第7章 运动生物学(哈里篇)

几十亿年前,地球上的生命分化为两个王国:动物(会动)和植物(不会动)。我们的祖先选择了“动”。从那时起,这一基础生物学机制从未发生过变化。无论你是在瘦身、运动或跳舞,你所使用的古老的运动化学机制和这个星球上的其他所有动物是一样的。

我们能够移动,是因为我们具有可收缩的肌肉。我们的肌肉是复杂的机器,在数以百万计名为线粒体的微小发动机中燃烧脂肪或葡萄糖(血糖),产生肌肉收缩所需要的能量。这是一种内部燃烧,就像你的汽车,但没有火焰。线粒体是肌肉收缩和地球上的运动进化的关键因素。

细菌在20亿年前进化出用于燃烧氧气的线粒体。它们的目的不是提供能量,而是消耗空气中开始出现的氧气。氧气很危险,不论那时还是现在。它的危险性在于氧分子具有爆炸性。因此,添加氧气,火焰会燃烧,而隔绝氧气,则会熄灭。在细胞内燃烧氧气为动物提供移动所需的能量。但是,游离氧很危险,它会烧毁我们的DNA,导致细胞死亡,最终引发类似心脏病和癌症这样的结果。考虑到存储和处理氧气的危险性,我们进化出氧气解毒系统,夜以继日地保护自身安全。我们每天摄入的水果和蔬菜中的抗氧化物会帮助吸收多余的游离氧(因此要多吃蔬果)。在这个系统的全力工作下,我们活得还不错。细菌没有这样的系统,它们在线粒体中利用氧气燃烧糖分,产生无害的水和二氧化碳。

5亿年前,细菌的线粒体通过某种方式出现在了我们的原始祖先的细胞中。这些线粒体被应用到肌肉中,产生有氧代谢。有氧代谢意味着以氧气为基础的、无限量的廉价能量供应。这引发了更高级的生命形式的激增。细菌的线粒体让更高级的生命形式成为可能。现今,线粒体存在于这个星球上任一动物(包括你)的肌肉细胞中。所有动物的运动能量来自于从细菌那里继承的线粒体。有了能量,你可以去公园散散步,跑跑马拉松,摸摸鼻子,或是去游个泳。线粒体中的DNA仍是细菌的而不是人类的。你继承了这个DNA,就像继承了一笔古老、永恒的信托基金。就像我们盗取了细菌的线粒体一样,植物偶然继承了藻类的光合作用。因此,现今地球上所有的生命能量都来源于细菌和藻类进化出的机制。