形形色色的激素
形形色色的激素
地球上的生物都按着各自的形式进行着生命活动，这些生命活动既繁忙又复杂，可它们总是纹丝不乱、一刻不停地进行着。是什么使得机体各部分之间相互配合、如此协调地完成它们的功能呢?是激素!这是直到20世纪初才被科学家所发现的生物体自己产生的特殊化学物质。1906年，英国的斯塔林最先提出了“激素”这一名词。在有机体内，有一些器官和细胞能产生各种不同的激素，它们像忠实的信徒，随着血液在周身循环流动，把控制正常生命活动的信息带给某些器官和组织。地球上的动物、植物都是通过激素的调节和控制，维持着正常的生命活动的。如果激素的作用受到干扰，就会影响生物体的正常生长，甚至引起病变和死亡。动物体内的激素是由内分泌腺分泌的。人体主要的内分泌腺有脑垂体、松果体、甲状腺、甲状旁腺、胸腺、胰岛、肾上腺和性腺等，分泌的激素有各种促激素、生长激素、甲状旁腺素、胸腺素、胰岛素、肾上腺素、性激素等数十种激素。人类研究得较多的是胰岛分泌的胰岛素。最早开始研究的是两位加拿大科学家班丁和麦克劳德。
班丁1916年从医学院毕业，在第一次世界大战中成为军医，战后在多伦多市当外科住院医师。他的业余爱好就是研究糖尿病。当时人们已在推测糖尿病可能与胰腺分泌的特殊物质有关，并把这一分泌物称为“胰岛素”。因此，有人就用动物的胰腺尝试着治疗糖尿病，但都没有收到预料的效果。班丁认为:糖尿病人服用动物胰腺后，可能胃液将其中的激素破坏了，使它无法进入血液降低血糖。如果将胰腺中的胰岛素分离出来，通过注射进入血液，可能达到降低血糖的作用。但这一设想实施起来却遇到了重重困难。班丁在寻求帮助时，获得了当时著名的实验糖尿病专家、生理学教授麦克劳德的支持。
班丁从未做过系统的实验研究，缺乏测定血糖、尿糖、尿氮的实验技术，于是麦克劳德帮助他进行实验设计。实验结果是提取物确有降低血糖和尿糖的作用，于是，他们开始用提取的方法批量生产胰岛素以供临床治疗之用。他们因此获得了1923年的生理学和医学诺贝尔奖。
当胰岛素分泌不足时，血液中血糖含量升高，随着尿液排出，形成糖尿病;当胰岛素分泌过多时，又会使血糖浓度下降，产生低血糖症。这两种情形都会引起体内糖代谢的紊乱。胰岛素的发现，为临床治疗提供了新的药品，也推动了蛋白质化学的理论研究。胰岛素是由51个氨基酸组成的多肽，各种动物的胰岛素虽然有些差异，但基本结构是相似的。许多科学家都尝试过将51种氨基酸通过人工合成的方法获得胰岛素结晶。1965年，我国科学家经过6年零9个月的工作，在世界上首次用人工的方法合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素。1971年，又成功地测定了胰岛素晶体的空间结构。由于胰岛素在临床治疗上需要量很大，人们一直在寻求提高工业生产胰岛素产量的有效方法。随着20世纪70年代基因重组技术的问世，像胰岛素这样的药物就可以通过基因重组细菌发酵生产了。1978年，通过基因重组的大肠杆菌首次成功地产生了人胰岛素。1982年，通过基因工程生产的人胰岛素即投入了商品市场。过去从牛、羊、猪的胰腺中提取胰岛素，如每生产100克猪胰岛素需要从750千克猪胰中提取，工作量大，产量也远远供不应求，价格昂贵。通过基因工程生产胰岛素，每2000升细菌培养液中就可提取100克，而且比猪胰岛素对人体更安全。
在长期细致的观察和实验中发现:除了高等动物以外，昆虫体内也有激素存在，它们个体虽小，但同样有完备的内分泌器官，分泌重要的激素。已发现的昆虫体内激素多达10多种，其中脑激素、保幼激素、蜕皮激素、滞育激素为主要激素。它们共同调节、控制着昆虫的生长、蜕皮、变态、生殖、滞育等生理环节。某种激素缺少或过多，都会对昆虫产生特殊的影响。因此，人们可利用昆虫体内激素变化的规律来控制昆虫的生理过程。例如在害虫的幼虫期，可大量地给予某种激素，促使害虫提前或推迟蜕皮、羽化;扰乱昆虫的正常生活规律，使害虫产生畸形或不育，减少虫害。
另外，昆虫在一定的时间和场合，还能向体外释放具有挥发性的外激素，如性外激素、聚集外激素、警告外激素、追踪外激素等，用来警告、引诱、通知同伴，达到某种目的。
许多雌蛾常在夜间释放性外激素，有时可扩散到几千米以外，雄蛾通过触角感受到这种特殊物质以后，就会飞来同雌蛾交配;当小蠹虫甲虫发现了寄主植物之后，会分泌聚集外激素，把分散的小蠹甲虫聚集到一起;个别蚜虫发现七星瓢虫、草蜻蛉等天敌时，会释放警告外激素，通知同伴警惕;蜜蜂通过释放追踪外激素，使自己不管飞出多远，仍能准确无误地返回蜂箱……
20世纪20年代，人们发现植物体内也有激素——植物激素，它们在植物体内的含量非常少，一般只占植物鲜重的百万分之几，但却有着显著的调节和控制植物生长发育的作用。这些激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等五大类，它们能够促进细胞的生长和分裂、生根、发芽、开花、结果、催熟、防衰老、抑制节间伸长、侧芽生长、休眠、落叶等植物生理活动。
生长素能够促进细胞生长。如果你注意观察的话，会发现窗台上的盆栽花的枝和叶总是向着窗外光线充足的方向生长的，这就是植物的向光性。为什么植物的枝叶会主动朝着向光面呢?因为光线会改变植物体内生长素的分布，向光面的生长素分布少，细胞生长就慢;背光面的生长素分布多，细胞生长较快，这样，枝条就向生长慢的一侧弯曲。植物的向光性使植物能够得到足够的光照，有利于生长。生长素还能促进果实发育，防止落花落果。但如果浓度太高，也能抑制植物的生长。
如果将一块刚收获的马铃薯种到地里，是不可能发芽的，因为马铃薯有休眠期。而赤霉素就有打破某些作物休眠的作用。采用赤霉素打破马铃薯的休眠期，有利于提高出苗率。赤霉素还能大大增加植物的株高，矮玉米经赤霉素处理后可长得跟正常玉米一样高大，它具有跟生长素类似的促进生长的作用。
俗话说:“秋风扫落叶”。其实树叶并不是被秋风吹落的，而是植物体内的脱落酸起的作用。脱落酸能促进叶柄的衰老和脱落，这是植物在长期的进化过程中产生的一种适应。在寒冬到来之前，植物脱去叶片，防止水分大量蒸发，使芽处于休眠状态，抵御寒冷的侵袭。
一箱水果中，只要有一只成熟的果实，就能引起整箱水果很快地成熟。这是因为乙烯的催熟作用。成熟果实能释放出乙烯，这种乙烯能促进邻近果实很快成熟，新成熟的果实又产生大量的乙烯，以致很快导致整箱果实的成熟。另外，乙烯还能促进雌花的发育。
五大类激素共同影响着植物的生理活动，随着科学日新月异的发展，可望在农业生产中更合理地利用这些激素来提高作物产量，为人类提供更富足的农产品，缓解人类所面临的日益严重的粮食和资源危机。