欧洲古代的炼金术师认为,玉米长得金灿灿的,里面一定有黄金!1934年前苏联化学家真的在1吨玉米灰里面找到了10克黄金。
金灿灿的玉米粒
其实不光是玉米,随着研究对象的增加,松果、杏仁等植物,金龟子、虹鳟鱼等动物的身上,都发现了黄金的影子,最后甚至人身上也有非常少量的金元素,这就奇了怪了,难道生物会自己生金?
这场找金实验也拉开了生物学上的一场变动,从而诞生了关于富集的研究。
黄金蒸玉米
那么黄金从何而来?什么是富集作用?这种现象对人有害还是有利?我们应该怎样看待富集作用?
玉米中能提炼出黄金?生物的富集作用,到底隐藏了多少未知?
自古以来就值钱的黄金
黄金从何而来?
玉米不仅能吃,还能提炼黄金,这要是搁以前人们一定会认为你乱说。要是金黄色的东西都含黄金,那人的尿液也是金黄色的,是不是里面也有黄金?
随着研究的进行,科学家们发现,玉米真的含有黄金,含量大约为10克/1吨。并且玉米含有黄金还不是特例,很多生物,包括人体内都有黄金,大约为0.2毫克。这点含量虽然挺寒碜的,但是却颠覆了人们的世界,因为在大部分人的认知里,黄金是蕴含在矿石里面的。
前苏联科学家发现玉米里面真的有黄金
更何况,金不是地球自行产生的元素,它来自宇宙深处的超新星大爆炸,在爆炸中被冲到地球上来的。所以金元素在地球含量稀少,自然也就不会参与生物的形成,为何它出现在了生物的身上?
科学家们发现,生物的含金量,与它们的生存环境有极大的关系。比如种植在金矿附近的玉米,含金量比种在普通平原上的要高。随后科学家还做过一组对照实验,分别用含金量高的玉米和普通玉米喂小白鼠,发现小白鼠体内的含金量,与玉米的含金量成正相关。由此可见金元素是能够在生物中转移的。
老鼠吃玉米
因此科学家们得出了一个结论,自然界中的金元素大部分都在岩石中,但是有少部分会以离子的形式随着地下水渗透到外界土壤中。植物们吸收了这些水,体内就携带有金元素,动物们吃了这些植物,金元素就会进入到动物的体内。科学家将这个现象叫做生物的富集作用。
一片玉米地
那我们是否可以通过提炼生物获得黄金呢?理论上可以,可实际上,这样的效率十分低。比如人类想要1千克黄金,那么就得提炼100吨玉米灰,这太浪费了!而在动物中,金龟子的含金量是最高的,大约1吨金龟子会有25克黄金,但问题是,如果将它们抓起来提炼,自然中还会剩几只金龟子?这不是毁坏生态环境吗?
金龟子体内也有黄金
黄金只不过是生物富集作用的一种体现,那么生物的富集作用到底还隐藏着怎样的未知秘密呢?
什么是富集作用?
生物的富集作用通俗点说就是,生物将物质聚集在身体内,积少成多,最后达到一定的含量。
自然界的食物链
以钙为例子,这是组成骨骼的主要元素,缺钙会导致生物生长缓慢。但是自然界的钙大部分都在岩石里,碳酸盐的形式存在,总不能让生物们都去吃石头吧?所以,生物只能从食物中获得钙。
假如一只狗通过吃肉获得钙元素,但是它吃一次肉不可能直接将身体所需钙质拉满,得持之以恒地吃。不同的肉,钙元素含量是不同的,一只狗同时吃下一块牛肉、一块猪肉和一块鸡肉,这三块肉所含的钙就会通过富集作用聚集在狗的体内。
狗啃骨头
此外,生物还会对特定的一些物质富集。比如我们吃的海带,它对碘元素的富集明显强于其他生物;又比如甲壳类生物,它们对于钙元素的富集能力就特别强,因为要形成自己的外壳保护自己。
一般来说,食物链等级越高的生物,富集作用就会更明显,因为物质从生产者开始,顺着食物链一层一层累加,到了顶级掠食者这里就是集大成。而我们人类,就是站在这条食物链最顶端的生物,因此我们能够富集的物质是整个生物圈中最多的。
富集作用示意图
然而,生物的富集作用是一把双刃剑,因为它从来不分有害和有益的成分,只要是物质,它都会累加,哪怕是毒药。
富集作用对人类的影响
生物的富集作用对人类来说既有好处也有坏处。
人类是自然界的超顶级掠食者,处于食物链的顶端,几乎没有生物可以与人类做到并列第一。理论上来说,其他动物都在人类的菜谱上,只要人类想吃它们就会成为食物。虽然我们现在已经不吃野生动物了,但是在远古时期,人类是吃遍了六个大洲。
人类早期狩猎
也正是这场饮食狂宴,让人类吸收了多方面的营养物质,大脑得到了前所未有的进化,脑容量从最初的400毫升增加到了如今的1500毫升。这些就是生物的富集作用带给人类的正面影响——集百家之长。人类富集了几乎整张食物网的营养用于进化,最终才诞生了地球上的第一个智慧生命种群。
人类的智慧
可是,富集作用也让人类承受着地球上最严重的污染。黑色幽默的是,污染物是人类自己生产出来的,这一招属于,回旋镖扎在自己身上了。
比如人类向自然界扔废弃电池,里面含有铅元素,它先是通过雨水和地下水流入河流,污染里面的鱼虾。这个时候人类吃了河里的鱼虾,铅进入人体,也许并不会立马中毒,但这仅仅只是开始。
铅电池
河水、地下水里的铅元素会扩散到土壤里,地上的农作物会吸收,从而得到含铅的大米、小麦、水果蔬菜等,人类吃了这些农作物,铅被人体吸收。注意,这个时候人类已经通过两条食物链富集了铅元素,可依然还没有结束。
带铅的河水汇入大海,污染了海里的动物、海带、紫菜等,人类又通过食用这些海产品,又一途径吸收了铅元素。人类富集了三条食物链上的铅元素,体内的铅含量早已经超过了安全标准,于是便出现了铅中毒。
人类食用的海洋动物
人类扔塑料,最后这些塑料会通过颗粒的形式回到人体;人类扔重金属垃圾,这些重金属最后再次出现在了人类的血液里;人类倾倒核废水,那些放射性元素最后也统统被人类吃回来……
那么问题来了,既然已经知道了生物界存在富集作用,人类作为生物的最高等级必然会承受最严重的反噬,为何还要不停地向自然扔垃圾?就为了节省那一点垃圾处理费用,而让整个人类承受污染?
海洋垃圾
如何看待富集作用?
按照自然界的正常运行,即便产生了有害物质,它们的量基本上也会在生物的正常范围。
比如前面提到的黄金,玉米中的黄金来自周围的金矿,含量是每1吨玉米大约10克黄金。而人体内的黄金含量是大约0.2毫克,完全没有到威胁生命的地步,它们的主要来源是食物和人佩戴的金首饰。这些都是正常富集的结果,没有出现任何危机。
保护环境
是人类的贪婪打破了原本的生态天平,让有害物质爆发式地进入自然,超过了自然自净能力的范畴。最后自然只能通过富集作用,让这些有害物质从哪儿来,到哪儿去。因此想要人类不被富集作用的回旋镖扎中,我们最应该做的就是减少污染。