在人类不断追求突破自然限制、拓展生存方式的进程中,一个大胆而又充满想象力的设想逐渐浮出水面:能否在人类的 DNA 中植入叶绿素,使人类具备像植物一样进行光合作用的能力,从而无需进食就能获取维持生命所需的能量?
这设想看起来天马行空,实际然并卵,听我细细道来。
我们来计算一下:
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,有很多因素会影响
1,太阳并非一直直射,除非你能随着太阳一直调整姿势,那样什么都不需要做了
2,空气衰减,纬度影响,
3,人接触阳光面积小,不可能全身都接触,以及日照时间短(太久了hold不住)
所以,光合作用,估计能够有十分之一,也就是21千卡已经是很高的了。
对于人类来说,200千卡是多少?
而正常人需要一天摄入1500-2300千卡能量。所以,光是光合作用,你最多满打满算理想状态下,获得十分之一的能量。 这个前提是,晒12个小时太阳,不能阴天(地球上日照最长的是撒哈拉沙漠,大概日均11小时45分钟)。
可是问题来了,你知道光合作用需要多少水吗?
哈哈哈,撒哈拉连草都不屑长,人去了……嗯……而且,晒那么久太阳,作为恒温动物,你需要它!
所以,进化出光合作用的那个人,跟你相比,嗯,大概就是这种。
哈哈哈哈,防晒
《绿色奶牛》科学松鼠会,这个计算更少,大概相当于几把谷子。
大家已经想到了包括提高光合作用效率,增加表面积甚至长出叶子的做法,你们这些想法,植物都已经帮你们完成了。
1、学习植物扩大面积。假如人类身体不变大的话,那么,就现有尺度,无论是身体长叶子还是增加毛发密度,其实都没任何意义,因为,我已经考虑到了最极端的情况了,就是最大表面积。 试想,假如太阳垂直照射(光路最短,能量最大),人头顶刚好有一个平面接受太阳光。这是最极端的情况,把人表面积铺开,最大也就是这个接收量了,也就是本文中的计算理论值。
为了最大化的利用太阳能,必须尽可能减少一切活动,惟一的活动就是调整最大面向太阳的角度,最终,这样做,只能停下来,不动,减少能量,把根深深扎入大地吸水,静静的等着阳光。
所以,如果人类选择了光合作用,要不成为累赘,要不就成了植物……至于中庸?中庸对于生物来说,就是亡族灭种。
2、叶绿体进化?部分网友总觉得人类既然进化了,那么光合作用也要跟着进化,这个,你要知道负责光合作用的是叶绿体,是独自存在的,可以了解下内共生,叶绿体进化比人类多了几十亿年了,凭什么为人类特殊?线粒体都没特殊起来。
其他不按照基本法开脑洞得啊,光合作用算个毛,直接核聚变得了,你自己就是太阳!!!
1,DNA中植入叶绿素
这个理论上可以做,毕竟人类现在有基因编辑技术嘛。其实更简单的是直接把叶绿体放进去,毕竟光合作用,不单单是叶绿素的事情。
2,绿色人类会产生光源竞争
其实光合作用并不是非要太阳光,比如各种人造光源就可以让植物进行光合作用。因此,未来可能会是谁掌握了人造光源,谁就掌握了核心科技。
但是这个问题依然存在,就是:我们人体能否承受住巨大的光合作用。这是对动物细胞的考量,现在的紫外线已经刚好了,再强烈一点,人类会不会hold不住?比如被晒伤???
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