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    人类生存最危机的11个难题

    能发电进行高效电解制氢,以及直接利用生物质和太阳能制氢的新技术,希望由可再生资源获得大量氢能,以替代燃料油品,要实现这一目标,估计将需要40年。

      地球最终能养活多少人

      印度式生存100亿美国式25亿

      哈佛大学比较动物学博物馆昆虫馆馆长爱德华·威尔逊:1999年,联合国经济和社会事务部人口处根据妇女的四种可能生育状况,公布了到2050年时地球人口的发展趋势预测:最乐观的情况下,地球人口会达到73亿;最悲观的情况就是保持现在的人口增长率,地球人口将达到144亿。从广义上讲,地球人口将在21世纪末达到顶峰,介于90亿到100亿之间。

      地球到底能养活多少人?经济学家通常用粮食的多少来推测。现在世界粮食产量大约每年20亿吨,这足以满足100亿印度人的生活;但是如果按照美国人的生活方式,这个数字只有25亿。如果人人都成为素食者,那么地球上现在的14亿公顷耕地可以维持100亿人的生存;如果人类能利用所有陆地和海洋中植物光合作用产生的能量,地球能支撑170亿人口。

      人究竟可以活多少岁

      公认120岁后天养生延寿10年

      中国科学院院士陈可冀:用三种办法,可以推算出人的自然寿限:以人的生长期(20-25年)的5-7倍推算,人可活到100到175岁;以性成熟期(14-15年)的8-10倍推算,人可活到112到150岁;以胚胎细胞分裂次数(50次)及分裂周期(2.4年)推算,人可活到120岁。大家比较公认的是120岁左右。

      多数老年生物学专家认为,个体的自然寿限是由遗传决定的。不少实验研究证实,人类基因及线粒体DNA上的某些区域,对于延长寿命及预防衰老确实有益。实验还证明,某些单个基因可以戏剧性地延长某些动物的寿命。问题是长寿基因和衰老基因存在吗?

      美国分子遗传学家和老年学家发现在第四号染色体上,可能包括几个长寿基因,使衰老延缓,降低与年龄相关的易感性。但多数科学家认为,动物和人体不存在可直接操控衰老的长寿基因。中国科学家研究证明,限制饮食会延长寿命,结果使果蝇寿命延长了1.2倍。人身体里生物化学过程的调节,以及环境因素、锻炼、饮食控制,都会对寿命有影响。世界卫生组织认为:后天的养生最多可以延寿10年。

      人失去的器官可以再生吗

      人类存在这种潜能

      军事医学科学院AMMS干细胞研究中心罗雪涛:自然界的许多生物均具有组织器官再生的能力,人类也存在这种潜能,如血液的不断更新、肝脏切除后的再生、皮肤损伤后的修复等等。然而,组织器官的再生是一个十分复杂的调控系统,目前对其机制还远远没有搞清。同时,对于组织器官的再生,如何控制其时机、大小、形状、功能、位置等,也还远未知悉。人类要控制自身组织器官的再生,彻底攻克各种组织器官损伤或退行性疾病,还有很长的路要走。

      器官移植能避开免疫反应吗

      消除T细胞的杀伤力就可解决

      北京大学医学部免疫学教授陈慰峰:器官移植产生排异反应是因为被移植的器官上有特定的抗原,而接受者身上有识别这种抗原的T细胞,这种T细胞有杀伤功能。如果能想办法让接受者不能识别,就不会产生排斥。所以,搞清抗原的作用,搞清T细胞上特殊的受体,就能消除特定T细胞的杀伤力,这是选择性关闭免疫功能的根本办法。

      能够解开记忆之谜吗

      发现记忆涉及神经突触和蛋白质

      复旦大学神经生物学研究所李葆明:记忆不是一个单一的系统,它有许多不同的形式(例如,回忆你学骑自行车时的情景和你骑自行车本身,就是不同类型的记忆)。不同的大脑区域分管不同类型的记忆,记忆可在单个神经元中编码,并依赖于神经元之间的联系(即突触连接)强度的变化。记忆很有可能成为第一个被阐明的精神机能,这样就在分子与细胞、与大脑、与行为之间建立起一座桥梁,引导我们对记忆疾病的病因与治疗有新的理解。

      最近科学家发现,短期记忆和神经突触间的化学作用加强有关,而长期记忆要涉及形成新的蛋白质和神经突触。如何把这些成果和大脑整体的研究联系起来,还是个巨大的挑战。

      怎样获知自己的基因遗传疾病

      10年内有希望测定个人基因序列

      中国科学院基因研究所副所长于军:生物医学研究目前已经进入到“基因组时代”,科学家对识别单基因变化引起的遗传疾病已经有了非常好的方法,可以检测到1000多种遗传疾病,全世界已经有1000多个遗传检测诊所和近600个遗传检测专业实验室。涉及多基因遗传疾病的检测也开始用于临床,比如一些与药物代谢相关和高血压相关的基因变异。尽管这些基因变异还不能作为疾病诊断的直接手段,但是可以作为诊断的依据和预测手段。科学界的口号是,要将测定一个人基因组序列的价格降低到1000美元以内,10年之内有希望达到这个目标。

      能发明疫苗让人避免艾滋病吗

      正在借鉴其它疫苗的经验

      中国疾病控制中心性病艾滋病预防控制中心首席专家邵一鸣:在发现HIV是艾滋病元凶后的20年里,人类在寻找这种病毒的疫苗上花的钱,比历史上研究任何一种疫苗都要多。

      疫苗的作用,是让我们的免疫系统在受到感染之前预先看到这种病毒,让它准备好,在真的受到感染的时候杀死病毒。目前人的免疫系统没有能力抵抗艾滋病毒,没法做准备。对于艾滋病毒,没有一个人能自动清除,而感染后能压制住短时间不发病的人很少。艾滋病在猴、马、牛、猫、山羊、绵羊六种动物身上也会发病,中国在上世纪80年代就得到了治疗马的传染性贫血的疫苗,这实际上就是一种治疗马的艾滋病的疫苗。目前人类用传统的方法制造艾滋病疫苗还没有一例成功。把在马身上的成功经验,借鉴到艾滋病疫苗的研究上来,这种迂回的方法未必是最慢的。

      生命是怎么出现的

      生命可能是宇宙中的普遍现象

      中国科学院院士朱作言:古生物学家发现了起码是34亿年前的微生物化石,而具有光合作用能力的生命体出现在37亿年前。这表明,对于有45亿年历史的地球来说,生命在其诞生的早期就出现了。

      在生命活动中,DNA与蛋白质的关系密不可分。人们很难设想它们中的哪一个首先出现,而人们又难以相信,这两种重要的生物大分子会从非生物的环境中同时出现。RNA分子则惊人地多才多艺,不仅可以编码遗传信息,而且还可以扮演蛋白质的角色。一部分科学家认为,生命的诞生首先走过的是一个“RNA世界”的阶段,随后才发展形成今天的生命结构。

      但是在37亿年以前,面临着当时地球表面高温和以二氧化碳等还原型气体为主的恶劣环境,精细的RNA分子何以在沸水中生存?至今还没有任何一个有力的对生命起源环境的解释,可以取代热水起源说。有人提出,生命可能是宇宙中的一种普遍现象,它可以在一个行星上发生,再被陨石带到其它星球上。

      地球内部还藏着什么

      入地更难——我们知之甚少

      中科院院士朱日祥:地震学研究早已明确地揭示出了地球是由地壳、地幔和地核三个圈层构成。在过去半个世纪中,板块构造理论给地学界带来了一场史无前例的革命,使地球科学家们更好地理解了板块运动过程。然而,地球表层板块之下还有2800公里厚的岩石地幔、近3500公里富铁的液态外核和固态内核,我们知之甚少,因为无法直接观测,正可谓“上天不易,入地更难。”

      探索地球内部动力学已成为国际地学界极具挑战性的前沿领域,我和我的研究小组正努力通过地质历史时期地球磁场古强度、地磁极性倒转过程等,探索地球的深部内涵。于达维


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