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[自然科学]为什么远古氧气含量只是高了10%的样子,就可以支持昆虫大几百倍?

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又不是80%什么的,20%和30%能有多大差别,能支持如此巨大的肌肉供能? 另外之前看过分析说大象这个体积,骨骼已经不太能承受健康运动了,那氧气含量又…
因为那时候脊椎动物的诸位没咋登陆啊!
制约昆虫体型的最重要的因素是神经系统。
节肢动物的神经系统由于没有髓鞘,神经信号只能以3m/s的速度传递。也就是说:
如果有一只虫子长到了3m多长,那么,当一只脊椎动物的猎食者,咬了他屁股一口的时候,他要整整一秒之后,才会感觉到
“啊!好疼!”
然后再以同样的速度发出信号指挥手脚,转动身体回头看,或者挣扎反击啥的。
于此相对的是,脊椎动物亚门,有了髓鞘之后,神经传递信号的速度在100m/s左右。
上古之时,陆地上只有节肢动物和植物,大家要么都趴着吃草,要么都是一个段位的猎手和猎物,当然是能长多大长多大。可是等脊椎动物大规模登陆之后,你ping那么高,还这么压线,这不是找死吗?
不,应该这么说,找死的都死了。活下来的都是知道自己斤两的。当然,现在体长超过2m的节肢动物也不是没有,不过不是昆虫,而是他同属节肢家族的表兄螃蟹(毕竟人家甲高血厚,ping高点也能玩)
我记得有几种螃蟹就长这么大个,你看,即使是现在这个氧含量,人家也是能长这么大个的,足证明氧含量对节肢动物体型的影响,并没有我们想象中那么大。
这说法其实是错误的,远古昆虫体型大的原因不全是大气含氧量,而是那些昆虫本来就大。
现在回答你第一个问题,为何巨型昆虫不会被压垮?
因为外骨骼本来就能承受这个重量,昆虫可以轻而易举的用一只脚承受住全身的重量,哪怕是一些肢体看起来一碰就断的家伙。而且几丁质如岩石般的质感和遍布全身的气管会让昆虫在观感上比实际更重。
第二个问题,巨脉蜻蜓能不能飞?
当然能飞,翅膀和身体比例更夸张的昆虫都能飞起来,而巨脉蜻蜓翼展有0.75米,身长差不多只有0.5米,完全能飞起来,只不过它的飞行方式可能不像今天的蜻蜓,而是介于蜻蜓和豆娘之间。说的直观一点,长戟大兜虫这种带重装甲的家伙都能飞很远,巨脉蜻蜓那么大的翅膀不能飞就有点搞笑了。别太小看昆虫的飞行能力。
第三,昆虫为什么变小了?
昆虫变小绝对不是因为大气含氧量的原因,因为除了昆虫,所有的节肢动物和软体动物的体型都比远古时代的祖先有了大幅度缩水,很多生活在海里的节肢动物比如1.5米的海蝎,2.4米的广翅鲎,最后都也消失了,先不说海水含氧量,它们本身也没有昆虫的气管构造,那怎么也变小了呢。
其实远古昆虫那么大的原因很简单:当时没有竞争者。昆虫在很长一段时间以内一直都是唯一的陆地动物,而且更早登陆的植物由于没有天敌大肆繁殖,为昆虫提供了足够的食物。没有竞争而资源丰富的环境就会催生出巨型生物。
但节肢动物的神经系统过于原始,神经传导速度仅为2m/s。所以你能看到节肢动物体长没有超过3米的,2.4米的广翅鲎和节胸马陆已经是极限了,再大的话就会过于迟缓。而脊椎动物在神经细胞的树突上长出了名为髓鞘的绝缘体,大大加强了神经传导的效率,把速度提升到100m/s。这就导致脊椎动物可以轻易的把体型提升到物理上的极限,很快完成大型化的鱼类迅速消灭了广翅鲎,又进化为两栖类开始登陆,面对动辄三四米而且更加灵活的两栖爬行类,巨型昆虫迅速也沦为了盘中餐,存活下来的纷纷选择了小型化走灵活隐蔽的路线,所以今天的昆虫都很小。
更新一下。。。。。。
确切的说最早登陆的动物是包括昆虫祖先在内的泛节肢动物。
决定这些节肢动物体型的是它所处的生态位,而不是当时的大气成分。
肺蝎这样的它们海里祖先就是大型掠食者,所以它们登陆的时候就已经是大型动物了。而当时的昆虫还非常原始,类似于现在的缨尾目(我们一般叫衣鱼),是一种非常小的以土壤中有机物碎屑为食的小动物,在挥舞着螯肢的披甲怪物中存在感非常的低。
但是不知为何(化石缺失)昆虫开始长出了翅膀飞向了天空,在空中不仅不会被天敌威胁,也可以取食其它动物够不到的嫩叶。昆虫这时体型逐渐变大,也诞生了更多的种类。
最终,昆虫把翅膀当做了狩猎工具,利用机动性和高空视野捕猎其它动物———巨脉蜻蜓就此诞生。
由于这种制空优势,巨脉蜻蜓成为了当时的顶尖掠食者,这时体型越大可以选择的猎物的种类就越多,所以巨脉蜻蜓的体型越来越大最后成为了目前已知的最大昆虫。
由于石炭纪雨林崩溃,巨脉蜻蜓的栖息地也被摧毁并于二叠纪早期最终灭绝。
而到了侏罗纪,熬过了二叠纪末大灭绝的昆虫又开始大型化了,这时的大气含氧量和现在差别不大,但依旧出现了翼展超过30厘米的大型食肉昆虫,但由于此时大型脊椎动物已经取代了节肢动物统治了陆地,特别是以双型齿翼龙为代表的翼龙目崛起,占据了原属于巨脉蜻蜓的生态位,巨型昆虫的辉煌已经无法重现了。
到了白垩纪,氧气含量再次上升,到昆虫反而变小了,这是因为出现了对昆虫极具威胁的早期鸟类和近鸟类恐龙出现了,它们比翼龙更加敏捷,逼迫昆虫变得更小以躲避天敌。
这就是说昆虫,乃至所有动物,它们的体型会根据所属生态位的改变而发生变化,氧气只是一个辅助作用。
认为高氧含量“支持”了远古昆虫的大体型,是个非常古老的错误归因。
一部分石炭纪昆虫长得大,另一些石炭纪昆虫和现代昆虫的体型差不多。二叠纪末期大气含氧量跌到了比现在还低的 15%,但仍存在尺寸不小于石炭纪蜻蜓的昆虫。这说明大气含氧量不是大体型的唯一原因。
更合理的解释是,氧含量高导致小型身体内部的细胞直面过度高氧,加大身体或主动抑制呼吸有助于控制氧化损伤。
你自己身体内部的细胞实际上生活在 1% 到 6% 氧含量的环境里。在胚胎发育阶段,这浓度进一步限制为 1% 到 3%。昆虫并不比你更喜欢氧气。昆虫的水生幼虫往往是用渗透来呼吸,而不能像成虫或一些现代甲虫那样靠神经调节周期性关闭一部分气管口、只排气不进气地处理体内的过高氧含量。因此,一部分石炭纪昆虫的水生幼体堆出了大体型,这在一定程度上影响了成体的体型——昆虫成体可以比幼体小,但大体型经常可以在互相攻击时产生一定优势,在有其他大体型昆虫参与竞争的时候保持较大体型相对有效。
“大气含氧量的下跌”必须跌到大体型昆虫身体中心的氧含量太低才会迫使其缩小。现代昆虫成虫不但可以将气管持续开放,还可以通过肌肉运动让整个腹部帮助气体交换,远古昆虫大抵也有这样的物种,跌到 15% 都还不够低。地球历史上还有许多高氧含量的时期,例如侏罗纪晚期,但侏罗纪晚期昆虫的体型缩小了,2012 年的一项研究认为这是因为当时出现了能在空中攻击飞行昆虫的鸟类。
题目称“之前看过分析说大象这个体积,骨骼已经不太能承受健康运动了”,你看的大概是什么奇妙地误解了地球生物的材料性能的人的“分析”。中国与加拿大科研团队合作发掘的中加马门溪龙体长约 35 米,体重 60 至 80 吨,是目前发现的化石最完整的巨型恐龙之一,远大于大象。


By Steveoc 86 - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26024840
“氧气含量又不会改变骨骼强度”的说法一厢情愿。都不用改动氧含量,你身体里不同部位的骨骼的强度就是不一样的,大腿骨格外坚固。改变配方、加粗构造都可以提高骨骼强度。
“为什么巨型昆虫不会把自己压垮”,因为人家的几丁质外骨骼与体重比起来足够粗大,提供了足够的强度来支撑。它们的体型远远没有达到其材料能支持的上限。而且,人们所称的巨型昆虫并没有他们想象的那么大:
石炭纪的“巨脉蜻蜓”翼展 65 到 75 厘米,体重仅有 100 到 150 克,这意味着其个体经常比现存的巨人甲虫的幼虫(体重 113 克以上)还要轻——巨人甲虫的成虫则变轻了许多。
“看过分析说人要翅膀飞是不可能的,因为鸟如何轻云云”,这分析也是好笑的,人长出翼展 18 米的翅膀就可以乘风飞起,无需加强胸骨与胸肌便能靠轻微扑翼像信天翁那样飞行。“巨脉蜻蜓”的体重远远没有达到值得担心其空气动力学的地步,人也一样——哈特兹哥翼龙与阿氏翼龙的估计体重为 180 至 250 千克、翼展 10 到 12 米,风神翼龙的估计体重为 200 至 250 千克、翼展 11 到 12 米,哈特兹哥翼龙的头骨和椎骨大而坚固,在一部分结构里用骨小梁节约重量。如果人是被演化塑造为飞行生物,这种构造一样可以采用,别忘了我们和这些翼龙有共同的祖先。


有人求书名,见上图,但是可能买不到了。
快100年前的科普文,大部分东西还是对的,但是可能有些东西过时了,比如和
@赵泠
的答案就有少许不同。














现代昆虫长那么大普遍不是因为只能够长到那么大,而是因为竞争力有限,抢不到更高的生态位……
如果它们运气足够好,恰好遇到一个没有多少竞争者的环境,那倒确实可以在现代环境下诞生一些普通人眼里的巨型昆虫。
而题主所说的氧气含量比现在高10%的远古,我理解为石炭纪。那个时候,陆地上的动物种群远不如现在丰富,竞争远不如现在激烈,部分生态位最早甚至是空白,比如说天空。早早登陆的昆虫们就很幸运的在这一时期率先大型化并且抢占生态位了。但当脊椎动物飞上天空,昆虫就绝无独霸天空的机会了。脊椎动物们更高效的呼吸系统总是允许它们长到更大,而更大通常意味着更强。
至于说为什么巨型昆虫为什么不会把自己压垮,拿大象跟巨型昆虫比,那显然很不合适:大象的体重远远超过巨型昆虫。而且它们支撑身体的方式也很不一样。
一般而言,所谓的巨型昆虫中,最大的也就是极限体长2.4-2.6m,体宽50cm左右(身高不详,但看起来很矮)的节胸马陆了,这身体数据能跟大象比么……成年非洲象的数据是体长5-7.5m,身高3.5-4m。这差距是异常明显的……
大象是靠四条腿支撑身体,节胸马陆靠六十条腿。这支撑身体的方式也差别巨大。
脊椎动物支撑身体一般依靠钙质骨骼,而昆虫则主要依靠几丁质外骨骼,两者的物理性能是有很大差别的。
我不是很理解为什么题主会觉得大象都要支撑不住自己的身体了:现存的大象又不是最大的那一种长鼻目动物,已灭绝的猛犸象,古菱齿象可以长到更大。
如果体重5,6吨的非洲象都难以支撑自己的身体了,那叫预估体重过百吨的易碎极巨龙情何以堪呢?它可也是靠四足站立于大地之上的动物。当然,你可以认为易碎极巨龙科考效力不高。那我也仍然可以举出预估体重50-70吨的中加马门溪龙,阿根廷龙,重龙之类的其它四足站立的超级巨兽。连这些家伙都能够支撑自己的身体,凭什么大象连5,6吨的体重都支撑不了?气抖冷!
为什么巨脉蜻蜓能飞起来……
那家伙实在也没多大啊,它翼展只有70cm……从复原图上你也可以看出那家伙是多么的纤细。
作为对比,大型鹰的翼展可以比较轻松的达到2m,是巨脉蜻蜓的三倍。
而且,会飞的东西,普遍看起来很大,但体重却很轻。鹰嘴天鹅看起来和法式古菱齿象差不多大,但鹰嘴天鹅预估体重约17kg,法式古菱齿象则为170-300kg。(鹰嘴天鹅可能飞不起来,如果要飞,体重还要再下降)
鹰张开翅膀的时候会让人觉得很大,但那些翼展超过两米甚至三米的家伙中却连体重超过10kg的都没几个(摊手)
题主不妨再对比一下自己的身高和体重,你应该就能理解为什么人类飞不起来了。
易碎极巨龙原名易碎双腔龙,易碎指化石易碎(仅有一块化石且现已丢失),不是说这家伙易碎啊……考虑到其过百吨的体重,它生前应该挺抗揍的()
昆虫呢。。用的是几丁质外骨骼而不是我们的骨骼结构。。昆虫外骨骼的应力能力远远大于现在昆虫的体型极限。何况巨型蜻蜓也不过就是一米大而已。。螃蟹也是节肢动物来着,你看看螃蟹:


讨论巨型蜻蜓为什么能飞比讨论它为什么能支撑自己身体有建设性意义多了。
然后这个“只多了10%”这个说法。。换个说法就是多了1/2啊。。昆虫是直接通过气门获取环境中气体然后通过微气管直接与组织细胞进行气体交换的,大多不需要经过循环系统,所以环境中含量氧气直接关系到气体交换效率。
昆虫的体型自然也要受到其它环境因素与天敌的影响,现在昆虫走的是苟活路线不是硬刚路线了。
30%相比20%,不是高了10%,是高了50% !!
题目的意思我大致能懂,但还是得先指出一个指代不明
“大几百倍”是怎么个比法?是特定史前时代的昆虫平均体积/重量与现存昆虫平均体积/重量进行比较?还是特定史前时代的最大昆虫的体积/重量与现存最大昆虫的体积/重量进行比较?还是具体怎么比?
毕竟即使是现存的昆虫,体型差距也是极为悬殊
比如说大角金龟(歌利亚金龟)它长这么大


?Eugenijus Kavaliauskas -=Dantis=-


?Max


















然后幼虫有这么大
而与此同时,一些小的寄生蜂体型还没草履虫大


要内部比的话,现生昆虫的体型差距何止数万倍
用史前最大昆虫和现生昆虫随便比的话,其实是有失公平的
史前昆虫的平均体型应该是没有现生昆虫的体型几百倍大
但史前最大昆虫的体型应该是有现生最大昆虫的体型几百倍大的
如果是比较史前最大昆虫的体型与有现生最大昆虫的体型的话,氧气虽然是一个因素,但更重要的是生态位
那个时候哺乳动物等高等动物还没占据生态位顶端,才给了大型昆虫出现的机会
类似的可以参考鸟类的平均体型,与生活在岛屿上的恐鸟的体型


恐鸟体型复原
只是存在给大型动物的生态位,而昆虫刚好在那,于是大型昆虫就出现了
一言以概之,时势造英雄,英雄造时势

?犬君拌汪酱 写小说的生态狗
1,氧气不直接供能,氧气只是参与加速体内生化反应。
2,身体内环境和外环境的含氧量是不同的,除了细胞所需,还要看供氧效率。
具体请看我这个文章
为什么电影中的巨兽不可能存在?132 赞同 · 42 评论回答


一堆细胞里,氧气从内到外的浓度变化和你的供养结构关系巨大,不能简单按空气含氧量比例计算。
3,大象的体积不太能健康运动,你得看什么算健康,跑跑跳跳是没指望了,但不代表不健康啊。
大象的结构比起那些蜥脚类也并不优化,哺乳类实际上不过是不到20吨的小弟弟。具体请看我的视频《陆地哺乳百吨计划》
【夫子说】第十集,陆地哺乳百吨计划5672 播放 · 32 赞同视频

?
3,含氧量会不会改变骨骼强度我不清楚,但拿内骨骼和外骨骼是没法比的。
如果你说内骨骼,内骨骼的结构多了去了,有实心的,空心的,最新研究,风神翼龙的骨头不仅仅是空心的,还加了自行车那样的辐条结构,强度贼高。
具体请看江氏小盗龙江泓的科普
江泓:古生物学家揭开超级翼龙脖子中的奥秘!63 赞同 · 12 评论文章


至于外骨骼。。。。说句难听的,巨型蜻蜓那种不到100g的小弟弟,还没有资格讨论体重过大是否会支撑不住的问题。不限昆虫的话外骨骼生物好几斤的都有,不信问郭德纲
郭:你们这儿有2尺长的龙虾吗?!
于:咬着牙呢~
服务员:先生你等会
郭:转身回来了
服务员:对不起,没有2尺的 有2尺7的~
郭:哼!破饭馆儿
于:恩
郭:连2尺的龙虾都没有
于:哦
郭:来份儿驴肉火烧吧。
当然要是赵本山点4斤多的龙虾,那就。。


对不起,没有!
4,人要飞是不可能的。
那就看你对飞的概念了,你要是进化出弄翔翼那样的固定翼结构,一阵风刮来你就变成大风筝了。或者你胸肌要是牛逼点,就点一个不那么固定的大滑翔翼结构,就可以有点主动控制力,不那么随波逐流。
你要是想和蜂鸟一样玩各种悬停倒飞之类。。。。。您的小胸肌不大行啊。。。。
当体量过大,连连鸽子这种胸肌都玩不了蜂鸟的特技飞行


啊。。。我不是鸽,我是最近忙项目。。。所以科普视频暂时断更。
好了,知道你肯定看的意犹未尽,我把第三条的图文版发来。
陆地哺乳百吨计划(文字稿)
北冥有鱼,其名为鲲,鲲之大,今天我们不说它。(不说你提他干嘛来了)


第五期巨齿鲨科普提到了百吨俱乐部。


俱乐部会员中,陆地动物仅爬行类上榜。哺乳类的种子选手,准格尔巨犀,草原猛犸,古菱齿象之辈,


在蜥脚类眼里都是不足20吨的碌碌小人,不足挂齿!


虽然大未必好,不过人性弱点乃是好大喜功。


故今天我推出的这款哺乳类百吨计划!(虽然根本不打算实施。。。。。)


大自然是最好的老师,


想要百吨,首先要向大胖们学习经验。


易碎、阿根、在门槛徘徊的马门、以及梁龙蜿龙之辈,都是杰出代表。我们发动技能“小四之手”将他们的技能用在哺乳类身上。


配置一:长。


想要大,先要长。蜥脚类长长的脖子就像长长的资本之刀,割韭菜一刀一大把。即使走很短距离,也能获得巨大的扇形乃至锥形摄食范围。


动的少吃得多,你不增重谁增重?(别骂了别骂了)。


长颈鹿太小,巨犀最接近长脖子结构。但由于头部太大,算一算力矩就知道脖子再长就承担不了这个大脑袋了。


除非脑袋变小、优化供血系统、增加根部肌肉,(和蜥脚类趋同进化)


否则巨犀永远无法突破筑基,荣升金丹。


巨犀改造遇到了瓶颈,但是大象来解决这个问题就简单的多。
大象的优势在于它靠长鼻子而不是长脖子,如此一来,它不需要考虑脑部供血、供氧优化等问题。


但长鼻子也并非完美,它面临的力矩问题比巨犀还严重。


首先,大象的长鼻子完全由肌肉组成,没有一点骨骼结构,就像人类的大象一样(让你开车)。


毕竟大象不是克总,八九米甚至十几米的纯肌肉结构很难维系,能耗也极高。


其次,想喂到嘴里也需长距搬运,不如长距吞咽能耗低。


当然,解决办法不是没有——用象牙架着!这样能减少好几米的力矩。休息时全架上去降低能耗。大象牙还能对猎食者起到一定防御作用,堪称完美。


配置二:氧


鸟类的祖先爬行类早就演化出似鸟肺系统,除能降低密度外,还有优化输氧之功效。
我们知道,物体的体积,形状不变的情况下,体积是尺寸的三次方增长,而表面积则是二次方增长。


似鸟肺系统降低了密度,更多空腔加大了空气交换反应面积,就像一个巨大拥挤的城市里面拆建了更多道路,变的更通畅了。


巨量的氧气供应可以增加体内生化反应效率,如同开了氮气加速一般
配置三:胃


除了供氧,“燃料”提供也十分给力。小小的脑袋不需要很强的咀嚼,直接吞进尾部,


由胃部菌群帮助发酵消化。如果说大型哺乳类的胃部是小小的生化反应炉,那么蜥脚类就是核能反应堆。


高浓度大量氧气加巨量燃料,才造就了高生长速度。马门奚龙在发育期可以一年增重两吨!


哺乳类的胃实在比不上,这也是大问题,这一点大象和巨犀都很麻烦。
配置四:蛋


卵生真是难煞哺乳类!卵生意味单个后代更小,后代更多。


一胎生得多的哺乳类基本都是小家伙,大型哺乳类无法比拟。还不用带娃,


一窝上百个蛋,数量弥补了存活率低的问题。而每一个小家伙都有前面提到的高速代谢能力,个头那是cengceng的长啊。


配置五:管。


中空结构的小面积抗压能力确实变低了,


但是作为一个大整体,承重能力并不会降低太多。


现代鸟类也保留了这个结构,减重效果一流。


有了单位强度更轻的骨架,就可以发展出更大的骨架,支撑更重的身体。


人类的建筑师也充分学习了这个技能,埃菲尔铁塔就是镂空结构的著名代表。


而翼龙乃是减重之极致,大家猜一猜,体积差不多的风神翼龙和长颈鹿,体重差多少?


学习了这些配置后,我们隆重推出的新款哺乳类——锵锵锵!


当年,哺乳类回想起在爬行类只配的恐惧,


今天我们也获得巨人。。。巨兽之力,啊哈哈哈哈哈哈


(系统提示:环境恶劣,该物种因为食物不足而灭绝)


简答一下:
请仔细厘清一下时间线,就能发现巨体节肢动物的真正原因。
节肢动物与脊椎动物的争霸在地球的三界上演过相似的三个剧本:
首先是超大体型的奇虾巨蝎称霸海洋,之后霸主被鱼类夺取;
然后是巨蜘蛛巨蜈蚣称霸陆地,之后霸主被蝾螈蜥蜴夺取;
再次是巨蜻蜓称霸天空,之后翼龙轻松取代。
所以,这些节肢动物能够如此庞大,更重要的原因在于,没有压制它们的大型脊椎动物,它们有足够的生态条件发展出巨大体型的霸主生物。
节肢动物有坚硬而封闭的外壳,更容易自我保护,也更容易适应新的环境,所以它们总能提前称霸。节肢动物就好比剑宗、脊椎动物就好比气宗,前者上手很快,而后者一旦完成修炼,就会反客为主。
别瞎说,最大的昆虫巨脉蜻蜓也没比现在的蜻蜓大几百倍,还主要是靠翅膀拉的尺寸
要是说古马陆之类的节肢动物,那巨大拟滨蟹(皇帝蟹)不高兴了,爷也是节肢动物


要回答这个问题,就要明白生物是怎么进化的?为什么好氧生物需要氧气?可以接收生物电子传递链上的电子的氧化性物质是怎么变化的,具有什么样的演变规律?生物与这些氧化性物质又是如何协同进化的?因为学过生物的都知道,所有细胞生物都有电子传递链,既然如此,那么所有的细胞生物就都需要氧化性物质来接收电子传递链上的电子。对上述问题的解答如下所述。
内容分以下几部分:1)为什么氧气可以作为生物的电子受体?2)生物进化模型;3)电子受体的演变特征;4)基于电子受体的生物进化模型
(一)为什么氧气可以作为生物的电子受体?
不难发现,所有细胞生物体都有一个共性,那就是都需要食物(或者成能量供体或电子供体),都需要氧化性物质用以接受电子传递链上的细胞代谢产生的电子。生物的代谢过程就是将食物中的电子传递给电子受体,即生物在自然界中就是一种电子传递介体或者说能量传递介体。个人认为,生物与其电子供体和电子受体相互影响,相互制约,对立统一,协同进化,任何一方发生变化,都会对“电子供体——生物体——电子受体”这个系统造成影响。
众所周知,氧气是几乎所有高等生物(如人类)唯一的电子受体。有意思的是,很多微生物,如地杆菌(Geobacter)和希瓦氏菌(Shewanella),可以选择多种氧化物作为电子受体,如Fe(III)、Co(III)、U(VI)、Tc(VII)、延胡索酸、腐殖质等。不同的电子受体接受生物代谢产生的电子的方式往往不同。例如,当以水溶性的柠檬酸铁作为电子受体时(三价铁负责接受电子),有的地杆菌因细胞膜上缺少铁离子运输通道,致使铁离子主要在细胞壁和细胞膜之间的周质接受菌体代谢产生的电子;当以水难溶性的水铁矿(三价铁负责接受电子)作为电子受体时,由于水铁矿的分子量比较大而难以进入细胞,致使其主要在细胞外接受菌体代谢产生的电子。也有一些水溶性的氧化物(如延胡索酸等)或者小分子氧化物(如氧气),可以进入细胞内,因而主要在细胞内接受菌体代谢产生的电子。
一般情况下,电子受体越适合接受生物代谢产生的电子,就越容易驱动电子的流动,也就越有利于电子供体释放能量和传递电子,进而越适合环境向能量均衡状态转变的需求。此外,电子受体越有利于驱动电子在细胞内的流动,细胞中的“能量货币(ATP等)”就越充足,细胞也就越有充足的能量来驱动自身能量传递能力的提升。总之,对于生物而言,电子受体越合适,就越有利于生物能量传递能力的发挥,也就越有利于生物自然价值的呈现。对于电子受体而言,越容易接受生物代谢产生的电子,以其作为电子受体的生物的数量和种类就会越多,进而表现为各生物之间对电子受体的竞争越激烈。
水难溶性的电子受体主要存在于地球表面的土壤或淤泥中。这类电子受体的空间流动性(扩散能力)相对比较差,但在一个特定环境中的位置却相对比较稳定。水溶性的电子受体或分子量较小的电子受体主要分布在水环境或大气环境中。这类电子受体的空间流动性相对比较强,这使得其在一个特定环境中的分布相对更容易实现均衡。以难溶于水的铁矿石和分子量相对较小的氧气为例,铁矿石在地球表面的分布是不均匀的,而且自然因素(如风)难以影响其在地球表面的分布,这使得其在特地区域的分布又是相对稳定的。相比较而言,氧气分子的流动性就比较强,而且自然因素(如风)很容易带动氧气分子的流动,不过由于氧气分子的分子量相对比较小,氧气分子的布朗运动又使得其在空气中的分布很容易的再次实现均衡。
细胞复杂的结构组成说明,生物的起源过程需要在一个相对稳定的环境中发生。环境越稳定,组成生物的各种组分之间的联系就越不容易被破坏,也就越有利于生物的形成。由此可进一步推测,生物的起源过程及形成初期,所在特定环境内的电子受体也应该是稳定存在的。难溶性电子受体在特定环境中分布的均衡性和稳定性,使得其更利于非生物系演变成生物。相比较而言,空间流动性更好的电子受体,因其在大空间尺度上分布更加均匀且更容易利用,因而更利于生物的增殖和传播。
可能有人会问,为什么现在大多数的生物,特别是陆生生物,会选择氧气作为电子受体,而不是其它氧化物?为什么这些生物只能以氧气作为唯一的电子受体?既然这是已经发生的事实,推测这一事实出现的原因主要有以下几点:
1)氧气可以通过自由扩散的方式进入细胞,使得其可以相对更容易的接受生物代谢产生的电子;
2)氧气接受电子的能力相对于其它氧化物而言更强,同时,对细胞造成的氧化毒害又相对较小;
3)“自养型”生物在二氧化碳等物质的固定过程中,实现了氧元素以分子形式从化合物中的分离(如植物的光合作用等),导致自然界中氧气含量的增加;
4)自然因素(如火山、雷电等)致使氧元素以分子形式从其化合物中分离,同样导致自然界中氧气含量的增加;
5)氧元素以分子的形式从化合物中脱离出来,也是降低其原来所在化合物能量的过程,符合自然界在能量流动方面的需求;
6)氧元素是地球表面含量最多的元素之一,为氧气的大量出现及更多的生物选择氧气作为电子受体提供了可能。
总之,氧气含量高、分布广、流动性好及其易于接受电子的属性,是越来越多的生物选择以其作为电子受体的根本原因,这同样也为生物的进化提供了驱动力。
(二)生物进化模型
能流进化论,或称能流矛盾论的意义在于,通过解析生物的能量供体(食物)、能量受体(环境中用以接收流经电子传递链的细胞代谢所产生的电子的氧化性物质,如氧气)以及二者与生物组成的能量传递单元在达到能量流动平衡时的条件,就可以通过监测环境中能量供体和能量受体的变化,揭示或预测生物在环境中的演变方向、演变方式、演变缘由及与其它种类生物之间的关系。此外,通过解析生物调整其能量传递能力的方式,也可以预测该物种随环境中能量供体和能量受体丰度的变化而呈现的变化趋势。
基于能量供体、能量受体及生物的能量传递能力在历史长河中的演变,以及三者之间的矛盾关系,可以构建一个三维坐标系(X轴:能量供体;Y轴:能量受体;Z轴:物种的能量传递能力)。通过这个坐标系,也可以预测或揭示生物的进化方向及物种之间的相互关系。在这个坐标系中,两个物种的位置越近,说明它们对应的能量供体和能量受体共享率越高,那么,它们之间对能量供体和能量受体的竞争也就越强烈。如图1所示,物种1和物种2之间对能量供体和能量受体的竞争要比它们分别与物种3之间的竞争更加激烈。


图1 基于能量供体、能量受体和生物能量传递能力的演变方向和能流矛盾论构建的坐标系
(三)电子受体的演变特征
如果一个环境不够稳定,生物各个部分之间的相互联系和相互作用就难以维持,也就不可能有生物的出现。水难溶性电子受体的空间稳定性使得组成生物的各个组分或系统之间更容易相互合作,生物的能量传递能力也能得以稳定的发挥。由此可见,稳定的电子受体环境是生物起源的必要条件,本书认为这一环境便是富含水难溶性电子受体的环境。
然而,由于水难溶性电子受体的空间流动性比较差,随着生物的增殖,生物之间对电子受体的竞争必然越来越激烈。此外,随着电子的不断接受,特定环境中的电子受体对电子的接受能力越来越弱。空间流动性差这一特点,致使电子受体难以在该特定区域得到有效补充,这将进一步加剧生物之间对电子受体的竞争。在这个过程中,特别是当电子受体的电子容纳量快达到饱和时,如果环境中的电子供体含量充足,那么生物就不得不选择其它可以利用的氧化性物质作为电子受体。
在自然因素(如火山喷发、雷电等)及生物因素(如生物的代谢产物、降解产物等)的影响下,水溶性氧化物的数量和种类逐渐增多。这类氧化物的空间流动性相对比较好,因而不适合非生物体系向生物的演变。然而,流动性好这一特点,使得可溶性氧化物得以在更大的空间尺度上分布,进而使得生物在特定空间里对电子受体的竞争相对缓和。这是因为,以水难溶性氧化物作为电子受体的生物,其只能分布在这些氧化物的表面,而对于具有相同电子接受能力的水溶性氧化物而言,电子受体的分布范围则是整片水域,因而生物的分布范围在理论上也是整片水域。就像一个开口的装满白砂糖的瓶子,假设瓶口的位置最多只能供100只蚂蚁取食,如果将瓶子里的白砂糖全部倒出来,并平摊在一张比瓶口面积大100倍的桌面上,对于相同数量的蚂蚁而言,其取食空间也就增大了100倍,也就意味着可以有更多的蚂蚁同时享用白砂糖。
再者,有的水溶性氧化物,特别是能进入细胞内的氧化物,相对于水难溶性的氧化物而言,更容易接受生物代谢产生的电子,这就使得一部分生长在水难溶性电子受体表面上的生物逐渐适应并能够利用这类水溶性氧化物作为电子受体。水溶性电子受体提高了生物代谢产生的电子在生物中的传递效率,进而使得更多的能量被生物释放和传递,这适合自然界对生物所属能量传递单元的能量平衡能力的需求,相应的生物的能量传递能力也就有存在的可能。此外,经生物释放和传递的能量越多,生物可获取的用以提升自身能量传递能力的能量也就越多。这些能量不仅用于生物自身结构组成的升级优化,还可用于提高增殖速度。生物数量的增加,表现为单位空间内生物对电子供体和电子受体的竞争加剧。在竞争压力下,有些生物通过对自身结构的升级,如产生鞭毛等运动器官,提升了自身的空间移动能力,即运动性,因而可以主动的移动至竞争环境相对缓和的空间。此外,也有些竞争能力相对较强的生物,可以利用自身的攻击系统去消灭或抑制竞争对手,以获取自身相对更大的生存空间。总之,水溶性氧化物作为电子受体,驱动了生物从地表或地下环境进入湖泊或海洋。在这个过程中,生物的增殖能力和扩散能力也都得到提升。此外,水溶性电子受体的多样性和更广的空间分布性还推动了生物在结构和功能方面的多样化升级,最终表现为物种的多样化。
水溶性电子受体的多样性和更广的空间分布性推动了生物在结构和功能方面的多样化升级,最终表现为物种的多样化。在新出现的物种中,有些还保留着自养系统,只是因为周边环境的不合适,致使其自养系统一直处于休眠状态。当这类生物重新处于适合其自养系统正常运行的环境中时,自养系统有可能会被重新激活。例如,一些“光能自养型”生物因环境变化而进入了没有光的环境,在对新环境的适应过程中,一直保留着原来的光能自养系统,只是为了节约能量而将其光能自养系统处于休眠状态。在与电子受体的共进化过程中,有的生物重新回到了可以接受光能的环境中,如水面。充足的光照使得这些生物中的光能自养系统再次被激活,甚至有可能得到进一步的完善和升级。以光能作为能量供体的生物的种类和数量的增加,加剧了光能自养型生物之间对光能的竞争。有的生物可能通过提高光能利用率来减缓自身在光能获取方面的竞争弱势,有的生物则可能通过增强自身组织细胞的增殖来增加光接收面积,进而提升自身在光能获取方面的竞争优势。
除了自养系统,生物内也有可能存在一些对光照敏感的组分或系统。这类系统在受到光照后,有的功能可能会受到影响,有的则可能会呈现出新的功能。对于功能受到影响的系统,生物为了维持其正常的能量传递能力,就需要对其防御系统进行改造升级,以尽可能的降低或摒除光照对这些光敏感系统的影响。例如,有些化合物在光照条件下会发生共价键的均裂(共用电子均等地分配给成键的两个原子的过程),均裂后的两个部分各带有一个未成对电子,是一种活泼中间体。这类中间体又被称为自由基或游离基。如果自由基的含量比较高,就会对生物的健康造成影响。自由基的种类很多,比较常见有氢自由基、氯自由基、甲基自由基、氧自由基等。以超氧自由基为例,生物为了尽可能的降低超氧自由基对自身系统的伤害,会产生一种叫做超氧化物歧化酶的蛋白,该蛋白可将有害的超氧自由基转化为过氧化氢。过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下立即分解为无害的水。
对于激发出新功能的系统,如果该功能有利于提高生物的能量传递能力,将有可能会被生物加以优化利用。以视觉系统为例,视觉系统可以让生物更容易的探寻到能量供体或能量受体,以及躲避来自竞争对手的伤害等。鉴于视觉系统的这些优点,很多物种在进化过程中也在不断的对自身的视觉系统进行升级改造,使其更好的为自己服务。例如,乌贼的眼睛能够很好地处理海洋中浑浊的光线,使其在海洋中可以看得更清楚;比目鱼的两只眼睛位于同一侧,使其在侧躺在海床上时,更容易发现和捕捉到猎物,同时又可避免沙子进入眼睛;蜻蜓和苍蝇的眼睛是由数万只单眼组成的复眼,这种眼睛可以有效的计算自身与所观察物体的方位,从而有利于作出更快速的判断和反应。除了对与这类新功能直接相关的系统进行结构和功能的升级外,有的生物为了让这个新功能得以更充分的施展,还会驱动一些相关系统结构和功能的升级。例如,很多植物能够通过调节生长激素在自身不同组织器官的分布量,来改变组织器官相对太阳的朝向,进而使得自身可以获取更多的光照,该进化结果便是植物等生物所呈现出来的趋光性。
在水溶性氧化物可以作为生物电子受体的初期,水溶性氧化物的种类和数量繁多,但却还未出现一种占有主导地位的电子受体。此时,充足的电子供体和种类繁多的电子受体驱动了生物种类的爆发。这可能是寒武纪生物大爆发的原因之一。
在这些可被生物用作电子受体的水溶性氧化物中,有的丰度越来越高(如铁离子),同时,以其作为电子受体的生物的种类和数量也越来越多,该电子受体参与的能量传递单元的能量平衡能力也越来越强。这类电子受体逐渐成为生物的主导电子受体。与此同时,以主导电子受体作为电子受体的生物,也逐渐成为一个特定环境中共享“电子供体”的物种中的优势物种。在优势物种与劣势物种对“共享电子供体”的竞争中,劣势物种的劣势越来越明显,表现为能量传递能力越来越弱。共享“电子供体”的物种中的劣势物种,如果不能适应并利用其它物质作为能量供体,那么,随着时间的推移,该物种可能会被自然界所淘汰。反之,如果该劣势物种可以利用其它种类的能量供体,根据自然界会以当前最高效的方式使自身的能量向均衡状态转变可推知,这种能够适应其它电子供体的劣势物种有很高的几率会存活下来。随着利用主导电子受体的生物的数量和种类的增加,共享主导电子受体的物种之间对主导电子受体的竞争也日益激烈。
水溶性电子受体驱动着生物在地球表面更广阔的范围内分布和传播。在这个过程中,光能自养型生物的增殖和传播,使得空气中氧气的含量不断地增加。由于氧气能够通过自由扩散的形式进入细胞内,且接受电子的能力相对更强等优势,越来越多的生物能够适应并逐渐选择氧气作为电子受体。然而,氧气难溶于水的特性,致使其在空气中的含量比在水中的含量更高。总之,氧气作为生物的电子受体后,一方面使得生物的能量传递能力得到进一步提升,一方面其水难溶性也驱动着生物逐渐从海洋走向陆地。
(四)基于电子受体的生物进化模型
基于电子受体的特征及其与生物之间关系的讨论,《隐藏的动力:生物在自然界中的价值》一书构建了一种电子受体驱动的生物进化模型(图2),即电子受体在生物进化过程中的演变历程被认为是:首先,难溶于水的、在特定区域内稳定存在的、相对难以被利用的氧化物(如水铁矿、磁铁矿等)是生物最初阶段的主要电子受体;随着水溶性氧化物的含量及种类越来越多,因其相对更容易接受生物代谢产生的电子,且生物对其竞争相对缓和等原因,越来越多的生物逐渐适应并选择这类氧化物作为电子受体;随着氧气的大量产生,因其氧化性更强、分子量更小、分布更均匀、更容易接受生物代谢产生的电子等特性,致使越来越多的生物逐渐适应并选择氧气作为电子受体。


图2 驱动生物进化的电子受体的演变
该进化模型的构建之所以选择电子受体作为参照而非电子供体,主要是基于以下两件事实:
1)对于任一生物而言,电子供体(食物)的多样性往往多于电子受体的多样性。例如,人可以吃很多种食物,如肉类、蔬菜、水果等,但只能以氧气作为电子受体。当然,自然界中也存在着一些专食性的物种,如大熊猫只吃竹子、考拉只食用桉树叶子、蜗鸢专吃蜗牛等。然而,对于专食者而言,其专食性也是相对的,在偏好的食物匮乏时,它们也会选择其它食物,例如,野生的大熊猫也会吃草、野果、昆虫、竹鼠、牛羚、甚至附近村落里养的羊和垃圾堆的剩饭菜等。
2)电子受体的缺乏对生物造成的影响一般要比电子供体缺乏造成的影响更严重。例如,人可以三天不吃东西,但不能1小时不呼吸;冬眠中的青蛙可以几个月不吃不喝,但冬眠的环境中不能没有氧气等。
(五)能流进化论的特色
最近在利用能流进化论解释各种生物现象及生物行为时,也在不断总结和思考能流进化论的特色和优势是什么?与其它进化论的区别主要体现在什么地方?在此,特将近期的思考整理一下。
1.能流进化论是从自然界能量流的角度探究生命的起源与进化问题,而其它进化论主要从构成细胞的物质的角度探究生命的起源与进化。生态系统中有循环的物质流、双向的信息流和单向的能量流三种主要的功能流,从中也可以发现,能量流相对物质流和信息流更简单。天下难事,必作于易(道德经第六十三章),因而从能量流的角度探究生命的起源与进化问题是值得推崇和应用的方法,也是相对更为合理的方法。
2.能流进化论是从生物在自然界中价值的角度探究生命的起源与进化问题,而其它进化论主要是从组成生物体的物质分子在生物体中的价值的角度探究生命的起源与进化问题,因而才有了生命是起源于DNA、RNA还是蛋白质等争议话题。不识庐山真面目,只缘身在此山中(苏轼,题西林壁)。从自然界的角度探究生命的起源与进化问题比从生物体的角度要相对更系统、更全面、更合理、更准确。
3.能流进化论的论述方法是从自然界中的能量流聚焦到有能量传递介体介导的能量流,根据所有生物体都有介导能量传递这一共性及自然界对能量均衡分布的需求,推导非生命态能量传递介体向生命态能量传递介体演变的原因、过程和动力,该过程即为生命的起源。基于生命起源,继续根据能量传递介体在自然界中的价值共性,推究生物的进化。由此可见,在能流进化论中,生物进化是基于生命起源的生物进化,生命起源又是基于自然界能量流的生命起源,三者因能量流密切衔接,层次分明。然而,目前的很多进化论主要关注物种的起源及生物的进化,逃避生命起源问题,给人一种“头重脚轻根底浅,嘴尖皮厚腹中空”的感觉。
4.能流进化论认为,能量供体(食物)、生物体和能量受体(接收流经电子传递链的细胞代谢产生的电子的氧化性物质)三者之间相互影响,相互制约,对立统一,协同进化。从能流矛盾的角度,可以解释自然选择的依据是什么?适者生存中的“适者”是指什么等问题。然而,其它进化论则主要从生物的角度探究生物的进化。
5.能流进化论的目的不只是阐述生命的起源与进化问题,更在于其应用性,没有应用价值的理论是没有灵魂的理论。能流进化论可以用于解释各种生物现象及生物行为,也还可以用于审视目前存在的认识、假说等。例如在前述博文中,利用能流进化论解释了恐龙灭绝的原因、寒武纪物种大爆发的原因、爱尔兰大饥荒的原因、癌症的发生和转移原因、心脏很少癌变的原因、果树修剪的原因、下雨前燕子低飞和蚂蚁搬家的原因等,解释了医学的进步与自然选择是否冲突的问题、外星生命问题等,还利用能流进化论提出了电子传递链的新的运行机制……这些是其它进化论所欠缺的。
能流进化论是《隐藏的动力:生物在自然中的价值》(汕头:汕头大学出版社,2020-12,CIP2020268179,ISBN 978-7-5658-4304-4.)一书阐述的一种分析问题的方法论,也是一本基于热力学定律,从生物在自然界能量流动方面价值的角度阐述生命起源与进化问题的书。该书共分为六章,第一章介绍了从能量和价值的角度探讨生命起源与进化问题的缘由;第二章介绍了自然界中能量流动所遵循的基本定律及生物在自然界能量流动中的价值;第三章从生物在自然界能量流动中价值的角度,探讨了生物是如何从非生命态一步步演变为生命态的;第四章从生物在自然界能量流动中价值的角度,探讨了生物的演变缘由、演变方式和演变方向;第五章提出了“能流进化论”学说,借以阐释了“物竞天择,适者生存”现象;最后一章通过实例探讨了能流矛盾论在农业、医学、经济等领域的应用。
《隐藏的动力:生物在自然界中的价值》(汕头:汕头大学出版社,2020-12,CIP2020268179,ISBN 978-7-5658-4304-4.)一书电子稿可从该链接https://blog.sciencenet.cn/blog-3479210-1308965.html免费下载。
并非只是远古氧气含量仅提高10%左右,出现了这种现象。这其中还有被忽视的重要变量因素——【微生物种群】。
别着急,待叔公啜口茶慢慢给孩子们道来。
一.追溯微生物的起源,其来自地球更遥远的原始时期,并与生命息息相关。
咳,想知道微生物为什么与这些生物的生命息息相关,先和叔公来扒拉扒拉它的来历:
微生物是指一切肉眼看不到或看不清楚,因而需要借助显微镜观察的微小生物。包括原核微生物,如细菌、真核微生物,如真菌、藻类和原虫,和无细胞生物如病毒此三类。
地球诞生至今已有45亿年,其中微生物生活了35亿年,属于地球最早的原住民了。迄今为止,我们发现了最古老的生物化石是来自澳大利亚西部,距今约三十五亿年前的岩石,这些化石类似于现在的蓝藻,它是一些原始的生命,是肉眼看不见的.它的大小只有几个....[1]


在达尔文的《物种起源》中,微生物是被忽视的群体,在物种进化的过程中,人们普遍认为微生物是不参与其中的。
以色列一位微生物学家发现在地中海东岸的珊瑚曾感染希利氏弧菌,并触发发生了白化,但经过一段时之后, 珊瑚恢复原样,没有大面积白化。他由此意识到:如果微生物的变化能够让珊瑚抵御感染,并且有遗传功能,那么在基因未发生改变的前提下,他们进化出了抵御白化的能力。
叔公认为,也许一种生物能否存活,或者说能否适应变化,起决定性作用的是它的基因,还有能够遗传的那些微生物群落。
所以,微生物的起源和进化与生命是息息相关的。
二.26亿年前的氧气含量突然提升与微生物密不可分的关系。
说到这里,恐怕孩子们不知道的是:
30亿年前,地球上出现了一种原始的单细胞生物,它就是蓝藻。
蓝藻有一种非同一般的本领,它可以从阳光中获取能量,消耗二氧化碳,制造出氧气和水,但是蓝藻的光合作用效率很低,完全无法跟现在的植物相比。就是靠着蓝藻等可以光合作用的原始单细胞生物,持续工作了4亿年之后,才让地球的氧气含量提升到了1%。
和现在21%的氧气含量相比,26亿年前的1%简直不值一提。但是就是这次氧气增加事件,大大加快了地球生物进化的过程,越来越多的生物开始出现。
靠着蓝藻进行光合作用,那还远远不够。在距今5.8亿年前,地球发生了一场诡异的地质活动,就像是小孩挪动了七巧板一样,地球上的陆地拼合到了一起,形成了一个位于南半球的古大陆,名为冈瓦纳超级大陆。在地质活动的过程中,岩浆将陆地上的硫酸盐带入了海水当中,进而和海洋里的微生物发生反应,制造了大量的氧气,让地球氧气含量增加到了60%,和现在基本相同。随着海洋氧气含量的增加,寒武纪生命大爆发因此发生,一些复杂的生物开始出现。


随着海洋蓝藻和陆地植物的诞生,地球上的氧气含量开始大大增加。到了3亿年前,地球进入石炭纪,氧气含量达到了惊人的35%,充足的氧气让地球上出现了从未有过的庞然大物,比如翼展长达75厘米的蜻蜓,又被称为“巨脉蜻蜓”。
研究者在报告中指出,这些节肢动物是通过遍布它们肌体中的微型气管直接吸收氧气,而不是通过血液间接吸收氧气,所以高氧气含量能促使昆虫向大个头方向进化。
在加上巨脉蜻蜓拥有巨大的体型和空中优势,几乎没有什么特别的天敌,一度成为当时的天空霸主。
但经过大约5000万年,从二叠纪的中期到晚期,这些巨型物种消亡了。


三.高含量的氧气浓度到底是不是一件好事?微生物又扮演着什么样的角色?
要叔公说,并非如此。
科学家迪克森说:“氧气实际上是一种强力的肺毒素。”“如果我把健康的老鼠放在100%氧气的环境中,它们会在5天内死亡,而且它们会像新冠患者一样出现严重的肺部损伤或其他肺部损伤。”
为了更好地了解氧气和肺部细菌之间的关系,该团队在老鼠身上设计了一系列实验。他们首先将健康老鼠暴露在高浓度的氧气中,以确定氧气对健康老鼠肺部细菌的影响。


阿什利说:“当我们给健康的老鼠注入高浓度的氧气时,它们的肺组织迅速发生了变化,就像我们预测的那样。”“不耐氧细菌减少了,而耐氧细菌增加了。”经过三天的氧疗,氧耐受性葡萄球菌(oxygen-tolerant Staphylococcus)是目前为止在小鼠肺中最常见的细菌。
为了进一步加强因果关系,他们转向无菌小鼠,这种小鼠完全缺乏微生物群。阿什利说:“我们想知道,当暴露于治疗氧中时,无菌肺是否有选择性的优势或劣势。”当比较两组基因相同的老鼠(一组有细菌,一组没有)时,没有细菌的老鼠受到了保护,免受氧引起的肺损伤。
阿什利说:“这确实证明了微生物在肺损伤中起着某种作用。”
“微生物群并不都是好的,也不都是坏的,”迪克森评论道。
所以它们只能是人类的盟友而不是朋友。
四.微生物的衍变与发展对人和生物的影响。
其实微生物有8类:细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体。
其中与人和生物的关系分为三种:
1.寄生。例如:真菌感染引起的各种廯病。
2.共生。例如:肠道的大肠杆菌,彼此依赖,互利共生。[2]
3.拮抗。彼此抑制,胰高血糖素可增加血糖含量,胰岛素则降低血糖的含量。


作为一个微生物研究专家,叔公我人气这么高,可是有原因滴....
好了,就说到这里,下午还和老李约了棋局(生死局,叔公可要好好准备准备~)


相关延伸阅读:
参考^[1]康白.论微生物的起源与进化[J].医学与哲学,1981(02):5-9+13. https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFD7984&filename=YXZX198102003&v=AxPXQQkodV1WsJ7cflvoTspR3IAH6xioWG3SFWJPLnUuJFyg66XjBXaiCeKKbgf5^[1]崔如,孙清.浅析肠道微生物对人类饮食习惯影响[J].当代化工研究,2018(06):17-18. https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2018&filename=ZJTY201806012&v=vA7L%25mmd2FuTI5TIB4geq1mSpZ%25mmd2BNlnQxvWbKkYUodqeEUCHVq9PtcszM2MCHiSM73G42H
这不是多了10%,这是多了50%
黄曲霉素 的安全限量应该是百万分之一的水平,假设牛奶含有0.1%的的黄曲霉素,你是不是也说就多了0.1%,怕什么?
我不懂生物,但是我想不负责任的聊一聊。
含氧量一定不是动物昆虫巨大的原因。
大自然一向以适者生存,物竞天择出发的。
最初的物竞天择里,大的生物更占据优势,哪怕时至今日,很多动物依然靠站立,或者其他方式让对手觉得自己体型很大,增加威慑力。
这说明,体型事实上是很有用的早期竞争优势,这才是体型巨大的原因。
大自然充满奥秘,动植物每一个特征都蕴含了无数的道理。
甚至包括如今的一些宠物。
在过去动物还在被互相进化(或许叫演化?我不专业),而宠物的生物形态甚至智力发展,已经变成人类进行选择改变。
小狗的矮短腿,其实是极其糟糕的基因,但是因为人类觉得可爱,于是就多了起来。
狗子本来没那么笨,没那么毛色好看,但是因为人类进行选择,于是变了。
这方面可以看看相关文章,包括城市化对动物的影响,也是非常深刻的。
大多时候我也在想,人类主宰的星球(蟑螂不这么认为),物种多样化的意义在哪里。
我们都知道,人类祖先一个偶然的机会,开始了使用工具,借助外在力量,智慧成为了生存最重要的东西。
事实上,跟最初的生物相比,后来的大部分动物都形成了自己生存的智慧。
可以想象,早期的生物圈是很单纯,包括霸王龙其实也比较耿直。
因为智慧的存在,人类哪怕瘦小,倒也成为了胜利者。
当然有点浓缩的感觉。
再因为电脑手机的出现,一些走路看手机会摔跤出事情的人被淘汰,留下了一大批能24小时盯手机并且能正常生活的人。
键盘的出现,出现了无数手指灵活的人。
人类的语言交互方式其实还是太慢,于是有了语音识别打字,我相信不需要过很久,人类就可以意念传达意思。
巨大动物的阴影,其实是刻在人类基因里的。
事实上早期人类对巨大凶猛动物,进行了无情的猎杀,甚至导致灭绝。
宏观来看,智慧生物的猎杀,已经脱离了体型的客观限制。
有一些有毒生物,也能轻易放倒大象。
但凡有那么大动物限制了人类发展,灭绝是分分钟的事情。
我觉得,只要生物需要,含氧量肯定限制不了体型。
非洲有一种鱼,没有水都能活好几年,水都限制不了鱼,氧气含量能限制得了体型?
反过来看。
枪械出现那么久,人类也没能进化的能抗子弹。
大部分人还是缺乏锻炼,变得很脆弱的,智慧还是人类最强的优势。
说点个别现象,我一朋友玩滑板,屁股摔了一下,骨裂了。
有时候我就在想,人类真的好脆弱,就一坨肉······或者,穷人真的好脆弱?
富人都在健身房练成了大肌霸?
想那么多也没用。
我觉得从人类层面讲,每一个人都应该拥有追求身体的极限的资本。
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加:2024-03-25 14:43:27  更:2024-03-25 14:56:10 
 
 
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