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自然科普小知识
 海峡的开启与南极冰盖的形成

    65Ma前,恐龙大灭绝,哺乳动物开始在地球上占据主要地位。热带地带扩展到北美洲的中心地带被西班牙。在南极洲和格林兰都长着大树,在北极的加拿大的Ellesmere岛上生活着美洲鳄鱼和灵长类。全球的温度比现在高6-10度,极地都没有冰雪。

深海有孔虫的18O显示,大概从50Ma年至今,全球的气候是在逐渐下降的。到33-34Ma年,突然变冷的冰川事件,直到26Ma,大范围的冰盖开始在东南极形成。南塔斯曼的升起和德雷克海峡的开启被认为是始新世和渐新世界线突变的原因。形成了环南极流。使南极从其他大陆热隔离出来,南极开始变冷被冰雪覆盖。

巴拿马地峡与北极冰盖的形成

    科学家们长期困扰的一个问题就是为什么南极冰盖形成于距今34Ma前,而北极冰盖却形成于距今3Ma前?自从65Ma前,极端温暖的恐龙时代白垩纪结束后,大气中的温室气体开始逐渐减少我们这个星球开始整体变冷,当然除了最近一个世纪工业革命以来温室气体又开始变多。为什么两极没有同时变冷覆盖上厚厚的冰雪呢?

这主要是由于大陆海洋和大气之间的复杂的变化引起的。地球上运动着的板块重新改变了它们在地球上的位置格局,变化了的格局改变了大洋环流,也改变了地球上的气候特征。

南极的冰盖发育在大约距今34Ma年前那已经是非常明显的事情了。超大陆冈瓦那的解体,把地球陆地分为非洲、印度、澳大利亚、南美和南极洲。在这些新的洲之间开启了新的通道,大洋环流就在这些通道之间形成了。

南极是最后一个从南美洲的最南端分开的,形成了德雷克海峡,南极就完全被南大洋保卫了,环南极流就形成了。巨大的环南极流把南极洲同其他大陆完全分开了,隔离了其他陆地和大洋对它的热量的传递,南极洲开始变冷。

北半球是什么时间变冷的看起来比较难。从沉积的岩心和别的数据资料,我们知道大约在5Ma前,南北美洲是不相连的,一个大的通道-中美洲海道允许热带海水穿过大西洋和太平洋。

一系列的证据说明巴拿马地峡的形成分开了大西洋和太平洋,彻底的改变了全球海洋环流。中美洲海峡的关闭最初可能使地球变暖,但是开启了2.7Ma前的北半球的冰川作用。

南方古猿 南方古猿的体质特点

南方古猿被作为从猿到人转变的第一阶段,所以,在南方古猿身上我们可以即可以看到猿的特征,又可以看到人的特征。他的体质形态介于猿和人类之间。

南方古猿的头骨与现代人比起来又短又低,但是与现在其他的灵长类比起来确实又长又高。南方古猿的脑容量非常小,平均值仅500毫升。而现代人的脑容量平均值为1400毫升,北京猿人的脑容量平均值为1075毫升。  

南方古猿面部很宽,吻部向前突出。他们的前臼齿和臼齿不象猿那样有很多尖锐的突起,而是已经磨的很平。

南方古猿已经能直立行走,这一点能从南方古猿的肢骨特征上看出来。同时,从南方古猿留下的脚印化石中也能看出来。1976年,在东非澳督韦峡谷南部的来脱离火山灰层中发现了距今370万年的南方古猿脚印化石。从这些脚印化石中,我们可以看出,南方古猿已经能够直立行走,但是他们的步态并不完美。有点类似于现在刚刚学走路的孩子,走起来摇摇晃晃的

从南方古猿的腿骨推测,南方古猿雄性身高在1.5米左右,而雌性在1.2米左右。而且,从南方古猿的上肢骨和下肢骨推测,他们身体的上肢和下肢差别很大,上肢明显的长于下肢,这与猩猩有点相似。

另外,与直立行走相适应,南方古猿的头骨枕骨大孔的位置已经前移,接近颅底的中央,骨盆的基本形态与人已非常接近。  

最早南方古猿的发现

最早的南方古猿化石发现于1924年。当时,澳大利亚人达特前往南非在约翰内斯堡的一所大学任解剖学教授。他对化石非常感兴趣,经常鼓励他的学生在课余时间去寻早化石。并且,他还叮嘱附采石场的场主,如果有化石发现一定要来告诉他。后来,采石场的场主真的给他送来了两箱化石。达特先生在里面找到了一个小孩的不完整的头骨。因为这个头骨发现于汤恩附近的采石场,因此命名为汤恩男孩。

根据牙齿情况,汤恩男孩被认为大概生活在200万年前,大概是在7岁左右死亡的。  

汤恩男孩和猿有一些相似的特征,比如脑袋很小,嘴巴向前突出。但他也有一些人的特征,吻部较之于猿类已经不向那么突出,研磨食物的臼齿咬合面平整,齿尖不发达,犬齿小。更让人惊喜的是,汤恩男孩的枕骨大孔的位置已经接近于头骨底部中央。达特据此推测,汤恩男孩已经能够直立行走。

    但可惜的是,虽然达特先生认为汤恩男孩属于人类,但是,在当时,人们不承认自己的祖先是古猿,而且,由于种族歧视,他们也不愿意承认人类发源于非洲这块贫瘠的土地。所以,在当时,汤恩男孩在人类进化上的地位并没有获得承认。  

南方古猿的发现地  

南方古猿主要发现于非洲,其中南非和东非是南猿发现的集中地。

在汤恩男孩发现后,又有一些学者在南非开始探寻的工作。这些学者先后在南非的斯特克方坦、马卡潘斯盖特、克罗姆德莱、斯瓦特克朗等4个地点共发现了数百件南方古猿化石标本,共代表50多个个体。这50多个个体经研究分为两个种,即南方古猿纤细种(非洲种)和南方古猿粗壮种。纤细种和粗壮种都能直立行走,只是,粗壮种却比纤细种粗壮。  

第二次世界大战之后,研究人员把注意力转移到东非,而且事实也证明,在东非的工作是非常有价值的。经过科学家的努力,在东非发现了很多化石。其中包括1959年路易˙利基夫妇在坦桑尼亚的澳杜威峡谷发现的“鲍氏东非人”南猿化石,即“南方古猿鲍氏种”;1969年由理查德˙利基夫妇在肯尼亚特卡纳湖东岸发现的“黑头骨”化石;理查德的哥哥乔纳森在东非发现的能人化石;约翰森在哈达地区发现的“露西少女”化石和“古墓地”。

南方古猿的种类  

    在非洲,发现了大量的南方古猿花化石。这些化石具有相同的特点,比如都能直立行走,但是他们之间又有一些差别。因此,研究人员把发现的这些材料分为四个种类,即阿法种、非洲种(纤细种)、粗壮种以及鲍氏种。关于这四个种如何演化,谁与谁有着祖先和子孙的关系,谁又直接发展成为我们现代人了,古人类学家们有许多不同的意见。有人认为从最早的阿法种向前演化分为两支,一支经过非洲种发展成粗壮种,最后在大约距今150万年前绝灭了;另一支则向着人类进化的方向发展,经过能人、直立人,直到我们现代人。但也有人持不同的观点。

南方古猿是怎样生存的  

南方古猿处于从猿向人的转变过程中,他失去了一些猿的特征,比如尖锐的牙齿和锐利的爪子;他的生活环境又发生了改变,从树栖的丛林生活来到了地面。在那个时候,与其他凶猛的动物比起来,南方古猿处于弱势,因为他没有其他动物的力爪和尖锐的牙齿,两足又使他跑动起来非常慢。所以,有的科学家推测南方古猿可能已经能够制造工具来应对复杂的环境。然而,南方古猿太小的脑容量又推翻了科学家的这个推测。所以,在那个时代,南方古猿的生存是非常艰难的。他们没有能力去追捕凶猛的其他动物,反而一不小心,很可能就成了其他动物的美食。

基于此,有的科学家推测,南方古猿可能赢群体生活。他们组成一个集体,共同寻找食物,共同防止其他猛禽野兽的攻击。被发现的“古墓地”也证明了这一点。  

古墓地又被称为“第一家庭”。是约翰森率领的一致国际考察队在哈达地区发现的。古墓地里凌乱的埋葬着许多碎骨化石,至少有13个人以上,这些人中有男有女,有大人也有小孩,这是人类最早的集体合作的证据。这种场面的发生,可能是因为某种自然灾害,比如泥石流或山洪爆发突然来临,而这10多个人当时正在一起集体活动,来不及躲避,一下子被冲跨的石头淹没,埋藏在一起了,所以约翰森把他们称为“第一家庭”。 禽流感 禽流感是由A型流感病毒引起的家禽和野禽的一种从呼吸病到严重性败血症等多种症状的综合病症,目前在世界上许多国家和地区都有发生,给养禽业造成了巨大的经济损失。这种禽流感病毒,主要引起禽类的全身性或者呼吸系统性疾病,鸡、火鸡、鸭和鹌鹑等家禽及野鸟、水禽、海鸟等均可感染,发病情况从急性败血性死亡到无症状带毒等极其多样,主要取决于带病体的抵抗力及其感染病毒的类型及毒力。

  禽流感病毒迄今只能通过禽传染给人,不能通过人传染给人。感染人的禽流感病毒H5N1是一种变异的新病毒,并非在鸡鸭鸟中流行了几十年禽流感的H5N2。无须谈禽流感色变。目前没有发现吃鸡造成禽流感H5N1传染人的,都是和鸡的密切接触,可能与病毒直接吸入或者进入黏膜等等原因造成感染。  

禽流感病毒结构与组成  

禽流感病毒基因组由8个负链的单链RNA片段组成。这8个片段编码10个病毒蛋白,其中8个是病毒粒子的组成成分(HA、NA、NP、M1、M2、PB1、PB2和PA),另两个是分子质量最小的RNA片段,编码两个非结构蛋白——NS1和NS2。NS1与胞浆包含体有关,但对NS1和NS2的功能目前尚不清楚。现在已经获得了包括H3、H5和H7在内的几个禽流感病毒亚型HA基因的全部序列以及所有14个血凝素基因的部分序列。

  禽流感病毒一般为球形,直径为80~120纳米,但也常有同样直径的丝状形态,长短不一。病毒表面有10~12纳米的密集钉状物或纤突覆盖,病毒囊膜内有螺旋形核衣壳。两种不同形状的表面钉状物是HA(棒状三聚体)和NA(蘑菇形四聚体)。  

  禽流感病毒粒子大约由0.8%~1.1%的RNA,70%~75%的蛋白质,20%~24%的脂质和5%~8%的碳水化合物组成。脂质位于病毒的膜内,大部分为磷脂,还有少量的胆固醇和糖脂。几种碳水化合物包括核糖(在RNA中)、半乳糖、甘露糖、墨角藻糖和氨基葡糖,在病毒粒子中主要以糖蛋白或糖脂的形式存在。  

  病毒蛋白及潜在的糖基化位点是病毒基因组特异的,但病毒膜的糖蛋白或糖类链的脂质和碳水化合物链的成分,是由宿主细胞确定的。

禽流感病毒抵抗力

  禽流感病毒因其会随外界环境刺激(药物刺激、射线刺激等)及简单的基因结构不断发生变异使其能逃脱动物产生的特异性抵抗力。人们为了预防禽流感也研制出了各种疫苗。但机体在产生特异性抗体后,病毒因发生变异逃脱了机体的扑杀,这样原有的抗体即失去作用,病毒就可使动物重新发病。因此就目前的防疫技术和手段而言,禽流感病毒是消灭不了的。  

  禽流感病毒是囊膜病毒,对去污剂等脂溶剂比较敏感。福尔马林、β丙内酯、氧化剂、稀酸、乙醚、脱氧胆酸钠、羟胺、十二烷基硫酸钠和铵离子能迅速破坏其传染性。禽流感病毒没有超常的稳定性,因此对病毒本身的灭活并不困难。病毒可在加热、极端的pH、非等渗和干燥的条件下失活。

 

  在野外条件下,禽流感病毒常从病禽的鼻腔分泌物和粪便中排出,病毒受到这些有机物的保护极大地增加了抗灭活能力。此外,禽流感病毒可以在自然环境中,特别是凉爽和潮湿的条件下存活很长时间。粪便中病毒的传染性在4℃条件下可以保持长达30~50天,20℃时为7天。 

 

  禽流感病毒在一定条件下可以存活较长时间。有研究提示,它在粪便中能够存活105天,在羽毛中能存活18天。

  会“害羞”的植物——含羞草       植物与动物不同,没有神经系统,没有肌肉,它不会感知外界的剌激,而含羞草与一般植物不同,它在受到外界触动时,叶会下垂,小叶片合闭,此动作被人们理解为“害羞”,故称为含羞草。

 

含羞草Mimosa pudica Linn.是多年生的草本植物,但是不像一般草本植物那么柔弱。它的茎从基开始分枝,呈直立或倾斜的形态,高度在 20 至 50 公分左右,全体长着长软的毛和尖锐的刺。叶为掌状复叶,由四个羽片合成。每一羽片上都长着许多小叶片,跟一般的掌状复叶并不相同。

 

      含羞草的这种叶片闭合和叶柄下垂的现象,是植物受刺激和震动后的一种反应。这种反应在生物学上称为感性运动。含羞草的叶子和叶柄具有特殊的结构。在叶柄基部和复叶的小叶基部,都有一个比较膨大的部分,叫做叶枕。叶枕对刺激的反应最为敏感。一旦碰到叶子,刺激立即传到叶柄基部的叶枕,引起两个小叶片闭合起来,触动力大一些,不仅传到小叶的叶枕,而且很快传到叶柄基部的叶枕,整个叶柄就下垂了。因为在叶枕的中心有一个大的维管束,维管束四周充满着具有许多细胞间隙的薄壁组织。当震动传到叶枕时,叶枕的上半部薄壁细胞里的细胞液,被排出到细胞间隙中,使叶枕上半部细胞的膨压降低,而下半部薄壁细胞间隙仍然保持原来的膨压,结果引起小叶片的直立而两个小叶片闭合起来,甚至于整个叶子垂下来。

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