第168章 製造第一隻小生命體
王建昆在大年初八這天來到了縣裡,除了來給廢品回收站開門,更新一些實驗設備和預備一些材料外,還打算開始進行生物研究。
之前他得到超能力後,製造的都是一些無機物,對於有機物質只進行過分解破壞,沒有嘗試過用超能力製造。
過年期間他在用超能力精細的控制蛀牙內的蟲子時,想到了能否用超能力來製造生物體。
早在1665年,英國學者羅伯特·虎克就發現了軟木的細胞結構,然後隨著玻璃製造技術,鏡片製造技術以及光學技術的進步,越來越多的細胞種類被發現,從植物那種大細胞到動物的細胞。
後面更是發現了越來越多的微生物結構,很多微生物都是由單個細胞組成。
而到了20世紀,細菌這種生命結構也被生物學家們觀察到,然後生產製造了一系列抗菌藥物,同時也開始了利用細菌來製造人類需要的一些產品比如味精,甚至還有一些反人類的研究人員開始研究如何利用細菌來殺人。
到了1953年,美國科學家又發現了生命體內的遺傳物質,並把它們命名為DNA,中文翻譯過來叫做基因。
現在基因研究在世界上多個大國同時展開著,而且據一些來源不明的資料顯示,有些實驗室居然開始研究將不同種族的基因進行雜交,同時研究改變基因結構來改變生物性狀。
王建昆倒不是想製造什麼細菌武器或者病毒武器,他想的是能否製造出具備智力的人型生命,後續能夠充當實驗助手。
現在世界上的前沿研究已經在往克隆大型生物前進了,一些科幻作品中也有了生化人或者複製人出現,所以王建昆才有了造人的打算。
不過人體實在是太複雜了,雖然組成元素種類不是特別多,主要的就是碳,氫,氧,鈣,硫,磷,鐵以及一些微量元素,但是其排列組合的結構實在是太多了,而且還處在動態變化之中,相關的內部分子還是互相關聯的,王建昆沒有把握一次製造成功。
所以他打算從小型生物開始研究,最好是那種單細胞生物。
本來細菌和病毒的結構更簡單,其內部的元素種類和數量都非常少,王建昆有能力快速製造出來,不過他害怕因為失誤製造出危害極大的細菌或者病毒,從而危及人類的生存,所以打算先從單細胞生物開始研究。
高中課本里在講到微生物的章節時,草履蟲就是繞不過去的,王建昆決定就先從複製一個草履蟲開始生命的製造。
草履蟲身體很小,是一種圓筒形的原生動物。最常見的是尾草履蟲,體長只有180至280微米。它的壽命非常短,以小時來計算,壽命時間為一晝夜左右。因為它的身體形狀從平面角度看上去像一隻倒放的草鞋底而叫做草履蟲,一般觀察它需要顯微鏡才能觀察仔細。
王建昆雖然有超能力在,可以不藉助任何外物用超能力觀察到其身體的元素組成,不過他還是打算製造一個常規的生物實驗室,在用超能力觀察的同時,也用眼睛來進行宏觀上的觀察。
想到就去做,他在地下基地的一層開闢了一個30平方米,做好了密封工作,然後按照當時在BJ參觀時看到的生物研究所內的樣子,布置起了一個有多種先進科研儀器的實驗室。
然後來到基地外面,帶上收集樣本的玻璃杯和取液器,他一邊走一邊觀察,重點查看小河溝和小水塘。
草履蟲是生活在淡水中的,一般的池沼和小河中都有,此時是初春,氣溫很低,所以草履蟲比較難找,走了幾百米,在一處向陽的小河溝里才發現了草履蟲的身影。
王建昆看了看四周,沒有人路過,於是他隨手製造了一個大木勺,從小河溝里發現草履蟲的位置撈取了一勺淡綠色的水到岸上,接著他用取液器來取樣,取樣的時候用超能力進行觀察,儘量多的取到有草履蟲存在的部分。
取完樣本後,他將木勺分解氣化掉,然後帶上樣本往地下基地走去。
到了基地後,他按照獲取生物活標本的方法操作,將裡面的草履蟲取出放到乾淨的培養基液里,然後把其他樣品處理掉防止污染實驗室。
這次取到的草履蟲是一種叫做大草履蟲的,其個體在已知的22種草履蟲中是最大的,有200多微米。
王建昆已經用超能力觀察過這種單細胞生物,不過從顯微鏡里還沒看過,所以他取來顯微鏡,小心翼翼的安裝好目鏡和物鏡,接著旋轉物鏡轉換器,讓物鏡準確卡位,然後調節亮度旋鈕,使得視野呈現一片白亮。
準備工作就緒後,他從草履蟲的培養液表層吸取了一滴培養液,輕輕的放置在載波片上。
他先用肉眼和放大鏡觀察,看到培養液上遊動的小白點,那便是草履蟲。
隨後,他將載玻片放在顯微鏡下,用顯微鏡觀察草履蟲的形態和運動。一開始,草履蟲運動過快,他便在載玻片上的培養液中放了幾絲棉花纖維,再蓋上蓋玻片。
透過顯微鏡,他看到了猶如草鞋般的草履蟲,其表膜上的眾多纖毛就如同靈動的小腳,不斷擺動,帶動著草履蟲在水中旋轉前進。
用眼睛看和用超能力看的視野完全不一樣,他看著這神奇的微觀世界,王建昆的眼中閃爍著興奮與驚喜的光芒,仿佛打開了一扇通往全新領域的大門。
他一會用眼睛觀察著,一會又用超能力觀察,不斷切換視野,同時也讓智子幫忙記錄草履蟲內部的元素運動狀態。
雖然只是一個小小的單細胞生物,可是其內外部的結構還是很精密複雜的,不比他製造的晶片啦,核反應堆啦簡單。
而且其內部結構還在不斷變化中,王建昆是打算製造出活的草履蟲,所以又必須了解清楚其內部結構的運轉規律。
於是他接著開始進行下一步的操作,打算降低草履蟲的活力,然後再恢復它的活力,在其活力最低時,記錄下其內外部的元素運動情況。
他取來乾冰,放置在實驗台周圍,並用超能力取來碳元素製造出薄層石墨烯阻隔空氣流動,讓試驗台的溫度逐漸降低,而他就一直在觀察草履蟲的運動情況,同時也在記錄著一旁的溫度計顯示的溫度。
經過上百次觀察,王建昆得到了想要的數據,草履蟲在2攝氏度左右時活躍度降到最低,其在培養液中幾乎不動了,內部的各個結構的活躍度也降到最低,同時這個溫度下待了幾分鐘的草履蟲在溫度緩慢升高後,其又能夠慢慢的恢復活性,而且還不影響其分裂產生新的草履蟲。
得到想要的數據後,王建昆準備開始製造草履蟲這種單細胞生命了。
他取來乾淨的培養皿和培養基液,將培養基液倒入培養皿中,接著把一個實驗艙的溫度降低到2攝氏度,把盛有培養液的培養皿放入到這個低溫實驗艙內,保持10多分鐘,讓培養液也降溫到2攝氏度。
然後他集中注意力,按照智子幫忙記錄下來的三維圖像,從內而外的開始製造這第一個生命體。
他首先製造的就是草履蟲細胞內部的具有獨立功能的結構,這些結構都有獨立又相連的功能,而且是由一層膜包裹住的。
他快速的同時製造起細胞核,伸縮泡和收集管的那層薄膜,接著快速的填充這三個結構內部,小結構完成製造後,他調動元素快速的製造好細胞膜將這內部的三個小結構包裹起來,然後填充細胞膜,裡面的細胞質主要是水,蛋白質胺基酸等等各種小分子,他製造起來也非常快。
接著他快速的製造表層的纖毛,把細胞膜開好口溝和胞肛,這兩個結構分別是草履蟲的嘴巴和屁股。
這些主要結構都製造完成後,王建昆又趕緊進行細微的調整,因為從顯微鏡下是看不出這些小結構之間的聯繫,在超能力的作用下,這些內部結構就是細胞的骨架,它們之間都是有關聯的。
按照完全複製剛才觀察的那隻草履蟲的方式,王建昆製造出了一隻不知道能否激活的草履蟲。
生命是非常神奇的,相同的元素組成,但是其外在形態千變萬化,有些具有生命的特徵,有些又完全沒有,所以王建昆也不敢確定他製造的這隻草履蟲能否激活,雖然此刻低溫休眠狀態下,這隻草履蟲的內部結構之間有了元素和物質傳遞現象。
他不敢拖延,按照之前記錄的升溫方式,讓實驗艙開始按照計劃升溫,同時他也在用超能力進行密切觀察那隻製造出來的草履蟲。
隨著溫度的逐漸升高,這隻製造出來的草履蟲的外纖毛開始緩緩的擺動,其內部的結構之間的元素變化也在加速,當溫度升到20攝氏度左右時,這隻草履蟲應該是活過來了,因為它已經在吸取培養基中的有機物了,這代表著王建昆成功的製造了一個生命。
他或許不知道這意味著什麼,他這是在改變生命的產生形勢了,可以比肩神話故事中的女媧。
當實驗艙溫度恢復到室溫後,他將這隻由他創造出來的小生命小心翼翼的取到顯微鏡下方的載玻片上,然後用眼睛開始觀察它。
只見在顯微鏡下,這隻草履蟲非常活躍,它的嘴巴不斷的吸取周圍的有機物,然後在其體內形成一個個食物泡,這些食物泡在固定的路徑中流動,與溶酶體融合後進行消化,而不能消化的殘渣則由身體後部的胞肛排出體外。
接下去王建昆一直在觀察著這隻草履蟲,同時也與其參照的樣板進行對比,看兩者有什麼不同,在吃飯的時候,他離開顯微鏡,一邊吃飯也一邊用超能力進行觀察對比。
期間他觀察到了草履蟲的生殖情況,這隻單獨製造出來的草履蟲因為沒有其他同類,所以它遊動了好久,然後開始了分裂生殖,由一隻變成了兩隻,而那隻參照的樣板找到了另外一隻草履蟲,兩隻草履蟲進行了有性生殖。
那隻進行分裂生殖的草履蟲分裂時非常簡單,王建昆觀察到其細胞內部的細胞器在遺傳物質和某幾種蛋白質的控制下開始複製出一樣的,體內出現了兩份細胞器,然後這隻草履蟲從中央橫斷,形成了兩隻新的草履蟲。
而那隻樣本進行的有性繁殖卻非常複雜,而且一次性能夠產生8隻新個體,這是他沒有預料到的,王建昆讓智子幫忙記錄了大量的數據,打算用於今後的研究。
雖然只是製造出一隻小小的草履蟲生命,王建昆花費的時間可不少,主要是他懷有對生命的敬畏,同時也是缺乏對生物的了解。
那隻由他創造的進行了分裂生殖的草履蟲從世界消失了,變成了兩隻全新的,而且他們在王建昆提供的培養基里生活得很好,其後代有的進行有性生殖,有些進行無性生殖,產生的新個體越來越多,而且大小和形狀都開始有了變化,這是在進行有性生殖時,遺傳物質發生了微小的變化,所以其外在的大小和形狀就有了不同。
之後的幾天裡,王建昆用那隻草履蟲後代進行了一系列的研究,他打算好好了解下單細胞結構,因為今後要製造出大型生命體,細胞結構製造的好壞幾乎決定了製造的成功率。
草履蟲這種單細胞生物在外在刺激下,能夠進行迴避反應運動和逃避反應運動,用細小的針觸碰草履蟲的前端,草履蟲會倒退著游,轉身轉向,然後游開,這是迴避反應。如果用細針觸碰草履蟲的後端,草履蟲會加快向前遊動,這是逃避反應,這兩種反應跟多細胞生物遇到危險時的反應沒有多大區別了,所以說生命是由細胞構成的也沒有錯。
之後他又對草履蟲進行了光,熱,電,磁的測試,看其對這些外界刺激的反應。
結果表明草履蟲的細胞內雖然沒有專門的光、熱、電、磁感受器,但是卻能夠感受到這些刺激並作出反應。
王建昆為此花費了很多時間,逐步搞懂了這種反應的原理。
原來草履蟲的細胞是由不同液晶態的結構組成的,雖然它們在現在的生物學分類和化學分類里被分成了細胞核、細胞質、多糖、脂類物質和水,但是它們都並非游離狀態,而是呈液晶態的。
而液晶態物質對外界的影響較靈敏,環境的變化諸如熱、磁、光、電、聲、輻射、應力以及化學分子等變化,都會分別引起不同的液晶的性狀發生改變。
此外,液晶態物質還有一種特性,那就是「各向異性」——即物質的性質隨測量方向的不同而不同。比如有一種「各向異性導電膠」,若從上、下方測量它的電阻,阻值非常小,具有導體特性;可是從左、右方向測量它的電阻,電阻值就非常非常大,具有絕緣體特性。
細胞內的液晶就有不同方向的特性,所以這也就能夠解釋其雖然是一個簡單的細胞,但是對外界的不同刺激都能做出不同的反應。
王建昆由此想到多細胞生物以及人這種生命體,似乎就是由眾多的液晶物資組成的,那些功能性細胞團和官能團可能就是因為在形成細胞時,某種液晶結構特別多,從而對某些刺激反應方程靈敏。
就好比他有時候閉上眼睛,但是似乎還能「看到」一些模糊的影像,這或許就是眼皮細胞還有一些感光的液晶結構,這些結構遇到光的刺激發生變化然後傳遞給了眼球內的細胞或者傳遞到它周圍的神經細胞了,所以能夠「看到」一些影像。
而神話故事裡也有說到三隻眼的事情,其眉眼中間有能夠看到特殊光線的結構,這或許就是一種變異,那處細胞沒有變成皮膚和肌肉結構,而是產生了變異,內部生成了眾多類似眼睛細胞的液晶結構,而且還是能夠對特殊波長的光產生反應的液晶態。
同時王建昆也用超能力研究透徹了細胞內部的結構和運動形式,其內部的雖然大部分是水,但是這些水也是液晶態的,而且是眾多的不同形態的液晶態。
內部的各種蛋白質分子也可以看做是不同的馬達,將ATP分子水解提供的化學能量,轉化為機械能,去驅動細胞內物質移動。
經過5天的詳細研究,王建昆可以說是對草履蟲這種單細胞生物了解最透徹的人了,而且通過對細胞的研究,他也做好了製造多細胞生物的準備。
元宵節之後,王建昆開始搭建更完備的生物研究實驗室,同時他也經常到外面去尋找生物體,準備從複製一個小型的多細胞生命開始。
觀察了好久,他終於選定了螞蟻作為製造多細胞生命的樣本。
因為其它飛行的生物比如蚊子,蒼蠅,蜜蜂等都運動太快了,不利於他後續的觀察,而地底的生物也不好用於肉眼觀察,所以螞蟻這種體型又小,運動又慢的小生命就挺合適的。