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1、关于科氏力导致哺乳动物左右不对称发展的假说土,一一功,针彳'【动扬再f厂.关于科氏力导致哺乳动物左右不对称发展的假说V于青牵家欣(本文提出假说,旨在说明脊椎动物单侧优势化是受科氏力诱导,通过动物的反馈而形成的对假说进行了求证.并与可得到的资料比较.尚未发现矛盾,继而为证实假说.提出了有关的实验设想.1,问题的提出与探索从比较解剖学和胚胎学不难看出脊椎动物的单侧优势开始于哺乳类和鸟类.这种结构上的巨大变革,表现在中轴对称性的破坏和脏器的定向移位心指向左.肝移到右侧,其它脏器也发生相应的变化,血循系统的演变更加使人惊异.如果不是胚胎学和比
2、较解剖学铁硬的事实很难相信今天的大动脉竟是古老的鱼类左侧第四腮弓动脉进化的结果,传统的主静脉退化为今天的奇静脉左半身的静脉血管奇迹般地向右靠拢,吻合于新生的腔静脉,一个主动脉居左腔静脉居右的新格局出现了,我们不禁要问:是什么力量导致哺乳类的内部格局发生了这样巨大的变化?我们的假说认为,由于地球自转动物在球面上运动受到科氏力,血液在血管中流动也受到科氏力,这两种科氏力叠加在一起,引起体内左右应力之不对称.通过动物自身反馈在新陈代谢中淘汰了落后的结构发展了适应外力的新结构,遵照变异遗传选择的规律累代发展而来.以下我们以北半球在球面上运动的
3、动物为例分析受到科氏力作用的情况:参看图1,OA为地球半径,OB为地球自转轴.口是地理纬度,ON为地球表面C点的法线,瓦挺地球自转的角速度.是动物在c点运动的速度,苟有两个分量,蔬的量值是向Bin,方向北京大峪中学.本世纪500名杰出贡献的科研带头人(1023001北京协和医院中医科大夫…北京纺织科学院是沿法线ON.量值是同cos方向是垂直ON科氏力等于一2m×,科氏力的一个分量一2In赢×.沿着ON与重力在相同或相反方向,这个分量对作用于动物的重力加了一个很小的量值,另一个分量一2rn苟×谨值是2ml商lBin指向移动动物的右侧,这
4、个右侧指向的力用F表示它作用于动物的一生,当然也作用于他们所有祖先的一生从胎儿到成人阶段作用于身体的每一部分由于地球自转的角速度甚小.相应的科氏力也很小.不可避免地要提出问题这样的小力是否足够引起显着不对称的大形态学现象,目前在推理上可以得到,小力可以在受力系统中引起大力然而对本假说的定量验证只是提出了实验设想.图1究,使离子束生物学为造福人类作出更3大贡献14参考文献51第二届离子注入生物学国际学术研讨告论文集中国科学院等离子体物理6研究所编.19932采增亮等Nuc1.Instr.andMeth7B59/691991邵春林Radi
5、at.PhysChem1994,43(4).卫增泉辐射研究与辐射工艺199311f2):90卫增泉生物物理1996.12∞:315～320邵春林核技术199619f6):321～325泉增亮安徽农业大学1994.21f3):260～2648D.T.Ooodhead.eta1.RBdiatProtDosiml990.31(1—41:3439Stmngenberg,G.…//p】antSci1995,108(2):209~21710Rochange,F.…//plantCellRep1995,14(10):674~67811Wan.Y.…
6、//planta1995,196(1):7～1412Livingstone,DM//Aust.J.Plantphysio1.1995,22(4):585~591SA囤22,科氏力对腿肌肉骨骼系统的作用以人为例考虑身体用腱在地球上滑动:匿2中,O为质心,矢量表重力,矢量代表科氏惯性力,对和的反应将有切向力,氐和赢及法向力和用在脚A和B上,平衡公式得出:Gc吉+F{;G专一一Fc导…………c这里LHX在图2标出.L是两脚中心问距离,H是质心的高度.X是左右不对称引起质心侧移的距离,对GF和X取正值,力N作用在右腱上比作用在左腱上的力大.图
7、2彳尼明显不适台于奔跑的哺乳动物模型.奔跑时大多数时问一只脚触地,复杂的肌肉,骨骼关节筋腱系统将调动起来对抗科氏力.众所周知,肌力引起的作用在骨关节上的应力远超过重力单独引起的应力,地面的弹力N和T目的变化将影响身体每一部分的姿势步态,肌力和应力.例如:60公斤的动物在北伟45.上,以l0米/秒的速度奔跑,科氏加强度是10m/sz科氏力大约为0.06牛顿,如果动物质心高度H=l米脚问距离为20厘米,质心侧移的距离X=1厘米两足的弹力差N一N=60N……(2)60N是不容忽视的量,它比动物的重量小,但动物重量不能引起左右脚的不对称.这点
8、说明彻底研究两足或四足动物胎儿成年到老年左右不对称是很有趣的.3科氏力对体内液体的作用图2的盒子可代表体腔,体腔内含有液体.科氏惯性力作用其上,液体中密度大的颗粒在科氏力作用下将向右侧沉淀,沉淀过程受对瘟分子和胶体弥散影
