2011年9月29日星期四

细菌的大益处


"细菌"-人们总是联想到感染、疾病和死亡,并总是想方设法消灭或擦除细菌。不过人们或许并不了解,许多种细菌事实上对人类来说有着很大的用处,一些细菌甚至是解决全球变暖问题、治理污染、降解塑料,甚至治疗癌症的关键。以下12项惊人的发现证明了细菌可以通过多种方式保证人体甚至整个地球的的健康。

1. 吃掉漏油的细菌
一种名为“Alcanivorax”的杆状细菌,在海上出现石油泄漏时会大量增加,因为这些油污为它们提供了大量的食物。因此,这种细菌可以用来清除海洋油污。现在,在墨西哥湾, “Alcanivorax”细菌正在努力工作着。尽管它们肯定不可能完全解决这一严重的污染问题,但它们的巨大作用已明显显现出来。

2. 细菌清除污染并产生电能
一种名为“Shewanella”的深海细菌不仅仅可以消化有毒废物,如化学溶剂,与此同时还可以产生能量。“Shewanella”细菌在低氧环境中可以长出求氧纳米线。研究人员发现,这种附属物与铂电极相连时,可以传出电流。如果这种性能得到有效利用,那么在污水处理厂中,“Shewanella”细菌既可以用来处理污水,同时还可以为设备提供电能。

3. 细菌消耗放射性污染
某些细菌生长的纳米线附属物,不仅仅可以用来固定有害物质,如铀,还可以防止有害物质扩散。密歇根州立大学一个研究团队发现,一种发现于油污中名为“Geobacter”的细菌,可以用来电镀铀,并将其转化为非溶解物质,这样铀就不会再溶解,从而可以保护地下水。这种细菌也可以放到铀污染区,如矿场或核电厂,用来控制核辐射,甚至有可能用来预防核泄漏带来的灾难性后果。

4. 可以分解塑料袋的细菌
如今,地球上非生物降解物质到处都是,塑料处理成为了一大难题。不过,2008年,加拿大一位学生取得了惊人的发现:有的细菌可以吃塑料。自此以后,研究团队一直在研究细菌的这种能力并希望能够利用之。都柏林大学一位科学家发现,一种细菌可以将塑料瓶变成一种新型塑料,而这种新型塑料是可以生物降解的。今年初,科学家发现,细菌已经在分解海洋中的塑料碎片,不过科学家们并不能确定这一现象对地球环境的影响究竟是好还是坏,因为问题在于,这些被细菌吞噬的塑料在食物链传递过程中有可能产生对海洋生态系统有害的物质。

5. 细菌消耗温室气体甲烷
甲烷是最危险的温室气体之一,在各种工业或自然过程中,都会产生这种气体。致力于研究全球变暖的科学家们正在努力寻找控制甲烷的方法。不过,一种最简单的方法来自一种简单单细胞微生物。某些细菌可以利用环境中的铜来分解甲烷,将这种温室气体和有毒重金属完全清除。研究人员正在尝试将这种技术投入实际应用,如让甲烷排放物通过装有这些细菌的过滤器再排放出去。此外,细菌在消耗掉甲烷后,会将其转化为甲醇,因此人们还可以利用生产的甲醇作为燃料。

6. 细菌将报纸转化为汽车燃料
一种名为“T-103”的细菌,发现于动物尿液中。这种细菌可以吃掉报纸并将其转化为生物燃料丁醇。美国杜兰大学科学家发明一种培养喜食纤维素的细菌的方法,这种细菌可以在有氧环境中生产燃料,氧是其他多种细菌生产丁醇的关键。这种技术将使得燃料生产整个过程花费极小,在实际生活中应用前景很可观。研究人员认为,作为汽车燃料,丁醇比乙醇可以产生更多的能量,而且它还可以通过现有的输油管道传送。

7. 细菌治疗癌症
在癌症治疗中,一种名为“产孢梭菌”的细菌可以用来输送药物,因为它具有直接命中肿瘤的功能。英国诺丁汉大学科学家尼吉尔-明顿教授发现,“产孢梭菌”只能生长于缺氧的环境中,如肿瘤的中心。当治疗癌症的药物注入到肿瘤中时,这种细菌可以帮助药物直接命中肿瘤细胞,而不会影响健康的组织。研究人员希望,到2013年将这种细菌治疗手段投入临床试验。

8. 熊猫粪便细菌可以生产生物燃料
研究人员发现,熊猫粪便中含有的一种细菌可以分解坚硬的植物材质--木质纤维素。这一发现或将加速基于植物的生物燃料研发,而不再单纯依赖粮食。在熊猫粪便中发现的某些有助消化细菌与在白蚁体内发现的细菌有些类似,而白蚁似乎很善长消化木材。当然,这也并不意味着熊猫粪便就能够立即满足生物燃料的需求,熊猫的珍稀程度也决定了这种期望的不可能性。不过,这种具备纤维素消化能力的细菌已经被隔离出来并实现规模生产。


9. 细菌将人类粪便转化为火箭燃料
除了熊猫的粪便外,人类的粪便也是可以转化为燃料的。在厌氧氨氧化布罗卡德氏菌的帮助下,人类的粪便也可以转化为肼,这种物质最简单的解释就是可用来生产火箭燃料。在这一过程中,细菌消耗氨,产生肼。在这一发现之前,科学家们一直认为肼只能是一种人造物质。当然,对于美国宇航局来说,他们并不只是建造粪便处理厂。


10. 吃尼龙的细菌
在日常生活中,一种名为“Nylon 6”的聚合体到处可见,如牙刷、外科缝合线、针织类物品、琴弦等。这种聚合体的生产过程中产生的有毒副产品可能会污染水源等。不过,一种名为“Flavobacterium”的细菌可以生产一种酶,这种酶可以用来消化那些有毒副产品。事实上,在尼龙被发明之前,细菌并不存在这种功能。

11. 噬硫细菌减少矿山酸性排水量
在采矿过程中,当矿物中的硫与水和氧发生反应时,会产生有毒的硫酸。这一过程是可能导致气候变化的一个主要环境问题。加拿大麦克马斯特大学科学家发现,从安大略省北部地区尾矿中隔离出来的两种细菌可以相互合作,利用硫作为能量来源,在一个循环内产生废物并消耗对方的废物,从而减少有毒流失物--矿山酸性排水量。这种流失物可以分解碳酸盐,释放二氧化碳,加剧气候变化。

12. 益生茵治疗抑郁症和焦虑症
在生物学上,许多有益细菌发挥了重要作用。益生茵甚至可以改变大脑的神经化学,有助于治疗焦虑或抑郁相关的神经紊乱。加拿大麦克马斯特大学和爱尔兰科克大学科学家实验证明,食用含有鼠李糖乳酸杆菌JB-1的老鼠,其与压抑、焦虑或抑郁相关的行为显著减少。这一发现或将为未来治疗精神疾病打开大门

2011年9月3日星期六

手机进化简史


盘点未来六大抗衰老技术


佛罗里达州奥兰多是迪士尼乐园的故乡,今年这里举办了第19届世界抗衰老和美容医学大会,而且还展示了一些极具未来色彩的独特技术,如果它们被证明是有效的,这将开启一个人类对抗岁月侵蚀的新纪元。以下是其中一些最有代表性的抗衰老技术展示:

1、端粒酶(telomerase)激活技术

理论依据:我们人体的每一个细胞内都有染色体,这里是DNA的所在,它是我们身体所有特征和所有机能发育的蓝图。染色体的端点是92个端粒,它负责维持DNA的质量。

然而我们的细胞每分裂复制一次,端粒就会变短一些,直到短到极点后就宣告了细胞的死亡。随着细胞的凋亡,它们组成的人体机体也随之衰败,无法继续正常工作,衰老由此发生。衰老的进程取决于生命周期的长短,以及基因性质,根据美国加州大学的研究,那些具有较短端粒的人群患心脏病死亡的几率是那些具有较长端粒人群的3倍。

疗法:TA-65能够激活一种名为端粒酶(telomerase)的酶,它能帮助保护端粒,以此保护细胞。TA-65目前是作为一种营养品,是从作为中药的黄芪中提炼出来的。去年哈佛大学医学院在老鼠身上进行的实验显示TA-65成功延长了已经很短的端粒,并修复免疫系统,增加骨密度。

2、α兴奋剂压力控制系统( SCS)

理论依据:上世纪50年代,苏联率先开展用经颅微电流刺激疗法(CES)治疗焦虑,抑郁和失眠症的疗法。这些症状都会导致其他健康问题,如心脏疾患等,它们会加速机体衰老的进程。去年一年内,英国医生一共开出了3900万份抗抑郁药物处方,事实上还有更多的患者没有寻求医疗帮助。

CES的原理是借助电池产生的微弱电流脉冲刺激人体大脑神经,这将产生相关的神经传递素,即一些和人类情绪情感有关的化学物质。低水平的电脉冲刺激据信可以帮助恢复这些神经细胞的正常活动,使这些化学物质的产生重新回到平衡状态,从而改善病人的情绪精神状况。

疗法:α兴奋剂压力控制系统( SCS)比一台手机稍大。其使用方法很简单,只要将两个电极连接到耳朵,手腕或前额部位即可。然后打开设备,你会感觉到轻微的刺痛感。

一般而言病人会在3天之内感觉到明显的睡眠质量改善,在一周内大多数病人报告他们的抑郁和焦虑情绪出现缓解。在3周后,病人们反馈称他们的注意力,理解力和记忆力出现较大幅度的恢复。

3、增生注射疗法

理论依据:增生注射疗法是一种非手术韧带重构法,用以治疗慢性疼痛,如关节炎,纤维组织肌痛症,背痛,运动损伤等。软组织损伤一般不会引起立即的疼痛感,但是却会导致长期的问题,如退化性关节炎等。这种疾病正困扰着900万英国人。这是因为韧带无法支撑其周围的关节和肌肉组织所致。

增生注射疗法使用溶于水的葡萄糖注射入受损的韧带或肌腱,这将引起轻微炎症,从而增加供血并刺激组织自我修复。

疗法:增生注射疗法必须由专业人士操作,每一疗程的持续时间约为3~10周。在注射之后病人一般会被建议多休息。增生注射还常常会和富血小板血浆(PRP)注射同时进行。

富血小板血浆的获取首先要从病人体内获得血液,随后进行处理得到富含血小板的血浆,它们有助于帮助恢复人体造血功能正常水平。这种血浆随后被注射入患处,以刺激此处的血液更新。

4、一氧化氮疗法

理论依据:一氧化氮对多种身体机能具有重要作用,但其主要功能还是作为一种血管舒张剂,帮助血管扩张,从而允许更多的血液通过。年过40之后,人体从绿叶菜中合成一氧化氮的能力开始减弱。这就导致身体循环功能下降,引发四肢感觉丧失,大脑思维水平下降,精神不振等症状,甚至有发生中风或阳痿的危险补充体内的一氧化氮将有助于缓解这一状况。

疗法:如果你感觉自身出现了以上这些症状,首先需要咨询医师排除其他可能性。随后可以使用这一疗法,其方法时病人服用一种酶,它能产生催化作用,帮助人体将食物中的氨基酸转化为一氧化氮。最好的治疗疗程是连续8个星期治疗,随后安排2周休息时间。

5、激光帽

理论依据:脱发是上了年纪的人们常常担心的一个问题,不管男女都存在掉发的危险,不过男性掉发的几率更高,甚至导致秃顶的出现。在英国有650万人受到掉发的困扰,绝经后女性由于雌激素水平下降也面临脱发的问题。另外,不良情绪也容易导致脱发的发生。激光帽产生的低能红光会刺激头发的生长

疗法:这种帽子设计用于居家使用,但是必须谨遵医嘱。它就是一顶帽子,使用一个电池条供电。推荐每周接受3次疗程,每次10分钟,在经过大约两个月之后疗效就可以看得到。

毒品对环境的破坏


据美国国家地理网站报道,使用毒品会导致上瘾、犯罪和其他危害社会的行为,但是它还有另一个不好的影响:毒品非常耗费资源。生产毒品和控制非法交易不仅耗费资金,而且耗能、水和森林。

1.种植大麻

当提到浪费能源时,大麻可谓首屈一指。劳伦斯伯克利实验室的科学家埃文-米尔斯表示,据2011年对室内盆栽种植方法进行的一项研究说,美国种植者使用的灯泡、排风扇、减湿器和其他用来模拟室外种植环境的设备耗费了价值大约50亿美元的电。这相当于7家大型电厂的输出量,或者相当于该国1%的耗电量。他独自进行了这项研究。抽一支大麻烟卷排放的二氧化碳相当于2英镑(3.25美元)。

加拿大英属哥伦比亚省西蒙菲沙大学(SFU)的犯罪学家马丁-布查德说:“一些商业种植者甚至根本看不到他们对环境造成的破坏。”他利用公司记录确定英属哥伦比亚省的室内大麻种植业的耗电量,与加利福尼亚州北部地区类似,这里是一个重要盆栽和大麻生产中心。据布查德计算,他所在城市的“室内种植”业平均每天消耗210千瓦时电。这是普通加拿大家庭耗电量的3到8倍。

2.摇头丸

与室内大麻种植一样,脱氧麻黄碱的生产也需要大量能量。为了把这种非处方感冒药分解成纯粹的麻黄素或者伪麻黄碱,甲安菲的“煮制”工作需要把这种药物浸泡在石脑油里。石脑油是体育用品店出售的一种用于手提油炉燃料的石化产品。这个过程需要添加有毒成分,例如排水沟清洁剂和碱液。据美国环境保护局说,生产在街道上出售的1磅(0.45公斤)脱氧麻黄碱,会产生5或6磅(2.27或2.72公斤)有毒废料。而且大部分废料会被倒进排水沟,或者排入地下,它们会在土壤中残留长达数年。

生产脱氧麻黄碱已经在很多乡下地区引发公共卫生危机。它产生的危险不只局限在生产作坊里,加工过程产生的烟雾会引发呼吸道问题和其他健康问题,而且会给周围区域造成巨大危害。例如,南达科塔已经警告清理沟渠和马路两侧垃圾的工作人员,一定要留意脱氧麻黄碱产业倾倒的有毒垃圾。与脱氧麻黄碱一样,俱乐部常用毒品——摇头丸也很耗费自然资源。在柬埔寨,为了获得黄樟油精,Dysoxylum loureiri树被大量砍倒。黄樟油精是加工摇头丸的一种关键成分。蒸馏过程中还需要燃烧大量木材。据澳大利亚联邦警局说,2008年,一个犯罪团伙消耗了超过900吨Dysoxylum loureiri木材。该局与柬埔寨政府合作,联合打击黄樟油精生产。这种从Dysoxylum loureiri树里提取的物质与其他化学物品混合在一起后,能生产2.6亿粒摇头丸,价值超过76亿美元。

3.可卡因

几十年来,研究人员、决策者和环保人士一直在警告人们,北美洲和欧洲的可卡因生产者正在加速哥伦比亚、秘鲁和玻利维亚的雨林被毁的进程。据联合国毒品与犯罪问题办公室估计,2010年仅哥伦比亚就有6.2万公顷土地用于古柯生产。为了种植古柯,一片森林被砍伐一空后,它周围地区会变成一个经济中心,从而导致更多雨林被毁。

但是可卡因对环境产生的破坏和大量耗能,并未随种植者清空雨林,用来种植古柯而结束。种植过程中,他们还会使用大量杀虫剂、杀真菌剂和肥料。石油产品也是把古柯变成可卡因的一种关键成分。为了从植物里提取毒品,种植者会把古柯叶捣碎,在汽油或煤油等石油产品里浸泡这种粘性物质。据美国国务院说,生产在市面上销售的1公斤可卡因,需要多达85夸脱(80升)煤油。

4. 阿拉伯茶

水和发展专家表示,也门是世界上第一个耗尽该国含水层水源的国家,导致该国民众没有可靠水源可用。这种由叶子制成的毒品——阿拉伯茶(一种温和的刺激物,该国最重要的经济作物)是导致也门缺水的一大原因。据世界银行说,种植阿拉伯茶耗尽了该国30%的地下水。由于对种植者来说,阿拉伯茶比葡萄盈利更多,因此世界银行认为这种毒品的种植面积还会继续增加。

阿拉伯茶种植者在大量耗费该国水资源的同时,他们还需要燃烧很多化石燃料。种植这种毒品的乡下地区,人们利用柴油机带动灌溉系统,用来浇灌阿拉伯茶园。也门国际发展顾问凯利-福斯特说:“柴油机一天24小时不停运转。你从很远的地方就能听到它们发出的震耳欲聋的轰鸣声。然而不幸的是,那是含水层正被抽干的声音。”

也门政府一直对农户使用柴油燃料进行补贴,专家表示,这种做法对保护燃料和水资源不利。用于灌溉的燃料一般非常便宜,但是也门首都萨那大学水和环境中心副总裁奈夫-阿布罗姆表示,反对总统萨利赫促使局势恶化,暴力活动升级,这已经导致燃料价格上涨。阿布罗姆对费用上升会导致阿拉伯茶种植面积减少的猜测表示怀疑。他说:“阿拉伯茶的需求量非常大,不管抽水浇灌需要多大成本,农民都会通过提高市场销售价格挣回来。”

5.海洛因

与可卡因一样,全球市场对海洛因和其他鸦片剂的需求,加速了森林砍伐,阿富汗和东南亚的农民把森林砍伐一空,用来种植罂粟。与古柯种植一样,罂粟很快就会耗尽森林土壤的养分,迫使种植者砍伐和烧毁新林区。据联合国毒品与犯罪问题办公室说,罂粟种植持续2到3茬后,农民就会重新选择新种植点。除了阿富汗和东南亚以外,墨西哥和危地马拉也存在鸦片生产活动,这里的种植者在陡峭狭窄的山脉和溪谷种植罂粟,或者选择与世隔绝的溪流边。

海洛因生产带来的环境问题远远超过种植罂粟。提炼从罂粟里提取的乳状汁液,把它制成海洛因,需要使用石灰、氨水、丙酮和盐酸等有毒物质。这一过程经常是在密林中进行的,这些有毒物质最终会被丢弃,或者渗入排水渠。海洛因而且还涉及到的真正的碳足迹,包括贩毒组织利用飞机、船只和货船从南美、墨西哥和亚洲把毒品运输到世界各地所需的燃料。