神奇的眼睛水晶体
眼球中的水晶体是生物学上的奇迹,它集密度、弹性、透明于一身,是人体上惟一透明的组织(角膜虽然也是透明的,但它只是一层胶状结构,而非细胞掏成的组织)。只要它稍微不透明,我们的视觉世界就会变得像哈哈镜一般,充满变形而模糊的光影;如果它有些许颜色,便会吸光,使我们看不见某些颜色。
透明并不容易达到,因为细胞中有被称为“胞器”的内部构造,每个构造都有各自的折射率,当光线穿越折射率不同的区域时,便会发生散射而造成某种程度的不透明。再者,有些细胞还会吸收某些光波而产生颜色。例如:红细胞中的血红素,其独特的红色便是由血色素造成的;器官与肌肉由于有血液供应,基本上也是红色。另外,不少细胞(尤其是头发与皮肤细胞)都含有黑色素。
眼球中的水晶体既没有黑色素也没有血液供应,不过只是如此还不足以透明,就像软骨,既没有黑包素也无血液供应,同时也没有颜色,但它顶多只是半透明。这是因为几乎所有的组织、细胞或纤维都以不同的角度排列,造成折射率的不同,使得光线通过时发生散射。而水晶体则是由约1000层完全透明的活细胞组成,而且所有细胞都精确地同向排列。
胎儿时期,由于细胞形成的水晶体细胞有胞器,但这些胞器在发育早期便启动了自我摧毁程序,变成了中空但能续存的细胞,以让可见光通过(成年时期,周期性形成的新细胞也会进行相同程序)。剩下的细胞质是极浓稠的“晶状蛋白质”溶液。虽然水晶体常被形容为“像结晶一样”,但这并非化学上的定义。水晶体其实是“生物性的晶体”,也就是说它的细胞有着非常规则的排列。这些细胞内都有晶状蛋白质这种大分子,它们形成仲晶排列的复合体。这种结构使细胞质在光学上十分均质,折射率在细胞内与细胞间都不会改变。
值得一提的是,水晶体细胞通过胞器控制自杀的过程是一种独特的能力,但这种自我毁坏却预示着严重的后果,即失去细胞核,合成新物质的遗传程序也就消失,成热的水晶体细胞便无法像其他细胞一样再生或自我修复。修复损伤是生物系统最主要的优点。组成人类细胞的分子的半生期通常是几分钟到数天;构成我们身体的所有分子在大约6个月的时间内有90%完全更新。然而,水晶体细胞的工作却必须终其人的一生。
由于水晶体细胞缺乏修复机制,所以面对某些问题时便显得十分脆弱。例如,严重脱水会造成晶状蛋白质沉淀,使细胞碎成一堆,这便是白内障。经常暴露于高度活性分子(如氧自由基)或紫外线辐射,或因糖尿病而长年处于高血糖状态,也会导致许多人罹患白内障,不得不求助于白内障手术。人年老后水晶体的白内障还容易变黄,这是因为吸收蓝、绿光的蛋白质逐渐累积,这些光无法到达视网膜,使得水晶体呈现黄或褐色,人所看到的世界便改变了。法国印象派画家莫奈晚期的作品满是黄包、红色与褐色,那些印象派传世佳作并非出于他的刻意,而是由于白内障使他视线模糊、水晶体变黄而改变了颜色感知的缘故。据了解,在65岁以上的人群中,约半数的人有这种视线受阻的问题。目前惟一的治疗方式是通过手术摘除水晶体,并置入人工移植物。尽管如此,很多病人还是会出现并发症,需要进行第二次手术。任何手术都是一种负担,如果能了解水晶体细胞是如何变成透明并继续维持,或许可以找到防止白内障的方法。
从另外一个角度看,人类对于水晶体如何严密控制细胞自杀如能有更进一步的了解,除了能帮助自身维护视力,还可以为治疗因细胞过度死亡或不当而导致的病症,其中包括帕金森氏症、阿兹海默症,以及慢性感染(如艾滋病等)提供一些参考。
还有一个有趣的问题是,既然水晶体细胞没有血液供应、结缔组织、神经组织,也没有胞器,那么它们还能算是活的吗?答案是:视“活着”的定义为何而异。许多生物虽然没有血液供应,但是仍然在地球上繁衍着;人类的软骨没有血液,但任何一位生物学家都不会否认它是活的。如果“活着”是指一个细胞要有代谢,那么水晶体细胞便是活的,尽管它只是以最低的限度活着。虽然它没有制造能量的线粒体,但是某些养分与其他分子仍可通过渗透作用,通过一个个细胞从水晶体的最外层慢慢地往内传送。
眼睛喷水,耳朵冒烟?
最近,友人看到电视里介绍两位“奇人”的绝技。一位奇人用口猛吸一口烟,紧闭嘴巴,捏住鼻子,一使劲,耳朵里就冒出袅袅青烟。
另一位奇人更绝:台子上,只见年过半百的他取来一瓶纯净水,倒在敞口的玻璃杯里,稍稍俯下身子,把杯子端到鼻孔的前面,用鼻子使劲吸了一下里面的水。然后,急忙用手指捏住鼻子。紧接着,只听“吱”的一声,两道细若银丝的水线从两个眼角喷射出来。记者站在他正前方近3米的地方,猝不及防,竞也惹水喷身。
接下来,他又表演了“眼睛写字”和“眼睛喷水灭蜡烛”两种绝活。当然,都是在“眼睛射水”基础上延伸出来的项目。首先,他在面前挂上一张大纸,用鼻子吸进稀释的墨汁,通过眼睛喷射出来。不停地移动头部和改变喷射的方向,使墨汁在纸上形成字。片刻之间,他就“写”出了一个一米见方的草体“舞”字。
而“眼睛喷水灭蜡烛”,更是难度超高、妙趣横生。站在40厘米远的地方.他用鼻子吸一次水,通过眼睛喷射出去的水柱,在1分多钟的时间内将6枝燃烧的蜡烛浇灭了。
当友人和我聊起时,我也深为他们的绝活所叹服,同时为友人揭开了这些绝活背后的奥秘。
人的眼睛和鼻子之间存在着一个叫做鼻泪管的通道,使得我们的眼睛和鼻子有了亲密的沟通。当鼻子吸进水后,捏住鼻孔用力憋气。可以迫使鼻腔内的水经过鼻泪管反方向流动,从眼角的泪道开口喷出。
当然,眼睛喷水并不是每个人都可以拥有的技能,需要经过练习。这样做虽然不会给人体造成什么危害,但也必须注意安全,否则,很容易将水吸进气管引起呛咳。其次,吸进鼻子的液体一定要干净,眼睛经常要滴一些眼药水来消毒杀茵,以免引起眼部的感染。
同样,鼻与耳之间也存在着类似于鼻泪管的通道,叫做咽鼓管。这条管道下通鼻子和咽腔的交界处,向上开口于中耳腔,借着鼓膜与外耳道相隔,因此,鼻子与鼓膜外面的耳道是不通的。只有在鼓膜穿孔的情况下,才能使鼻子与外耳道畅通无阻。当鼻子入烟后,通过憋气促使烟经咽鼓管上行,再通过破裂的鼓膜冒出来。显而易见,只有鼓膜穿孔的人,才能够表演吸烟后耳朵冒烟的绝活。
因此,诸如眼睛喷水和耳朵冒烟之类的表演可说是“奇人奇事”,因为一般人是做不到的。但是,假如我们了解了“五官”之间存在着这些“秘密的通道”,也就不觉得奇人奇事的玄妙了。
眼睛里能“长出”小草和珍珠
世上的事情常常千奇百怪。谁能想到,眼睛里竟能长出草来。
8岁的朱莉安老是诉说眼睛发胀,看不见东西。医生检查发现,小朱莉安的黑眼珠附近居然长有一棵小草,而且还生出了白色的叶子。
似乎自古以来都没有听说过这样的怪事,但医生还是动手把这草取出了。据分析,可能是孩子跌倒时使眼睛受了伤,刚巧有一粒草籽“闯进”了伤口,由于眼球里有水的滋润,又有空气,草籽就此发芽生长起来。可毕竟缺乏阳光,所以只能生出白色的叶子。
有趣的是,类似的事情并非只在小朱莉安身上才有。
1997年11月17日,医生就从江苏省无锡市的一位农民眼中取出了一粒已经发芽的稻粒。这种怪事在上海也有过。苏北有位农民眼中的稻芽竟有2厘米长。
眼睛里掉出“石头”来的事也极少见。1987年1月2日,昌达因眼病到医院诊治。她是孟加拉国达卡市的一位19岁的学生。她告诉医生,每当她擦眼睛时,常有一些小硬粒掉下来。入院仅10天,她的左眼就掉出像米粒般的透明圆形硬物170颗。医生说,这是世界上迄今已知的第三起“眼结石”症。在此之前的1982年,土耳其的一位11岁的孩子也有过这等怪事,他平均每天要从眼中掉下5~6颗小结石。
我国古代传说,南海“鲛人”流出的眼泪就是珍珠。想不到现实生活中真有这样的“产珠之人”。上海的眼科医生就从一位30多岁男子的眼里取出了白色珍珠。据鉴定,这是一颗真的珍珠。它与蚌珠同样浑圆且有良好的反光性能,稍受微光照射,即可闪耀出美丽的光泽。原来,这位病人一年前受了外伤,某一异物刺激了眼睛,他那特殊的眼睛居然层复一层地分泌出珍珠质来了。专家认为,其形成过程与蚌珠相似。这样的病例,在国内外都是寥寥可数的。由于“眼珍珠”是稀见的珍品,眼科学家对它的重视程度远胜于蚌珍珠。
令人难以置信的是眼中竟能长出彩线来。
一天,马来西亚的一个名叫格林的10岁儿童到霹雳州的怡保总医院求治。医生一次又一次地从孩子的右眼里拉出了神奇的彩色线条,他们对此迷惑不解。
格林因右眼疼痛被收治入院。住院后,右眼痛仍是无规律地发作。但每次眼痛,医生就能从他的眼中抽出长约6厘米卷曲成球的彩线。医院方面向新闻界宣布:已得到的二十几根“眼中线条”,有红、黄、蓝、绿、白等不同的颜色。这是些什么样的线?何以会有不同的颜色?它们又从何而来?都是个难以解答的谜团。