深入奇蹟14: 燃燒吧!真核細胞 !

更新 發佈閱讀 5 分鐘

來到台北,101是必賞美景,不過搭電梯「咻」地上樓未免太輕鬆無感。另一方面,要爬上觀景台,也不是件容易的事。所以,紅柿子建議各位讀者先為自己體內的眾多真核細胞準備一些能量,再來挑戰101。


raw-image

食物通常被比為身體的燃料,但食物在人體內並沒有確確實實發生「燃燒」,而是透過複雜的消化過程,將食物轉換成生命能量。由於葡萄糖幾乎可算是現今地球生命上所有食物鏈的基礎,因此了解葡萄糖的形成可算是生命能量學的重要基礎。

讓我們先從比較水、二氧化碳還有葡萄糖分子著手。從下圖中,我們可以看見,相對於水還有二氧化碳,葡萄糖算是相當複雜的分子。


raw-image


從熱力學的角度解讀光合作用,可以發現雖然光合作用使得整個系統的熵都增加了,但是形成葡萄糖的原子們的熵卻降低了。也就是說,太陽提供的能量是非常有序的,但經過光合作用,陽光中簡單有序的能量被借去形成非常複雜有序的葡萄糖。

但是,細胞並無法直接從葡萄糖獲得能量,而必須透過呼吸作用(respiration),才能釋放儲存在葡萄糖裡的能量貨幣 ATP。

所謂的呼吸作用基本上就很像汽車汽缸裡發生的燃燒。汽車透過汽油的燃燒獲得能量前進,細胞利用呼吸作用還原藏在物質中的生命能量以開始運作。

了解了這個現象之後,讓我們來到101 大樓的觀景台,一邊欣賞樓下的地景,一邊繼續探索生命能量學


raw-image


坦白說,對大多數人而言,101 的觀景台並不是思考能量轉換的好地方,但是,我們這次既然耗費了不少來自食物的能量才到達這裏,不妨就在此稍作停留。

當然,因為站在高處,我們也獲得不少「位能」,因此如果你膽敢往下跳,到達地面時自然會獲得不少從「位能」轉換而成的「動能」。

只是,你也會因為「能量守恆原理」而全身「崩壞」,釋放出大量的「化學能」。

紅柿子以為,肉身難得,大家還是珍惜得來不易的「生命體」,不要輕易結束生命的旅程。另一方面,各位既然已耗費能量,動用了許多細胞,才來到這麼高的能量,不如讓我們一起想想什麼是燃料。

關於這點,我們可以參考「地板下的原子」(臉譜出版) ,從物理學的角度找到一些線索 -----

基本上,石化燃料來自宇宙,由太陽、自然壓力和地球中的熱所完成。我們不需要任何付出,就可以獲得這些能量。

也就是說,這些石化燃料不是人類創造的。人類只是發現了釋放藏在這些燃料中的能量的方式。

想創造新的能量也不是不行 ---- 1945年,從廣島、長崎上空投下的原子彈所創造出來的能量,就是原子核分裂後所釋放出來的原子力量。

不過,這樣的分裂力量未免太大,而且不受控制。


raw-image

讓我們把焦點轉回細胞的燃料,但這一次讓我們一起從地球生命史的角度回顧從細菌到真核細胞的演化史。

在地球出現生命的最初三十億年中,細菌是地球的主宰 。但是,在細菌主宰地球的階段,地球的環境雖然有過幾次激烈的變化 ---- 比如說,二十二億年前,藍綠菌創造出光合作用,使地球充滿了氧氣,在大約六億多年前,細菌讓大氣中的甲烷氧化沈澱,造成全球氣溫降低-----但是,細菌本身沒什麼變化,細菌依舊是細菌。

一直要到真核細胞出現後,生命界的演化速度才大幅加快了 ---- 一連串的事件接連爆發,其中最有名的就是地質史上的「寒武紀大爆發」。持續了幾百萬年。

再細究真核細胞和細菌的差別,除了真核細胞的細胞核和細菌完全不同外,真核細胞內還有細菌所沒有的胞器與內膜系統。

總之,細菌和真核細胞,有很多不一樣。

raw-image


那麼,真核細胞是如何演化出來的呢? 尼克連恩稱之為「命運的邂逅」。

在這「命運的邂逅」中,本身是原核生物的細菌因互相合作而產生新個體。在新個體中,粒線體保留了部分基因,以控制呼吸作用。因為這樣,比起原核細胞,真核更可以藉由呼吸作用產生更多能量。

有了胞器的真核細胞因此可以擁有不必擔心能源匱乏的自由,從此大膽而多面向地探索生命新的出路

以上,就是紅柿子爲各位讀者導讀的尼克連恩的「生命的躍升」第四章 ---「複雜細胞」。

最後,附上一棵生化學家馬丁所製的生命樹,和達爾文式的生命樹很不一樣,歡迎大家挑戰自己的知識和想像。


raw-image










留言
avatar-img
留言分享你的想法!
avatar-img
蓮子水共同體的沙龍
55會員
425內容數
曬書天,好奇地。 文圖連播,播出新識界。 紅柿子在這方小天地不只曬書,也曬心得。
2022/10/22
人類的耳朵顯然並不特別擅長接收來自水中的振動,許多成年人甚至相當害怕或厭惡耳朵進水的感覺。究竟,人類的耳朵是如何演化而出的呢?讓我們一起從演化論的思維出發,探討人類的聽覺系統與昆蟲相較,究竟有那些不同吧!
Thumbnail
2022/10/22
人類的耳朵顯然並不特別擅長接收來自水中的振動,許多成年人甚至相當害怕或厭惡耳朵進水的感覺。究竟,人類的耳朵是如何演化而出的呢?讓我們一起從演化論的思維出發,探討人類的聽覺系統與昆蟲相較,究竟有那些不同吧!
Thumbnail
2022/10/12
若是細看人類的耳朵構造,不難發現這是一種和眼睛一樣精妙的結構體,所以這想必是經過漫長的演化途徑才演化而出的感官系統。如果,人類的眼睛是從感光色素聚集的眼點演化而出的,那麼,人類的耳朵最原始的形式又是什麼呢?
Thumbnail
2022/10/12
若是細看人類的耳朵構造,不難發現這是一種和眼睛一樣精妙的結構體,所以這想必是經過漫長的演化途徑才演化而出的感官系統。如果,人類的眼睛是從感光色素聚集的眼點演化而出的,那麼,人類的耳朵最原始的形式又是什麼呢?
Thumbnail
2022/10/03
對大多數的人類而言,觸覺和聽覺算是分別相當明確的知覺。不過,植物不太一樣。 對植物而言,觸覺和聽覺算是關係相當密切的感覺。究竟,我們應該如何去測試植物的聽覺呢? 到底,植物聽得懂人類的音樂嗎?
Thumbnail
2022/10/03
對大多數的人類而言,觸覺和聽覺算是分別相當明確的知覺。不過,植物不太一樣。 對植物而言,觸覺和聽覺算是關係相當密切的感覺。究竟,我們應該如何去測試植物的聽覺呢? 到底,植物聽得懂人類的音樂嗎?
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
在小小的租屋房間裡,透過蝦皮購物平臺採購各種黏土、模型、美甲材料等創作素材,打造專屬黏土小宇宙的療癒過程。文中分享多個蝦皮挖寶地圖,並推薦蝦皮分潤計畫。
Thumbnail
在小小的租屋房間裡,透過蝦皮購物平臺採購各種黏土、模型、美甲材料等創作素材,打造專屬黏土小宇宙的療癒過程。文中分享多個蝦皮挖寶地圖,並推薦蝦皮分潤計畫。
Thumbnail
小蝸和小豬因購物習慣不同常起衝突,直到發現蝦皮分潤計畫,讓小豬的購物愛好產生價值,也讓小蝸開始欣賞另一半的興趣。想增加收入或改善伴侶間的購物觀念差異?讓蝦皮分潤計畫成為你們的神隊友吧!
Thumbnail
小蝸和小豬因購物習慣不同常起衝突,直到發現蝦皮分潤計畫,讓小豬的購物愛好產生價值,也讓小蝸開始欣賞另一半的興趣。想增加收入或改善伴侶間的購物觀念差異?讓蝦皮分潤計畫成為你們的神隊友吧!
Thumbnail
太陽的能源就是這麼來的,但能用來烤麵包嗎? 核融合是人類能源需求的終極解決方案。 它是潔淨能源,可以用普通元素充當燃料,沒有任何災難性熔毀的風險。那為什麼我們在地球上不能效法太陽,而只能在實驗室做核融合實驗?
Thumbnail
太陽的能源就是這麼來的,但能用來烤麵包嗎? 核融合是人類能源需求的終極解決方案。 它是潔淨能源,可以用普通元素充當燃料,沒有任何災難性熔毀的風險。那為什麼我們在地球上不能效法太陽,而只能在實驗室做核融合實驗?
Thumbnail
用電一直被視為是破壞環境的主因,而目前的核能發電又讓人有很多的疑慮。 核電廠是使用核分裂產生能量,即是透過將重核(如鈾、鈽等)的原子核分裂成兩個較輕的核,在過程中同時釋放大量能量來達到發電的目的。 核融合就正好相反,它會將輕元素(通常是氫同位素)的原子核合併成更重的核,藉此釋放出巨大的能量來發電
Thumbnail
用電一直被視為是破壞環境的主因,而目前的核能發電又讓人有很多的疑慮。 核電廠是使用核分裂產生能量,即是透過將重核(如鈾、鈽等)的原子核分裂成兩個較輕的核,在過程中同時釋放大量能量來達到發電的目的。 核融合就正好相反,它會將輕元素(通常是氫同位素)的原子核合併成更重的核,藉此釋放出巨大的能量來發電
Thumbnail
本文講述了核能的產生、核裂變、核衰變、核嬗變反應、U-235的核裂變、連鎖反應、核能威力之謎,透過核能的簡介帶你進入核能的世界
Thumbnail
本文講述了核能的產生、核裂變、核衰變、核嬗變反應、U-235的核裂變、連鎖反應、核能威力之謎,透過核能的簡介帶你進入核能的世界
Thumbnail
上次我們講到地球生命是如何起源以及最原始簡單的生命發展歷程,而我們所熟知的多細胞且肉眼可見的生物在地球四十多億年的歷史裡只是最近六至八億年的事,其餘時間地球上的生命都只有單細胞的原和生物與簡單原生生物,最多海中有一些中大型的藻類,那複雜生命是如何演化出來的呢? 光合作用最地球生命的影響地球就像其他行
Thumbnail
上次我們講到地球生命是如何起源以及最原始簡單的生命發展歷程,而我們所熟知的多細胞且肉眼可見的生物在地球四十多億年的歷史裡只是最近六至八億年的事,其餘時間地球上的生命都只有單細胞的原和生物與簡單原生生物,最多海中有一些中大型的藻類,那複雜生命是如何演化出來的呢? 光合作用最地球生命的影響地球就像其他行
Thumbnail
科普) 核能發電原理 這幾天我和一位友人聊天,訝異發現,竟然真的有人不知核能發電的原理? 所以,我的無聊的來獻醜一下,順便發這篇文
Thumbnail
科普) 核能發電原理 這幾天我和一位友人聊天,訝異發現,竟然真的有人不知核能發電的原理? 所以,我的無聊的來獻醜一下,順便發這篇文
Thumbnail
訂閱我每天都有不一樣的精彩! 核能一直以來被人類認為是一種清潔高效的能源,因為它的二氧化碳排放量為零;不會造成溫室效應。然而,與此同時,隨著世界各地越來越多反應堆的建成,它產生了大量危險極高的放射性核廢料。科學家們為這個問題提出了不同的解決方案,以便更好地保護環境和人們的健康。由於沒有足夠的安全儲存
Thumbnail
訂閱我每天都有不一樣的精彩! 核能一直以來被人類認為是一種清潔高效的能源,因為它的二氧化碳排放量為零;不會造成溫室效應。然而,與此同時,隨著世界各地越來越多反應堆的建成,它產生了大量危險極高的放射性核廢料。科學家們為這個問題提出了不同的解決方案,以便更好地保護環境和人們的健康。由於沒有足夠的安全儲存
Thumbnail
人類的「人造太陽」夢,始於60年前,45.7 億歲的太陽不斷以核融合釋放光和熱,如今模仿同樣原理的中國環流器二號M裝置(HL-2M)成功發電,召示了乾淨能源紀元的開始,「人造太陽」可能解決地球暖化,極端氣候危機。
Thumbnail
人類的「人造太陽」夢,始於60年前,45.7 億歲的太陽不斷以核融合釋放光和熱,如今模仿同樣原理的中國環流器二號M裝置(HL-2M)成功發電,召示了乾淨能源紀元的開始,「人造太陽」可能解決地球暖化,極端氣候危機。
Thumbnail
 燃燒為何帶來能量? 請隨紅柿子一起前往101,欣賞美景之餘,也思索細菌和真核細胞的不同。真核細胞究竟是如何演化出來的?真核細胞的出現又如何改寫了地球的生命史。請聽紅柿子導讀「生命的躍升」(貓頭鷹出版)第四章「複雜的細胞」。
Thumbnail
 燃燒為何帶來能量? 請隨紅柿子一起前往101,欣賞美景之餘,也思索細菌和真核細胞的不同。真核細胞究竟是如何演化出來的?真核細胞的出現又如何改寫了地球的生命史。請聽紅柿子導讀「生命的躍升」(貓頭鷹出版)第四章「複雜的細胞」。
Thumbnail
年底公投將要與九合一選舉一併舉行,「以核養綠」也進入了複決階段。還記得曾風靡一時的原子小金剛嗎?外型可愛的小金剛,體內懷有超小型原子爐,打擊惡勢力,為正義而戰,但其實這是日本為推動核能所作的宣傳工作,使孩童到成年人都相信原子能會帶來美好的未來。到底核能怎麼來?核能危險嗎?台灣又適合發展核電嗎?
Thumbnail
年底公投將要與九合一選舉一併舉行,「以核養綠」也進入了複決階段。還記得曾風靡一時的原子小金剛嗎?外型可愛的小金剛,體內懷有超小型原子爐,打擊惡勢力,為正義而戰,但其實這是日本為推動核能所作的宣傳工作,使孩童到成年人都相信原子能會帶來美好的未來。到底核能怎麼來?核能危險嗎?台灣又適合發展核電嗎?
Thumbnail
號稱2018年是「臺灣脫口秀元年」的博恩,一週前在youtube po 出脫口秀片段,談「能源難題」,30萬次點閱獲得相當高的迴響。片末最後以「擲交」的方式欲解決這道「難題」。無論如何,儘管是難題,但面臨公投,作為一個負責任擁有公民投票權利的人,而不得不去了解這樣的難題。
Thumbnail
號稱2018年是「臺灣脫口秀元年」的博恩,一週前在youtube po 出脫口秀片段,談「能源難題」,30萬次點閱獲得相當高的迴響。片末最後以「擲交」的方式欲解決這道「難題」。無論如何,儘管是難題,但面臨公投,作為一個負責任擁有公民投票權利的人,而不得不去了解這樣的難題。
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News