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光合作用除了变绿还有别的作用吗?

2021-01-07 11:06:08  来源:知否

在科幻作品中,绿色皮肤的人形生物很常见,比如《星球大战:义军崛起》(Star Wars Rebels)中的小绿人赫拉·辛杜拉(Hera Syndulla)、《银河护卫队》(Guardians of the Galaxy)中的盖莫拉(Gamora)。

现在,大胆想象一下如果绿色皮肤不仅仅是外星人的独有特色,如果人类的皮肤也是绿色的,并且赋予我们进行光合作用的能力,世界会变成什么样?科幻作家约翰·斯卡尔齐(John Scalzi)认为,人类可能会从会进行光合作用的皮肤中受益,但不会对社会结构造成太大改变。

像植物一样的动物

所有动物都靠消耗食物来维持生命。相比之下,植物依靠光合作用来创造自己所需的能量。然而,有些动物确实也能像植物那样,利用阳光来维持生存。

许多动物受益于太阳能支持的分子。举例来说,豌豆蚜会产生色素,在光线的帮助下产生三磷酸腺苷(ATP),这是一种为细胞反应提供动力的化合物。此外,东方黄蜂外骨骼上的黄色色素可以将光转化为电,这可能有助于解释为什么这些昆虫在中午变得更加活跃。

其他动物甚至可以通过光合作用,利用阳光、水和二氧化碳来产生糖和其他重要化合物。植物和藻类依靠叶绿体进行光合作用,但绿叶海蜗牛可以从它们吃下的藻类中获取叶绿体,帮助它们仅靠光合作用生存数月。

许多其他动物通过与植物结成共生体从光合作用中获益。例如,大多数珊瑚与被称为虫黄藻的海藻搭伴儿利用光合作用共生,而斑点蝾螈的卵可从藻类中获得宝贵的氧气。

人类的皮肤面积够用吗?

如果其他动物能从光合作用中获益,那么人类也能吗?即使光合作用可以在人类身上发挥作用,我们实际上能从中获得多少好处仍是个未知数。植物可以依靠光合作用生存,因为它们有宽阔扁平的叶子,可以尽可能多地获取阳光。它们只需要较少的能量,因为它们远没有动物活跃。

英国牛津大学植物生态学家林赛·特恩布尔(Lindsay Turnbull)表示,如果典型成年女性的皮肤像树叶那样进行光合作用,那么她拥有的皮肤表面积只能满足其每天生存所需能量的1%。特恩布尔估计,对于可进行光合作用的女性来说,要满足她的能量需求,她需要更多的皮肤,大约相当于网球场的面积。

此外,光合作用还需要二氧化碳参与。植物有被称为气孔的孔洞,它们可以向细胞供应气体。假设能够进行光合作用的人类拥有叶绿体,他们可能需要多孔的皮肤来帮助吸收二氧化碳,但这样的毛孔可能会让其他东西渗入或渗出(如水分),而这可能对人体造成伤害。

晒太阳就像喝咖啡一样自然

尽管如此,如果人类有支持光合作用的皮肤,哪怕是极小的好处也可能被证明非常有用。在斯卡尔齐的获奖小说《老人的战争》(Old Man‘s War)中,士兵们的身体经过了基因改造,不仅拥有控制大脑的植入物,增强了力量、速度、感官、耐力和灵活性,还拥有可进行光合作用的绿色皮肤。

尽管《老人的战争》中的士兵们无法通过光合作用获得生存所需的全部能量,但在小说中,他们被告知这可以“为身体提供额外的能量来源,并优化身体对氧气和二氧化碳的利用效率。这最终会让人感觉精力更充沛、清醒的时间更长,也能更好地履行职责。”

那么,人类皮肤进行光合作用会是什么感觉呢?斯卡尔齐说:“我觉得这会让人感觉像是一直在喝咖啡。就像当你醒来就想喝咖啡那样,你会想要获取阳光。”

促进人脑加速进化

假设人类能够成功地进行光合作用,那么这将如何改变历史进程呢? 斯卡尔齐认为:“即使我们能够进行光合作用,人类社会也不会发生根本变化,因为这只会带来某些边缘好处。尽管如此,人体最依赖能量的部分还是人脑,所以我怀疑任何多余的能量可能都会被大脑吸收,因为后者总是渴望更多能源供应。这可能意味着,社会可能会加速进步,也许我们在公元前10000年就实现了工业革命,而不是1800年。”

有人可能会想,能够进行光合作用的人可能更喜欢搬到阳光明媚的地方。对此,斯卡尔齐说,虽然这些人搬到沙漠地区,他们可能会从光合作用中获得更大好处,但可能也会有其他资源问题要处理,比如供水问题。他指出:“我们总需要做出取舍。”

能够进行光合作用的人类会喜欢穿很少的衣服还是不穿衣服来吸收更多的光线呢?在某些光合作用的社会里,穿衣服可能成为精英阶层的特权象征,因为他们可以从食物中获得足够的能量而不需要进行光合作用。斯卡尔齐说:“你可以想象,他们可能会说:‘我很富有,所以我不需要赤身裸体吸收阳光获取能量。’”

那么,斯卡尔齐本人想要能够进行光合作用的皮肤吗?他说:“在我想要改造身体的清单上,绿色皮肤的排名很低。虽然它不会带来什么坏处,但我也看不出它会有多大好处。人们可以根据自己的意愿决定是否接受改造,开心就好!”(小小)

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