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[转载]能量传递介体常有,生物不常有

已有 1022 次阅读 2021-6-4 08:23 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

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    前文说过,能量传递介体的价值体现于其能量传递能力,那么该能力与能量传递单元的能量平衡能力之间存在什么样的关系呢?

   现在,我们以“羚羊→狼→氧气”和“羚羊→狮子→氧气”这两种能量传递单元为例,对能量传递单元的能量平衡能力与能量传递介体的能量传递能力之间的辩证关系进行说明。

    1)在“羚羊→狼→氧气”这一能量传递单元中,羚羊与氧气之间存在能势差,狼吃羚羊的过程,便是释放储存在羚羊中的能量的过程,也是该能量传递单元呈现其能量平衡能力的过程;在释放羚羊能量的过程中,狼也获取了维持自身生物活动所需要的物质和能量,使得狼的能量传递能力得到保障。随着狼的能量传递能力得到保障,“羚羊→狼→氧气”这一能量传递单元的能量平衡能力也随之得到保障。该过程对于“羚羊→狮子→氧气”这一能量传递单元亦是如此。

    2)对于这两种能量传递单元,如果没有羚羊或者没有氧气,自然界就不需要其能量平衡能力,此时,狼和狮子均不能存活,这两种能量传递单元中也将不复存在,说明自然界中能量分布的不均衡性是能量传递单元存在的前提条件,更是能量传递介体存在的前提条件。

    3)如果羚羊的数量有限,即要么只够被狼吃,要么只够被狮子吃。结果可想而知,因为狮子捕获羚羊的能力要比狼强,羚羊会被狮子吃掉,而狼则因为没有食物而被饿死(淘汰)。此时,羚羊中的能量是经狮子进行释放和传递。前文讨论过,当多种能量传递介体同时存在时,能量传递能力相对较强的能量传递介体介导传递的能量要多于能量传递能力相对较弱的能量传递介体。因而,我们可以说,在此例中,狮子的能量传递能力要比狼更强。狼被饿死后,“羚羊→狼→氧气”这一能量传递单元也就随之消失。由此也可以推知,“羚羊→狮子→氧气”这一能量传递单元的能量平衡能力要比“羚羊→狼→氧气”这一能量传递单元更强,且更适合当前环境对能量平衡能力的需求。

    4)如果狮子突然生病,致使其捕获羚羊的能力弱于狼。这种情况下,羚羊会被狼吃掉,而生病狮子则因为没有食物而被饿死,说明狼的能量传递能力要比生病狮子更强。此时,也可以认为,“羚羊→狼→氧气”这一能量传递单元的能量平衡能力要比“羚羊→生病狮子→氧气”这一能量传递单元更强。

    5)如果羚羊的数量有限,且狮子是一头经常生病的狮子。健康狮子的能量传递能力要强于狼,而生病狮子的能量传递能力要弱于狼。对于健康状态不稳定的狮子而言,其获取羚羊的能力不稳定,所属的“羚羊→狮子→氧气”这一能量传递单元能量平衡能力的稳定性也就得不到保障。由此可见,能量传递单元的能量平衡能力还与其能量传递介体的稳定性相关。一般而言,能量传递介体的能量传递能力越稳定,所属能量传递单元的能量平衡能力也就越稳定,能量传递介体也就越容易在环境中稳定存在。

    6)假设狼被淘汰后,环境中只剩下“羚羊→狮子→氧气”这一能量传递单元。如果羚羊的数量充足,那么狮子就可以获取充足的食物。此时,狮子个体都很强健,甚至群体数量也会增加。这些变化的直接结果便是狮子捕获羚羊的数量增加,也就是说,狮子的能量传递能力增强。如果氧气充足,“羚羊→狮子→氧气”这一能量传递单元所呈现出来的能量平衡能力也会随之增强(一定氧气浓度范围内)。反之,如果羚羊的数量不足以满足狮子维持其正常生命活动的需要,那么狮子个体就会变得瘦弱,甚至群体数量也会减少。这些变化的直接结果便是狮子捕获羚羊的数量减少,也就是说,狮子的能量传递能力减弱,“羚羊→狮子→氧气”这一能量传递单元所呈现出来的能量平衡能力也随之减弱。

    7)如果狼突然消失,那么羚羊中的能量会全部经狮子这一能量传递介体传递;如果狮子突然消失,那么羚羊中的能量会全部经狼这一能量传递介体传递;如果狼和狮子都突然消失,那么羚羊中的能量会经其它种类的能量传递介体(如微生物等)进行释放和传递;如果羚羊消失,那么狼和狮子也都会死亡。由此可见,能量供体中能量的释放与否与能量传递介体的类型无关,能量传递介体的类型只会影响能量供体中能量向能量受体方向释放和传递的效率。

    由此可见,能量传递介体的能量传递能力与能量传递单元的能量平衡能力之间的关系在于:

    1)二者的内涵不同。能量传递单元的能量平衡能力反映的是,能量供体、能量传递介体和能量受体三者之间的相互作用对所在体系能量分布均衡性的影响。能量传递介体的能量传递能力反映的是,能量传递介体在当前能量供体和能量受体条件下,介导能量供体和能量受体之间能量传递的能力。

    2)二者的地位与功能不同。在地位方面,能量传递单元的能量平衡能力居于主导地位,决定和调控能量传递介体的能量传递能力。在功能方面,能量传递单元的能量平衡能力使得所在环境中的能量分布相对更加的均衡,而能量传递介体的能量传递能力是能量传递单元能量平衡能力的保证。

    3)二者相互依存、相互制约。如果能量传递介体丧失其能量传递能力,那么,所属能量传递单元的能量平衡能力也会随之丧失,同样,如果环境不需要特定能量传递单元的能量平衡能力,那么能量传递介体也会丧失其在该能量传递单元中的能量传递能力。此外,能量传递介体的能量传递能力越强,所属能量传递单元的能量平衡能力也就越强,反之越弱;如果环境对特定能量传递单元能量平衡能力的需求增加,该能量传递单元中能量传递介体的能量传递能力也会随之增强,反之减弱。

    综上所述,能量平衡能力越强的能量传递单元,所属环境的能量分布就越容易实现均衡,该能量传递单元也就越适合环境在能量均衡方面的要求,也就越容易在环境中得以存在和延续。自然界特定环境中的能量分布均衡性决定了其所需要的能量平衡能力,进而决定了能量传递单元的组成以及能量传递介体的能量传递能力。鉴于生物是能量传递介体中的一种特殊类型,本书认为,如下图所示,生物是自然界能量分布不均衡性驱动的能量传递介体不断升级的结果。

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