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从古代的壁画飞天、天使等可以看出,拥有飞行能力一直是人类的梦想。在我国古代小说《封神榜》中,描写雷震子吃了两枚红杏,背上便生出了一对翅膀,从此成为外表怪异的鸟人形象。
我们知道,《封神榜》是志怪小说,普通人不会因为吃两枚果子就长出翅膀。那么,通过基因变异是否有可能呢?再经过几百万年的演化,人类会不会真的拥有自己的翅膀呢?
人类会演化出翅膀吗
首先,我们要为翅膀下个定义。并不是说背部多了一对小肉翅,就可以称之为翅膀,要能够像鸟类或者蝙蝠一样在天空中飞行的,才叫作翅膀。那么,经过几百万年,甚至上千万年的基因变异,人类会演化出能够飞行的翅膀吗?
答案是:人类想要拥有飞行能力,其实非常难,难度几乎和大猩猩坐在电脑前敲键盘,随意敲出一整本《红楼梦》的程度相当。
之所以会如此困难,是因为生物的基因突变是没有方向的,且生长周期越长的生物,基因突变的速度相对越慢,人类也不例外。我们知道,人类的性状受基因控制,而基因也就是DNA,是由一个个碱基有序排列组成的。碱基一共有4种:A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶,DNA专有)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)。它们和英文字母差不多,排列顺序不同,组成的基因也不同。
由于DNA是双链条结构,因此碱基需要互补配对:每种碱基与另一种碱基的化学性质完全互补,这样A总与T配对,G总与C配对,转录时A与U(尿嘧啶,RNA专有)配对。这样一来,碱基在进行自我复制时,准确率就会高很多,但也会出现极个别的复制错误。生物每次在进行自我复制时,只有20~200个碱基会出现错误,而人体一共有30亿个碱基对。
也正是因为如此,人类基因突变的速度非常慢,出现很明显的变化至少需要几十万年,甚至几百万年。
此外,还有一个关键在于基因突变并没有方向。比如,人类从猿演化而来,并非一条单线演化,而是还演化出了许多人类的近亲物种,只不过其中只有智人留了下来。综合这两方面原因,可以说,即使人类再演化几亿年,也不一定会拥有翅膀。
人类能演化出飞行能力吗
其实,演化出翅膀并不一定具有飞行能力,比如鸵鸟就不会飞。想要演化出飞行能力,还需要身体结构做出相应的调整。
科学家研究发现,飞行耗费的能量,是陆地行走耗费能量的3~15倍,而人类身体能够提供的能量,远远不足以维持飞行耗费的能量。也就是说,即使人类演化出了翅膀,也飞不起来。人类想要飞起来,需要自身的新陈代谢速度足够快。
线粒体是细胞的能量来源,想要提升新陈代谢速度,就意味着需要有更多的线粒体。而线粒体在生产能量时,又会产生大量热量,因此,拥有飞行能力的生物,体温都比较高,在40~42℃。我們知道,人体的正常体温在36℃左右,过高的温度会导致人体机能细胞被破坏,人很难在40~42℃的体温下存活。因此,人类即使利用生物技术定向演化出翅膀,也没办法实现飞翔。
同样是哺乳动物,为啥蝙蝠会飞
然而,同样是哺乳动物,蝙蝠就是一个特殊例子,它们就拥有翅膀和飞行的能力。
那么问题来了,为什么蝙蝠不怕高体温呢?
这是因为,在几千万年的进化过程中,耐高温的一类蝙蝠被自然筛选出来,它们的基因检查修复能力非常强,即使细胞在分裂时出现错误,蝙蝠身体内也有相应的机制将其修复,以此消除新陈代谢过快带来的不良影响。
也正是因为这样,病毒在感染蝙蝠后,无法通过反转录将自己的基因复制在蝙蝠的身上,或者说,即使反转录成功,由于蝙蝠能够不断检查并修复基因,就不会让病毒在蝙蝠身体内大量复制。因此,蝙蝠体内即使携带上千种病毒,也不会使自己患病。
如果人类拥有和蝙蝠一样强大的抗高温和基因修复能力,或许人类就可以像蝙蝠一样飞行。不仅如此,或许人类患癌的概率也会大大降低,因病毒导致的生病次数也会大幅减少。然而这也只能是想象,虽然人类已经拥有很发达的科技力量,但关于演化,我们还是无能为力。
本文内容来自公众号“钟铭聊科学”,ID:Frank_BDY
我们知道,《封神榜》是志怪小说,普通人不会因为吃两枚果子就长出翅膀。那么,通过基因变异是否有可能呢?再经过几百万年的演化,人类会不会真的拥有自己的翅膀呢?
人类会演化出翅膀吗
首先,我们要为翅膀下个定义。并不是说背部多了一对小肉翅,就可以称之为翅膀,要能够像鸟类或者蝙蝠一样在天空中飞行的,才叫作翅膀。那么,经过几百万年,甚至上千万年的基因变异,人类会演化出能够飞行的翅膀吗?
答案是:人类想要拥有飞行能力,其实非常难,难度几乎和大猩猩坐在电脑前敲键盘,随意敲出一整本《红楼梦》的程度相当。
之所以会如此困难,是因为生物的基因突变是没有方向的,且生长周期越长的生物,基因突变的速度相对越慢,人类也不例外。我们知道,人类的性状受基因控制,而基因也就是DNA,是由一个个碱基有序排列组成的。碱基一共有4种:A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶,DNA专有)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)。它们和英文字母差不多,排列顺序不同,组成的基因也不同。
由于DNA是双链条结构,因此碱基需要互补配对:每种碱基与另一种碱基的化学性质完全互补,这样A总与T配对,G总与C配对,转录时A与U(尿嘧啶,RNA专有)配对。这样一来,碱基在进行自我复制时,准确率就会高很多,但也会出现极个别的复制错误。生物每次在进行自我复制时,只有20~200个碱基会出现错误,而人体一共有30亿个碱基对。
也正是因为如此,人类基因突变的速度非常慢,出现很明显的变化至少需要几十万年,甚至几百万年。
此外,还有一个关键在于基因突变并没有方向。比如,人类从猿演化而来,并非一条单线演化,而是还演化出了许多人类的近亲物种,只不过其中只有智人留了下来。综合这两方面原因,可以说,即使人类再演化几亿年,也不一定会拥有翅膀。
人类能演化出飞行能力吗
其实,演化出翅膀并不一定具有飞行能力,比如鸵鸟就不会飞。想要演化出飞行能力,还需要身体结构做出相应的调整。
科学家研究发现,飞行耗费的能量,是陆地行走耗费能量的3~15倍,而人类身体能够提供的能量,远远不足以维持飞行耗费的能量。也就是说,即使人类演化出了翅膀,也飞不起来。人类想要飞起来,需要自身的新陈代谢速度足够快。
线粒体是细胞的能量来源,想要提升新陈代谢速度,就意味着需要有更多的线粒体。而线粒体在生产能量时,又会产生大量热量,因此,拥有飞行能力的生物,体温都比较高,在40~42℃。我們知道,人体的正常体温在36℃左右,过高的温度会导致人体机能细胞被破坏,人很难在40~42℃的体温下存活。因此,人类即使利用生物技术定向演化出翅膀,也没办法实现飞翔。
同样是哺乳动物,为啥蝙蝠会飞
然而,同样是哺乳动物,蝙蝠就是一个特殊例子,它们就拥有翅膀和飞行的能力。
那么问题来了,为什么蝙蝠不怕高体温呢?
这是因为,在几千万年的进化过程中,耐高温的一类蝙蝠被自然筛选出来,它们的基因检查修复能力非常强,即使细胞在分裂时出现错误,蝙蝠身体内也有相应的机制将其修复,以此消除新陈代谢过快带来的不良影响。
也正是因为这样,病毒在感染蝙蝠后,无法通过反转录将自己的基因复制在蝙蝠的身上,或者说,即使反转录成功,由于蝙蝠能够不断检查并修复基因,就不会让病毒在蝙蝠身体内大量复制。因此,蝙蝠体内即使携带上千种病毒,也不会使自己患病。
如果人类拥有和蝙蝠一样强大的抗高温和基因修复能力,或许人类就可以像蝙蝠一样飞行。不仅如此,或许人类患癌的概率也会大大降低,因病毒导致的生病次数也会大幅减少。然而这也只能是想象,虽然人类已经拥有很发达的科技力量,但关于演化,我们还是无能为力。
本文内容来自公众号“钟铭聊科学”,ID:Frank_BDY