用途外,作为物质来源并由于其生物活性,它们还是植物生长的刺激剂(菌根形成的真菌)。

另一方面,从远古以来,人类在制作面包、溶剂和传统饮料(龙舌兰酒、特帕切酒和仙人掌果酒等)时就一直在使用发酵剂,通过发酵,人们还获得了葡萄酒和啤酒。

可食用的真菌多于有毒的真菌。应用在食品上的几种真菌有极高的经济价值,它们早已成为商品。

真菌还有其他好处,特别是可以帮助我们解决日益增多的垃圾这一迫在眉睫的问题。

大部分固体垃圾,无论是工业、农业还是家庭产生的,都含有大量的有机物质,特别是纤维、半纤维和木质素(很难被生物降解且污染性极强)。由于使用了微生物(包括真菌)的生物转化技术,人们就可以把这些废物变成有用的物质(供人类和动物使用的蛋白质、树脂、塑料和生产聚合物的原材料)。

此外,各种各样的寄生真菌对于用生物方法控制植物病虫害来说有着很高的价值,这比使用杀虫剂要经济得多。

真菌还具有重要的社会价值,从人类进入文明社会以来,人们就把它们应用在很多宗教仪式上。

据估计,地球上现有的真菌种类超过100万。但被专家研究的只有约7万种。

很多国家的植物、特别是森林是多种真菌的自然栖息地,然而,它们正在被大规模破坏,给生物多样性和生态环境造成了严重问题。与此同时,多种真菌已经消失,一些真菌在全世界已濒临灭绝。

细菌:挑战极限

普通细菌能在将近11.25万公斤的压力下生存。这项试验表明,微生物或许能在地球上和太阳系中那些据认为不可能存在生命的极端环境中生存。

卡内基学会的科学家说,他们以超过正常大气压多达1.7万倍的压力把细菌置于金刚石砧的夹板中挤压,有些微生物仍旧可以生存和摄取化学食物。

研究报告的第一作者阿努拉格·夏尔马说,这是首次在科学上展示,普通细菌能够适应这样大的压力并生存。他说:“这些细菌能够适应如此巨大的压力表明,我们到地球以外寻找生命时,必须到表面以下寻找。如今,适于生存的区域范围扩大了。”

南加利福尼亚大学地理生物学家、美国航天局(NASA)喷气推进实验室生命探索中心研究员肯尼思·尼尔森博士说:“既然认识到生物体能够在相当于地球表面以下数公里处的压力下生存,那么生存的界限就扩大了。这对像木星和其他存在巨大重力的大行星上有可能存在生命具有非常有意思的含意。”

研究人员近年来发现一些奇特的地球生物,并把它们称做“极端微生物”。这些生物能在非常不利的环境中,比如极热、极干燥、放射性和酸性环境中茁壮生长。科学家在海底火山口附近,在极冰中和沸水塘中都发现了微生物。

这项新的研究结果增加了一种生命可以在其中生存的极端环境。

夏尔马、生物学家詹姆斯·斯科特及其同事在研究中利用一台金刚石砧来检验大肠杆菌和Shewanella Oneidensis两种普通微生物的适应力。金刚石砧是一种用非常高的压力让两块宝石品质的金刚石互相挤压的仪器。夏尔马说,把微生物与水和称作甲酸盐的一种化学物质相混合,置于金刚石砧夹板之间的一个酒窝状凹槽内。

“草”高一足,“蘑”高一丈

长期以来,印度茶农深受一种米甘属攀缘植物的困扰。这种杂草的生长速度极快(幼草在24小时之内就能长8到9厘米),疯长时直至把茶树盖住,给采茶的茶农们带来很多不便。杂草还和茶树抢夺养分、水和阳光。为了除掉这些杂草,茶农们每年要花掉30%的收入,但收效甚微。

杂草对茶叶的产量影响很大。印度茶叶产量占世界茶叶产量的30%。由于受杂草影响,2002年印度茶产量降到了80万吨以下。

20年来,用生物控制法对付这种杂草一直是一大科研课题。人们试过了各种办法,例如引进昆虫、采用自动除草技术、使用除草剂,但效果都不好。

现在有了一种专门对付这种杂草的办法:引进蘑菇。生物研究所的墨菲教授领导的研究小组从1996年就开始研究可以抑制杂草生长的蘑菇。他们发现,来自热带的铁锈菌类是这种杂草的天敌,它们可以和杂草一起生长,并控制杂草的数量。其中,双孢锈菌对杂草的影响最为明显。在温室和土地里进行试验的时候,研究者们观察了双孢锈菌对杂草的叶、叶柄和茎的影响,结果发现这些部位都出现了坏死现象,使得杂草生长速度减缓甚至死亡。在进行实地试验的时候,双孢锈菌却没有对别的印度植物造成什么影响。现在,研究人员正对双孢锈菌进行单独观察,以研究它对茶园生态系统的影响。印度会在年内采用双孢锈菌对付杂草,如果效果不错,那么它将会在中国、印度尼西亚和马来西亚得到推广,以解决整个东南亚的茶园杂草问题。

秋叶养林

当白天变短,水银柱开始下降的时候,上百万美国人前往山区,凝望闪耀着绯红、橙黄和金色树叶的森林。这是大自然在单调的冬天来临之前的最后放纵。

秋叶奇景美丽,但也许体现了更重要的东西。鲜艳的色彩,尤其是红色,可能表示树木竭力摆脱昆虫、污染和干旱的伤害。美国林业局植物学家保罗·沙伯格说:“这也许是压力的一个迹象。”

沙伯格和其他生物学家正在解决一个大多数人没有认识到的未解之谜,即为什么有些阔叶树在秋天变成红色,而非黄色或橙色。他们还试图确定,环境因素是否影响色彩改变的时间和程度。

在东部和中西部,答案不止会引起一时的兴趣。在那些地区,秋叶旅游是桩大生意。但是目前,科学对叶子不按时变色还无能为力。天气会影响秋叶变色的时间和程度。沙伯格说2003年偏暖,使美国东部的大部分地区树叶变色的高峰时间晚了一周或更多。

数十年来,生物学家认为,叶子变色是树木和其他阔叶植被准备过冬而进入休眠状态的偶然副产品。

在春季和夏季,植物和树叶是绿色的,因为它们产生叶绿素。叶绿素是一种利用太阳光帮助从二氧化碳、水和其他营养物质制造养料的色素。但是到了秋天,白天变短,夜晚变凉,促使植物停止光合作用,将水和养料输入和输出叶子的叶脉堵塞,把叶子连到树上的细胞退化,直至叶子脱离,落到地上。

叶子在掉落之前会变色,显露出其他色素。后者为在叶子生长季节产生的压倒性的绿色叶绿素所掩盖。有些树叶因为含有叶黄素而变黄,其他树叶因含有胡萝卜素变成橙色。

但是很多树木在秋天产生另一种色素——花青素,使树叶变成红色或紫色。科学家一度认为,花青素没有用,只是叶脉堵塞时困在叶子中的糖分的一种产物。美国威斯康星大学麦迪逊分校的植物生理学家威廉·霍克说,如今,“我们知道大自然比那更有效”。

在过去几年,生物学家提出种种设想,认为花青素发挥遮光剂、防冻液、抗氧化剂和驱虫剂的作用。如今很多科学家认为,花青素帮助树叶免受过量阳光的伤害,使树木在秋天能够延长进行光合作用的时间,储存更多养料。

薄弱的物种界限

最初的肇事者是嗜吃芒果而且吃相难看的狐蝠。而结果是110万头猪被杀,105人死亡,并且发现了一种威胁人类健康的新病毒。

1998年,当尼帕病毒风波乍起时,它就像一出三场的戏剧:蝙蝠、猪和人类轮番登场,与最初的微生物在地球上传播疾病和灾难的方式如出一辙。不知怎么,病毒就从一个物种传到了另一个物种,然后又是下一个物种,结果引发了各种各样的健康问题。

现在,疾病研究人员的目光又聚焦在了导致非典型肺炎全球大暴发的冠状病毒上,他们越来越倾向于怀疑,这种2002年秋天出现的疾病也有类似的传播过程。他们正在研究所有可能成为人们盘中餐的动物——从灵长类到爬行类,它们都有可能是病毒传播到人类的途径。

波士顿儿童医院的传染病负责人肯·麦金托什说:“它不可能是从原始沼泽中冒出来的。”

他曾在20世纪60年代参与发现了冠状病毒,人类感冒病毒的1/3都是由它所致。

虽然听起来有点像是罗宾·库克的小说,但事实是人类有3/4新出现的疾病是缘自动物,并从一个物种传到另一个物种。想想看,2002年导致美国284人死亡的西尼罗河病毒就是蚊子带给人们的;少见但致命的汉他病毒来自波氏白足鼠;艾滋病病毒则源于大猩猩。

病毒和细菌能够变着法儿地寄生于那些免疫系统对外来入侵者特别薄弱的新寄主。

由动物传播到人的传染病会因病毒和细菌的基因进化而变得更有杀伤力。由于这些病原体复制速度极快,它们经常会产生异于祖先的下一代。大多数情况下,这些差异不会很大,但间或会发生一种蛋白质或酶的关键变化,从而促使病毒攻击新目标。

迈阿密大学传染病学专家吉奥·巴拉科说:“病毒是一种非常原始的生物,它们复制遗传物质的机制也很原始,而且这一机制经常会出错。一般来说,突变会造成某种缺陷,使它们无法存活。但有时突变也会增强病毒抵抗某种抗生素的能力,或使它们在特定环境中生存,或是影响其他物种。”

流感病毒的基因结构就像是一串含有基因组的珠子穿成的项链:把其中一颗珠子变成病毒的其他株型,就产生了一种新的流感。

猪是一种病毒发生突变的高效孵化器。它可以同时感染一种禽类传播病毒和一种人类传播病毒。两种病毒在猪的体内交换遗传密码,进行了病毒的重新组合——结果就产生了一种新的流感。

1998年,马来西亚流行一种神秘的疾病,病人会出现高热、肌肉酸痛,甚至致命的脑水肿。疾病从马来西亚半岛北部开始,在7个月的时间里席卷全国,导致105人死亡。

在寻找疾病源头的过程中,研究人员最终追溯到了一个大养猪场,这里被确定为尼帕病毒的发源中心。他们发现,蝙蝠经常光顾养殖场的芒果树,在饱餐之后会留下大量残渣。猪圈里的猪吃的剩芒果中带有含尼帕病毒的蝙蝠唾液。虽然这种病毒没有使蝙蝠患病,却使猪出现了频繁干咳的呼吸道症状。疾病专家发现,发病的人类与猪感染的是同一种病毒。

许多科学家说,在当今世界病毒更容易跨越物种的界限,因为工农业的发展无情地破坏了原来阻隔疾病的生态屏障。而且事态发展又往往会产生非预期后果:为了控制疾病流行而屠杀大量的猪,结果却反而加快了病毒的扩散。

美国疾病防治中心特殊病原体分部负责人托马斯·克西翁热克解释说:“如果我有2万头猪,每头值100美元,而现在因为它们有病有人要将之全部杀死,那我就会想办法到别处去把它们卖掉。人的贪婪也成了疾病蔓延的一个因素。”

克西翁热克曾积极参与过破解SARS谜团的工作。这种病毒到底是从哪里来的呢?克西翁热克和其他疾病专家认为,SARS病毒不太可能来自于大量买卖的猪、鸡等家禽家畜。因为假使是这样的话,鉴于这种传染病对家畜交易的经济影响,它早就应该被发现了。因此,他们决定用研究流行病学的老办法,追踪首批SARS感染者曾经去过哪里,以及他们接触过什么动物。他们的调查结果将有助于更好地了解这种病毒,并找到治疗和控制方法。

从中我们也可以进一步了解,为什么病毒会从一个物种传播到另一个物种,尽管人们不断试图干预,但这一过程仍然如故。麦金托什说:“这有点像是企图阻止小行星撞地球。然而它总是会不断发生。所以我们应该从力所能及的方面去想办法——好比提醒人们系安全带。”

小心物种入侵

1926年,一小批非法移民来到欧洲,激发了旧大陆贪婪的皮货商们疯狂的发财欲,这些移民就是北美水貂。如今一提到这些可怜的小动物,我们就会自然而然地将其与另一个词联系起来——“大衣”。新大陆水貂很快就证明了自己的皮毛能够卖个好价钱,但是,至少对于它的亲戚欧洲水貂来说,它们一点也不可爱。运抵欧洲的北美水貂被人为释放或自行逃脱后,很快就适应了当地的生存环境,今天,它们已经将欧洲水貂逼到了灭绝的边缘。

北美水貂是物种入侵的典型例子,它们攻占了欧洲水貂的生态家园,因为它们体积更庞大,捕食范围更广。更糟糕的是,它们还与欧洲水貂**。尽管这样杂交不会孕育后代,但雌性欧洲水貂却会因此丧失了**的热度,从而大大降低欧洲水貂的出生率和种群数量。西班牙也没能逃过这个物种“强盗”的侵略。1958年北美水貂进入西班牙,现在已经占据了半岛中部和西北部的大部分地区,只有埃布罗河上游一带还幸存着一些欧洲水貂。

西班牙鸟类学会指出,有意或无意地引进物种是目前对生态系统和生物多样化最严峻的威胁之一。实际上,入侵物种和生态环境的破坏是导致物种灭绝的主要原因。入侵物种的行为是毁灭性的,有的吃掉本地物种,有的与本地物种抢夺资源,有的和本地物种杂交,还有的传播疾病或者直接改变生态系统。

最著名的例子发生在20世纪70年代,为了弥补河蟹数量的减少,西班牙引进了北美红蟹。现在我们知道,这些产自美国路易斯安那州的红蟹会穿透堤坝。而且,埃布罗河三角洲地带的螃蟹种群数量超过了每公顷500公斤,它们每年要吞噬掉大量的秧苗。1983年引进西班牙的北美河蟹身上携带着一种致命真菌,致使大部分本地蟹死亡。

这种破坏生态的方式由来已久。国际自然保护联合会的报告指出,1600年以来,已知的灭绝物种中有39%要归咎于外来物种的入侵,而人类的行为是导致这一结果的主要原因。西班牙入侵物种研究小组指出,西班牙至少有47种脊椎动物是被人类引进的,其中大部分是鱼类。在这场不平等的斗争中,作为直接受害者的本地鱼类处于劣势。

对西班牙生物构成威胁的近半数都是鱼类,如凶猛的白斑狗鱼和欧鲇,其中一些甚至会迫使包括水鸟在内的本地物种迁移。20世纪初凶猛的虹鳟来到西班牙之时,褐鳟就马上陷入了生存困境。但与白斑狗鱼和欧鲇两个外来怪物相比,虹鳟只能算是小巫见大巫。白斑狗鱼身长可达60厘米,1949年出于垂钓的需要被放入塔霍河,此后便蔓延开来,垂钓者称之为河鲨。欧鲇的威胁在于它超乎寻常的体积——它身长可达5米,体重能达到300公斤,可以吞掉任何入口的东西。据传是几名德国人在20多年前将一些欧鲇放入了埃布罗河,有些专家担心至今塔霍河里还有欧鲇。

大部分物种入侵都是受捕猎需求、经济利益和喜好外来宠物等因素的驱使。例如1987年,西班牙就引进了90多万只佛罗里达龟,当时谁也不会想到这可能对金钱龟等本地龟构成威胁。今天,我们很容易见到这种身长可达30厘米、体重2公斤的龟。这种龟的雌雄比例是7:1,它们随时都可能变成生态炸弹。

蓄意引进外来物种的行为难以杜绝。60多年以来至少有26种外来鱼类就是通过这一途径进入西班牙的。生态环境不仅与鱼类的繁殖息息相关,也造成了其他严重影响。来自黑海和里海的斑贝最初是作为饲料被引进的,它繁殖速度惊人。被投入埃布罗河以后,斑贝便落地生根,吃掉了大量浮游植物。斑贝会附着在它所碰到的任何物体上,包括石头和水管,它占据疏水管道,威胁其他生物,成为令当局头疼的大问题。

一些被遗弃的外来宠物成为破坏生态系统的罪魁祸首,例如佛罗里达龟和绿色长尾鹦鹉。绿色长尾鹦鹉在十几年前作为人类的伙伴被引进西班牙。今天,在巴塞罗那和马德里的一些地区还充斥着这种曾经风行一时的宠物,它们是被主人在休假期间遗弃的。此外,河狸鼠因毛质和肉味俱佳而被广泛引入世界各地,现在一些地区已将其列为害兽。

到目前为止,在物种入侵方面采取的行动寥寥无几。此外,没人知道到底在西班牙有多少入侵物种,它们确切的分布情况如何?人们对阿根廷蚂蚁知之甚少,只听说它在欧洲西南部地区迅速蔓延开来,专家已经提醒人们注意这一复杂的问题。入侵物种研究小组宣布要绘制一份图册,标明外来物种的特性及其影响,其中包括几十种脊椎动物。

从最初的移民活动开始,人类就有意无意地将动植物带到了所前往的新领地。今天,现代交通方式和新贸易途径的开放使外来的、危险的物种迁移更加严重。迅速到达世界任何地区的便捷性是全球化美好的一面,也是滋生生物入侵的沃土。

男生为什么反而会掉队

劳伦斯中学是一所普通的中学。它的学生也正如你所预期的那样,由衣着时髦的女孩和形形色色的男孩组成。

但当这座位于长岛的中学的2003届班委聚集在会议室里时,却几乎看不到男孩的踪影。高年级班长是女孩,副班长是女孩,学生会主席是女孩,数学小组组长、学校年鉴主编和报纸主编——还是女孩。

劳伦斯中学的女孩权力垄断反映了美国教育中性别差异的惊人逆转。从幼儿园到研究生院,男孩正在迅速降至次要地位。

仅仅一个世纪之前,哈佛大学的校长查尔斯·阿利奥还拒绝接收女生,担心她们会浪费学校的宝贵资源。如今,女生组成的学术帝国似乎已经在全国范围内崛起,而男生时代正在日渐衰微。

在中西部地区的一家私人走读学校里,校长甚至规定所有奖励和学生会职位都在男女生之间平均分配。哈佛医学院精神病学教授威廉·波洛克说:“并不是男生被女生超越了,而是男生自己落后了,表现得不如以前了。”

也许世界仍然是男人的,但无论如何已经不再是男孩的。从一上学起,男孩在读写能力发育上就比女孩晚两年。然而人们往往要求男孩和女孩在相同时间内以同样的方法学习同样的知识。当一个男孩体内的每一根神经都催促他去跑去跳时,他却必须坐得端端正正,一天听上几乎8小时的课。从生物学角度来说,他一天大约需要4次课外活动,但事实上能得到一次就算不错了,因为有些担心出事被起诉的学校完全禁止课外活动。有人认为这会形成一种对男孩越来越不利的文化,使他们的行为异化。

如果男孩落后了,他们有可能被送到特教班,那里超过70 9/6的学生都是男孩。动来动去、扮鬼脸、插嘴——他们被诊断为多动症的可能性是女孩的4倍。这常常使他们被开除,送到特教班,或者令父母遭到管教不力的指责。

当男孩好不容易升到中学,他们在学习成绩、课外活动和职务上不如女生的危险就更大。甚至理科和数学也不再是他们的天下。当女孩忙着占领优秀毕业生名册时,男孩却更多地在健身房里练肌肉块、玩游戏机,或往MP3播放器里下载音乐。同时,男孩中途退学的几率比女孩高30%,杀人的几率比女孩高85%,自杀的几率是女孩的4—6倍。1970年以来,男孩自杀的比例已经增加了两倍。

过去350年中,大学中的男性比例一直高于女性。而现在,在各州、各收入阶层、各民族和种族,以及大多数西方工业国家中,女性都占优势地位,仅在美国就分别有57%的应用科学学士学位和58%的硕士学位被女性赢得。

总的来看,这一代上大学的男孩和女孩人数都多于上一代。但如果考虑到人口增长,男孩上大学、读研究生和读大部分博士专业(除工程和计算机科学等领域之外)的比例几乎都没有上升,而女性在这些方面的比例全都提高了。

在北卡罗来纳大学、波士顿大学和纽约大学,男女生比例已经是40:60。为了维持男女比例平衡,很多常青藤联合会的知名大学和其他精英学校暗中采取了男孩优先的措施。明尼苏达州的麦卡莱斯特学院有57%的入学者是女性,校长迈克尔·麦克弗森说:“招生过程中女生的条件更好——她们成绩更高,所学的课程更难,论文也更加有思想。男生的起点就比女生低。”

问题还不仅限于校园。一个年轻男性在离家独立之后,比其姐妹更容易重返家庭,再度依靠父母为生。这都显示年轻男性在30岁之前更容易加入日益扩大的“落后生”人群——英国把他们称作“污水槽一群”。

一方面,女孩成为受教育主体这个惊人事实,可能使21世纪成为第一个女性世纪。女性在硕士和博士比例上正在迅速向男性看齐,而且根据美国律师协会的数据,法律专业学生中女性将占大多数。MBA学员中只有29%是女性,这仍然是少数几个男性主宰的领域之一。

然而另一方面,这个世界仍然没有实现男女平衡:世界上90%的亿万富翁是男性。在超级富翁中,只有一位女性——加普公司的多丽丝·费希尔——的财富是自己创造的而不是继承得来的。男性仍然拥有大部分前沿行业中报酬最高的工作,例如工程学、投资银行以及高技术行业,这些仍然是支撑经济并创造最多财富的行业。女性仍面对着薪金差异和“玻璃天花板”的障碍(升职的无形障碍),也仍须在工作和抚育子女之间疲于奔命。

但女性在受教育水平上的胜出可能最终使她们得以缩小收入差距,打破“玻璃天花板”,并平等参与对企业、政府和社会规则的改写。康奈尔大学人类发展学教授詹姆斯·加巴里诺说:“女孩更能满足现代社会对个人的要求——专注,遵守规则,善于表达,善于处理工作中的人际关系等。”解决男孩的问题并不一定需要损害女孩的利益。有些女权主义者指出,人们研究男孩问题时可能误以为女性机会的增加都必然对男性不利。

然而,如果男性不思进取和经济依赖的模式继续下去,那么在注重精神力量更甚于体力的世界经济中,将有越来越多的男人沦为失败者。日益加大的教育和经济差距还可能带来社会剧变,改变家庭经济状况、社会政策、工作与家庭的关系。现在有越来越多的男人在逃避工作,推卸为人父的责任,与公民事务脱节。例如,佩尔公司的莫滕松说,从1964年起,男性参加总统选举投票的比例从72%下降为53%——是女性下降幅度的两倍。

男孩能力的下降还可能降低男性收入水平,引起专业职员的短缺,令白人女性中出现配偶缺乏状况,这在黑人妇女中已然存在。在美国,40—44岁的黑人妇女中有30%从未结过婚,部分原因是缺少具有同等学历和收入水平的男人。如今,相同年龄段的未婚白人女性达到了9%。莫滕松说:“女人们将把男人落得越来越远,然后当她们想成家时,她们会环顾四周,说:‘男人们都哪儿去了?’”

如果教育家、企业家和政策制定者想要缩小新的性别差异,他们必须首先了解这种差异形成的众多原因。促成因素包括没有父母关爱、缺少男性教师、集体午餐中糖和脂肪含量过高(能导致孩子过度活跃和注意力不集中)。

有数以百计的研究表明,电视暴力也和孩子的攻击性行为有关。有人认为,男孩们的现状反映了如今的文化特征——形象缩水的父亲在新经济的浪潮中随波逐流,游手好闲的花花公子文化使获取学术成就黯然失色,被美化的黑帮文化使学校相形之下乏味老套。有什么能比做一个玩枪泡妞的新新人类更吸引人呢?男孩比女孩成熟得晚,因此往往也更难抵制这些**和作长远考虑。此外,学校也在无意中扮演了重要角色。事实上,很多校长认为是男孩本身有问题,而不是学校对待他们的方式有问题。

男孩甚至连手指神经都比女孩发育得晚,因此让男孩握住铅笔并写出漂亮的连体字更加困难。这些发育上的差异往往使男孩被视做笨或迟钝,这使他们从一年级开始就讨厌学校。此外,很多学校并没有设法适应男孩的学习方式,而是迫使他们采用不合乎其本性的方式。目前普遍采用的“端坐听讲”的模式对男孩女孩来说都不是最适合的,但女孩往往比男孩更能忍受它。

专家指出,教育者应该重点帮助男孩们减轻格格不入的感觉。有专家正在研究更符合孩子发育特点的学习新方法,这种方法将把重点放在解决问题而不是考试上。它对男女学生都会有好处,但对男孩尤其有利,因为他们更倾向于通过活动而非仅靠谈话来学习。

例如,男孩们可以通过数松果来学习数学,可以一边在池塘边闲逛一边学习生物。他们将用《哈利·波特》取代《草原上的小屋》作为阅读读物,写外星人袭击医院的故事而不是写如何在医院照顾病人。如果男孩们开始坐不住了,他们可以离开教室去活动中心,那里布置了很多电脑和辅助教学的可操纵装置。

重视男孩的感情世界也会取得效果。北佛罗里达大学的研究者丽贝卡·马科经过在华盛顿中学的长期研究发现,如果男孩所上的幼儿园注重社交和情绪技巧——而不是知识学习,到上初中时他们的整体表现将优于其他男孩。

事实上,研究显示男孩们其实一生下来就比女孩更加富于同情心,更善于表达,感情也更丰富。但男孩规范要求他们表现得沉默坚忍,不为外物所动,因此先前那些特质往往到小学二年级就被从他们身上拔除了。

一个新世界已经在女孩面前绽放,但如果人们不帮助男孩们在这里找到落脚点,它将是一个孤独的世界。毕竟,性别革命需要男女两性的共同参与。

危言耸听:男性染色体灭亡之说

在性别之间的生物斗争中,Y染色体连连被打败。这种决定男性的染色体的基因数目已从性别染色体最终形成之时的1000多个缩减到了科学家一度认为的为数不多的几个,照此下去Y染色体最终会全部消失。

不过关于Y染色体的灭亡之说其实是极度的夸大。怀特黑德生物医学研究所和华盛顿大学医学院的研究人员发现,Y染色体所带的基因远远多于科学家的估计——他们就找到了78个——并且这条单染色体上还包括了大量的成对基因,这就使Y染色体可以模仿基因组其他部分的成对染色体结构。

研究观察了人类和黑猩猩的雄性染色体,结果发现Y染色体不用像其他染色体那样靠性别重组的帮助就能修复受损基因。这种简洁的体系揭穿了所谓的“Y染色体腐朽”理论——此前普遍认为男性染色体及其逐渐减少的基因在接下去的500万年中会继续消亡,直到最后什么也不剩。

细胞核中的染色体都是成对的——除了Y染色体。一对染色体中的一半通过与它的同伴进行性别重组来修复基因。如果其中的一半出现了基因损伤——这是许多疾病中会出现的情形——它就会抛弃这个突变基因,从另一半那里复制一个正常的基因。而Y染色体没有性别“同伴”来置换有缺陷的基因。

毫无疑问,由于缺乏抛弃基因的能力,Y染色体已经损失了数百个基因。性别重组就像一场扑克牌游戏,而Y染色体是永远无法赢的。但是这次的新研究表明,这对它来说并不重要。因为对一些关键基因,它能够自己进行置换。

华盛顿大学的理查德·K.威尔逊说:“研究显示,Y染色体非常善于保存重要基因。它能通过不同的途径来实现染色体的进化、生存和成长。”

确实,几百万年来,男性染色体中有不少基因已经消亡,还有一些出现了严重的缺陷,不过最大的担忧是Y染色体中控制**制造的基因的健康。不过现在看来,负责**制造的复制基因序列的精密布局可以防止这些关键基因受损。

华盛顿大学的科学家罗伯特·沃特斯顿说:“研究显示,在缓慢减损的同时,Y染色体中负责**发生的基因却同时有所增加。虽然结构相对不稳定,Y染色体却能找到方法保持这些基因的延续。不稳定的结构可能会对某个特定的个人造成严重的后果,但对Y染色体来说却不是灾难性的,因为缺失的Y染色体不会遗传下去。”

疼痛:他和她亦不同

最近的医学研究表明,男性和女性患疼痛症的情况不同,对疼痛的感觉也不同。例如,女性患偏头疼的比率比男性高3倍。另外,女性对疼痛更为敏感也更难以忍受。造成这一现象的部分原因是男女之间激素和大脑结构的不同。

许多女性认为,如果分娩时的疼痛落到男人身上,那么人类恐怕早就在几百个世纪以前灭亡了。女性虽然娇小纤弱,但是却承担着分娩的痛苦;而看起来高大强壮的男性,却会在牙科医生的坐椅上发抖。那么,女性真的比男性更能忍受疼痛吗?

最近的研究表明,与男性相比,女性更容易患上导致慢性疼痛的疾病,例如偏头疼、关节炎、肌肉纤维疼痛以及**炎等。这些疾病总是更多地发生在女性身上。另外,对于同样的疼痛刺激,女性总是感到更为强烈和痛苦。事实上,女性对疼痛的耐受力比男性更弱。

医学家们还发现,同样的镇痛药物对男性和女性的疗效也是不同的。美国佛罗里达大学的罗杰医生说:“许多临床现象和研究表明,鸦片类镇痛剂对女性的疗效要好得多。例如为了治疗背部疼痛,医生必须给男性患者开出剂量更高的可卡因。”

美国伊利诺伊大学的杰弗里教授说:“疼痛和麻醉的神经过程对于男女两性来说在质量上和数量上都是不同的。科学家们已经提出各种机制来解释两性在这方面的差别。疼痛是一个很复杂的过程。它不仅仅是电信号在神经中的传输,而且还和我们的个人经验有关。”

男女两性耐受疼痛的区别首先是因为性激素的影响。研究表明,女性对疼痛的耐受力与生理周期有关,并随生理周期变化而变化。由于雌激素对痛觉神经的传导活动有刺激和扩大的作用,女性在即将月经时对疼痛最为敏感。而雄性激素的作用则正好相反,它可以起到镇静神经系统的作用。在女性怀孕的最后阶段,女性体内的雄性激素会达到最高水平,以此来缓解即将到来的分娩的疼痛。“但是过了这一时期之后,女性对疼痛的耐受能力又回到了通常水平”,美国加利福尼亚大学的神经学家乔恩·莱文说。

莱文还发现,雌激素能够改变炎症或是组织生长中的生化反应过程。例如,人体在受伤之后,周围的组织通常会分泌大量的缓激肽来保护受伤的组织,但这种物质也会导致受伤部位发炎,雌激素可以有效降低缓激肽的水平,减轻炎症部位的疼痛。

意大利基耶蒂大学的玛丽亚·詹贝拉尔迪诺医生认为,女性体内各器官之间的神经联系较男性更为丰富是造成女性对疼痛耐受力更弱的原因之一。詹贝拉尔迪诺发现,女性的各个器官,特别是生殖系统的各个器官与身体其他器官之间有丰富的神经相连。由于这种密切的神经联系,女性某个器官所感受到的疼痛会被其他器官的痛觉神经感受到,从而造成一种放大效应。詹贝拉尔迪诺在自己的临床治疗中证实,患有尿道结石的女性患者,通常会感到背部有严重的疼痛。

激素并不仅仅是造成男性与女性对疼痛感觉差异的唯一原因。男女之间在大脑上的差别也起了重要作用。据医学家通过核磁共振以及X线体层照相术得出的结果表明,女性大脑中掌管疼痛感觉的部分与掌管注意力和情感的部分之间比男性有更多的神经联系。也就是说,女性对疼痛刺激会产生更多的情感方面的反应。

43块面部肌肉揭示两性最细微情感

世界上最著名的面部表情解读者、心理学家保罗·埃克曼现在是个非常抢手的人物。联邦调查局、中央情报局和各级警察机构都在向埃克曼博士求教,学习从潜在的暗杀者、恐怖分子和可疑的签证申请者的面部、声音和肢体语言中寻找细微的情感线索。

全世界有许多神经学家、精神病专家和心理学家学习了埃克曼博士创立的面部活动解密系统(FACS),这一系统能够解释人面部的43块肌肉在任何时候的活动,甚至在一种情感转瞬即逝、连本人都没意识到的时候也不例外。埃克曼博士对面部表情的深入了解在电影业也派上了用场,他就如何赋予动画人物逼真的表情提供了不少建议。

下面是对埃克曼博士的采访,从中我们可以发现面部肌肉号隋感的秘密。

问:你是出于什么原因、在什么时候决定做一名心理学家的?

答:我的母亲在我14岁时自杀了,我想她可能是得了狂躁抑郁症。从那之后我就决定要通过了解人们的情感疾患来帮助像她那样的人。

问:你为什么决定研究面部表情呢?声音不也同样能显露人的情感吗?

答:声音当然也有同样的作用。不过我从12岁起就开始热衷摄影了。我知道怎样用这个工具来了解面部表情。

问:人类的基本情感是什么?

答:有7种情感具有明显的面部特征——愤怒、悲伤、恐惧、惊讶、厌恶、轻蔑和快乐。

问:爱难道不是人类的基本情感吗?

答:爱情以及父母对儿女的爱远比情感更具持久性,尽管它们都是充满情感的。对于我的女儿,我并不只感到快乐。有时我会担忧,有时惊讶,有时可能会感到愤怒。这是一种牵挂,而不是转瞬即逝的情感状态。顺便说一句,情绪又是另外一回事。它不像情感那么持久,尽管它有时也会延续几个小时甚至更长时间。

问:100多年前,查尔斯·达尔文提出,人类的面部表情是普遍的。而人类学家玛格丽特·米德则持相反意见。你的看法是怎样的?

答:最开始,1965年的时候,我认为玛格丽特·米德可能是对的。不过我决心找到证据来解决这场争议。我在美国、日本、阿根廷、智利和巴西把反映各种面部表情的图片给人们看,结果发现人们对表情的判断都是相同的。不过这还不具有足够的说服力,因为这些人可能都通过看卓别林或约翰·韦恩的电影了解表情的含义了。我需要找一群没有接触过现代社会和媒体的视觉上孤立的人。我在巴布亚新几内亚的高地找到这么一群人。他们不仅判断表情的方式跟我们一样,我用录像机拍下的他们的表情也都能为西方人所理解。

问:你的最吸引人的一个发现是:假如一个人让自己的脸部做出一个特定的表情,那他就真的会感受到相应的情感。换句话说,情感既可以由内而发,也可以由外而生。那快乐是不是真的通过摆出一张快乐的脸就能得到呢?

答:在非常有限的条件下,答案是肯定的。快乐的奥妙之处在于,虽然每个人都能笑,但大多数人无法移动眼睛周围一块激发快乐生理机能所必需的肌肉。然而对于愤怒或厌恶,每个人都能做出正确的面部活动,并开启这些情感的生理感觉。

问:假如我的整个脸部都接受了肉毒素注射,无法做出正常的表情,那我的情感是否会受到相应的抑制?

答:可能不会。我与伯克利加利福尼亚大学的罗伯特·利文森教授对生来就有面部麻痹的人做过一项研究,结果发现他们辨认或体验情感的能力并未受到影响。不过注射肉毒素还是存在问题的。限制面部活动可能会使人失去吸引力。

问:人们一直都会用面部表情撒谎,不是吗?你正在与旧金山大学的心理学家莫琳·奥沙利文进行一个研究项目,看看一小部分人(即1%的人)是怎样特别善于靠面部表情、声音线索、肢体语言和话语来辨认出说谎者的。他们究竟是怎样做到的呢?

答:最重要的是,他们都是目的性极强的细心观察者,在没有经过训练的情况下,他们就能发现一些隐藏情感的细微线索,我们称之为“微表情”。这些是隐秘情感的迅速而强烈的表露,大多数人都不会注意到,因为它们的发生只有几分之一秒的时间。

问:是不是特定职业的人特别善于利用表情来判断真假?

答:是的,比如在情报部门工作的人。我们研究过的许多特工判断人们是否说谎话的正确率能达到80%。

问:精神病学专家判断谎言的水平如何?

答:比大学新生好不了多少。要碰运气。

问:那你怎样分辨假意的笑与真诚的笑?

答:假笑的时候,只有颧骨主肌,即从颧骨到嘴角的肌肉会活动。在真笑时,眉毛以及上眼睑与眉毛之间的皮肤会稍稍下垂。这里参与活动的肌肉是眼轮匝肌。

问:一般人能不能学会更好地辨认真假表情呢?

答:让我吃惊的是,人们1小时就能掌握这其中的要领。我制作了一张光盘来教人们快速学习这种技能。以前我还以为人们学起来需要更长的时间。