人类何时能像鱼儿一样在水里生活
一直以来人类对鱼儿始终是既羡慕又嫉妒。都说在娘胎里安营扎寨十个月,胎儿和鱼儿一样生活在水里。可自打出了娘胎,人和鱼就不同了。鱼儿依然是鱼儿,人却再也没法在水里撒欢了,即便是“浪里白条”如果不及时浮出水面呼吸空气,也是随时都有窒息的危险。
其实,人类和鱼类在呼吸上是有根本区别的。主要是需氧量和呼吸器官的不同。作为恒温的哺乳动物,人类需要不断消耗能量来维持体温,而作为鳃呼吸的变温动物鱼类,对氧气的需要远比人类要少。人类的呼吸器官是肺,肺里面有许多用来吸收空气中氧气的又小又薄的肺泡。但是一旦吸入大量的水,肺泡就会被撑破,并因此窒息死亡;鱼类的呼吸器官是鳃,鳃上有一条条细密的鳃丝。鱼儿在水中游动时,鳃丝会舒展开来,与水流充分接触,滤出其中的氧气。当然,鱼儿如果离开了水,在空气中,干燥的鳃丝粘连在一起,鱼儿也会因呼吸困难而死亡。
人在娘胎里不是和鱼儿一样吗?人们不依不饶。但科学就是科学。科学家斩钉截铁地说:胎儿生存的氧气并不是在娘胎的水世界里获得的,而是通过脐带和胎盘从母亲血液中获得的。
不过,毕竟能像鱼儿一样在水里生活,实在太诱人了。科学家也在苦苦寻觅有那种能让人在水中怡然自得的液体。在研究中,科学家惊喜地发现,硅油不仅携带氧气,而且能溶解人们呼吸产生的二氧化碳,可遗憾的是硅油吸入肺部对人体有害。所幸科学家又发现了氟碳化合物。
氟碳化合物是碳氢化合物中的氢原子被氟、氟氯、氟溴或氟碘取代后形成的一类有机惰性化合物。常温下溶解氧气的能力可达血液的3倍(35—70ml/100ml),溶解二氧化碳更不在话下(122—255ml/ml)。它诞生于上世纪40年代美国研制原子弹的曼哈顿计划,背景很“硬核”。它的化学结构非常稳定,不容易发生反应,是无色、无味、无毒的“三无产品”。不过,这听起来无可挑剔的氟碳化合物不是为了让人体验像鱼儿一样的感觉而合成的。
科学家在应用到人体之前,先在动物身上进行了试验。将小鼠浸没在了溶有氧气的氟碳化合物液体中。由于氟碳化合物的密度是水的两倍,小鼠浮在液面。不过,固定之后,小鼠成功地在氟碳化合物液体中存活了20小时。此外,“喵星人”“汪星人”都参加了这类实验,它们一度都以为自己变成了鱼,突然有了水中呼吸的超能力。不幸的是,参加实验的动物的肺部都受到了侵害。这是因为氟碳化合物毕竟是一种高密度液体,粘滞度比空气大得多,扩散速度慢,肺部的二氧化碳逐渐积累,最终引起了高碳酸血症。1989年,氟碳化合物呼吸技术首次应用于医疗,改良后的液体呼吸技术,终于让因严重呼吸窘迫综合症而徘徊在死亡边缘的早产儿,看到了生的希望。当然,除了新生儿,这项技术也成功地帮助了一些患有严重肺部疾病的成年人。但真正意义上的液体呼吸,也就是“全液体通气”技术将氟碳化合物充盈肺部,尽管已经取得了一定进展,但由于维持时间的局限,把控的条件复杂,效果并不是人们想象中的那么理想。
看来,人类要想像鱼儿一样在水里怡然自得,还得继续寻找适合自己呼吸的液体。
其实,人类和鱼类在呼吸上是有根本区别的。主要是需氧量和呼吸器官的不同。作为恒温的哺乳动物,人类需要不断消耗能量来维持体温,而作为鳃呼吸的变温动物鱼类,对氧气的需要远比人类要少。人类的呼吸器官是肺,肺里面有许多用来吸收空气中氧气的又小又薄的肺泡。但是一旦吸入大量的水,肺泡就会被撑破,并因此窒息死亡;鱼类的呼吸器官是鳃,鳃上有一条条细密的鳃丝。鱼儿在水中游动时,鳃丝会舒展开来,与水流充分接触,滤出其中的氧气。当然,鱼儿如果离开了水,在空气中,干燥的鳃丝粘连在一起,鱼儿也会因呼吸困难而死亡。
人在娘胎里不是和鱼儿一样吗?人们不依不饶。但科学就是科学。科学家斩钉截铁地说:胎儿生存的氧气并不是在娘胎的水世界里获得的,而是通过脐带和胎盘从母亲血液中获得的。
不过,毕竟能像鱼儿一样在水里生活,实在太诱人了。科学家也在苦苦寻觅有那种能让人在水中怡然自得的液体。在研究中,科学家惊喜地发现,硅油不仅携带氧气,而且能溶解人们呼吸产生的二氧化碳,可遗憾的是硅油吸入肺部对人体有害。所幸科学家又发现了氟碳化合物。
氟碳化合物是碳氢化合物中的氢原子被氟、氟氯、氟溴或氟碘取代后形成的一类有机惰性化合物。常温下溶解氧气的能力可达血液的3倍(35—70ml/100ml),溶解二氧化碳更不在话下(122—255ml/ml)。它诞生于上世纪40年代美国研制原子弹的曼哈顿计划,背景很“硬核”。它的化学结构非常稳定,不容易发生反应,是无色、无味、无毒的“三无产品”。不过,这听起来无可挑剔的氟碳化合物不是为了让人体验像鱼儿一样的感觉而合成的。
科学家在应用到人体之前,先在动物身上进行了试验。将小鼠浸没在了溶有氧气的氟碳化合物液体中。由于氟碳化合物的密度是水的两倍,小鼠浮在液面。不过,固定之后,小鼠成功地在氟碳化合物液体中存活了20小时。此外,“喵星人”“汪星人”都参加了这类实验,它们一度都以为自己变成了鱼,突然有了水中呼吸的超能力。不幸的是,参加实验的动物的肺部都受到了侵害。这是因为氟碳化合物毕竟是一种高密度液体,粘滞度比空气大得多,扩散速度慢,肺部的二氧化碳逐渐积累,最终引起了高碳酸血症。1989年,氟碳化合物呼吸技术首次应用于医疗,改良后的液体呼吸技术,终于让因严重呼吸窘迫综合症而徘徊在死亡边缘的早产儿,看到了生的希望。当然,除了新生儿,这项技术也成功地帮助了一些患有严重肺部疾病的成年人。但真正意义上的液体呼吸,也就是“全液体通气”技术将氟碳化合物充盈肺部,尽管已经取得了一定进展,但由于维持时间的局限,把控的条件复杂,效果并不是人们想象中的那么理想。
看来,人类要想像鱼儿一样在水里怡然自得,还得继续寻找适合自己呼吸的液体。