在人類不斷追求突破自然限制、拓展生存方式的進(jìn)程中,一個(gè)大膽而又充滿想象力的設(shè)想逐漸浮出水面:能否在人類的 DNA 中植入葉綠素,使人類具備像植物一樣進(jìn)行光合作用的能力,從而無(wú)需進(jìn)食就能獲取維持生命所需的能量?
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這設(shè)想看起來(lái)天馬行空,實(shí)際然并卵,聽(tīng)我細(xì)細(xì)道來(lái)。
01,光合作用能量有多大
我們來(lái)計(jì)算一下:
皮膚面積:成年男人的皮膚總面積大約為1.9平方米,假定理想狀態(tài)下,人有一半的面積可以暴露于陽(yáng)光下,湊個(gè)整數(shù),1平米。 那么,按照目前光合作用效率的話。
一個(gè)小時(shí)光合作用的能量=單位面積太陽(yáng)能*光合作用效率。
單位面積太陽(yáng)能:這個(gè)我看到的數(shù)據(jù)是212.3—252.1瓦/平方米,不過(guò)在太陽(yáng)到達(dá)大氣層外面時(shí)候,是1361瓦/平方米(Total solar irradiance),經(jīng)過(guò)大氣衰減后,也正常。也有數(shù)據(jù)認(rèn)為,最高不超過(guò)342W/m2。就按照最高吧,342.
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光合作用效率:光合作用效率是3–6%.就取最高值。 那么一個(gè)小時(shí)1平方米光合作用的能量是=342 (瓦/平方米) *6%*1平方米*3600秒=73872焦耳。
假如碉堡了,一天曬12小時(shí)太陽(yáng)。 能量是73872*12=886464焦耳=212千卡!這是理論值!這是理論值!這是理論值!千卡=大卡=1000卡=4185.85焦耳
ps:事實(shí)上,有很多因素會(huì)影響
1,太陽(yáng)并非一直直射,除非你能隨著太陽(yáng)一直調(diào)整姿勢(shì),那樣什么都不需要做了
2,空氣衰減,緯度影響,
3,人接觸陽(yáng)光面積小,不可能全身都接觸,以及日照時(shí)間短(太久了hold不住)
所以,光合作用,估計(jì)能夠有十分之一,也就是21千卡已經(jīng)是很高的了。
02,對(duì)于人類200千卡是多少?
對(duì)于人類來(lái)說(shuō),200千卡是多少?
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而正常人需要一天攝入1500-2300千卡能量。所以,光是光合作用,你最多滿打滿算理想狀態(tài)下,獲得十分之一的能量。 這個(gè)前提是,曬12個(gè)小時(shí)太陽(yáng),不能陰天(地球上日照最長(zhǎng)的是撒哈拉沙漠,大概日均11小時(shí)45分鐘)。
03,注意,問(wèn)題來(lái)了
可是問(wèn)題來(lái)了,你知道光合作用需要多少水嗎?
哈哈哈,撒哈拉連草都不屑長(zhǎng),人去了……嗯……而且,曬那么久太陽(yáng),作為恒溫動(dòng)物,你需要它!
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所以,進(jìn)化出光合作用的那個(gè)人,跟你相比,嗯,大概就是這種。
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哈哈哈哈,防曬
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《綠色奶牛》科學(xué)松鼠會(huì),這個(gè)計(jì)算更少,大概相當(dāng)于谷子。
幾把
04,補(bǔ)充一下
大家已經(jīng)想到了包括提高光合作用效率,增加表面積甚至長(zhǎng)出葉子的做法,你們這些想法,植物都已經(jīng)幫你們完成了。
1、學(xué)習(xí)植物擴(kuò)大面積。假如人類身體不變大的話,那么,就現(xiàn)有尺度,無(wú)論是身體長(zhǎng)葉子還是增加毛發(fā)密度,其實(shí)都沒(méi)任何意義,因?yàn)椋乙呀?jīng)考慮到了最極端的情況了,就是最大表面積。 試想,假如太陽(yáng)垂直照射(光路最短,能量最大),人頭頂剛好有一個(gè)平面接受太陽(yáng)光。這是最極端的情況,把人表面積鋪開(kāi),最大也就是這個(gè)接收量了,也就是本文中的計(jì)算理論值。
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為了最大化的利用太陽(yáng)能,必須盡可能減少一切活動(dòng),惟一的活動(dòng)就是調(diào)整最大面向太陽(yáng)的角度,最終,這樣做,只能停下來(lái),不動(dòng),減少能量,把根深深扎入大地吸水,靜靜的等著陽(yáng)光。
所以,如果人類選擇了光合作用,要不成為累贅,要不就成了植物……至于中庸?中庸對(duì)于生物來(lái)說(shuō),就是亡族滅種。
2、葉綠體進(jìn)化?部分網(wǎng)友總覺(jué)得人類既然進(jìn)化了,那么光合作用也要跟著進(jìn)化,這個(gè),你要知道負(fù)責(zé)光合作用的是葉綠體,是獨(dú)自存在的,可以了解下內(nèi)共生,葉綠體進(jìn)化比人類多了幾十億年了,憑什么為人類特殊?線粒體都沒(méi)特殊起來(lái)。
其他不按照基本法開(kāi)腦洞得啊,光合作用算個(gè)毛,直接核聚變得了,你自己就是太陽(yáng)!!!
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05,可能的未來(lái)
1,DNA中植入葉綠素
這個(gè)理論上可以做,畢竟人類現(xiàn)在有基因編輯技術(shù)嘛。其實(shí)更簡(jiǎn)單的是直接把葉綠體放進(jìn)去,畢竟光合作用,不單單是葉綠素的事情。
2,綠色人類會(huì)產(chǎn)生光源競(jìng)爭(zhēng)
其實(shí)光合作用并不是非要太陽(yáng)光,比如各種人造光源就可以讓植物進(jìn)行光合作用。因此,未來(lái)可能會(huì)是誰(shuí)掌握了人造光源,誰(shuí)就掌握了核心科技。
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但是這個(gè)問(wèn)題依然存在,就是:我們?nèi)梭w能否承受住巨大的光合作用。這是對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的考量,現(xiàn)在的紫外線已經(jīng)剛好了,再?gòu)?qiáng)烈一點(diǎn),人類會(huì)不會(huì)hold不住?比如被曬傷???
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