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由藤本植物茎缠绕方向想到的
热度 2 lixiong45 2019-4-3 13:37
昨天在园子里散步,看到一处铁栅栏上两根相邻的何首乌藤分别以逆时针和顺时针的方向缠绕在栅栏上(图1),心中很激动,像是发现了新东西。因为我之前了解到植物茎缠绕方式和地球自转有关,也就是起源于南北半球的植物茎缠绕方式是相反的,而同一半球的植物是固定的缠绕方式。 图1 我便在想为什么这两根藤会有不同缠绕方式?难道是它们有信息交流,这样有利于它们越过栅栏时相互缠绕和扶持(图2)?但观察周边的情况,发现大多数何首乌藤都是顺时针方向缠绕,只有少数几根是逆时针缠绕(图3),刚才的假设也并不成立。 图2 图3 我便带着问题回到办公室,网上一查发现我的“新发现”其实就是一个常见的现象,早有人挂在网上(图4)。 图4 想着百度的知识虽然看着在理,毕竟不科学,便上CNKI搜索相关内容,结果只搜到一篇类似科普的小文章,里面的内容和百度差不多,最大的特色在于作者做了一个很大胆地推测,根据DNA螺旋方向和人体血液循环方向判断人类应该起源于南半球(图5)。 图5 乍一看,感觉这个推测很有新意,很大胆,似乎还有一点道理,但是反过来想就有问题:是不是起源于北半球的生物的DNA双螺旋方向和北半球的相反?沃森和克里克好像没说啊?难道北半球起源的动物的血液循环方向也和南半球的相反? 至于植物的茎缠绕方向,大概主要是外国人在研究吧?也许目前并没有十分科学的解释!
个人分类: 万物生长|1981 次阅读|2 个评论
女权主义太强势了!
热度 2 xcfcn 2013-6-3 14:34
赵文津院士重提 DNA双螺旋的旧话题 。为什么这个早已经结案的旧话题时不时被人提起呢?大概有以下几点。 1、Rosaline Frankin死的早,没有获炸药奖。不过如果不是如此的话,她似乎得奖的可能性也很小。大家为之惋惜抱不平。 2、Rosaline Frankin是女士,现在女权主义者太厉害了,这个事情早已经被女权主义者做成一个女士科学贡献被忽视的经典案例了。 3、还有就是科学门外汉(比如梁文道先生)不懂科研,不懂“所看非所见”的道理。作出DNA衍射图和看出是双螺旋那几乎是两码事。但是layman是不会管这些的。 PS:狭义相对论是爱因斯坦做出来的,现在大概没啥质疑了,但是当年束星北的硕导惠特克老兄却说狭义相对论是洛伦兹和庞加莱的贡献,而小爱的贡献几乎可以忽略不计。从某种程度来讲,这个也有其道理,因为公式别人都推出来了,小爱仅仅是阐述了它的意义而已。这个跟Rosaline Frankin作出了DNA衍射图,而沃森和克里克阐述了DNA是双螺旋很可以一拼。所以,不要小看“阐述”那“惊人的一跃”,那相当于炼金术里面的“点石成金”,或者画画里面的“画龙点睛”,再或者奥运会对运动员的“加冕”。 In 1910, Whittaker wrote A History of the Theories of Aether and Electricity, which gave a very detailed account of the aether theories from René Descartes to Hendrik Lorentz and Albert Einstein, including the contributions of Hermann Minkowski, and which made Whittaker a respected historian of science. In 1951 (Vol. 1) and 1953 (Vol. 2), he published an extended and revised edition of his book in two volumes. The second volume contains some interesting historical remarks. For example, it contains a chapter named The Relativity Theory of Poincaré and Lorentz, where Whittaker credited Henri Poincaré and Lorentz for developing special relativity, and he attributed to Albert Einstein's relativity paper only little importance. He also attributed the formula to Poincaré. In 1984 Clifford Truesdell wrote that Whittaker aroused colossal antagonism by trying to set the record straight on the basis of print and record rather than recollection and folklore and professional propaganda,... On the other hand Abraham Pais wrote that Whittaker's treatment of special relativity shows how well the author's lack of physical insight matches his ignorance of the literature. According to Torretti, Whittaker's views on the origin of special relativity have been rejected by the great majority of scholars, and he cites Born (1956), Houlton (1960,1964), Schribner (1964), Goldberg (1967), Zahar (1973), Hirosige (1976), Schaffner (1976), and Miller (1981). http://en.wikipedia.org/wiki/E._T._Whittaker
个人分类: 杂论|1504 次阅读|3 个评论
Francis Crick 给儿子的信:530万美元拍卖
book 2013-4-19 21:11
前几天我在“ 天才是如何发表论文的 ”一文中提到了沃森和克里克的 DNA 双螺旋论文( Nature 171 : 737-738 ; 1953 年 4 月 25 日 )的发表过程。今天的 Science 杂志报道了一个好玩的新闻。 Francis Crick 在 1953 年给儿子写的一封介绍 DNA 双螺旋结构的信,于 2013 年 4 月 10 日 在克里斯蒂拍卖行以 530 万美元被拍卖,加上其他费用,买家要支付超过 600 万美元。这个价钱创造了信件的拍卖记录。 1953 年 3 月 19 日 ,在 DNA 双螺旋论文发表之前, Francis Crick 给他十二岁的儿子 Michael 写了一封信,介绍他们提出的 DNA 双螺旋模型。信中写道,“吉姆 - 沃森和我可能做出了一个最重要的发现,我们给双脱氧核糖核酸建立了一个结构模型”,“我们的结构非常漂亮”,“你先可以看到大自然是如何让基因进行复制的”,“我们认为我们发现了生命繁衍的基本复制机制”,“你要知道我们真的很激动,我们必须得很快给 Nature 寄一封信”。这封信无疑有非常大的历史价值,当然,也体现在其被拍卖的价钱上了。 一个科学家给十二岁儿子的高级科普,比读论文更浅显易懂。克里克还真是重视对儿子的科学教育,从信中看出来,他之前就给儿子讲过染色体、基因等。 下面附上原信扫描图,以及信中文字。(老外的手写体很多时候难以看懂,克里克写的还算清楚的。) ----------------------------------- 19 Portugal Place Cambridge 19 March ’53 My Dear Michael , Jim Watson and I have probably made a most important discovery. We have built a model for the structure of de-oxy-ribose-nucleic-acid (read it carefully) called D.N.A. for short. You may remember that the genes of the chromosomes — which carry the hereditary factors — are made up of protein and D.N.A. Our structure is very beautiful. D.N.A. can be thought of roughly as a very long chain with flat bits sticking out. The flat bits are called the “bases”. The formula is rather like this. Now we have two of these chains winding round each other — each one is a helix — and the chain, made up of sugar and phosphorus, is on the outside, and the bases are all on the inside. I can’t draw it very well, but it looks like this. The model looks much nicer than this. Now the exciting thing is that while these are 4 different bases, we find we can only put certain pairs of them together. These bases have names. They are Adenine, Guanine, Thymine Cytosine. I will call them A, G, T and C. Now we find that the pairs we can make — which have one base from one chain joined to one base from another — are only A with T and G with C. Now on one chain, as far as we can see, one can have the bases in any order, but if their order is fixed, then the order on the other chain is also fixed. For example, suppose the first chain goes , then the second must go . It is like a code. If you are given one set of letters you can write down the others. Now we believe that the D.N.A. is a code. That is, the order of the bases (the letters) makes one gene different from another gene (just as one page of print is different from another). You can now see how Nature makes copies of the genes. Because if the two chains unwind into two separate chains, and if each chain then makes another chain come together on it, then because A always goes with T, and G with C, we shall get two copies where we had one before. For example: In other words we think we have found the basic copying mechanism by which life comes from life. The beauty of our model is that the shape of it is such that only these pairs can go together, though they could pair up in other ways if they were floating about freely. You can understand that we are very excited. We have to have a letter off to Nature in a day or so. Read this carefully so that you understand it. When you come home we will show you the model. Lots of love, Daddy Science 报道 http://www.sciencemag.org/content/340/6130/254.2.full 图片来源(Photograph courtesy Christie’s) http://newswatch.nationalgeographic.com/2013/04/11/francis-cricks-letter-to-son-describing-dna-auctioned/
个人分类: 科学那些事儿|3848 次阅读|0 个评论
天才是如何发表论文的
热度 16 book 2013-4-13 21:26
再过不到两星期,就是沃森和克里克的 DNA 双螺旋论文( Nature 171 : 737-738 ; 1953 年 4 月 25 日 )发表 60 周年了。用 Nature 杂志的话说, 1953 年是奇迹之年。 2003 年纪念 DNA 论文发表 50 周年之时, Nature 弄了个经典论文集,包括 DNA 双螺旋发现相关的几篇重要文献,可以从这儿免费下载: http://www.nature.com/nature/dna50/archive.html 。 Watson Crick, 1953; Wilkins et al, 1953; Franklin Gosiing, 1953. 今天偶然看到 2003 年 11 月 13 日 Nature 杂志上两篇有点意思的通讯,与 DNA 双螺旋论文发表有关。编辑给了这两篇通讯一个题目,“ How genius can smooth the road to publication (天才是如何发表论文的)”( Nature 426 : 119 )。 第一篇通讯中,作者提到爱因斯坦 1905 年发表在 Annalen der Physik 上的五篇文章(包括狭义相对论和光电效应)是由主编 Max Planck 或编辑 Wilhelm Wien 直接决定发表的,并没有送审。虽然这不符合现在的同行评审程序,但这两位诺贝尔级的科学家显然是很有发言权的同行评审人。他们决定发表爱因斯坦的论文被认为是历史上最著名的 editorial judgements 。这篇通讯也提到沃森和克里克 1953 年发表的 DNA 双螺旋论文同样没有被 Nature 送出去外审,编辑部根据诺贝尔奖得主 Lawrence Bragg 的推荐直接发表了该文。因此,作者 建议那些被拒稿的作者,如果认为自己的工作足够重要,就要不停的尝试,并且试着找到一个有名气的支持者。 第二篇通讯中, Nature 前主编 John Maddox ( 1966-73,1980-95 任主编)解释了为什么沃森和克里克的论文没有送审。其一,他认为沃森和克里克的 DNA 双螺旋模型是不证自明的;其二,他认为时任 Nature 主编 L.J.F. Brimble 肯定觉得 Lawrence Bragg 的推荐相当于同行评审意见。 John Maddox 回忆说, Brimble 喜欢吃中午饭的时候在外套口袋里揣上投到 Nature 的稿件,在饭后的咖啡时间给大家传阅。他还提到一个有意思的问题: M.H.F. Wilkins 和 R.E. Franklin 的两篇相关论文是如何跟沃森和克里克的文章同期发表的?他认为,克里克投稿前将论文发了一份给 Wilkins (或者他同时也发给了 Franklin );之后 Wilkins 和 Franklin 的工作单位即 King’s College 物理实验室的头头, J.T. Randall ,联系了时任 Nature 编辑的朋友 A.J.V. Gale ,请求将 Wilkins 和 Franklin 的论文同时发表。 现在的同行评审,敢于发表有疑问稿件的编辑是否越来越少了?能坚持的作者是否也少了? --- William Lawrence Bragg:由于X射线研究晶体结构方面的贡献,和其父(William Henry Bragg)一起获得1915年诺贝尔物理学奖,是迄今最年轻的诺贝尔奖获得者(25岁获奖)。 --- 另外, 2005 年“世界物理年”的时候, 中科院理论物理所的 刘寄星老师写过一篇“爱因斯坦和同行审稿制度的一次冲突”,介绍了爱因斯坦的一次被拒稿事件。该文发表在 2005 年第7 期的《物理》杂志 。
个人分类: 科学那些事儿|14938 次阅读|34 个评论
螺旋形——生物界一道美丽的风景线
cherrylu1960 2010-9-8 23:30
DNA 结构的发现,让双螺旋成为生命内涵的象征,现代生命科学的形象代言人,从北京中关村中心区矗立的双螺旋模型,到科技馆新馆巨大的生命螺旋雕塑,无不让人们联想到生命之美、生命之神秘。 除了DNA双螺旋,生命中还有许多与螺旋形有关的故事。 其实,螺旋现象是自然界中一种比较常见而有趣的现象。比如植物有螺旋状的器官,葡萄的卷须就是其中一种。如果我们用心观察一下还会发现,攀援植物中盘旋的藤儿,还有左旋和右旋之分。 各种反刍动物如牛、羊的头上,往往都长着一对美丽的螺旋形弯角,田螺、蜗牛之类动物的外壳,也都呈现美丽的对数螺旋形;一些蜘蛛总是固执地编织螺旋形的丝网;可爱的小松鼠们也很喜欢按照螺旋路径在树上爬上爬下 螺旋形作为自然界一道美丽的风景线,自古以来就引起了人们的极大注意。阿基米德曾写出了有关螺旋形的第一部科学著作,著名诗人歌德在观察到许多植物的枝叶都沿螺旋形曲线缠绕支架向上生长的现象后,专门写了一篇叫作论植物的螺旋生长倾向的文章。 自然界螺旋何其多,是巧合,还是另有蹊跷?人们想知道为什么自然界如此钟爱螺旋形。 随着分子生物学的发展,螺旋形这一美丽而又令人熟悉的图案启示人们,从生命内部发掘某种秘密。结果惊奇地发现,在细胞的内部原来也充满了螺旋形。 除了 DNA 双螺旋,蛋白质分子中的螺旋不仅多,而且在维持蛋白质活性上也很重要。如果给蛋白质施加某些条件,如加热到六、七十度以上,或用紫外线长时间照射等,蛋白质中的螺旋结构就会遭到破坏,变成松散状。这时,蛋白质原有的生物活性和生物功能就会丧失。 螺旋形蛋白与我们的生活还有一些有趣的联系呢。当我们把头发拉长到一定程度,松手后,会发现头发又恢复到一定长度。这是怎么回事呢? 原来,动物的毛发是由许多角蛋白链纵向连接构成的,每个角蛋白分子都是一个三股的蛋白质螺旋。螺旋结构有很好的伸缩性能,毛发可以拉长,又可以恢复,就是因为角蛋白具有螺旋结构。 人们为了漂亮,常到理发店烫发(除了女人,我发现现在男人们烫头的也不在少数)。烫发时,首先把头发卷成一定形状,然后涂上有臭味的还原剂溶液并加热。还原剂可以打开角蛋白链间的连接,湿热条件使角蛋白的螺旋结构展开。过一些时候,洗去还原剂,涂上氧化剂以便使相邻角蛋白链在新的位点重新连接。当洗涤并冷却头发时,角蛋白回到原来的螺旋结构,这时头发便以所希望的形式卷曲起来。 除核酸和蛋白质外,还有一类大分子也具有螺旋结构。这就是淀粉。在香甜可口的马铃薯薯条中,就含有许多淀粉,每一个淀粉分子由 250 ~ 300 个葡萄糖小分子手拉手连成长长的链子,这些链子不是伸直态的,它们通常卷曲成螺旋形,有趣的是这些生物螺旋非常有规律,每一转都包含有 6 个葡萄糖分子。 宏观世界的螺旋形和微观世界的螺旋形一定有着有机的联系。科学家们已经发现,蜗牛之类的螺壳向哪边旋,是由细胞核内的基因决定的。黑种人往往长着美丽的自然卷发,而我们黄种人的头发却是直直的。这是因为头发中所含的蛋白质分子的结构不同。当然归根结底是遗传基因的不同。 可见,无论是宏观领域,还是微观领域,螺旋形是生命的基本形状。但目前来说,它对于我们来说,多多少少还有点神秘。我们期待着科学家们更多揭开它的成因和内在涵义,造福于人类。
个人分类: 科普文章|8215 次阅读|5 个评论
双螺旋秘密之自我复制篇
cherrylu1960 2010-8-29 22:50
几乎所有的生命都含有化学构成相同的DNA大分子,而遗传是生命的最重要本质,生命为什么会遗传?DNA凭什么施展它传递遗传信息、控制生命遗传的魔法? 上个世纪50年代后,对于遗传学来说,有太多的发现。分子遗传学成了前所未有的香饽饽,基于它的一个个新的事件日益改变着整个世界,也影响着我们的生活。而这一切,都源于一个生命的最大秘密DNA双螺旋结构的揭示。 20世纪前50年,为了解开遗传因子的化学本质,进而揭开生命的惊天秘闻,科学家们前赴后继,做了大量的工作,进行了一系列实验,特别是到了四十年代,更吸引了大批的科学家参与到遗传大分子的解秘中。其中最引人注目的当属物理学家和化学家的参与。 无论是奥地利化学家查伽夫基于DNA化学构成中碱基数量的研究,还是赫尔希和蔡斯进一步证明DNA是遗传物质的噬菌体转化试验,富兰克林获得的清晰的DNA的X线衍射数据,两次获得诺贝尔奖的鲍林的出色试验,离揭开DNA的真象也许都只有一步之遥。但只有沃森和克里克全面利用了前人的成果,成为捅开这层窗户纸的第一人。DNA双螺旋结构的发现,更像是瓜熟蒂落的结局。 幸运的沃森和克里克曾多次提到,是物理学家薛定谔的《生命是什么?》感染了他们,成就了他们解秘生命的信心和决心。特别是薛定谔的所谓遗传密码脚本说法,更能吸引他们去发掘它的真正秘密所在。但他们也知道生命是什么,尽管生命是什么这个话题看起来异常简单明了,而实质却异常复杂。寻找生命的脚本应该是一件非常有趣而关键的工作。 寻找生命脚本的目光已经集中在庞大复杂的DNA分子上,好在化学家已经帮助找到了DNA大分子的关键构成,即四种不同的化学碱基:腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。物理学家又帮助实现了DNA大分子双螺旋结构的最终发现。 现在,真相大白的时候终于来到了。 双螺旋横空出世后,人们自然要问,为什么是双螺旋?它的意义在哪里?A,G,T,C在长长的DNA链上是如何排列的?它的结构特点能否同薛定谔的密码脚本假设相吻合? 事实上,沃森和克里克在发现DNA大分子是呈双螺旋结构存在时,也同时发现了它能自我复制的秘密。从而奏响了遗传天书解读的序曲。 事实证明,双螺旋模型是关于DNA分子结构的十分成功的模型。它由两条右旋但方向相反的链盘绕同一个中心轴盘绕而成。DNA的每条链除由磷酸和糖构成外,最引人注目的就是 A、G、C、T四种碱基了。其中A和T,C和G在两条链之间以氢键相联配对,构成了双螺旋天梯的一阶阶台阶,生命的遗传密码就印在这台阶上。 生命的遗传现象主要取决于DNA自我复制的本领,而双螺旋模型可以很好地解释这一点。 DNA分子在复制前,双螺旋链要解开,然后螺旋链上的碱基去寻找各自的配对伙伴,A总是与T配对,G总是与C配对。于是,就由一个DNA分子变成了两个模样完全一样的DNA分子了。进一步说,当DNA的两条链分开时,每一条链都可以作为建造DNA子链的模板。但新的DNA分子,总是由一条旧链和一条新链构成,因此,这种复制方式也称半保留复制。 DNA两条链上碱基的排列,呈完全互补的关系,因此知道了其中一条链上碱基的化学排列,另一条链上的化学秘密也就无处可藏了。DNA自我复制的方式,彻底揭开了生物的遗传性状为什么会从母代传递到子代的秘密。 当然,DNA在自我复制的过程中,也会出差,结果自然成就了生物的变异。 DNA双螺旋模型的提出是生物学上一件十分重大的事件,作为20世纪最伟大的发现之一,它宣告了分子生物学的诞生,标志着人类对生命的研究进入了分子水平。正因为破译了DNA的结构,生物学各个领域的研究都发生了巨大的变化,我们人类开始真正具备了驾驭生命的本领。 当然,秘密还在继续。
个人分类: 科普文章|5306 次阅读|2 个评论

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