第六十六章 待解的谜团
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－5℃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cao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。