事实如此浪漫

以下是闪电塑造地球生命的5种方式

摄影:Jp Marquis / Wikicommons

lightning是闪光灯和隆隆声的电子群在天空中跳跃的。随着奢侈迅捷其移动通过云,从一个云到另一个,或云与地面之间,每天都有数百万次。在世界事务中闪电的作用是更大幅度低于其短命可能建议。数十亿年里,它上,否则贫瘠的行星状地球上的生命,从第一隐藏单元格,这里的特殊动物园今天。

这里有五个方面的闪电取得了印记地球上的生命。


1.生命的起源

让我们从设置开始一个实验室的实验.拿一个玻璃容器,在第1 / 4左右装满温水,新鲜的或咸的。这是最近固化的原始地球上的一个池塘或海洋。用二氧化碳、氮气和水蒸气的混合物替换水上方的空气。这可能是早期地球大气层的组成成分。现在通过容器放电电火花,本质上创造了微型闪电。(雷暴和火山爆发确保闪电在这个新诞生的星球上并不陌生。)

一系列的ZAP后,分析容器的内容。你会发现有机化合物的集合,电的清理简单的气体和水的小套房到更复杂的形式的结果。基于类似的实验中,研究人员在因斯布鲁克大学,奥地利,已经表明,通过闪电在我们的星球新生产生的有机物最有可能包括氨基酸和生物的其他基本组成部分。这些组件被认为提供了成分的池从生活(自我复制是组织起来进入细胞的分子)应运而生,并坚持,以各种整齐的改建,至今。

2.早期的微生物

在单细胞微生物出现后,闪电在维持它们的生存和说服它们找到获取氮气的方法方面发挥了作用。所有生物都需要氮来制造蛋白质和DNA等基本分子。长期以来一直是地球大气主要成分的氮气极其稳定。因此,它必须转化成其他化合物,氮原子才能被纳入细胞和组织。当闪电划过天空时,它撕开三键的氮气原子,将它们焊接到附近的氧原子上,生成活性氮氧化物(NO和NO2)。这些氧化物对早期的微生物是有用的,确保了它们有可再生的氮供应来继续繁殖。随着微生物在地球上的扩散和数量的增加,闪电产生的氮氧化物的供应急剧下降.这个约束刺激的氮气转化为可行的氨,从而允许朝向一统天下努力持续不减的微生物控制内部装置的演变。

3.土壤细菌

自那以后,细菌已经征服了地球表面,甚至在大气和地下深处都维持着一个要塞。它们之所以无处不在,是因为它们共同进化出了一套令人难以置信的多样化适应方式,以应对世界上的许多压力。这种演变在很大程度上是由驱动他们通过转换等机制获得新能力的倾向;它使细菌的细胞膜变得更容易渗透,允许游离在外部环境中的DNA片段进入。如果DNA中含有有用的基因,细胞内的一切都正确地就位,细菌就会获得一项新技能。

我们已经知道如何通过将细菌暴露在盐中或用电来诱导它们转化,这意味着我们可以有意地给它们新的遗传信息。同理,对一大块充满细菌和DNA的土壤施加电流可以带来转化。使用这种方法,基因赋予抗生素耐药性介绍了为细菌。这种细菌只有在土壤被实验室规模的闪电电击后才会产生抗药性,这种闪电旨在模拟自然发生的情况。土壤中通常充满了细菌和它们的DNA,所以很可能雷击增强了土壤细菌群落的进化,只要它们存在。

4.森林生活

自然采光:在比特鲁特国家森林公园在蒙大拿州的野火。 摄影:John McColgan

随着生命从单细胞发展到多细胞,从微观发展到宏观,闪电继续寻找新的方式发挥它的影响。树木一出现,雷击就可能开始杀死它们;除了直接致命的打击,它们是点燃野火的主要自然手段。这是件好事,因为死树是森林的重要组成部分——它们为大量动物和真菌提供了家园和食物。例如,我们知道树皮甲虫寻找雷击破坏的树木吃。

更重要的是,有一群固定的生物在它们的邻居着火后专门繁殖。美味的羊肚菌和not-so-delicious杯真菌往往从烧焦的土壤和烧焦的木头(你会偶尔发现他们在篝火坑)发展其孢子释放蘑菇。在森林,火联真菌往往在一年后有火产生最蘑菇。生产触发当与真菌有关的树木被大火破坏时,覆盖在森林地面上的枯叶(蘑菇从这些枯叶中发芽)就会被烧掉。在生死关头热量和烟雾燃烧植物可以使附近的植物种子发芽。有些种子只有在高温下才能防水。一旦水分进入,种子就会苏醒。种子也可以被karrikins和燃烧植物产生的烟雾中的其他生长调节分子搅动起作用。

5.人类

最近,在地球存在的宏伟蓝图中,闪电已经扩展到影响人类。我们可能已经削弱了它在全球氮化学中的作用(多亏了弗里茨·哈伯(德国但当涉及到对人体的伤害时,闪电无疑是不可避免的。每一年,的25万人体验被闪电击中。如果提供一个管道让强大的电流通过,通常会导致烧伤,并破坏心脏和大脑的电线。这可能是致命的,人们通常因为心脏停止跳动而死亡。

大自然的设计:病人与利希滕贝格身影。 由塔里克·奥克提供

闪电也有给人打上烙印的倾向以其本身的形象.利希滕贝格指出,“被闪电击中的结果,是由受损的皮肤和渗漏的毛细血管形成的,追踪电流在皮肤上的路径。”闪电除了会造成伤害和死亡之外,还会间接造成伤害。一种比较少见的死亡方式是被击中而不是被闪电击中而是混凝土弹片当闪电击中附近时被抛到空中。更狡猾的是,闪电也可以提高臭氧浓度在我们周围的空气中。(将闪电产生的活性氮氧化物与阳光、水和空气中的有机化合物混合,就会得到臭氧。)与平流层中吸收紫外线的臭氧不同,地面臭氧会对我们造成伤害。它是刺激性的,如果你吸入它,可能会损害你的肺。由于臭氧破坏呼吸作用的意愿,它在一些人的早期死亡中扮演了重要角色成千上万的人每年。

当涉及到生物学,闪电是一个意外的创造者。流经气氛的电流可以构造一个有机工具箱利于生命的起源,与最早的细胞可以复制,并为这些细胞和它们的后代,以获得新的基因和进化的额外机会的氮产品的形式。与此同时,雷电是令人难以置信的破坏性,因为许多生物体被卷进了错误的雷暴不幸足够的或野火再也不能证明这一点。虽然你可以闪烁,错过任何一个螺栓(当然,你可能会听到之后),闪电在地球的历史上恒常已确保其生活历史上一个重要的角色。


克里斯·德拉吉是来自加拿大的作家。他对生物、历史和公共卫生感兴趣。在推特上关注他@RosinCerate

铅照片是礼貌Jp Marquis通过Wikicommons


2评论-加入讨论