||
假设存在一个由羚羊、狼、狮子和氧气组成的体系。我们都知道,在这个体系中,羚羊是狼和狮子的食物,羚羊、狼、狮子都需要呼吸氧气。除此之外,这个体系中还存在着什么规律呢?
我们从能量流动的角度对这个体系进行分析。在这个体系中,羚羊被狼或狮子吃的过程,实际上也是储存在羚羊中的能量被狼或狮子释放的过程。能量的释放过程由细胞内一系列的生物化学反应组成,而生化反应的本质是电子的得失或转移,因此,我们可以将能量的释放过程看做是,还原性的能量相对较高的物质中的电子向氧化性的能量相对较低的物种流动的过程。在这个体系中,能量的释放过程便是储存在羚羊中的能量经狼或狮子向氧气流动的过程。在此,羚羊是狼和狮子的能量供体,氧气是狼和狮子的能量受体,狼和狮子是介导羚羊和氧气之间能量传递的能量传递介体。已知狮子捕获羚羊的能力强于狼且狼和狮子之间无捕食关系,也就是说,狮子和狼之间不存在能量方面的传递,我们发现:
1)如果羚羊的数量足够多,那么狼和狮子就都会都参与羚羊中的能量的释放和传递,即羚羊并不会因为狼的捕获能力弱于狮子,而不会被狼吃掉。
2)如果狼和狮子的数量相同,那么被狮子吃掉的羚羊的数量就会比狼多,即单位时间内,储存在羚羊中的能量经狮子传递的量要比经狼传递的量更多。
由此可见,自然界中由生物介导的能量传递具有以下两种普遍现象:1)自然界会以当前环境中最高效率的能量传递方式释放和传递能量供体中的能量;2)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。
对于特定能量供体而言,能量传递能力越强的能量传递介体令其能量释放的效率越高,所属环境的能量分布就越容易实现均衡,该能量传递介体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传递介体的能量传递能力。鉴于生物是一种能量传递介体,作者认为,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。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-11-24 14:39
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社