揭露生命秘密的“示踪者” [复制链接]

第8版()
专栏：知识小品

揭露生命秘密的“示踪者”
王永潮
自然界中的动物种类繁多，形形色色，要弄清楚它们的生活习性、繁殖、迁徙、分布的情况，的确不是一件容易的事情。人们早已熟悉许多种季候鸟在凉秋到临的时候，便成群结队地飞往南方，到春光明媚的季节又飞回北国的故乡；许多种鱼只有在一定的季节才骤然成群地出现。人们不禁会想：这群不倦的“旅行者”到底到什么地方去躲避这严寒的冬天？经过什么途径？在浩大渺茫的海洋中，它们从何而来？又要到哪里去呢？它们又是在哪里繁殖自己的后代？最初没有人能确切地回答这些问题。后来生物学家巧妙地利用了“示踪”的方法，成功地解决了这一问题。就是在鸟腿上套上一个金属环，或在鱼体上做上标记，再把它们放回自然环境中去，将来在不同的地方捕获这种动物时，我们便会从千百只伙伴当中识别它们，于是它们便充当了“示踪者”。从少数这种动物的行为，可以确定它们整个家族的动向。例如确定了海鳗是从欧洲和美洲的江河游向萨拉索瓦海，在那里产卵死亡，几年之后小海鳗长大了，它们又重复它祖先的道路，向西欧和美洲的江河游去。
随着科学的发展，这种古老的标记方法显然已经十分落后了。就像“新陈代谢”是生物的最大秘密，人吃了食物之后，变成机体中的什么成分？这些成分又是怎样地分解、转化？如果能够把食物成分中的原子或分子也做上一个标记，那么无论它们将来转变成什么，我们都能识别出来。但是原子是很小的粒子，在显微镜下都看不见，旧的标记方法显然无能为力。一直到1934年约里奥·居里夫妇发现了人工方法制造放射性同位素之后，人类的幻想终于变成了事实。
所谓同位素就是原子序数相同、而其质量数不同的原子。例如磷的原子序数是15，由于质量数不同而有磷—30、磷—31和磷—32等几种。其中磷—32便是放射性同位素，它和其他磷原子没有可区别的化学性质，唯一的标记便是能发放射线。这种射线，人看不见也摸不着，但是可以利用特殊的探测仪器，寻找它的踪迹，测量它的数目。
利用“示踪原子”的方法将组成脂肪的脂肪酸上的碳原子标记为放射性碳，动物吃下去之后，发现在体内的葡萄糖上也有了放射性，说明脂肪在体内可以转化为糖。同样的方法阐明了体内的醣、脂肪、蛋白可以互相转化。
在医疗上“示踪原子”的应用是很广泛的。医生利用脑瘤有强烈吸收二碘萤光红染料的特点，将含有放射性碘的二碘萤光红注射到病人体内，借助探测器即可找到脑瘤的位置，便于准确地开颅动手术。
示踪原子的应用纠正了过去一些错误的观念。例如蛋壳的组成中有钙，过去人们认为钙由食物进入血液，又由血液进入蛋壳；利用放射性钙的研究表明，食物中的钙全部进入骨胳而不是进入血液，构成卵壳的钙是来源于骨胳。又如过去认为植物只有通过根系从土壤中吸收养料。后来有人试验，棉花在生长晚期时根的吸收机能减弱，但这时将放射性磷—32涂在叶上，不久在植株的其他部分，就可以测到强烈的放射性，说明叶子有吸收养料的机能。因此人们开始在棉花生长晚期，使用根外追肥的方法，获得丰产。昆虫学家用放射性同位素标记了苍蝇、蚊子，就可以研究它们的分布范围、转移速度，由此也就能确定防治的区域范围，以防止传染病的蔓延。研究森林、果树害虫的越冬场所是比较困难的，如果把它用放射性同位素标记之后，冬天携带探测仪器到田野里去探测，无论它们巧妙地隐藏在哪里，它体内所发放出的射线会无情地指出它隐蔽的地方。
放射性同位素作为“示踪者”在生物学中的应用已经日益广泛，在许多方面起着巨大的革命作用，成为生物学家揭露生命秘密的一个最犀利的武器。