人類為什麼沒有進化出葉綠體？

Dr.Hu2020-09-04 22:58:57

請參考

https：//

zhuanlan。zhihu。com/p/13

9143786

環形劇場現任負責人2020-09-05 23:59:21

這個問題，通俗的講，可以歸結為——

——運氣不好

一場套娃大亂鬥

獲得葉綠體的動物

葉綠體養不了人

如果一直往前追溯的話，真核生物在系統發生學上大致能分為五個類群：

泛植物（Plantae） ：紅藻、灰胞藻、維管植物等

SAR超類群 ：海帶、甲藻、弓形蟲、瘧原蟲等

古蟲（Excata） ：眼蟲等

變形蟲類（Amoebozoa）：變形蟲、黏菌

後鞭毛生物（Opisthokonta）：動物、真菌等

詳細可以看這篇回答：

知乎使用者：地球上最初的生命為什麼有的進化成了植物有的進化成了動物？

在這五大類群中，泛植物、SAR以及古蟲各有成員擁有葉綠體

然後，目前的主流理論認為真核生物的光葉綠體本來是被吞噬的能進行光合作用的生物，比如藍細菌，比如其他搶先一步獲得葉綠體的真核生物（第二次內共生）：

知乎使用者：什麼是藻類的第二次內共生？

總之，在這場差不多十億年前的套娃大亂鬥中，我們和青頭菌的那位不爭氣的最近共同祖先啥都沒撈著，只得和變形蟲一起做了個異養生物

但這事還沒完，因為即使到了後來動物類群已經成型，這之中仍然有“幸運兒”完成了與光合生物的共生，成為能在一定程度上自養的動物

對於真後生動物來說，與自養生物共生比較成功的類群當屬以珊瑚蟲為代表的

刺胞動物門。

其一個很重要的合作物件是來自SAR超類群囊泡藻界甲藻門的蟲黃藻

蟲黃藻透過光合作用為珊瑚蟲提供有機碳和能量，有時佔到宿主能量來源的90%

珊瑚絢爛的色彩很大一部分要歸功於蟲黃藻的多甲藻黃素和矽甲藻黃素

因紀錄片而聞名遐邇的帛琉群島的水母湖，其中特有的黃金水母（Mastigias sp。）也與蟲黃藻達成了共生關係，不需要進食

綠水螅（

Hydra viridissima

）與泛植物中的小球藻達成了共生關係

小球藻與水螅細胞的分裂週期已經達成同步

除此之外，還有一個很特殊的門類也有物種獲得了葉綠體——異無腔動物門。它們是腎管動物，也就是原口後口動物的旁系

羅斯科夫無腔蟲 Symsagittifera roscoffensis

無腔蟲群體在海灘上形成的湧潮

看不上這些與我們早早分家的動物的話，那或許可以指望軟體動物門幫你成事，盜葉綠體這方面它們比較有經驗，這不是整出了個綠葉海天牛嘛

趙泠：海兔體內有葉綠素，可以進行光合作用給自身提供能量，它也可以食用海藻，那麼海兔算是消費者還是生產者？

見多了綠葉海天牛來見見它親戚，百褶海天牛Elysia crispata也能進行光合作用

珠綠螺科的Berthelinia schlumbergeri，珠綠螺科Juliidae的成員具有雙殼綱那樣的兩片貝殼，也具有盜葉綠體行為，但它們無法利用其產能或供氧，目前認為其更多起到保護色的作用

要是看不上原口動物——或者直接看不上沒有脊椎的動物的話，斑點鈍口螈（

ambystoma maculatum

）可以讓卵在胚胎髮育時期接受藻類的供氧，也能讓其進入細胞，起到一定程度的養分供應作用

斑點鈍口螈

斑點鈍口螈的卵

再或者，哺乳動物類群裡，樹懶可以讓藻類生長在毛髮上，起到一定的保護色效果

我——綠——了——

綜上，人類在演化中任何一個階段都有可能以某種形式獲得葉綠體，之所以沒有多半是機率問題

但是，即使人類真的獲得了葉綠體，其功能多半也是性選擇或微弱的偽裝與防曬：

題主所述的擁有葉綠體的生存優勢是不成立的

產氧光合作為這個星球上有機物與無機物間最重要的橋樑，其效率卻十分低下：那個固定二氧化碳的核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶（Rubisco）催化效率只有

一般酶的0.3%

，而且專一性很差，時不時載個氧氣分子造成光呼吸。

這樣低的能量轉化效率維持植物那樣的生命形式還好，動物？運動、神經、產熱那麼多張嘴等著喂吶

最直觀的——想想你一天的三碗飯是用多少天長出來的

這種耗能的差異在小尺寸生物，比如眼蟲和甲藻身上體現不明顯。但隨著生物體積的增大，一個嚴重的問題出現了——比表面積

我們在中學學過，如果一個細胞在形狀不變的情況下體積增大，那麼物質就要花更多的時間從表面運輸到其所有部位，這一點將大部分細胞的大小限制在了微觀尺寸

一些單細胞藻類依靠葉綠體與線粒體的物質迴圈可以長到非常巨大，比如圖中的總狀蕨藻Caulerpa racemosa

這一點對於光合作用也是一樣的：

隨著體積的增加，受光面積的增長終將趕不上需要供養的細胞數量的增長

對此，大型植物的對策是改變形狀：樹木開枝散葉，就是

以類似分形圖案的方式儘可能增大比表面積，在增加單位體積時獲得儘可能多的光照資源

而對於動物，尤其是那些大體型且佔據運動活躍生態位的動物，它們需要

使身體呈流線型

，也就是說，

儘可能減小比表面積，使增加單位體積時受到的外界阻力盡可能小

於此，植物與動物隨著尺寸的增加，為了不同的生態位，在宏觀世界裡分道揚鑣

“正經人誰光合作用啊。你光合作用嗎？”

“我不光，你光合作用嗎？”

“光合作用能吃飽？”

“能吃飽還用得著光合作用？”

“韭菜！”

可樂加煙2020-09-08 18:53:32

問題邏輯出現問題了。

簡單一點

有人類要有綠葉體，能叫人類嗎？

動物要有綠葉體，能叫動物嗎？

人類要進化出了葉綠體，ta可能就停止思考了，腦子都不一定能進化的出來，也就沒有今天這個問題了。

正因為人類沒有綠葉體，才能從種類豐富的食物中獲取足夠的營養，發展大腦，成為地球主宰。

「已登出」2020-09-08 23:10:29

很多人以為的進化目標是鷹的眼睛，豹的速度，馬的持久力……。但進化的真正邏輯往往是夠用就行，就像CPU超頻換取效能一樣，過高的效能會導致過高的能耗和維護成本，從而不利於生存。

那麼如果人類哪天擁有了葉綠體會發生什麼？擁有了葉綠體，人就不用奔波獲取食物，每天只要曬曬太陽就能生存，那久而久之，人類就不需要運動，不需要勞動，每天只要站在陽光好的地方曬太陽，於是你最終進化成了一棵樹。

回到最開始的問題，實際上不是人類為什麼沒有進化出葉綠體，而是說一開始獲得葉綠體的微生物最終進化成了植物，而沒有獲得葉綠體必須以其他個體為食的個體最終在生存壓力下進化成了動物。

逆煉歸元2021-07-02 18:54:23

宇宙生命人類的起源