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能流进化论——神奇的“毛”

已有 1224 次阅读 2021-9-21 09:48 |个人分类:随想|系统分类:科普集锦

你有没有过寒毛直竖的经历?一位朋友曾对我讲,有次钓鱼时,突然感觉后背寒毛直竖,回头一看,一条大蛇正从他后面爬过。人一般在看到了自己害怕看到的东西时,往往会有这种反应。然而,在没有看到时,为什么也会有这种反应呢?为什么我们的毛发能感觉到危险来临或恐怖将近?

       仔细想想,从原核生物到真核生物,从单细胞生物到多细胞生物,好像大多数生物都有毛,说明毛对生物在自然环境中的生活有着某种普遍意义

       在很多革兰氏阴性菌及少数革兰氏阳性菌的细胞表面存在着一些比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物,称为菌毛或称伞毛、纤毛。菌毛不具备运动功能,也见于非运动的细胞中。因机械因素而失去菌毛的细菌很快又能形成新的菌毛,因此认为菌毛可能经常脱落并不断更新。这些菌毛可增加细菌吸附于其他细胞或物体的能力。

       环节动物体壁上多着生刚毛。刚毛来自上皮内陷的刚毛囊分泌,为几丁质物质,包裹刚毛的上皮组织受肌肉的束的牵引可以伸缩。以蚯蚓为例,蚯蚓刚毛的种类和形态常因种类不同而有差异,如水栖蚯蚓刚毛细长,陆栖蚯蚓刚毛较短,一般的刚毛微呈"S"形与钩状。目前普遍认为,刚毛起固定支撑作用和辅助运动作用。

       我们哺乳动物就更不用说了,几乎全身都长满了毛,而且在不同的生物体上发挥的作用不同,如我们人体的汗毛有排汗液的作用,狗的毛有保暖的作用,斑马、老虎的毛有保护色的作用……

       然而,毛既然在生物上的存在具有普遍性,说明其对生物应该具有一种普遍的作用。目前我们所认识到的毛的形态和功能多样性,应该只是毛在漫长生物进化中所呈现出来的附加功能而已。那么,毛的在生物上的普遍作用应该是什么呢?

       从能流进化论的角度分析,既然生物在自然界中的价值是介导能量从能量相对较高的物质(能量供体)流向能量相对较低的物质(能量受体),以驱动自然界中的能量分布相对均衡。那么,生物除了具有一个共同的介导能流的呼吸作用外,就应该还具有一个共同的功能,那就是获取能量供体和能量受体的功能,而要获取能量供体和能量受体,首先就需要先感知到能量供体和能量受体。因此,作者认为,毛的在生物体中的普遍作用就是感知环境中的能量供体和能量受体

       所有毛在形态上的一个共同特点是尖端尖细,从物理角度看,任何物体越尖锐的地方作用力越大,引起的物理效应(力、热、光、电、磁)越强,对环境的响应也就越灵敏。毛在生物体上分布的广泛性及其尖端尖细特征大大增强了生物对环境的感知力,特别是对能量供体和能量受体的感知力。那些没有毛发的生物,一般也会有一种用于感知环境的尖尖的器官,如蛇是靠尖端的舌头感知猎物。在生物的进化过程中,随着一些新的感觉器官的出现,如耳朵,眼睛、鼻子等,使得毛发在感知环境中的作用减弱,但这不能否认毛的尖端效应在生物实现其自然价值中的作用。




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