蝌蚪为什么能迅速变态为青蛙?其中暗藏着让人震惊的奥秘!
变态,原本只是一个单纯的生物学词语,指的是动物外形以及生活习性等一系列变化,比如蝌蚪变成青蛙的过程就是变态。不过不知从何时起,变态几乎完全成了心理方面的不正常,我记得我学生时代学过的变态,完全就是蝌蚪变态为青蛙,与心理方面没有任何关系。
一不小心暴露年龄了,扯得有点远了。
我们都知道,蝌蚪能在几周之内就完成变态,成为青蛙,为何蝌蚪能在如此短的时间里完成蜕变?有实验证明蝌蚪变态为青蛙堪称自然界最神秘的现象之一,这种变态充满了奇迹,也因此被称作“量子蛙”,需要用神秘的量子力学去诠释。
仔细想想就会感到不可思议,短短几周之内,蝌蚪就有竟然改变,比如说,蝌蚪的尾巴消失,被吸入体内,其中的肌肉纤维和蛋白质等被拆分重新组合,最终长成青蛙的四肢。
这个过程看似简单,其实需要数以万亿次的化学反应的协同才能完成,原有的键会断裂生成新的化学键,看起来完全就是无与伦比的“舞蹈编排”!
蝌蚪之所以能在短短数周时间里变态为青蛙,离不开生命中至关重要的工具:酶,也是所有细胞都具备的工具。简单理解,酶是驱动细胞中化学反应的“机器”,能够大大提升化学反应效率,对于细胞来讲至关重要。
在蝌蚪变态的过程中,酶的作用不可忽视,正是它拆解了蝌蚪尾巴。酶能快速打破蛋白质中的化学键,将蛋白质分解,然后重新组合成四肢。
问题就在于,酶为什么能在如此短的时间内打破化学键?是时候需要量子力学站出来了。
在物理学上,有一个概念叫“能量阈值”,通俗理解就是能产生一个效应的最低或最高值。也就是说想要办成一件事,必须突破能量阈值才行。
举个通俗的例子,无论你如何努力,在不使用任何工具的情况下,你最多只能翻越3米高的墙, 那么3米高的墙就是你的“能量阈值”,这个能量阈值就是你的极限。如果你面对一堵5米高的墙,无论如何你都翻越过不去。
但是量子世界就完全不同了,微观粒子不需要达到能量阈值,就可以直接穿越过去,这就是量子世界的奇妙之处,与我们生活的宏观世界截然不同。微观粒子即便是有能量阻断,也能瞬间从一个地方隧穿到另一个地方,看起来一点也不像实在的粒子,更像是古怪的波。
这实际上就是量子隧穿效应,这个现象早就得到了证实。如果没有量子隧穿效应,我们的太阳根本也不会发光发热,因为太阳核心的温度压强根本达不到核聚变的条件,不过由于量子隧穿效应的存在,太阳核心的粒子汤可以穿越能量阈值,聚合在一起完成聚变。
不过没有想到的是,这种量子隧穿效应竟然也会出现在蝌蚪身上,具体是如何表现出来的呢?
细胞里的酶拆分蛋白质,然后再重新组合的过程需要花费很长时间,同时还需要一定的能量才能重新组合在一起,按理说整个过程不可能是几周之内完成的。
但是正是由于量子隧穿效应,拆分再组合的过程会大大加快,被酶分解的微小粒子并不一定需要很大的能量,就能直接穿越能量阈值而重新结合在一起,这样就大大提升了蝌蚪变态为青蛙的速度。
整个过程更像是波在向外传播,让微小粒子有一定几率直接穿透能量阈值,完成组合。
量子隧穿效应最大的优势就是它的效率,也就是速度。正是因为极高的效率,才让蝌蚪以更快的速度完成变态,否则青蛙的变态根本就不会发生,或者发生的过程会非常慢。
不仅如此,随着研究的深入,科学家们还发现了更惊人的结果,量子隧穿效应在地球上所有物种中的细胞发生着,因为细胞中都有酶的存在!
真的细思极恐,一直以来我们无法理解的诡异的量子力学,没想到就在你我身边,就在你我身体上发挥着作用!
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