为什么人类没有演化出翅膀

来源 :飞碟探索 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kornnay
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  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
其他文献
你有没有想过这样一个问题:在自然界中,牙齿、触角、爪子、喙、动物外壳,甚至是植物的棘刺和刺毛,是如何形成尖锐的结构的?这是一个已经存在了350年之久的谜题。  自然界中有很多常见的模式,例如遵循黄金比例的对数螺旋就是其中之一。这些模式实则与生物的生长规则有关,比如对数螺旋结构之所以常见,就是因为生成这种结构的过程非常简单——当一个螺旋在某一边比另一边增长得快时,就会产生对数螺旋结构。  1659年
期刊
在3号坑发掘现场, 三星堆博物馆文物修复师郭汉中正在为大口尊的提取做准备工作。一位文物修复师为什么要亲自参与文物的提取?  “成熟的文物修复师,都会了解许多和文物保护相关的原理。这些原理不仅是如何修好文物,同样包括怎样提取文物,在提取过程中,如何保证被提取文物的安全,怎样尽量避开其他文物。”郭汉中说。作为国内文物修复的第6代传人, 相比师傅杨晓邬那一代注重对修复手艺的理解和传承,郭汉中的文物修复理
期刊
奥林巴斯第二届“全球”显微图像大赛受到全球生命科学专业人士的关注,共收到来自全球60多个国家和地区的參赛者提交的近700幅有效参赛作品。
期刊
三星堆遗址的“上新”,引发各界围观和热议,也掀起又一轮对考古文化的探究热潮。其中,三星堆和二里头的关系尤其引人关注。  从中原文化代表的二里头,到带有神秘色彩的三星堆,“撞脸”的文物、“夸张”的面具、“奢侈”的祭祀……其中经历了什么,又昭示着什么?  本文采访了中国考古学会理事长,中国社会科学院学部委员、历史学部主任王巍,中国社会科学院考古研究所副研究员、二里头考古队领队赵海涛,以及四川省文物考古
期刊
你可能不知道,我们熟悉的葡萄、苜蓿、核桃、石榴,其实都是外来物种,沿着丝绸之路进入中原地区。而玉米、马铃薯、夹竹桃,也是历经好几百年才陆续来到中国的外来物种。  外来物种会增加当地的生物多样性,丰富人们的物质生活。但是,有害的外来物种入侵也可能危害当地生态平衡,导致本地物种减少甚至灭绝。  在外来物种中,有一类最善潜伏,被称为“沉睡族群”,它们能在入侵地长期悄然生存而不被发现。但是,最终是什么样的
期刊
艾萨克·阿西莫夫的《基地三部曲》被誉为科幻史上最伟大的传奇之一。阿西莫夫令人惊叹的,不仅是他对激光枪战争以及与外星人太空大战的描写,还有那个简单却深邃的问题:人类文明将在5万年后走向何方?我们的终极命运是什么?  在他开创性的三部曲中,阿西莫夫描绘了一幅横跨银河系的人类图景,数百万个有人居住的行星被一个巨大的银河帝国维系在一起。我们已经到达异常遥远的地方,这个伟大文明最初诞生的家园的坐标,已经消失
期刊
北京时间2021年3月31日零点,中国“天眼”正式面向全世界开放,接受全球科学家的观测申请。  中国“天眼”又称FAST,是一台500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radioTelescope,简写为FAST),坐落于贵州省黔南州的喀斯特巨型洼坑中,是目前全球单口径最大、灵敏度最高、综合性能最强的射电望远镜。  望远镜是人类探索宇
期刊
一只像长着八条腿的宇航员一样的蜘蛛正飘浮在半空中,寻找着陆点。我们已知的是,蜘蛛会站在某个凸起物上,腹部朝天喷射出蛛丝,用蛛丝做出一个小降落伞,然后乘微风而去。这一技能有个很形象的名字,叫“热气球飞行”(ballooning)。  这看起来似乎是种非常有效的远距离迁徙方式,但问题是,根据空气动力学的规律,蜘蛛理应无法仅通过蛛丝和微风就实现这么大的距离跨越。然而事实令人惊讶,人们甚至在海平面上方近5
期刊
燕尾佛法僧展开翅膀,从干枯的金合欢树枝上起飞  一只生活在英国诺森伯兰郡恩群岛鸟类保护区的燕鸥  飞行是进化最激动人心的成就。  当生活在陆地上的动物,受到生存環境恶化的威胁,它的基因又恰好发生了一连串偶然的突变,于是获得了向天空发展的机会。陆地生存的困难由此得到缓解,物种延续的可能性大大增加。在环境的选择下,这些动物向天空进化的能力不断增强,昆虫、鸟类始祖逐渐掌握了一些的空气动力学的知识,它们不
期刊
物竞天择,适者生存。达尔文认为,优胜劣汰是地球生物生存和演变的基本规则。几亿年来,很多古老的生物都已灭绝,有一些物种经过多重演化、繁衍生息后,却演化出不同种类的后代。  研究表明,翅膀其实是大自然赋予动物延续生存的法宝,会飞的动物在演化和生存方面有诸多优势。在残酷的演化史中,大自然一次次创造出各种各样的翅膀,小到昆虫,大到翼龙,许多动物都从飞行中受益。  通往生存之路  翅膀在物种多元化繁衍中发挥
期刊