你有没有想过,要是咱们人体专门整个“ATP心脏”出来,负责给全身上下统一发电供能,听起来是不是特别省事?
不少人觉得这样效率肯定比分散供能高多了,可只要算一笔简单的账,你就会发现这玩意儿根本不可能存在。一个成年人每天要消耗大约40公斤ATP,活动量大的时候,高峰每秒就能用掉半公斤。
如果真把所有产能量的活都交给一个器官,再靠血液把ATP运到全身上下,这个器官撑不了多久就会出大问题。
咱们身体里合成能量全靠酶,酶想要发挥作用,就得维持在合适的温度,咱们人体刚好就是37度上下。把全身上下的能量需求都堆给一个器官,它就得产出比正常组织多几百倍的能量,多余的能量全变成热量堆在原地。
绝大多数酶本质都是蛋白质,温度太高直接就失活了,这不就跟锅里煮鸡蛋一个道理,变性了就再也回不去了。这种爆发式的供能模式,根本平衡不了温度,用不了多久整个器官就废掉了。
有人可能会抬杠,那我让这个器官不停散热,不就能维持37度了?想要好好散热,器官就得长在身体表面挨着空气,这么核心的部位长在表面,随便磕一下碰一下就废了,也太脆弱了。
就算真能保住器官活性,产能中心好不容易稳住37度,能量运到身体深处的时候,温度早就降了不知道多少。全身上下直接变成冰火两重天,整个代谢体系全乱套,根本没法正常运转。
能量代谢越旺盛,产生的氧自由基就越多,这玩意儿对细胞的损伤大伙都有所耳闻,绝大多数基因突变都是它搞出来的。就算现在研究说氧自由基也有一点点好处,可架不住量堆得太大啊。
所有供能活都堆在一个器官,它天天超负荷运转,早就在氧自由基的攻击下坏透了。人体本身的承受力是有限的,哪经得住这么造。
也有人说,那让这个器官的干细胞一直活跃,不停补充新细胞不就完了,就像咱们体内的造血干细胞那样。理论上听着好像有那么点道理,可温度那关就压根过不去。
干细胞增殖分裂也得需要合适的温度和稳定的酶体系,这个器官连自身的温度都稳不住,哪还有条件让干细胞好好干活。
能量是咱们身体的硬通货,本来就是随用随拿的东西。全攒在一个中心生产,再运到各个部位,一路上本身就有不少损耗,还跟不上需求的变化。
万一你遇到危险,手指头要立马发力,腿要赶紧跑,能量从中心器官运过来得半天,反应慢一步就成了捕食者的盘中餐,早就被自然淘汰了。
不同组织需要的能量差得也多,静息的时候和运动的时候需求量差好几个量级,还得给每个组织都装感应器、反馈通路,折腾这么一套下来,付出的代价远比得到的多,完全不划算。
很多生物的性状,其实都逃不开进化的惯性,就好比大部分哺乳类生来都是五个指头,不是说五个指头就是最完美的,只是进化一路走下来,就默认保留了这个设置。
关于为什么咱们没有集中供能的ATP心脏,生物学上有个非常经典的内共生学说能解释清楚。简单说,线粒体这种帮细胞产能量的结构,远在多细胞生物出现之前,就已经住在单细胞生物体内了。
咱们多细胞生物,都是从一个受精卵发育而来的,受精卵本身就自带线粒体,分裂分化成各个组织器官之后,每个细胞自然都自带了一套线粒体。
真要让某个组织丢掉自己的线粒体,全靠中心ATP心脏供能,还得专门修改细胞的基因组,把合成线粒体的相关基因给沉默掉,平白给细胞增加了好多额外负担,完全没必要。
咱们人体内也有现成的例子,比如成熟的红细胞,就把自己的线粒体丢掉了,专门腾地方运氧气,这也是进化筛选出来的结果。
参考资料:中国科普博览 人体能量的进化奥秘
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