天天看点

为什么没有绿色动物?如果有的话,通过光合作用就解决了食物问题绿色动物是可能的吗

<h1>绿色动物有可能吗?</h1>

这里的绿色动物不是指绿蛙,而是细胞含有叶绿体,可以通过光合作用自给自足,就像绿色植物一样。有没有人见过这样的动物,至少头脑清醒?

为什么没有绿色动物,如果有的话,绿色动物应该相当不错,相比其他动物,绿色动物不需要每天急于觅食,自己通过光合作用就能解决,而所有其他动物总是处于食物短缺的危机中,包括我们人类。经常遇到在街上招揽食物的人,如果能进行光合作用,会更快乐。

我们都知道植物可以光合作用,因为它们含有叶绿体,叶绿体利用光将二氧化碳和水加工成糖并释放氧气。但可能有些人不知道植物可以存活,因为它们含有线粒体,线粒体有氧呼吸,氧化糖和脂肪以产生能量,并为植物的每个细胞和整个植物提供能量。植物细胞含有叶绿素和线粒体。

为什么没有绿色动物?如果有的话,通过光合作用就解决了食物问题绿色动物是可能的吗

现在,你可能认为动物细胞只含有线粒体,线粒体只能被氧化以释放物质中所含的能量,但由于缺乏叶绿体,它们不能直接利用光能产生含能量的物质,如糖和脂肪,动物只能通过食用其他动物或植物来获得。

那么,为什么动物细胞不能同时含有叶绿素和线粒体呢?让我们先来看看动物和植物之间最大的区别是什么,除了无叶绿素的身体。毫无疑问,最明显的区别是植物是静止不动的,而动物是移动的。

我们都知道运动需要更多的能量。一名成年男性坐一整天消耗约2,000公斤的能量,普通一天每天约2,600公斤,成年男性运动员每天约3,300公斤。其实,即使一个人还躺着不动,他或她的内心总是在动,他的心在跳动,他的肠子在扭动,他的血液在流动,等等。2000千卡的能量,可能听起来很多,但实际上并不多,一公斤大米几乎可以产生这种能量。但是通过光合作用很难达到同样的能量。已知具有最疯狂的光合作用的植物是小球藻,这是一种单细胞生物,虽然只含有一个叶绿体,但却是一种占据大部分细胞的巨大叶绿体。小球藻的光合作用比其他植物强十倍以上。一公斤小球藻可以在一小时内产生0.6克葡萄糖,基于每天12小时的光照,理想情况下每天7.2克葡萄糖。一克葡萄糖的完全氧化可以产生4公斤的能量,根据计算,这需要500克葡萄糖来维持一个人每天最基本的能量消耗。那么,让我们看看一个像人一样重的小肾小球在一天内通过光合作用能产生多少能量,如果一个人测量为65公斤,那么同样重量的小球藻可以在一天内产生7.2克葡萄糖,这反过来又无法与一个人一天的基本能量消耗相匹配。但别忘了,这是一个理想的情况,所谓理想情况,意味着每一个小的全球藻类都是平铺的,可以充分感受到阳光、光合作用,如果小球藻之间相互叠加一些,那么堆叠在一起就不能完全光合作用,甚至考虑到细胞的透光性, 葡萄糖的实际生产能达到理想值的十分之一是好的,这只有50克左右,远远没有维持一个人最基本的能量消耗。而小球藻已经是自然界中光合最多的植物,其他同等重量的植物每天只能产生5克左右的葡萄糖,也无法满足人体的能量消耗。这意味着,即使有一种含有叶绿体的绿色细胞想要靠光合作用生存,他很快就会死去,因为每天光合作用产生的能量远远不足以维持他每天的能量消耗,即使他没有足够的运动。

虽然太阳每分钟投射到地球上的光总量是巨大的,但具体区域并不多。我们应该有一些关于你什么时候看到一辆太阳能汽车比普通汽油燃烧汽车跑得更快的信息,即使它覆盖着比它自己的尺寸更大的太阳能电池板。

为什么没有绿色动物?如果有的话,通过光合作用就解决了食物问题绿色动物是可能的吗

动物是能量密集型的,甚至是冷血动物,它们的生活方式和身体结构决定了它们必须比光合作用更有效地获得能量,即直接获取富含能量的生物体。那么动物为什么不利用双重能量习得,即细胞中含有叶绿素,既可以进行光合作用,也可以直接食用有机物。原因是同时维持两个系统是低效的,我们上面已经看到,光合作用产生的能量远远不够消耗动物的能量,而且为了能够进行光合作用,动物的身体结构无疑需要改变向不利运动的方向发展,这将大大不利于动物的捕食生活方式, 而直接消耗少量的有机物可以获得大量的能量,因此,对于动物来说,完全放弃用这种能量方式进行光合作用,完全依靠直接获取有机物是明智且成本最低的。保持两种截然相反的不可调和的能量捕获形式是一种非常低效的设计。这是一个不可能的生物。即使有,也一定是因为缺乏竞争力而自然而被淘汰的。

那么,为什么植物可以独自在光合作用中生存呢?因为植物使用与动物完全不同的设计来最大限度地降低能耗。首先,植物在外观上没有移动,你永远不会看到植物匆匆从你身边走过。植物不仅不做大运动,植物甚至不做小运动,植物在情绪烦躁时不摇枝,敲打树干。植物内部也是固定的,动物身体运动占了大部分的能量消耗,为了将营养物质输送到身体的每一个细胞,动物的心脏要跳动,肺要呼吸,肠子要扭动,血液要流淌。另一方面,植物巧妙地利用水的蒸气作用,通过叶子上的小孔自动将溶解在水中的营养物质输送到它们自己的每个细胞,而无需消耗任何能量。通过这种"不动"的设计,植物可以最大限度地减少自身的能源消耗,而大多数植物本身只消耗其日常能量的十分之一到三分之一。剩余的能量被储存用于生长,发育和高能量活动,如开花和结果。

为什么没有绿色动物?如果有的话,通过光合作用就解决了食物问题绿色动物是可能的吗

当然,我承认,并非所有的植物都是绝对不活跃的,植物的某些部分可以真正移动,甚至在短时间内相当快,如此之快,以至于昆虫可以被杀死。例如,海狸藻类、捕蝇草、茅草等,当昆虫碰到这类植物的猎杀器官时,这些植物要么会迅速盖住瓶子的盖子,要么会用粘液结合剂迅速合上两块,昆虫在其中闭合,然后分泌消化液来消化昆虫。这种快速的活动消耗了大量的能量,不能仅靠光合作用来维持,这就是为什么这些植物捕食富含蛋白质的昆虫,这些昆虫必须依靠蛋白质的直接消耗来维持植物这种非常疯狂的生活。毫无疑问,如果你总是用塑料棒触摸这些食虫植物,使它们的液压运动系统过度运行,无法捕获任何可食用的东西,你很快就会让它们活着饿死。

那么,世界上真的没有绿色动物吗?在多细胞动物中绝对没有这样的绿色动物。然而,我们知道,单细胞生物体是一类非常奇怪的生物体,它们非常简单,简单到只能由一个细胞组成。在这种极端的结构中,不可能的事情会成为可能吗?答案是肯定的。确实有这样一种单细胞生物,那就是眼虫。眼虫可以说是世界上最奇特的动物,它含有叶绿体,看起来像植物,但同时眼虫在身体前部有很长的鞭打,这种鞭子的结构相当复杂,由20个微管组成,含有肌肉样的运动蛋白,可以摇晃鞭打让它们游来游去。在光照的情况下,眼虫依靠光合作用来获得能量,因为眼虫只是一个细胞,非常小,所以它的运动消耗的能量很少,依靠光合作用可以维持其运动。在没有光照的情况下,眼虫可以通过吸收体表溶解在水中的有机物来获得能量。

为什么没有绿色动物?如果有的话,通过光合作用就解决了食物问题绿色动物是可能的吗

为什么会有如此神奇的动物?这是因为进化会朝着所有可能和不可能的方向尝试,一旦你开始尝试,谁能确定这是不可能的。经过数十亿年的生命,所有的痛苦和欢笑,它现在占据了植物,动物,真菌,原始生物(单细胞真核),原核生物,非细胞生物(病毒和病毒)的六个边界,就像佛教的六个转世一样。生活给了我们太多的灵感,其中最重要的是敢于尝试。

继续阅读