深入奇蹟14: 燃燒吧！真核細胞 ！

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。

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。

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。

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。

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。

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。