第六章 保護期結束
嗜極生物顧名思義,就是喜歡極的生物;它們是可以適應,或是說,需要極端環境才能生長存活的生物。
即使是對於生物的探索從未停止,但科學家們直到上世紀八九十年代才真正注意到這些嗜極生物。它們多為簡單的單細胞生物,且多數屬於古菌;科學家們甚至以此推斷生命的起源就誕生於那些深海熱水噴口或是深海火山口。
它們所生存的從物理層麵,地質生物層麵的極端環境,對於地球上絕大多數的物種都可以說是有害的了,不過對於他們來說卻是舒適的程度。
這些嗜極生物也分很多種:極酸,低營養,高鹽——分別對應著嗜酸生物,寡養生物,嗜鹽生物。
對於陸成來說,他更加關心的就是嗜極生物下的一個種類:嗜熱生物。
這些生物可以生存在高達七八十攝氏度,極端條件下甚至可以達到一百攝氏度,甚至在高壓的海底,水達到一百度後無法沸騰,這些嗜極生物甚至可以忍受高於一百度的高溫。目前的最高紀錄則是一個名為Methanopyruskandleri的嗜熱菌,可以在水溫超過122攝氏度的高壓熱水中生存繁殖。
那麽為什麽正常的生物無法在高溫環境中生存呢?
因為不允許。
蛋白質是很脆弱的東西。蛋白質的變性失活,是指蛋白質因為外力而失去原本形態下的二級,三級或四級結構;這些外力可能包括酸或堿,高濃度無機鹽,有機溶劑比如乙醇或是氯仿,或是高溫以及輻射。
之所以說蛋白質很是脆弱,是因為它們的結構是由很多不同的分子間作用力所構成的,而其中氫鍵很脆弱,一旦氫鍵斷鍵,原本在其兩側的殘基就會分離,從而是整個折疊起來的三級結構退化為一級結構。
當蛋白質失活,整個細胞都會受到影響,細胞活性受到破壞,甚至是細胞的整體死亡。
所以,蛋白質活性的一大關鍵就是蛋白質折疊。各色蛋白質的各種不同功用能夠實現,很大程度上都與蛋白質折疊相關聯。蛋白質的一級結構,就是那條長長的氨基酸序列;蛋白質折疊則是一個物理過程,會賦予這串一級結構一個複雜的三維立體結構,並成為它的常態。
又有人言‘結構決定功能’,根據這條肽鏈不同的氨基酸構成,在物理分子結構上根究親水性,疏水性,帶電等相互作用會形成不同的三級結構,也就形成了不同的功能。
這也是為什麽蛋白質會有如此多樣性以及多功能性。
溫度是一個很常見的因素。
高溫可以影響並破壞氫鍵以及疏水相互作用。伴隨高溫的就是熱量,而這些熱量會增加分子的動能,大幅度增加分子振動頻率並最終斷鍵。隨著這些作用力的斷鏈,蛋白質那維係功能的三級結構會就此退化,變為一長條的一級結構,並失去蛋白質功能,也就是變性。
舉例來說,雞蛋在未煮前在蛋殼內是液體;當雞蛋被加熱就會凝結形成煮熟時的樣子,二者間相差甚遠。而烹煮的過程就是為了讓蛋白質變性,方便人體內的酶消化。
在日常我們也會看到高溫加熱用以消毒,這也是使細菌的蛋白質變性,最終破壞細菌。
難道嗜熱單細胞就不用蛋白質了嗎?
並不!
試想一下,如果你在草地上堆了一個雪人,隨著天氣轉暖,春陽初升,雪人開始融化;再不能移動雪人至冰箱的情況下,要如何最長時間的保存這個雪人呢?
可以想辦法給雪人穿上衣服,以此避免陽光對雪人的直接接觸;或是給雪人加點膠水把雪人粘合起來;亦或是利用化學物理手段改變構成雪人的——雪——的材質,使它對於溫度的耐受程度提高等等……
生物的手段也不過如此。首先在很多嗜熱生物中,它們構成蛋白質肽鏈的氨基酸中,用了過量的半胱氨酸;前文所述半胱氨酸會生成二硫鍵。
比起受到些許影響就斷鍵的氫鍵,二硫鍵相當穩定;二硫鍵增多,整個蛋白質就會更加穩定更加堅固。也就是說麵對高溫,嗜熱生物的蛋白質更能耐熱,也更不容易受熱變性,從而大大提高了生物的耐熱程度;其中生成的的蛋白質就有極端酶。
同時,在它們的細胞壁中加入了大量的飽和脂肪酸,以方便保持細胞身材和結構,另一方麵也相當於生成了一層隔熱膜,保護細胞內不不受侵害。
這,也就是陸成最後相處的安身立命之道。
在最後的幾周裏,陸成從係統商店購買了大量的脂肪酸填充細胞壁,雖說價格很高,但所幸需要的多是火元素,在深海火山口,陸成身邊的火元素可以說是源源不絕取之不盡。
而半胱氨酸在係統商店中尚未解鎖,但因為陸成已經掌握了四元素融合的技巧,可以自行生成,倒也不是難事。
隨著係統給予的六十天保護期結束,周遭的一切危險仿佛掙脫牢籠的野獸向著陸成的生命體衝去。首當其衝的就是那恐怖如斯的高溫。
雖說陸成已經利用了二硫鍵以及飽和脂肪酸兩大利器防護了自己,那高溫下恐怖的餘熱依舊令陸成心驚膽戰。雖說細胞沒有生成反應神經,陸成的本體思維也還沒有完全進入細胞體,但那細胞周遭受到高溫而變得扭曲的身形如同那方舟在波濤海嘯之間隨波逐流的無力,以及對更高層次維度的盲目崇拜,祈禱,央求,並寄托在那並不存在的運氣之上,或化為泡影,或消失於天際。
是的,雖說很凶險,但陸成最終還是撐了過去。
高溫,這個困擾了陸成兩月有餘的龐然大物,陸成撐了過去。
四個月後,陸成才最終脫離了火山口的範圍;若是一開始升級纖毛動力,恐怕此時此刻生命體已經成為了地球上第一個消失的生命體了。
當然這僅僅是星辰大海的第一步,也僅僅隻是地球生命史上的第一步。