为什么人类没有演化出光合作用的能力晒晒太

01改变地球的关键!

地球是太阳系中环境最稳定的行星,平均温度15℃左右,火星平均温度-55℃,金星平均温度°C,水星面朝太阳的一面温度能达到℃,背对太阳的温度在-℃左右,另外四颗行星是气态行星就不做对比了。

不过,地球的环境并不是一开始就这么稳定的,在地球刚刚诞生的时候,火星和金星还有地球这三个行星的条件几乎相差无几,早期的火星内核还没有冷却,这代表当时火星的大气层很厚,火星表面存在比较稳定的液态水,当时的金星还没有陷入无法遏制的温室效应,可以说三个星球的起点很相似。

为什么地球的环境变得越来越好,另外两个行星的环境却逐渐恶化了呢?这涉及到了很多因素,比如说两个星球的磁场和内部结构等等,不是简单的一两句话就可以说清楚的,但是我们都知道地球早期的环境并不好,肯定有一些原因改变了地球的环境。

我想,改变了地球环境,影响了地球生物演化进程的重要因素就是——“光合作用”!地球上最早进行光合作用的生物是“蓝藻”,它并不是藻类,而是一种可以进行光合作用的单细胞原核生物,早在几十亿年前,蓝藻就已经出现在地球上了。

在蓝藻刚刚出现的时候,地球大气和海洋中的含氧量很低很低,几乎不存在氧气。当时地球上主要的生命形态是各种厌氧生物,这些生物喜欢各种极端环境,对高温高压有很强的适应力,这也从侧面证明了地球最早的生物诞生于海洋深处的热泉中。

蓝藻的出现,再加上一些地质活动,导致当时地球大气中的甲烷含量大量降低,甲烷产生的温室效应要比二氧化碳更严重,众多的巧合加在一起,导致了“大氧化事件”发生,地球的氧气含量持续上升,甚至一直上升到比现在氧气含量更高的地步,不过氧气含量增加太多也不是一件好事,大氧化事件结束后,地球就进入持续时间最长的冰期——“休伦冰期”。

休伦冰期是持续时间最长的冰期,发生于24亿年前到21亿年前,可能是火山活动的停止,加上甲烷被大量消耗,以及蓝藻的出现大量制造氧气,导致地球进入了一段持续真正三亿年的冰期,地球被冻成雪球。

难以想象的寒冷,却没有冻结地球生物的希望,在寒冷的冰川下,真核生物正在默默孕育,打破原核生物对地球的统治。可以说,进行光合作用的生物改变了我们的地球,也塑造了现在的这个复杂的生态系统,如果地球大气没有充足的氧气,也不会演化出复杂的生命形态。

02光合作用

光合作用,指的是植物或者是藻类吸收光能,把水和二氧化碳转化为富有能量的有机物,并且在这个过程中会释放氧气,对于整个地球来说,光合作用对大自然的能量转换和地球大气的碳氧平衡起到了至关重要的作用。

在人类的认知中,生命的演化单方面的受到环境的影响,如果环境发生了变化,就会对生物造成巨大的影响,地球上发生的五次生物大灭绝事件,都和环境的突然且长时间持续性的变化有关,在大自然的力量面前,生物似乎无比渺小。

其实,生物对环境的改变远比我们想象的更多,有理论认为,现在的地球环境之所以可以这么稳定,是地球本身和生物相互影响的结果,我们可以把地球视为一个巨大的“生物”,它可以不断的自我调节,让环境一直处于比较平衡的状态。

说了这么多,相信大家都知道光合作用的重要性了,如此神奇的能力,为什么只有植物拥有,动物身上却很少见呢,如果人类也可以进行光合作用,是不是每天喝口水,找个地方晒太阳睡觉就可以了?

这样想想似乎十分美好,不用再为了食物发愁,因为阳光和水都很常见,其实并不是这样的,光合作用提供的能量其实很少,正是因为这个原因,所有的植物都会选择在一个固定的地方生活,因为光合作用提供的能量,不足以维持生物运动时产生的消耗,更别提是满足人类的大脑的消耗了,所以仅仅是依靠光合作用的话,无法满足动物的日常消耗。

不过,科学家其实发现了不少可以进行光合作用的生物,一些动物会选择和藻类“共生”,一些水母和变形虫还有水蛭,会终身和藻类共生,这些藻类寄生在这些无脊椎动物的体内,甚至一些藻类已经完全失去了独立生存的能力,必须和这些生物共生才行。

03叶绿体“小偷”和可以光合作用的蝾螈

有一种叫作绿叶海天牛的软体动物,可以在进食藻类的过程中,把藻类的叶绿体保存在自己的体内,甚至把藻类中进行光合作用的基因拷贝编辑到自己的基因内,进食藻类越多,绿叶海天牛拥有可以进行光合作用的基因,但是缺乏叶绿体,必须进食藻类后才能进行光合作用。

它可以通过光合作用产生碳水化合物和脂肪,满足自身的消耗,如果长时间得不到阳光的照射,甚至会因为枯萎而死。

在脊椎动物中,也有一种生物可以进行光合作用,它就是斑点钝口螈,科学家早就知道这种蝾螈和藻类有共生关系,不过早期科学家一直认为这种关系是平等的,也就是两者之间独立存在,然后交换对方需要的物质共同生存,但是在后续的研究中科学家发现,这种斑点蝾螈处于胚胎阶段时体内就有藻类存在了,也就是说,斑点蝾螈可以体内的藻类共生体进行光合作用。

为什么人类没有选择这种共生关系呢?首先,这些动物通过光合作用获取的能量十分有限,并且这些光合作用对水的消耗很多,不利于陆生动物的演化,对于大部分陆生动物来说,水资源还是比较珍惜的。

总体来看,可以进行光合作用的生物,在食物链中都处于比较低的位置,这是因为光合作用的能源转化比例,不如捕食其他生物来的高效,这也是植食性动物的食量远超食物动物的原因,对于人类来说,通过进食获取能量要比进行光合作用更多,收到的限制也更小。

如果是你,你会选择光合作用还是选择通过进食来获取能量呢?




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