<h1>綠色動物有可能嗎?</h1>
這裡的綠色動物不是指綠蛙,而是細胞含有葉綠體,可以通過光合作用自給自足,就像綠色植物一樣。有沒有人見過這樣的動物,至少頭腦清醒?
為什麼沒有綠色動物,如果有的話,綠色動物應該相當不錯,相比其他動物,綠色動物不需要每天急于覓食,自己通過光合作用就能解決,而所有其他動物總是處于食物短缺的危機中,包括我們人類。經常遇到在街上招攬食物的人,如果能進行光合作用,會更快樂。
我們都知道植物可以光合作用,因為它們含有葉綠體,葉綠體利用光将二氧化碳和水加工成糖并釋放氧氣。但可能有些人不知道植物可以存活,因為它們含有線粒體,線粒體有氧呼吸,氧化糖和脂肪以産生能量,并為植物的每個細胞和整個植物提供能量。植物細胞含有葉綠素和線粒體。

現在,你可能認為動物細胞隻含有線粒體,線粒體隻能被氧化以釋放物質中所含的能量,但由于缺乏葉綠體,它們不能直接利用光能産生含能量的物質,如糖和脂肪,動物隻能通過食用其他動物或植物來獲得。
那麼,為什麼動物細胞不能同時含有葉綠素和線粒體呢?讓我們先來看看動物和植物之間最大的差別是什麼,除了無葉綠素的身體。毫無疑問,最明顯的差別是植物是靜止不動的,而動物是移動的。
我們都知道運動需要更多的能量。一名成年男性坐一整天消耗約2,000公斤的能量,普通一天每天約2,600公斤,成年男性運動員每天約3,300公斤。其實,即使一個人還躺着不動,他或她的内心總是在動,他的心在跳動,他的腸子在扭動,他的血液在流動,等等。2000千卡的能量,可能聽起來很多,但實際上并不多,一公斤大米幾乎可以産生這種能量。但是通過光合作用很難達到同樣的能量。已知具有最瘋狂的光合作用的植物是小球藻,這是一種單細胞生物,雖然隻含有一個葉綠體,但卻是一種占據大部分細胞的巨大葉綠體。小球藻的光合作用比其他植物強十倍以上。一公斤小球藻可以在一小時内産生0.6克葡萄糖,基于每天12小時的光照,理想情況下每天7.2克葡萄糖。一克葡萄糖的完全氧化可以産生4公斤的能量,根據計算,這需要500克葡萄糖來維持一個人每天最基本的能量消耗。那麼,讓我們看看一個像人一樣重的小腎小球在一天内通過光合作用能産生多少能量,如果一個人測量為65公斤,那麼同樣重量的小球藻可以在一天内産生7.2克葡萄糖,這反過來又無法與一個人一天的基本能量消耗相比對。但别忘了,這是一個理想的情況,所謂理想情況,意味着每一個小的全球藻類都是平鋪的,可以充分感受到陽光、光合作用,如果小球藻之間互相疊加一些,那麼堆疊在一起就不能完全光合作用,甚至考慮到細胞的透光性, 葡萄糖的實際生産能達到理想值的十分之一是好的,這隻有50克左右,遠遠沒有維持一個人最基本的能量消耗。而小球藻已經是自然界中光合最多的植物,其他同等重量的植物每天隻能産生5克左右的葡萄糖,也無法滿足人體的能量消耗。這意味着,即使有一種含有葉綠體的綠色細胞想要靠光合作用生存,他很快就會死去,因為每天光合作用産生的能量遠遠不足以維持他每天的能量消耗,即使他沒有足夠的運動。
雖然太陽每分鐘投射到地球上的光總量是巨大的,但具體區域并不多。我們應該有一些關于你什麼時候看到一輛太陽能汽車比普通汽油燃燒汽車跑得更快的資訊,即使它覆寫着比它自己的尺寸更大的太陽能電池闆。
動物是能量密集型的,甚至是冷血動物,它們的生活方式和身體結構決定了它們必須比光合作用更有效地獲得能量,即直接擷取富含能量的生物體。那麼動物為什麼不利用雙重能量習得,即細胞中含有葉綠素,既可以進行光合作用,也可以直接食用有機物。原因是同時維持兩個系統是低效的,我們上面已經看到,光合作用産生的能量遠遠不夠消耗動物的能量,而且為了能夠進行光合作用,動物的身體結構無疑需要改變向不利運動的方向發展,這将大大不利于動物的捕食生活方式, 而直接消耗少量的有機物可以獲得大量的能量,是以,對于動物來說,完全放棄用這種能量方式進行光合作用,完全依靠直接擷取有機物是明智且成本最低的。保持兩種截然相反的不可調和的能量捕獲形式是一種非常低效的設計。這是一個不可能的生物。即使有,也一定是因為缺乏競争力而自然而被淘汰的。
那麼,為什麼植物可以獨自在光合作用中生存呢?因為植物使用與動物完全不同的設計來最大限度地降低能耗。首先,植物在外觀上沒有移動,你永遠不會看到植物匆匆從你身邊走過。植物不僅不做大運動,植物甚至不做小運動,植物在情緒煩躁時不搖枝,敲打樹幹。植物内部也是固定的,動物身體運動占了大部分的能量消耗,為了将營養物質輸送到身體的每一個細胞,動物的心髒要跳動,肺要呼吸,腸子要扭動,血液要流淌。另一方面,植物巧妙地利用水的蒸氣作用,通過葉子上的小孔自動将溶解在水中的營養物質輸送到它們自己的每個細胞,而無需消耗任何能量。通過這種"不動"的設計,植物可以最大限度地減少自身的能源消耗,而大多數植物本身隻消耗其日常能量的十分之一到三分之一。剩餘的能量被儲存用于生長,發育和高能量活動,如開花和結果。
當然,我承認,并非所有的植物都是絕對不活躍的,植物的某些部分可以真正移動,甚至在短時間内相當快,如此之快,以至于昆蟲可以被殺死。例如,海狸藻類、捕蠅草、茅草等,當昆蟲碰到這類植物的獵殺器官時,這些植物要麼會迅速蓋住瓶子的蓋子,要麼會用粘液結合劑迅速合上兩塊,昆蟲在其中閉合,然後分泌消化液來消化昆蟲。這種快速的活動消耗了大量的能量,不能僅靠光合作用來維持,這就是為什麼這些植物捕食富含蛋白質的昆蟲,這些昆蟲必須依靠蛋白質的直接消耗來維持植物這種非常瘋狂的生活。毫無疑問,如果你總是用塑膠棒觸摸這些食蟲植物,使它們的液壓運動系統過度運作,無法捕獲任何可食用的東西,你很快就會讓它們活着餓死。
那麼,世界上真的沒有綠色動物嗎?在多細胞動物中絕對沒有這樣的綠色動物。然而,我們知道,單細胞生物體是一類非常奇怪的生物體,它們非常簡單,簡單到隻能由一個細胞組成。在這種極端的結構中,不可能的事情會成為可能嗎?答案是肯定的。确實有這樣一種單細胞生物,那就是眼蟲。眼蟲可以說是世界上最奇特的動物,它含有葉綠體,看起來像植物,但同時眼蟲在身體前部有很長的鞭打,這種鞭子的結構相當複雜,由20個微管組成,含有肌肉樣的運動蛋白,可以搖晃鞭打讓它們遊來遊去。在光照的情況下,眼蟲依靠光合作用來獲得能量,因為眼蟲隻是一個細胞,非常小,是以它的運動消耗的能量很少,依靠光合作用可以維持其運動。在沒有光照的情況下,眼蟲可以通過吸收體表溶解在水中的有機物來獲得能量。
為什麼會有如此神奇的動物?這是因為進化會朝着所有可能和不可能的方向嘗試,一旦你開始嘗試,誰能确定這是不可能的。經過數十億年的生命,所有的痛苦和歡笑,它現在占據了植物,動物,真菌,原始生物(單細胞真核),原核生物,非細胞生物(病毒和病毒)的六個邊界,就像佛教的六個轉世一樣。生活給了我們太多的靈感,其中最重要的是敢于嘗試。