第六十六章 待解的谜团
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黑人族长一惊一乍的问道：“氧气还能杀人？！”
“今天氧不被称为毒气而是生命之息是因为在亿万年前一种微生物‘学会’了驾驭氧利用它强大的氧化能力分解有机分子借此获得大量能量。因为我们还不太清楚的原因这种微生物放弃了独立的生活方式演化成原始真核细胞中的线粒体。正是由于快速大量的能量供应使得多细胞的生命形式成为可能而我们正是原始真核细胞的后代子孙。
然而无论氧气多么的重要也不能掩盖它氧化分解摧毁生命分子的本质。尤其在细胞主动利用氧的情况下会有生成大量比分子氧更加活泼的自由基。在正常情况下细胞利用一系列的酶直接或间接的对抗氧及其自由基所带来的损伤。
但随着温度的下降虽然破坏的速度也随之下降但因酶的催化才加速的对抗能力随着酶的活性剧烈下降而急剧降低本来平衡的化学反应最终倒向了破坏的一方。
从根本上而言生命作为一种有序结构本来就是一种钢丝上的舞蹈平衡如果崩解生命自然就此终结。当然平衡的崩溃速度对不同的生命形式而言差异很大许多植物的种子只需零度左右的低温就可显著延长储存期同时不会受到明显的化学伤害。但要长时间储存动物细胞需要低得多的温度。
至于冰晶伤害和水的性质有关水是一种少见的在结晶固化后体积不减反增的物质这是冰块可以漂浮在水面上的原因。而因冰冻暴裂的水管可以让你直观地想象到细胞冻结暴裂的场景。除此之外冰晶的刚性结构会将其他物质排斥在外导致尚未冻结的液体中溶质的浓度大幅上升过高的盐浓度以及有害物质可直接损伤细胞。”
黑人族长皱了皱眉头“所以呢？你还是没告诉我们到底要怎么突破这些限制啊。”
“你急什么这数亿年才演变总结而来的规律你别试图分分钟把它搞懂。<>你以为你是我吗！”
小男孩得意地继续说道：“细胞的冻结通常是从－5c开始这是因为细胞内外的液体都是盐溶液。当细胞内外的液体进入过冷态后细胞外液率先结冰这些冰基本上由不含盐分的水构成。
如果降温过快这些冰就可能突破细胞膜进入细胞或者细胞内液也迅速开始结冰这些快速生长的冰晶几乎一定会导致细胞膜发生严重损伤复苏的希望就此终结。这个困扰了科学界很多年问题其实并非那么困难只是起初人们走了很多弯路而已。最终在一次偶然的实践中人们意外找到了答案：甘油类抗冻物质的合成。
甘油溶液的冰点很低当细胞外液开始结冰后胞内液的温度还在冰点之上。而伴随着结冰的过程外液的盐浓度开始上升在渗透作用的影响下细胞开始脱水速度因细胞膜等因素的不同而有所差异。细胞体积收缩一方面可以规避胞外的冰晶一方面还可进一步降低胞内的冰点。
所以这些抗冻生物的细胞在自然环境的低温下大多并没有被真正冰冻这就有效了防止了冰晶的损伤。而这些抗冻物质的存在还可防止细胞过度脱水收缩带来的损伤同时使得有害物质的浓度不会上升得太高减缓了可能的化学伤害。
但要想在数年甚至更长的时间内保存细胞零下数十度的温度是太高了不冻结住胞内的液体化学损伤就无法真正避免。而冻结胞内液体的时机选择就是关键中的关键如果一直低速降温那么细胞就可能过度收缩同时高浓度的胞内溶液将直接损伤细胞。
所以我们需要当细胞收缩恰到好处之时急速降温冻结住胞内液体。而研究显示不同的细胞安全冻结的降温以及复苏的过程差异很大。
这就是为什么直到今天为止器官移植中“浪费”现象非常严重一个器官由太多不同类型的细胞构成要长时间的安全冻存今天的科技还无法做到。当然对低温生物学的研究已经大幅度地延长了器官的保存时间比如肾脏从前离体后必须在6小时内移植而通过低温抗冻液体灌流术已经可以延长到72小时但这点时间依然太短。<>许多志愿捐献的器官在突发事件发生后根本来不及移植给任何人就彻底地死亡。所以冬眠术看似又走到了一条死胡同直到无定型冰的出现全面扭转了这一局势。
液体转变成固体有两种方式一是经过相变以晶体方式的不连续地固化而玻璃态固化过程中不经历相变液体连续地被固化。
其结果是玻璃化态下的固体依然具有流动性也就是说你们可以认为常温下的玻璃是一种奇特的液体但是它的粘滞度比普通液体高得多要想观察到它的流动现象需要等待百年的时间。如果水在常压下以每秒100万度的速度冷却就可以形成低密度无定形冰也即是玻璃化的冰。
“这怎么听起来还在死胡同里走不出去啊？”黑人族长摇着头问。
小男孩摆了摆手“这种形态的冰最初是在彗星中发现的低密度无定形冰可能是宇宙制造有机分子的‘实验室’虽然时间以十万年为单位这些分子很有可能参与了生命的起源过程。在地球上1985年人们在实验室制造出了无定形冰这是在研究真空中缓慢沉积的水蒸气的行为时偶然实现的。超低温生物学家发现凡是成功的超低温保存细胞内的溶液均以玻璃态的形式被固化亦即在胞内不会出现晶态的冰。
只要实现超快速冷冻让细胞直接进入玻璃化状态就有机会让组织、器官甚至完整的生物体比如人进入玻璃化状态是实现冬眠术的关键性因素。
后来芬兰人发现水可以被缓慢地过度冷却为玻璃状同时缓慢的升温也可避免结晶的形成。这个发现反复再现的话将极大地促进超低温生物保存技术的实现。
再加之改善细胞的物质结构技术的提出更是令冬眠术得以实质性的飞跃。细胞的柔韧度和原始胶子数量是决定细胞抗冻能力和进化限度的关键因素。
你们眼前现在所看到的金属容器就是这双重技术结合的产物。<>”
小男孩在总控制器上操作了几下一块块彼此分离的无实体界面的显示屏悬浮在空中里面显示着金属容器中的冬眠人身体内的各种数据包括体温、心率、血压、血晶体渗透压、红细胞压积等上百种参数一览无余。
“所以这个所谓的冬眠术并没有我们想象中的可怕甚至真的是通向未来的捷径？”黑人族长喜出望外独自拉下姜明朝自己的族人跑去边跑还边大声喊道都别反抗了他们没有骗我们没有骗我们…”
姜明却在一旁忧虑着什么刚想开口拦住黑人族长就被小男孩挥手阻止了。
“不愧是在科技暴徒身边待过得人居然这么快就察觉出了问题。你是想问如何复苏的事吗？”
姜明点了点头。
“劝你别问问了也没用即便以后有办法能成功复苏也无济于事因为在那之前世界即将发生重大变革一场谁都逃不掉的变革。”
“这话什么意思？如果不打算复苏他们为什么还要启动冬眠术？”姜明不解的问。
“因为这样比较符合人道主义者们的价值观说白了就是看起来心里能舒服点。虽然人们常说在绝对正确的革命之上还有一个绝对正确的人道主义。但纵观历史哪一场革命之中所实施的人道主义似乎都是短暂的甚至是用来充当掩盖罪行的遮羞布。”小男孩轻描淡写的讲出了这在姜明看来如此沉重的话题使得姜明越发觉得震惊。
这孩子到底是什么人？姜明心里划出了一个极大的问号。
“你怎么倒是一点都不急啊如果这个冬眠术会使人一直沉睡那你自己也会死的你赶紧跑我和黑人族长他们会帮你挡住那些蓝袍军。”姜明蹲下身催促着小男孩。不时的看看周围突然觉得这一排排的反射着蓝光的金属容器像极了一排排的水晶棺。
“那还有俩抓住他们。”之前追捕胖子族长的仓库守卫吃力的托行着已经昏厥过去的胖子族长持枪逼近姜明和小男孩。
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