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分子与能量

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:不过汽车能以接近极速行驶很长时间而不疲劳。这个问题把我们引向了人体供能的分子机制,也就是代谢过程。热量并不是这里的关键问题,它只不过是无法避免而已,因为任何能量转化都必然会像这样浪费掉一部分。不过细胞整体会有更有效的办法防止垃圾污染自己的卧榻。既然制造能量对生命至关重要,那么代谢中的任何瑕疵都会令人不安。

想象一下,如果汽车像人体一样,最快速度只能在短短的冲刺阶段维持一小会儿,那会怎么样?那我们就不可能沿着高速公路开到时速(不妨让我们说实话)80英里了 ——最快的速度只够我们开半英里去商店而已。要走的路程越远,速度就会越慢,这样才不至于把可怜的车子跑坏。(没准你跟我一样,也开过这种车?)

表面而言,其实汽车和人类比我们想象的要更具相似性,这么讲的原因可不是弗兰·奥布赖恩提到的那种。两者都通过在氧气中燃烧富能燃料来获取能量,而且都排出二氧化碳。不过汽车能以接近极速行驶很长时间而不疲劳。只要你往油箱里不断加油,它就能几乎无限地一直行驶。而短跑运动员却不能用短跑的速度跑完整个马拉松,即使不断地给他们嚼葡萄糖片也无济于事。这是为什么呢?

这个问题把我们引向了人体供能的分子机制,也就是代谢过程。在很多方面,对生命最好的惯用定义在于代谢,而非复制。进化生物学家也许会说,我们生存的目的在于繁衍——可是,我们却并非时时刻刻都在努力进行生殖活动,哪怕最好色的人也不是。而一旦停止代谢,即使只停下一两分钟,我们可就死翘翘了。

摸摸你的手,你会觉得它是暖的。(要不是的话,就摸摸腋下或者舌头。)我们的身体一般都比周围环境要暖。无论行走还是睡眠,我们的体温总保持在接近37℃的健康温度。要维持它只有一种办法:靠细胞持续输出热量,这是代谢的一种副产物。热量并不是这里的关键问题,它只不过是无法避免而已,因为任何能量转化都必然会像这样浪费掉一部分。我们代谢过程的根本在于制造分子。细胞若不持续地更新自身就无法生存,它们需要为蛋白质制造新的氨基酸,为细胞膜制造新的脂类物质,为细胞分裂制造新的核酸。只要我们活着,细胞的车轮就不能停下,而转动车轮正是要消耗能量的。

因此,细胞的社群颇像我们对工业革命社会的那种老印象:在大规模的社会化生产中,一大批工人专门生产能量。在我们的肝脏中,制造能量是头等大事,里面每一个细胞中都有成百上千个能量工厂。就像威廉·布莱克《耶路撒冷》中所写的黑暗邪恶工厂,它们既制造有用的东西,也制造垃圾。不过细胞整体会有更有效的办法防止垃圾污染自己的卧榻。

既然制造能量对生命至关重要,那么代谢中的任何瑕疵都会令人不安。我们能看到生命是多么脆弱——但凡哪个过程中断了一下,整个系统就会陷于停滞,就像我们的社会结构要依赖于连续不断的电力和燃气供应一样(更不用说清洁的空气和充足的水)。而人体这台机器(请原谅这种启蒙时代的比喻)非常可靠,如果情况顺利能运转80多年之久,直到各部分无可逆转地失效,这正是进化之创造力的深刻证据。

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