蝌蚪爲什麽能迅速變態爲青蛙?其中暗藏著讓人震驚的奧秘!

宇宙時空 2024-05-06 15:50:41

變態,原本只是一個單純的生物學詞語,指的是動物外形以及生活習性等一系列變化,比如蝌蚪變成青蛙的過程就是變態。不過不知從何時起,變態幾乎完全成了心理方面的不正常,我記得我學生時代學過的變態,完全就是蝌蚪變態爲青蛙,與心理方面沒有任何關系。

一不小心暴露年齡了,扯得有點遠了。

我們都知道,蝌蚪能在幾周之內就完成變態,成爲青蛙,爲何蝌蚪能在如此短的時間裏完成蛻變?有實驗證明蝌蚪變態爲青蛙堪稱自然界最神秘的現象之一,這種變態充滿了奇迹,也因此被稱作“量子蛙”,需要用神秘的量子力學去诠釋。

仔細想想就會感到不可思議,短短幾周之內,蝌蚪就有竟然改變,比如說,蝌蚪的尾巴消失,被吸入體內,其中的肌肉纖維和蛋白質等被拆分重新組合,最終長成青蛙的四肢。

這個過程看似簡單,其實需要數以萬億次的化學反應的協同才能完成,原有的鍵會斷裂生成新的化學鍵,看起來完全就是無與倫比的“舞蹈編排”!

蝌蚪之所以能在短短數周時間裏變態爲青蛙,離不開生命中至關重要的工具:酶,也是所有細胞都具備的工具。簡單理解,酶是驅動細胞中化學反應的“機器”,能夠大大提升化學反應效率,對于細胞來講至關重要。

在蝌蚪變態的過程中,酶的作用不可忽視,正是它拆解了蝌蚪尾巴。酶能快速打破蛋白質中的化學鍵,將蛋白質分解,然後重新組合成四肢。

問題就在于,酶爲什麽能在如此短的時間內打破化學鍵?是時候需要量子力學站出來了。

在物理學上,有一個概念叫“能量阈值”,通俗理解就是能産生一個效應的最低或最高值。也就是說想要辦成一件事,必須突破能量阈值才行。

舉個通俗的例子,無論你如何努力,在不使用任何工具的情況下,你最多只能翻越3米高的牆, 那麽3米高的牆就是你的“能量阈值”,這個能量阈值就是你的極限。如果你面對一堵5米高的牆,無論如何你都翻越過不去。

但是量子世界就完全不同了,微觀粒子不需要達到能量阈值,就可以直接穿越過去,這就是量子世界的奇妙之處,與我們生活的宏觀世界截然不同。微觀粒子即便是有能量阻斷,也能瞬間從一個地方隧穿到另一個地方,看起來一點也不像實在的粒子,更像是古怪的波。

這實際上就是量子隧穿效應,這個現象早就得到了證實。如果沒有量子隧穿效應,我們的太陽根本也不會發光發熱,因爲太陽核心的溫度壓強根本達不到核聚變的條件,不過由于量子隧穿效應的存在,太陽核心的粒子湯可以穿越能量阈值,聚合在一起完成聚變。

不過沒有想到的是,這種量子隧穿效應竟然也會出現在蝌蚪身上,具體是如何表現出來的呢?

細胞裏的酶拆分蛋白質,然後再重新組合的過程需要花費很長時間,同時還需要一定的能量才能重新組合在一起,按理說整個過程不可能是幾周之內完成的。

但是正是由于量子隧穿效應,拆分再組合的過程會大大加快,被酶分解的微小粒子並不一定需要很大的能量,就能直接穿越能量阈值而重新結合在一起,這樣就大大提升了蝌蚪變態爲青蛙的速度。

整個過程更像是波在向外傳播,讓微小粒子有一定幾率直接穿透能量阈值,完成組合。

量子隧穿效應最大的優勢就是它的效率,也就是速度。正是因爲極高的效率,才讓蝌蚪以更快的速度完成變態,否則青蛙的變態根本就不會發生,或者發生的過程會非常慢。

不僅如此,隨著研究的深入,科學家們還發現了更驚人的結果,量子隧穿效應在地球上所有物種中的細胞發生著,因爲細胞中都有酶的存在!

真的細思極恐,一直以來我們無法理解的詭異的量子力學,沒想到就在你我身邊,就在你我身體上發揮著作用!

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