窥探极微世界
你若看看最上等的制品,例如椅子或桌子,你会看到精美的髹漆和外表。可是你若将家私反转过来察看里面,你无疑会发现它的不平滑、不悦目甚至粗糙的地方。你若运用强力放大镜视察一下精美髹漆的任何部分,你会看到它其实是十分不平和不规则的。
一位工匠的制品若是精美到尽管将之反转过来或用放大镜视察也只能看到美丽、有秩序和匀称,你以为怎样呢?你若发现它愈近看愈显得美丽又如何?你无疑将这项工作誉为出于一位第一流的工匠,这位工匠具有卓越的能力、智慧,并且对工作一丝不苟。
这正是你察看造物之工的心得。造物主的杰作除了美丽之外还有奇妙的功能、价值和复杂紧密的互相依存关系。每种生物怎样为了其他生物而工作,在人用日益强力的显微镜视察极微世界时更加显而易见。
关于上帝的工作技术;耶稣基督说:“你想野地里的百合花……我告诉你们,就是所罗门极荣华的时候,还不如这花一朵呢。”(马太福音6:28,29)一朵花的精致美丽,独特的颜色和芳香自然很容易欣赏。倘若你用显微镜就近观察花细胞的结构,你便会对它结构的精美和它所代表的机械技巧叹为观止。
现在,让我们精细地观察一下那真正的“底面”——动、植物世界通常不为人类肉眼所看得见以及非用显微镜看不出的地方。在这极微的境域里,我们可以看见其中秩序井然。
水中植物的王国
你在那里找到这个迷人的世界呢?取一滴混盐的水或海水放在两片玻璃之间。将这块“幻灯片”放在显微镜的视镜之下。你便会看到许多小东西,有些静止不动,有些慢慢移动,有些剧烈激动,还有一些转动得像个陀螺;其他的则采取不规则和漫无目的底步法。有些是植物——“藻类”;有些是动物——“原生动物。”
植物其实为地球上的人类和动物出产大量粮食。(创世记1:29,30)植物借助所谓“光合作用”的过程,利用空气中或地下水中所融解的二氧化碳,将其转变成动物能够消化的无机物。水藻每年产生难以胜数的亿万磅淀粉质、糖分、蛋白质和油类。科学家们现时还未能完全了解光合作用的过程之谜。地上生物这种互相依存的复杂化学作用充分证明了造物主深不可测的智慧。
现在请将你的显微镜放大率提高一点。你看到纷陈并列的精密宝石。这些便是硅藻。这种玻璃质的植物有一硅素的硬壳,复杂匀称而花样种类极多。
硅藻壳的大量沉淀物在厚层中发现,这些厚层是许多世纪之前在我们现时的陆地上积水时堆起来的。这些堆积物称为“硅藻”土。这些植物的硬壳是这么微小,以至要五千万个才占地一方寸!
人能从硅藻直接获得任何益处吗?不错,能够。硅藻土在几种工业上被用来作精密的滤过剂。它被用在多种无光泽的漆油和某些绝缘体上。由于含有摩擦品质,它在许多种制品中被用作摩擦原料。你在擦牙时就可能用过它。
在观察微生植物时,你若见多种颜色。也许你会目击有些植物在你眼前繁殖。一种称为水绵的淡水植物生长成长线状,单细胞的头尾互相连结。每个细胞像一枝管。它的繁殖方法之一是由两串细胞平行排列。你在细看时,有一个细胞逐渐隆起,隆起之处继续长大直至与另一串细胞结合为止。这时两串细胞看起来像一条有许多梯级的梯子。你观察到一串细胞的物质从每个细胞移到另一串的每个细胞之内。这种两性交配遂组成新的细胞和新的长串。
在观察之际,你会同时看到卷曲如球的另一种植物,团藻的殖民地。它也许是数百甚至数千个细胞所组成的球状“共同体”,但它及不上针头一半那么大。
微小动物的生活
虽然鱼类和其他较大的海中动物也吞吃藻类,但藻类的最大消耗者却是某些动物,这些动物本身是小到在显微镜下才看得到的。它们反过来被较大的海中动物所吃。这些微小动物有不少是单细胞的,例如有孔虫,它们生活在海洋的咸水里。它们的壳形成大部分的海床。英伦海峡的多佛白垩峭壁便是由有孔虫的壳所组成。在你那一滴水中也许你能看到其他单细胞动物,例如美丽的放散虫,它也是活在壳里。单细胞动物种类多到不胜枚举,今日在地球上生存的有三万种以上。
一项惊人的事实便是,这些细小的海中动物及微乎其微的植物虽然如此微小和脆弱,却能以亿万的数目和极多的种类在许多世纪中持续下去。更惊人的是,它们从不改变,同样的特性世代相传,因此古代的化石与现存的生物样本毫无分别。这是多么稳定!可是当一个人意识到一切生物及其互相依存之道是最高智慧的设计时,便会合乎逻辑地看出生物若要在地球上继续生存就必须如此才行,因为每种受造物在生物网中都有其重要位置。
单细胞生物被描述之多毋过于阿米巴。我们许多时听到有人因饮了含有阿米巴的不洁之水而染病。可是,阿米巴自有其重要的任务。它没有壳。它的移动是借着体内柔软物质的“流动”而致。因此它们不断变形。当阿米巴遇到食物——细菌,腐坏物质或原生动物——时,它会伸出假肢或假“足”去环绕那物体,并将之送入体内,在其中加以消化。(白血球在我们体内的作用也像阿米巴一般,以流动来毁灭血液中的细菌和其他外敌。)
在那一滴水里我们发现有些较大但仍然极之微小的动物,那便是称为“水虱”的动物,因为它在水里跳动,有如虱子在地上跳动一般。事实上,它们以两个较大的触角来游泳。水虱有五对足,主要用来使通过它的壳而含有食物的水流通。它虽然比米粒还小,却具有一眼,一“脑,”消化系统和一个心脏,心脏每分钟跳动三百次,将血液输送全身,但却没有静脉或动脉。
你也许纳罕这些细小的“虱”对人有什么作用。它们的寿命大概只有三十六至五十天,但大多数不能享尽天年,因为它们会被水里的小虫、蠕虫、甲虫和小鱼所噬。数以亿万计的水虱正是那较大一点的动物的美食。依次地,它们又为更大的动物所食,最后人类才有鱼、虾、龙虾和其他海产可以大快朵颐。
同时,水虱在解决人类一项机械上的难题方面变成真正的益友,城市水塘是微生藻类的理想繁殖地。藻类一多时即在水里发出异昧和恶臭。若用筛屏将这些微生植物滤出,则很快便会使滤水器阻塞。水虱于是大派用场。工程师将水虱放在水里“啮食”藻类。它们的效率极佳,可以将藻类消灭净尽。于是用较粗的筛屏滤去水虱,城市的人遂可以有洁净的淡水可饮了。
显微镜小史
早期的研究家也许曾用几片石英石作为天然透镜来探察极微世界。也有人曾用几滴水。但最初真正有效的显微镜是用玻璃珠作为透镜的。小如硅藻的东西也可以通过它而看得见。
今日的单一显微镜仅用一块或一组透镜组成。单一显微镜经过改良便成为复合显微镜,它具有两组透镜,一组透镜将另一组所放大的影像扩大。倘若一组(对物透镜)将物体放大八十倍而另一组[接眼透镜]再将影像放大十倍的话,结果影像看来便会比物体大八百倍(80x10)。现时复合显微镜的鲜明影像最高扩大度已达1,000倍的程度。过了这个限度,影像便不会有这么良好的“分解能,”意即它们不是完全鲜明和清楚的了。
为了不断渴望对极微世界作较深的窥探,显微镜制造者从利用光谱的可见部分进至利用紫外线、X光和电子光线,这些光线有较大的震动频率和较短的光波,因而获致较佳的分解能力。因为普通光线的光波比物体的大小或其中的细节较长,它们“跳”过了细节以致在眼前不能出现影像。
研究者不断加以改良。透过式的电子显微镜可以将影像清楚地放大100,000至200,000倍。然后,再用望远镜将影像扩大,遂使影像达到一百万倍的良好扩大体。仅有数‘埃’单位大小的物体也能清晰可见。(“埃”单位等于一厘米的万万分之一。)
显微镜照片通常的倍度标明为800倍(800X)左右。这意味到它是直线倍度。换言之,照片中的影像的长度和阔度比摄影对象物体的长度和阔度各大800倍。这样,影像的面积比物体的面积是800x800,即扩大640,000倍。倘若照片影像是个细胞,它的大小便等于640,000个细胞。标明为“2,000,000x”的倍度使等于影像的幅度扩大了4,000,000,000,000倍!
较新近的发展是扫描电子显微镜。它用电子光线去扫描物体表面,方法与电子光线在电视受像管内扫描荧光屏所生的映像大致相同。随着新近的改良,它所获致的分解能力可足以比得上在较早时使所述的电子显微镜,它能一次映出所有的照明点。每种显微镜都有它的优点和用途,但扫描电子显微镜的主要优点是有更深的焦点,使影像看起来有立体感。以此方法可能对某些结构作正确的研究。
利用显微镜的人士可以看到地球的水中和陆上令人惊奇的无穷万物,这一切的确证明造物主的智慧和他创造万物的旨意。。
据称宇宙庞大到无法想象,也许达到无限的地步,但微物的世界也同样是无法测度的。现时人还未接近它的界限。请想象一下地球的大小以及居住在其上的亿万人口和环球旅行所需的时间。然后看看一个哥尔夫球。地球若与哥尔夫球相较,哥尔夫球便显得好像一粒原子。不错,这个美丽的宇宙有足够的神奇,可以供我们永远作引人入胜的探察。
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硅藻
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放散虫
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水虱