二十個無法回答的科學問題(續)

【大紀元訊】關於宇宙、關於地球、關於人類，有太多的謎底等待解答。但哪些是最重要的未解之謎，距離找到答案還需要多久？今年7月1日，為了紀念美國《科學》雜誌創刊125週年，科學家們總結125個答案至今還無法令人信服的問題，本文列舉20個中後10個。

11、一個皮膚細胞如何能變成神經細胞？

在上個世紀中期，生物學家把青蛙的體細胞核放入青蛙的去核卵細胞裡，結果製造出了克隆(clone)蝌蚪。最近幾年，關於人類胚胎幹細胞的研究正在熱火朝天的進行──把人的體細胞核放入卵細胞中，科學家期待著製造出各種各樣的人類體細胞，例如：神經細胞、成骨細胞、心肌細胞等等。儘管科學家已經取得了一些成功，他們仍然對於這種體細胞核移植技術能夠成功的原因知之甚少。的確，去核的卵細胞在這個過程中扮演著至關重要的角色──可是具體機制是什麼？

12、一個體細胞是如何變成整株植物的？

在某種意義上，植物似乎比動物有更大的靈活性。植物的體細胞不需要繁瑣的體細胞核移植技術，就能重新變成植物胚胎細胞。科學家很早就已經開始利用植物的這種性質。用一小塊植物組織，在實驗室裡就能培養出可以供一片森林使用的幼苗。但是為什麼植物細胞有這樣的靈活性？

13、生命是如何以及在哪裡起源的？

科學家已經發現了34億年前的微生物的化石，在更古老的岩石上也能找到生物光合作用的痕跡。那麼蛋白質和DNA──生命的兩大支柱──哪一個先出現在地球上？或者一起出現？科學家認為，更可能的情況是，RNA比前兩者更早出現。另一個問題是，生命在什麼樣的環境下起源？

14、什麼決定了物種多樣性？

這是一個充滿生命的行星，但是並非每一個角落的生命都同樣繁榮。一些地區居住的物種的數量超過其他地區。熱帶比寒帶擁有更高的物種多樣性。為什麼會出現這種情況？僅僅是因為熱帶比寒帶更熱？科學家認為，生物和環境之間的相互作用對多樣性起著關鍵的作用。當然，還有其他一些改變多樣性的力量，例如：捕食和被捕食的關係。但是，科學家首先面臨的問題是如何獲取關於全球物種多樣性的基礎資料──到底有多少種生物在那兒。

15、合作的行為如何進化？

你很容易在社會性動物身上看到利他的行為。例如：蜜蜂把食物的資訊傳遞給其他蜜蜂；人類和其他靈長類動物社會也充滿了合作的行為。進化論的創立者達爾文對合作現象提出過一些解釋，例如：親屬之間的相互幫助，實際上會促進整個家族繁殖的可能性。如今，科學家正在尋找合作行為的遺傳基礎。而博弈論── 一種關於競爭、合作和遊戲規則的數學理論，也能夠幫助科學家理解合作行為如何運作。達爾文觀察到了合作的現象並做出了解釋，今天的科學家希望能夠讓這個解釋更加深入，並且希望能夠回答它是如何產生的。

16、如何從大量的生物學資料中得到全景？

生命是如此的複雜，以至於幾乎每一位元生物學家都只能在一個很小的領域進行探索。儘管在每一個領域都產生了大量的描述性的資料。但是科學家能夠從這些海量的資料中得出一個整體的概念，例如：生物是如何運作的？系統生物學這門正在形成的學科為回答這些問題提供了一些希望。不過，現在還沒有人知道這些方法是否能夠最終讓科學家理解生物運作的整體圖景。

17、為什麼人類的基因這麼少？

2003年，當人類基因組計畫接近完成的時候，生物學家在歡呼這一成就的同時，驚奇的發現人類的基因數量比原先估計的少，是的，人只有大約2.5萬個，而原來認為應該有10萬個。相比之下，一種非常簡單的生物──線蟲也有2萬個基因，而水稻的基因數量則是人類的一倍。科學家認為，基因組運作的方式應該比以前認為的更加靈活和複雜，他們正在探尋這些少用基因多辦事的分子機制。

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18、遺傳差異和個體健康在多大程度上是相關聯的？

很早以前科學家就發現有些人對於某些藥物的反應和其他病人不同。例如：某種麻醉用肌肉鬆弛劑會導致特定的人無法呼吸，最終，科學家發現這種現象的原因在於他們擁有特定的基因。這也就帶來了一個問題：研究不同的人之間的遺傳差異是否可以促進醫學發展出更高級的治療手段，也就是說，根據個人的DNA進行「量體裁藥」？科學家已經辨認出了一批與藥物相互作用的基因。但是要真正實現「量體裁藥」，恐怕還為時尚早。

19、人類壽命可以延長多少？

儘管百歲老人仍然少見，人類的平均壽命(尤其是在發達國家)在過去的幾十年中一直在延長。但是這種趨勢能保持多久？科學家通過對實驗動物的研究，發現包括限制熱量攝入在內的一些方法可以顯著的延長它們的壽命。但是這些方法是否可以成功的應用到人類的身上，以及能延長多少壽命呢？

20、什麼遺傳差異導致我們成為獨特的人類？

隨著基因測序技術的改進，越來越多物種的基因組全序列進入了科學家的資料庫中，包括我們自己和數種靈長類親戚，比如：黑猩猩。我們很容易分辨出人和黑猩猩，然而在分子水平上，這種分辨卻不那麼容易。我們和黑猩猩的DNA差異大約是1.2%。這是一個很小的數字，但是從絕對數量上來看，這種差異意味著3,000多萬個堿基對的不同。科學家正在尋找那些讓我們有別於其他靈長類物種的遺傳差異，當然，還有文化、語言和技術等等超越基因的因素。◇
　

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