其實(shí)是你把鐵質(zhì)這東西想的太好了。硬度來(lái)講,頂級猛獸的利爪已經(jīng)可以媲美。而且還更輕便,還不會(huì )生銹。要那蠢玩意長(cháng)在身上干嘛。
深海火山,熱液噴口形成于海水與巖漿交匯處,熱液流體中含有的礦物在冷卻時(shí)形成煙囪狀結構。
黑煙囪附近生活的一些小生物,有盲蝦、盲蟹,還有一種很有名的蝸牛,叫做鱗角腹足蝸牛,身上披著(zhù)硫化鐵的硬殼。
它們都生活在400度的高溫熱水中。
那么它們到底能不能被煮熟呢?答案是可以被煮熟的。這個(gè)問(wèn)題和組成生物體的蛋白質(zhì)結構有關(guān)。
世界上所有的生物都是從單細胞的真核生物演化來(lái)的,盲蟹、盲蝦的細胞結構和禽類(lèi)、爬行動(dòng)物、哺乳動(dòng)物差不多,組成身體的蛋白質(zhì)也類(lèi)似。
雞蛋就是一大塊蛋白質(zhì)。為什么雞蛋在生的時(shí)候是半流質(zhì)的狀態(tài),煮熟了以后就變成凝固的狀態(tài)了呢?
雞蛋到底起了化學(xué)變化,還是起了物理變化?
蛋白質(zhì)的分子是氨基酸的長(cháng)鏈,因為長(cháng),所以它會(huì )折疊彎曲。折疊彎曲以后的蛋白質(zhì),被稱(chēng)為蛋白質(zhì)的空間構象,這種折疊會(huì )反復多次,會(huì )形成2級、3級和4級的折疊。
折疊以后的蛋白質(zhì),才具有完整的蛋白質(zhì)的功能。
折疊以后的蛋白質(zhì)之所以能夠保持穩定的形態(tài),是因為有一種叫做氫鍵的分子間力鎖定了這些折疊。
氫鍵提供了蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)結構和分子識別的大部分定向相互作用。大多數蛋白質(zhì)結構的核心是由α折疊和β折疊等二級結構組成。這滿(mǎn)足了蛋白質(zhì)疏水核心中主鏈羰基氧和酰胺氮之間的氫鍵勢。
蛋白質(zhì)與其配體(蛋白質(zhì)、核酸、底物、效應劑或抑制劑)之間的氫鍵提供了相互作用的方向性和特異性。
我們知道原子是由原子核和圍繞在原子核外運行的電子云所構成的,在沒(méi)有形成分子的時(shí)候是球對稱(chēng)的,不表現出正負極性。
但是形成分子以后,因為要共享電子對,所以電子云的形狀發(fā)生了偏轉,原子就會(huì )在某一個(gè)部分顯示出電正性或者是電負性。
這種電正性和電負性會(huì )相互吸引,最常見(jiàn)的就是氫原子和其他原子相互吸引,形成的所謂氫鍵。
在蛋白質(zhì)的空間構象中,氫鍵提供了70%的結構鎖定,另外30%由二硫鍵提供。
蛋白質(zhì)分子形成空間構象,就像一個(gè)卷成一團的毛線(xiàn)團。沒(méi)有煮熟的雞蛋,里面的蛋白質(zhì)就是這樣團狀的,所以它具有一定的流動(dòng)性。
煮熟的雞蛋,鎖定蛋白質(zhì)結構的氫鍵被破壞了,蛋白質(zhì)分子展開(kāi)成長(cháng)鏈狀,相互纏繞,所以就變成了固體。
這就好像一個(gè)毛線(xiàn)團可以在地上滾來(lái)滾去,把毛線(xiàn)團織成毛衣以后,就很難滾動(dòng)了。
所以,生命存在的條件是蛋白質(zhì)的氫鍵不會(huì )被破壞。
盲蟹、盲蝦能夠在400度的海水中生活,就是因為鎖定蛋白質(zhì)空間結構的氫鍵沒(méi)有被破壞。
氫鍵的強度與和氫原子對位的其他原子有關(guān)。最強的氫鍵是H~F鍵,其次是H~O鍵,再次是H~S鍵。氧原子的數目越多,氫鍵形成的可能性就越大。
氫鍵是弱鍵,強度介于弱范德華力和強共價(jià)鍵之間,其離解能取決于極性吸引力,因此取決于原子的電負性。
除此以外,壓力對于氫鍵也有巨大的影響。
壓力越高,氫鍵結合的越牢固,離解能越高,因為分子間的間距越小。
水在常溫常壓下,之所以能夠保持液態(tài),就是因為氫鍵鎖定了水分子。在一個(gè)大氣壓下,水在100度才會(huì )沸騰,但是隨著(zhù)壓力的增高,水的沸點(diǎn)會(huì )升高。因為氫鍵的鍵能會(huì )隨著(zhù)壓力的增高而增加,所以破壞氫鍵穩定性所需要的溫度也越高。
說(shuō)到這里,我們就可以回答最開(kāi)始那個(gè)問(wèn)題了。生活在400度水中的盲蟹和盲蝦因為在高壓下蛋白質(zhì)的氫鍵沒(méi)有被破壞,但是在正常的大氣壓下,100度可以把它們的氫鍵破壞。
所以,在深海中生活在400度熱水中的盲蟹、盲蝦,裹上面粉油炸,撒上蔥花清蒸都可以熟。
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