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為什麼生物體內沒有進化出噴氣式發動機樣的器官呢?

就連分子都存在分子馬達,那生物體內為什麼就沒有進化出噴氣式發動機呢?

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1.生物體內存在「發動機」,只不過不屬於「噴氣式」類型。

既然生物不停的在代謝和做機械運動,那生物就要像飛機、汽車、火車等器械一樣,擁有一台可以產生動力的「發動機」(生物發動機)。如果沒有發動機,生物體就沒有動力來源進行代謝和機械運動。所以,自生物學發展一類,科學家們都在持續尋找生物體的發動機。終於功夫不負有心人,科學家最終發現了線粒體,生物體的能量工廠,動力來源,總發動機。

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當然,除了線粒體這個生物體總發動機,細胞內還有許多更微型的動力裝置,例如各種類型的細胞泵,就可以在ATP的驅動下產生各類細胞微型離子通道,進行內外細胞物質交換。為什麼腫瘤細胞會產生耐藥性,其中一個原因就是因為腫瘤細胞膜上會產生一種藥物外排的泵,導致進入已經進入細胞的藥物,再次被排出細胞外。

除了這種類型的微型發動機,生物體內還存在一些大型的發動機。比如說螞蟻的肌肉發動機,研究就指出,螞蟻之所以可以搬運比自己大幾十倍的物體,這是因為其腿部存在一種肌肉發動機。這種發動機可以直接把儲存的能量通過無燃燒的方式轉換為機械能,而且這種轉換過程能損耗非常小,轉換效率可達80%以上,幾乎是世界上最有效的發動機。

2.為什麼動物不採用「噴氣式發動機」進行動力生產?

那我既然動物體內有如此豐富類型的發動機,卻為什麼不採用噴氣式發動機呢?其實答案很簡單,生物體內的生命運作方式和噴氣式發動機不匹配。就像你不能在汽車上裝一個噴氣式發動機、太空梭上配一個電力發動機一樣。

生物體需要一個具有持續的、緩和的、能量可以暫時儲存功能的發動機。而噴氣式發動機則是瞬間把能量釋放出來,並轉化成機械能。產生的能量既不緩和又不能儲存,顯然不適合生物體的生命代謝活動。而線粒體產生的能量ATP,則可以像電流傳輸一樣,輸送到細胞的個個地方功能。所以說,生物體最終選擇了線粒體式的發動機工作模式。

所以說,生物體之所以沒有進化出噴氣式發動機,並不是由於其不能產生金屬而導致的,而是其生命代謝活動不需要噴氣式發動機。

噴氣式發動機動力充足,如果生物體內能長出類似的結構,很可能使生物在生存競爭中佔優勢,但生物無論如何也不能進化出噴氣式發動機。

噴氣式發動機的原理簡單來說就是用大量的進氣量提高燃料的燃燒性能,使氣體高速向後噴產生的反作用力推力,這樣的原理決定生物體內無法進化出,一是生物體材料無法抵禦燃料燃燒的高溫,二是生物也難以進化出專門儲存燃料的結構,因為那樣的結構會增大生物的重量,不利於生物的奔跑、飛行,三是噴氣發動機結構需要耗費大量氧,單單靠生物呼吸系統不能供應。

因此,至今未曾發現哪種動物進化出噴氣發動機的結構。只有人類掌握火後,充分將火應用在各領域,才產生了噴氣式發動機。由於發動機需要較大的進氣量和高速的噴射,生物體內難以進化出能快速吸氣並壓縮噴射的結構,只在一些生物體內有通過肌肉擠壓噴射毒液或者酸液的結。

生物為適應環境,體內雖然能形成非常神奇的結構,但並不是想長成什麼樣就長成什麼樣。英國動物學家曾在鞘翅瓢蠟蟬若蟲體內發現了齒輪結構,旋轉速度能達到3.3萬轉每分鐘,加速度達到驚人的700g,能夠使若蟲瞬間加速到每秒3米多的速度。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)


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