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第三章 光合作用太阳的召唤(第5页)

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刹那间,就像被蜘蛛捕获的昆虫一般,碳原子从二氧化碳分子里剥离,跑去和氢原子结合,也有可能和磷原子结合,最终形成一条链状分子,不论长短,这就是生命之链。

注意到哪里错了吗?其实有两处错误,而列维应该很清楚才对,因为关于光合作用的详细作用机制,早在他出书的40年前就被阐明了。

首先这道阳光并不会激活二氧化碳分子。

二氧化碳分子就算是在漫漫长夜中也可以被活化,它们也不是被光剥离的,就算是最明亮的阳光也办不到。

此外氧原子也不会和碳原子分开,而会一直顽固地粘在碳原子上。

列维所描述的机制里,光合作用释放的氧气来自二氧化碳中的氧原子,这是非常常见的错误。

事实上,氧气并非来自二氧化碳,而是水分子。

这一点点差异让整个情况完全不同,因为这是了解光合作用如何进化的第一步,更是解决当前地球上能源与气候危机的第一步。

那道阳光其实把水分子劈成了氢和氧,该反应如果在整个行星上发生,就和前面提过的紫外线让海水蒸发一样,会造成行星大失血。

光合作用的伟大成就是今天的人类技术也无法达到的,它发明了一种催化剂,可以消耗最少的能量——仅用温和的阳光,就把氢从水分子中剥离,而不需要使用高能的紫外线或宇宙射线。

到目前为止,人类穷尽其智慧,也无法让分离水分子的能量,少于反应释放出来的能量。

如果有一天我们可以成功地模仿光合作用,仅用一些简单的催化剂,就能把氢分子从水分子中剥离出来,那就可以解决当前的能源危机了。

到那时只要燃烧氢气就能供应全球能量需求,而产生的唯一废弃物就是水,既不污染环境,也没有碳足迹,更不会造成全球变暖。

但是这可不是件简单的事,因为水分子的原子结合得非常紧密。

看看海洋就知道了,就算是最强的暴风吹袭、海水猛力拍打峭壁的力量,都无法把水分子敲碎,变成组成它的各种原子。

水可以说是地球上最独特却又最遥不可及的原料了。

现代水手也许会梦想用水和太阳来驱动他的船,那他应该问问看那些漂在海浪中的绿色浮渣们是如何办到的。

这些绿色浮渣,也就是现在的蓝细菌,它们的祖先和水手想着同样的问题,它们也成了地球上唯一有机会学会分离水分子的生命形态。

然而最奇怪的地方在于,蓝细菌要拆开水分子的原因和它们的亲戚把硫化氢或氧化铁拆开的原因相同,它们需要的仅仅是电子。

然而要寻找电子,水分子应该是最后才会考虑的选项才对。

光合作用的概念其实很简单,就是电子的问题。

在二氧化碳里面加入一些电子,再加入一些质子来平衡电性,会发生什么事?嘿!

和变魔术一样,会跑出一个糖!

糖是有机分子,也是列维在书里面提到的生命之链,更是我们所有食物的来源。

但是电子要从哪里来?如果用一点阳光来获取,那么很多东西都可以产生电子。

在我们所熟悉的产氧光合作用里面,电子来自水分子。

但事实上,从一些比较不稳定的分子里获取电子,会比水容易得多。

从硫化氢中获得电子,最终不会产生氧气而会得到硫,也就是《圣经》说的硫黄烈火。

从溶在海里的铁(如亚铁离子)中获得电子,会留下锈红色的铁离子,最终沉淀为新的岩石层,曾经这一过程可能十分普遍,形成现在到处可见的“条带状含铁建造”

,是地球上藏量最大的低质量铁矿。

这些形式的光合作用,在现在这个充满氧气的世界里十分罕见,纯粹是因为需要的原料,比如硫化氢和溶解的铁离子,在如今阳光普照,充满氧气的世界里很少见。

然而当地球年纪尚轻而大气还没有充满氧气时,它们曾遍布海洋,并且是更为方便的电子供应者。

这就产生了一个矛盾,而解开这矛盾,是了解光合作用进化的关键。

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