甲烷这么清洁高效的燃料,哺乳动物为什么当做屁放了?

大风起兮风滚草 2天前 阅读数 11 #推荐

为什么?因为甲烷人体吸收不了啊。

能量形式代谢路径能量捕获效率葡萄糖有氧呼吸(TCA循环)40% ATP转化短链脂肪酸肠道上皮直接吸收30-35%甲烷无法参与哺乳动物代谢链0%

图标就是哺乳动物的能量吸收,甲烷属于吸收不了的东西,就像你吃金针菇一样。讲的学术一点,哺乳动物优先发展对液态/固态能量底物的利用系统,气体燃料利用需额外进化出储气器官、氧化酶系等复杂结构,边际收益过低。没有进化出来,进化也不值当,所以就不吸收了。

为什么人体会产生甲烷?

说说吧,学术上是反刍动物瘤胃微生态导致,纤维分解菌将植物细胞壁降解为H₂和CO₂,产甲烷菌(Methanobrevibacter)将其转化为CH₄,维持瘤胃低氢分压(<10⁻⁴ atm),确保纤维素分解持续进行。每生成1mol CH₄,系统损失约4mol ATP(相当于少吸收80千卡能量),但换取纤维分解率提升300%。

通俗点来说,我有一座金山,这座金山变成金子才能用,自己凿金山太慢,于是雇人来凿,给点劳务费,也就是金山略微不足的一点。甲烷就是受雇佣者。

当然人类肠道跟其他动物有点区别,仅30%人群肠道含产甲烷菌,CH₄产量与便秘正相关(延长滞留时间利于菌群活动)。不过甲烷可能抑制肠道平滑肌收缩,形成"产气-滞留-更多产气"循环。

接下来就说说甲烷本身吧。

甲烷CH₄体积能量密度仅0.036MJ/L(液态),需20MPa高压或-162℃低温液化,远超生物体结构承载能力。在4%-17%浓度时,遇火即爆,生物自然进化不可能选择在体内储存富集爆炸物。

CH₄的C-H键解离需435kJ/mol,哺乳动物缺乏甲烷单加氧酶(MMO)体系。若强行代谢会产生甲醛、甲酸等中间产物,远超肝脏解毒能力。

生物本能是生存繁衍,你搞一个易燃易爆的东西存着,一不小心就是连锁爆照。、

至于甲烷在能源地位上,就不说了,很厉害。举几个例子,甲烷燃料电池小型化后,理论上1头牛的日排放量可发电0.5kWh,满足农村家庭基本需求。

就这样吧,回归主题,哺乳动物排放甲烷的是进化过程中"消化效率优先"策略与微生物共生关系的副产品。除非能改变生理结构,不然就接受它。

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大风起兮风滚草

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一个社会观察家