绿色动物是可能的吗？

 绿色动物是可能的吗？ 作者：陈冰

 

这里所说的绿色动物不是指那种绿色的青蛙，而是指细胞中含有叶绿体，可以像绿色植物那样通过光合作用进行自养的动物。有谁见过这样的动物，至少是在头脑清醒的情况下？

 

为什么没有绿色动物，想来假如有的话，绿色动物应该是相当不错的，相比较其他动物，绿色动物不需要每日为食物奔忙，自己通过光合作用就可以解决了，而现存的所有其他动物则无时无刻不处于食物短缺的危机之中，这其中就包括我们人类。经常能见到沿街讨食的人，如果他们能进行光合作用，肯定会快乐的多。

 

我们都知道，植物能够进行光合作用是因为植物中含有叶绿体，叶绿体的作

用是利用光能把二氧化碳和水加工成糖，并释放出氧气。但可能有部分人不知道植物能够活下去是因为植物含有线粒体，线粒体进行有氧呼吸，对糖和脂肪进行氧化从而产生能量，为植物的每一个细胞和整个植物提供能量，植物才得以活下去。植物的细胞中同时含有叶绿体和线粒体。

 

现在，你大概想到了，动物的细胞中只含有线粒体，只能对含有能量的物质进行氧化来释放出物质中所包含的能量，却由于缺少叶绿体而无法直接利用光能来自己产生含有能量的物质，如糖和脂肪，动物只能通过吃掉其他动物或植物来获得这些能量物质。

 

那么，为什么动物的细胞中就不能同时含有叶绿体和线粒体呢？让我们先来看看除含不含叶绿体外，动物和植物的最大区别是什么。毫无疑问，最明显的区别就是植物是不动的，而动物是动的。

 

我们都知道，运动需要消耗更多的能量。一个成年男子静坐一整天大约消耗2000千卡的能量，正常工作的一天大约要消耗2600千卡，而一个成年男运动员的一天则要消耗约3300千卡的能量。事实上，即使一个人静卧不动，其内部也始终在运动着，心脏在跳动，肠子在蠕动，血液在流动等等。2000千卡能量，听起来似乎很多，但实际上并不多，一斤米饭差不多就能产生这些能量。但同样的能量若要通过光合作用来实现却十分艰难。已知具有最疯狂的光合作用的植物是小球藻，它是一种单细胞生物，虽然只含有一个叶绿体，但却是一个巨型的叶绿体，占据了细胞的大部分。小球藻的光合作用的强度超过其他植物十倍以上。一公斤小球藻可以在1小时内产生0.6克的葡萄糖，按每天有12小时光照时间计算，理想情况下，一公斤小球藻一天可以产生7.2克葡萄糖。而一克葡萄糖充分氧化可以产生4千卡的能量，这样算下来，维持一个人一天最基本的能量消耗需要500克葡萄糖。那么，让我们看看像一个人那么重的小球藻一天内可以靠光合作用产生多少能量，假如一个人按65公斤体重计算，则同重量的小球藻一天内可以产生7.2克*65=468克葡萄糖，从结果上看勉强可以与人一天的基本能量消耗持平。但不要忘记，这是一种理想情况，所谓理想情况意味着每一个小球藻都是平铺开来的，都能够充分感受到阳光，进行光合作用，如果小球藻彼此之间有些叠加，则叠在下面的将不能充分进行光合作用，实际产生的葡萄糖能达到理想值的一半就不错了，这大约只有240克，远远不够维持一个人最基本的能量消耗。而且小球藻已经是自然界中光合作用最强烈的植物了，其他的同重量的植物一天内大约只能产生20克左右的葡萄糖，更是无法满足人的能量消耗了。这意味着即使有一种细胞中含有叶绿体的绿色人种，希望靠光合作用来维生，他也很快就会死亡，因为其每日靠光合作用产生的能量远远不足以维持他每日的能量消耗，即使他一动不动也不够用。

 

虽然，太阳每分钟投射到地球上的总光能是十分巨大的，但具体到一小片区域就不多了。对此，我们应该有所体会，你什么时候见过一辆太阳能汽车比普通的烧汽油的汽车跑的更快了，即使那辆太阳能汽车铺着比它自身面积还大的太阳能板。

 

动物都是高耗能的，即使是冷血动物也是如此，动物的生活方式和身体结构

决定了它们必须拥有比光合作用更高效的能量获得方式，也就是直接获取富含能量的有机物。那么，动物为什么不是采用双重获能方式的呢，也就是说细胞中含有叶绿体，能够进行光合作用，同时也能直接采食有机物。原因是同时维持两套系统是低效的，我们上面已经看到了，光合作用所产生的能量远远不够动物的能量消耗，而为了能够进行光合作用，动物的身体结构毫无疑问需要向着不利于运动的方向改变，这将极大地不利于作为动物的这种捕食的生活方式，而直接食用很少的一点有机物就能获得很多的能量，因此，对于动物来说，完全抛弃光合作用这种获能方式，而彻底依靠直接获取有机物来过活是明智的，也是最小成本的。维持两套截然相反不可调和的获能方式，是一种非常低效的设计。这是一种不可能出现的生物。即使曾经有过，也肯定因为缺乏生存竞争力，而被大自然剔除了。

 

那么，植物为什么可以仅凭光合作用就能生存呢？因为植物采用一套与动物截然不同的全新设计把自身的能量消耗降低到了极点。首先，植物从外观来看，是不运动的，你永远不会见到一株植物形色匆匆地从你眼前走过。植物不仅不会做大的运动，植物连小的运动也不做，植物不会在心情烦躁的时候去抖枝条，敲树干。植物的内部也是不动的，动物体内的运动占了能量消耗的大半，为了把养分输送到身体的每一个细胞，动物的心脏要跳动，肺要呼吸，肠子要蠕动，血液要奔流。而植物则巧妙了通过叶片上的小孔，利用水的蒸腾作用，在没有任何能量消耗的情况下靠水的蒸发自动的把溶解于水中的养料输送到自身的每一个细胞。通过这样的一番“不动的”设计，植物把自身的能量消耗降到了最低，大多数植物自身每日消耗的能量只是自身每日产生的能量的十分之一到三分之一。剩余的能量则存储下来用于植物自身的生长、发育，以及诸如开花、结果这样的高耗能活动。

 

当然，我承认并不是所有的植物都是绝对不能动的，有些植物的某些部分确实可以活动一下，甚至可以在短时间内相当迅速的活动一下，速度之快以至可以捕杀昆虫。比如狸藻、捕蝇草、茅膏菜等等，当有昆虫撞入这类植物的捕猎机关时，这些植物就或者会迅速盖上瓶子的盖子，或者会迅速合起两片带有粘液的活页，将昆虫封闭在其中，然后分泌出消化液将昆虫消化殆尽。这类快速的活动会消耗大量的能量，仅靠光合作用无法维持这种活动，这也正是为什么这类植物捕猎的都是富含蛋白质的昆虫的原因，它们必须靠直接食用蛋白质来维持这种对于植物来说非常疯狂的生活。毫无疑问，如果你总是用塑料棒去触碰这些食虫植物，使它们的液压运动系统过度运作而又不能捕到任何可食之物的话，则你不久就会把这些植物活活饿死。

 

那么，世界上就真的没有一种绿色动物吗？在多细胞动物中是绝对没有这种绿色动物的。不过，我们知道，单细胞生物是一类非常奇特的生物，它们非常简单，简单到只由一个细胞构成。在这种极端的结构下，会不会把不可能变为可能呢。答案是肯定的。的确有这样一种单细胞生物，这就是眼虫。眼虫可以说是世界上最奇特的动物，它体内含有叶绿体，看起来像是植物，但同时眼虫又在身体的前端长有一根长长的鞭毛，这根鞭毛的结构相当复杂，由20根微管组成，含有类似肌肉成分的马达蛋白，能甩动鞭毛从而让自身游来游去。在有光的情况下，眼虫靠光合作用来获得能量，由于眼虫只是一个细胞，非常的小，因此它的运动消耗的能量极少，靠光合作用就可以维持它的运动。而在没有光的情况下，眼虫可以通过体表吸收溶解于水中的有机物质来获得能量。

 

为什么会有如此神奇的动物？是因为向着所有可能和不可能的方向尝试，只要开始尝试了，有谁能肯定一定是不可能。生命历经数十亿年，遍尝所有的苦难与欢笑，如今占据了植物、动物、真菌、原生生物（单细胞真核生物）、原核生物、非胞生物（病毒和类病毒）六界，好似佛教中的六道轮回。生命给了我们太多的启示，而其中最重要的，就是敢于尝试。