为什么植物没有进化出大脑或者思想体?

为什么植物没有进化出大脑或者思想体?

李雷,中科院生物学博士,科研人员

因为神经对植物基本没意义,神经的耗能,对于生产能量的植物来说,太奢侈了。

如果用一个综合进化模式作为衡量的话,植物其实才是终极模式,动物这种必须依靠其他生物作为能量来源的,可以说是先天不足。

我们经常说动物的优势,其实核心就两方面

1,动

这是动物最大的特点,就是能动,而反馈到生物本质定义上,这就是所谓的应激性嘛。应激性是生物的三大基本属性之一(另外俩是新陈代谢和繁殖)。

所谓应激性就是生物接受外界刺激并产生反应的过程,主要目的是趋利避害。大到比如温度、压力、疼痛、光线,小到我们饿了想吃饭,碰到伤害要躲避都算。

具体的我们躲到树荫底下,或者随着季节迁徙,都算反馈。

2,脑

脑算是动物的另一个优势,或者说,神经系统。

如果你关注过神经系统进化,你会看到,其实也是一个从全身分布到集中某一个部位的过程。

最开始全身神经分布,到后来开始特化出某一个器官,专门来作为核心处理器,也就是大脑。

但是这俩的代价就是:巨大的能量消耗。

人脑不到身体的五十分之一,消耗了全身五分之一的能量。

全身肌肉更是能量消耗大户。

所以动物是消费者,所以他们无法获取营养,只能靠植物等作为营养来源。

而这就要求,地球的生产者,比如植物之类的, 必须远远超过了地球的动物,否则动物都饿死了。

因此,一个理想的全能生命,那应该是:既能自我合成能量,又能维持很多高级功能。

其实,你发现,植物才是典范。

光合作用效率决定了,其实能够形成的能量很少。

皮肤面积:成年男人的皮肤总面积大约为 1.9 平方米,假定理想状态下,人有一半的面积可以暴露于阳光下,凑个整数,1 平米。那么,按照目前光合作用效率的话。

一个小时光合作用的能量=单位面积太阳能 * 光合作用效率。

单位面积太阳能:这个我看到的数据是 212.3—252.1 瓦 / 平方米,不过在太阳到达大气层外面时候,是 1361 瓦 / 平方米(Total solar irradiance ),经过大气衰减后,也正常。也有数据认为,最高不超过 342W/m²。就按照最高吧,342.

光合作用效率:光合作用效率是3–6%.就取最高值。

那么一个小时 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,一天晒 12 小时太阳。

能量是 73872*12=886464 焦耳=212 千卡!

这是理论值!这是理论值!这是理论值!

千卡=大卡=1000 卡=4185.85 焦耳

ps:事实上,大部分太阳斜射,空气衰减,纬度影响,人接触阳光面积小,时间短,估计能够有十分之一,也就是 21 千卡已经是很高的了。

21 千卡,还不到一个鸡蛋。即使提升到 10 倍,那也就是一个鸡蛋。

这种情况下,能量收入就这么多,你要想活下去,只能做到一点:少动,并增加光合作用面积。

这也是你看到的植物的样子

植物的叶子出现,主要是为了增加光合作用面积。

植物减少动弹,主要是降低能量消耗。

于是,你会发现,对于全体生命来说,这才是最好的方式。

要大脑干啥?甚至要神经干啥?

对你来说,靠天吃饭是最关键的,那么你根本无需快速反应,不用躲雨,不用防晒,因为你辛辛苦苦光合作用了一天,还比不上这点躲避消耗的能量,太不划算了 ll。