其實是你把鐵質(zhì)這東西想的太好了。硬度來講,頂級猛獸的利爪已經(jīng)可以媲美。而且還更輕便,還不會生銹。要那蠢玩意長在身上干嘛。
深?;鹕?,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形成煙囪狀結(jié)構(gòu)。
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。這個問題和組成生物體的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)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的,盲蟹、盲蝦的細胞結(jié)構(gòu)和禽類、爬行動物、哺乳動物差不多,組成身體的蛋白質(zhì)也類似。
雞蛋就是一大塊蛋白質(zhì)。為什么雞蛋在生的時候是半流質(zhì)的狀態(tài),煮熟了以后就變成凝固的狀態(tài)了呢?
雞蛋到底起了化學變化,還是起了物理變化?
蛋白質(zhì)的分子是氨基酸的長鏈,因為長,所以它會折疊彎曲。折疊彎曲以后的蛋白質(zhì),被稱為蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象,這種折疊會反復(fù)多次,會形成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(wěn)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(jié)構(gòu)和分子識別的大部分定向相互作用。大多數(shù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的核心是由α折疊和β折疊等二級結(jié)構(gòu)組成。這滿足了蛋白質(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(yīng)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(gòu)成的,在沒有形成分子的時候是球?qū)ΨQ的,不表現(xiàn)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(zhuǎn),原子就會在某一個部分顯示出電正性或者是電負性。
這種電正性和電負性會相互吸引,最常見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(gòu)象中,氫鍵提供了70%的結(jié)構(gòu)鎖定,另外30%由二硫鍵提供。
蛋白質(zhì)分子形成空間構(gòu)象,就像一個卷成一團的毛線團。沒有煮熟的雞蛋,里面的蛋白質(zhì)就是這樣團狀的,所以它具有一定的流動性。
煮熟的雞蛋,鎖定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的氫鍵被破壞了,蛋白質(zhì)分子展開成長鏈狀,相互纏繞,所以就變成了固體。
這就好像一個毛線團可以在地上滾來滾去,把毛線團織成毛衣以后,就很難滾動了。
所以,生命存在的條件是蛋白質(zhì)的氫鍵不會被破壞。
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(jié)構(gòu)的氫鍵沒有被破壞。
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(shù)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(jié)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。在一個大氣壓下,水在100度才會沸騰,但是隨著壓力的增高,水的沸點會升高。因為氫鍵的鍵能會隨著壓力的增高而增加,所以破壞氫鍵穩(wěn)定性所需要的溫度也越高。
說到這里,我們就可以回答最開始那個問題了。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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