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时间:2024-12-26 05:47:40 来源:网络整理 编辑:新闻中心
人为什么喜欢吃糖?因为糖是甜的。那人又为什么会觉得糖有甜味呢?实际上,味道并不是食物自身的属性,而是完全由人的舌头判定的。同一种蔬菜,有的人觉得很苦,有的人就不觉得。大体说来,人之所以觉得某个东西好吃
人为什么喜欢吃糖?连糖因为糖是甜的。那人又为什么会觉得糖有甜味呢?都不底有多挑
实际上,味道并不是吃种食物自身的属性,而是连糖完全由人的舌头判定的。同一种蔬菜,都不底有多挑有的吃种人觉得很苦,有的连糖人就不觉得。大体说来,都不底有多挑人之所以觉得某个东西好吃,吃种那都是连糖因为人体在历史上很需要这个东西。当然,都不底有多挑现在“糖过量”变成了新问题,吃种但这并不影响糖本身对人体生理的连糖重要性。
归根结底,都不底有多挑是吃种因为糖特别容易转化成能量。所有的生物都时刻需要能量才能活着,但是生物需要的能量都是比较温和的,太强烈的能量就会破坏生物体的结构——所以人不能靠烧火生存,也不能靠接电线生存。
糖就是最好的能量来源:和氧气一起,在几十种酶的催化下,经历一系列复杂的化学反应,把里面的能量一点点温柔地释放出来,供人使用。在紧急情况下,人体也会拿其他化学物质来生成能量,但正常来说糖一直是主流。这不但对人成立,对地球上几乎所有的生物都成立。
研究新发现:一种不吃“糖”的微生物
不过,生物界永远有例外。《自然通讯》近期报道了一种微生物——海原体。它就不吃糖,哪怕你把它泡在糖水里,它都像是没看见一样。研究表明,它的体内完全失去了代谢糖的能力,其他生物负责让糖发生反应的那些酶,它基本上丢光了。
那它的能量要从哪里来呢?是个非常生僻的渠道,精氨酸水解。这个渠道只需要三个酶,但是能量效率上就天差地别了。理论上,一分子葡萄糖在生物体内最多可以产出 38 份能量,实践中通常产出 30~32 份。可是一分子精氨酸,竟然只能产出一份又多一点能量。靠着这么一点微不足道的能量,居然还能活下来,也真是难为它了。
那么,为什么这个菌会这么节能呢?大概是因为它把身体其他部分能扔的也都扔掉了。它不但把代谢葡萄糖用到的几十个酶都扔得差不多了,别的重要元件,它也是扔了个七七八八。
生物的重要信息大都存在基因里,人体有两万多个基因负责编码酶和其他蛋白质,还有一万多个基因负责各种调节功能,加起来不到四万。而这个菌呢,居然只剩下 359 个基因,只有人类的百分之一。
它是如何生存的?
精简到这种程度的生物,到底怎么生存的?答案是,它并不是独立生活,而是住在一种深海八放珊瑚的体内。
一片深海珊瑚及蛇尾纲共生体。科学家研究的那种菌就生活在类似的珊瑚体内。图片来源:wiki
我们熟悉的热带浅海珊瑚,大多是靠体内共生的藻类光合作用获取能量。但是深海几乎没有阳光,生活在这里的珊瑚基本上都是捕食者,靠吃别的微小动物和有机物碎屑为生。它们体内也有了其他的生物。我们对于这些生物还很缺乏了解。这次发现的菌,就是一个案例。
菌住在人家身体里干嘛呢?一个显然的好处是可以利用现成的营养物质,不用自己造了。人类目前发现的最简单的独立生活的生物,也有 1100 个基因,毕竟任何生物只要活着,就需要进行一些最基本的新陈代谢,制造一批最基本的身体零件。但假如这些零件可以从外界获得,那就不需要自己造了。
对于独立生活的生物来说,在茫茫大海里偶然找到这些零件可以说是难如登天,完全不能指望。但是如果直接住在其他生物体内,那绝大部分零件身边直接就有了。
珊瑚怎么就允许它住在体内呢?
但是请等一下,那不就是“偷”别人家东西吗?没错,很多寄生的微生物确实是在偷。但在这个案例里,深海珊瑚和它体内的菌好像还挺和谐的。前者并没有要把它赶跑的迹象。通常来说,这意味着菌也给珊瑚做了一些好事作为回报,双方的关系就成了互惠互利。这种关系就不再是寄生,而是共生了。
那么这个菌到底给珊瑚做了什么好事作为回报呢?研究者还不完全清楚,但论文里提出了两种可能,一是防御,二是废物处理。
“防御”指的是这个菌可以驱赶其他的寄生生物。科学家在菌的体内发现了一种很活跃的 DNA 切割系统,叫做 CRISPR。CRISPR 在当代生物技术里是一种非常非常重要的基因编辑工具。不过,它本来的作用是破坏入侵者的基因。也许这个菌可以使用 CRISPR 把别的有害寄生菌都消灭掉,作为回报,珊瑚就负责给菌提供一点营养。这有点像是养猫来抓老鼠,虽然猫也需要人去喂,但和老鼠的害处相比就无关紧要了。
“废物处理”指的就是之前提到的菌的能量来源,也就是精氨酸。精氨酸水解是个非常低效的能量来源,远远比不上吃糖。会选择这种能量看似难以理解,但如果这是有意的呢?如果这是符合珊瑚利益的呢?所有的生物都有分解氨基酸的需求。珊瑚完全有可能是把这个任务交给了菌来处理,过程中顺带释放的能量就算是送给菌了。而菌这边则是专心分解精氨酸,不和珊瑚争抢宝贵的糖。这样,就又变成双赢的场景了。
当然,上述两种可能性也许并不矛盾。
细菌是地球上真正的生物化学大师,发明了无数超乎想象的生化代谢途径,相比之下大型动植物的生化代谢简直是千篇一律。正因此,当代生物学研究里细菌的地位极其重要。这种菌的奇怪代谢大概不能直接帮助人控糖,毕竟糖代谢对人太重要了不能整个丢弃——但是它或许能加深人类对生化进程的理解,说不定还能给生物学科研提供强有力的研究工具。
菌或许没有脑子,但它们几十亿年试错试出来的那么多花招,未必就会输给人类几十年来的想象力。
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