在人類不斷追求突破自然限制、拓展生存方式的進程中,一個大膽而又充滿想象力的設想逐漸浮出水面:能否在人類的 DNA 中植入葉綠素,使人類具備像植物一樣進行光合作用的能力,從而無需進食就能獲取維持生命所需的能量?
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這設想看起來天馬行空,實際然并卵,聽我細細道來。
01,光合作用能量有多大
我們來計算一下:
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光下,湊個整數,1平米。 那么,按照目前光合作用效率的話。
一個小時光合作用的能量=單位面積太陽能*光合作用效率。
單位面積太陽能:這個我看到的數據是212.3—252.1瓦/平方米,不過在太陽到達大氣層外面時候,是1361瓦/平方米(Total solar irradiance),經過大氣衰減后,也正常。也有數據認為,最高不超過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。 那么一個小時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小時太陽。 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:事實上,有很多因素會影響
1,太陽并非一直直射,除非你能隨著太陽一直調整姿勢,那樣什么都不需要做了
2,空氣衰減,緯度影響,
3,人接觸陽光面積小,不可能全身都接觸,以及日照時間短(太久了hold不住)
所以,光合作用,估計能夠有十分之一,也就是21千卡已經是很高的了。
02,對于人類200千卡是多少?
對于人類來說,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。 這個前提是,曬12個小時太陽,不能陰天(地球上日照最長的是撒哈拉沙漠,大概日均11小時45分鐘)。
03,注意,問題來了
可是問題來了,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,人去了……嗯……而且,曬那么久太陽,作為恒溫動物,你需要它!
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所以,進化出光合作用的那個人,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》科學松鼠會,這個計算更少,大概相當于谷子。
幾把
04,補充一下
大家已經想到了包括提高光合作用效率,增加表面積甚至長出葉子的做法,你們這些想法,植物都已經幫你們完成了。
1、學習植物擴大面積。假如人類身體不變大的話,那么,就現有尺度,無論是身體長葉子還是增加毛發(fā)密度,其實都沒任何意義,因為,我已經考慮到了最極端的情況了,就是最大表面積。 試想,假如太陽垂直照射(光路最短,能量最大),人頭頂剛好有一個平面接受太陽光。這是最極端的情況,把人表面積鋪開,最大也就是這個接收量了,也就是本文中的計算理論值。
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為了最大化的利用太陽能,必須盡可能減少一切活動,惟一的活動就是調整最大面向太陽的角度,最終,這樣做,只能停下來,不動,減少能量,把根深深扎入大地吸水,靜靜的等著陽光。
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?中庸對于生物來說,就是亡族滅種。
2、葉綠體進化?部分網友總覺得人類既然進化了,那么光合作用也要跟著進化,這個,你要知道負責光合作用的是葉綠體,是獨自存在的,可以了解下內共生,葉綠體進化比人類多了幾十億年了,憑什么為人類特殊?線粒體都沒特殊起來。
其他不按照基本法開腦洞得啊,光合作用算個毛,直接核聚變得了,你自己就是太陽!!!
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05,可能的未來
1,DNA中植入葉綠素
這個理論上可以做,畢竟人類現在有基因編輯技術嘛。其實更簡單的是直接把葉綠體放進去,畢竟光合作用,不單單是葉綠素的事情。
2,綠色人類會產生光源競爭
其實光合作用并不是非要太陽光,比如各種人造光源就可以讓植物進行光合作用。因此,未來可能會是誰掌握了人造光源,誰就掌握了核心科技。
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但是這個問題依然存在,就是:我們人體能否承受住巨大的光合作用。這是對動物細胞的考量,現在的紫外線已經剛好了,再強烈一點,人類會不會hold不住?比如被曬傷???
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