鱗目界域-龍論壇

Amorphous

虺龍

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回应： 龍與演化論 狂想

@Hatikva 寫道: 3. 感知電磁波的功能實際上在生物體中非常普遍。許多昆蟲，兩棲動物，爬行動物甚至鳥類和哺乳類都對低頻電磁輻射具有很好的感官。用高壓電撲殺昆蟲和老鼠的裝置不能直接使用50Hz的市電，必須整流成高壓直流就是這個原因--因爲電網上如果有交流電，昆蟲和老鼠就遠遠地躲開了。我自己有時用手靠近一根220V50Hz電源線也能感覺到裏面有沒有通電，只是這種感覺遠沒有蟾蜍那麼靈敏。可見很多生物都能夠感覺幾十Hz的低頻電磁波，差距只在於靈敏度的不同。

50/60Hz的交流電線能產生的電磁波波長在 5000km - 6000km 左右，且低頻率導致其輻射效率非常低，從直覺上我不認爲有普通動物有能力檢測這種長波。

這種現象其實更可能是電線和附近的地面、還有生物體通過電容耦合，導致一定程度的漏電，實際上感知的是漏電電流。如果你發現有設備出現這種現象，最好檢查絕緣和接地。（別變成這樣了：   ）

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\normalsize\textbf{Nothing in life is to be feared, it is only to be understood.}\\
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虺龍

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回应： 龍與演化論 狂想

@shiningdracon 寫道: 有沒有現實的生物可供參考呢？電鰻可以產生高壓電，理論上可以發射出無線電波。那麼接收呢？似乎沒有已知的生物能夠感知無線電波。如果一個生物能進化出無線電對講機，將是一件很方便的事情，而且理論上也完全可以進化出這樣的機制。那麼，爲什麼地球上的生物沒有進化出這個功能？

提示：當前語境下的「電磁波」僅指代微波到長波無線電範圍的電磁波。

因爲自然進化的過程可以尋找可行解，而不是最優解，因此進化的產物大多數都是非常... \text{Grotesque} 但是能用的東西。（打住，再寫下去我就又要扔出進化垃圾桶的暴論了）

從發送接收信息的角度上看，在幾乎任何情景下（除了強烈吸收電磁波的環境，比如海里），各種層面上，使用電磁波通信都遠遠好於使用機械波（聲波）通信。

聽覺器官能夠進化出來的直接原因是它非常直接地對生物有用，感知機械波需要的是壓力感受器，這類感受器對於檢測損傷、危險環境等非常有用，具有這種能力將會獲取巨大的優勢，更關鍵的是，壓力感受可以使用非常簡單的結構完成，比如簡單的膜結構和機械離子通道，因此不進化出來才很奇怪。

匹配地，發聲器官也逐漸進化出來了，提供了一個足夠可用的即時、近距離通信方法，結果就是，很多自然進化的生物就陷入了使用聲波傳遞信息的局部最優解。

@shiningdracon 寫道: 一定是缺少某些必要的條件。

通過閱讀並解析你的文字，我認爲：

你其實在闡述選擇壓（Evolutionary pressure）相關概念。

即性狀之間在某些特定環境壓力的影響下產生相對優勢。

但是，我認爲，僅僅存在偏好「能感受電磁波的生物」的適當環境壓力短期內是很難使得生物進化出感受電磁波能力的，你忽略了很重要的一點：

進化出這種性狀的難度。

相近的性狀，其實所需要的結構複雜程度其實可能是天差地別的，感受電磁波和感受可見光波就是很好的一對例子。

感受光可以追溯到早期使用類胡蘿蔔素進行光合的原始細菌，這些細菌使用類胡蘿蔔素來光合，這類色素能吸收不同波長的光：

觀察它們的結構會發現，這類色素之所以能夠吸收光是因爲他們的分子結構中通常有一個比較大的\pi共軛體系，這些共軛結構允許電子在整個\pi體系內自由振盪。當類胡蘿蔔素吸收光子時，光的能量使得其中的一個電子從低能級躍遷到更高的能級(\pi - \pi^*躍遷)，這個過程被稱爲光激發。所以，類胡蘿蔔素會吸收某個特定波長的光，並將光子的能量傳遞給其中的一個電子，後用於光合作用。而哺乳動物使用視黃醇感光的原理更簡單一些，在共軛體系吸收能量後，視黃醇會直接發生構象改變，激活視紫紅質，引發神經信號，從而實現視覺感知。

而電磁波呢？電磁波通訊傳得遠的主要原因在於，能量比可見光低的多，不太容易被一般的物質干涉吸收（忽略了其他重要的空間效應），對於電磁波，上面這一套檢測方法是完全不行的，因爲電磁波能量太低，波長太長，就算是能量最高的微波，也最高只有0.01 \text{eV}，而一般的紫外光通常有3 \text{eV}，相差300倍以上。

通常而言，能最好接收這種電磁波的方法是使用與電磁波波長相近似的導體天線進行電場耦合，這說明使用單個細胞檢測是不太可能的，必須使用較大尺度的複雜組織結構，所以，演化出這樣一套系統的難度要遠遠大於感光。

但是，這並不是說生物使用單個細胞感受電磁波是不可能的，我瞭解一類效應可能可用於以細胞級結構感受電磁波。

@shiningdracon 寫道: 硬傷不少，先不寫了

總之，我認爲這個主題提的很好，並沒有特別多的「硬傷」，實際上非常有趣，廣泛，有挑戰性，很值得討論。  

如果要繼續這個主題，可以從這些個方面考慮：

1. 考慮感知電磁波的能力在什麼情景下會爲生物帶來什麼進化優勢？

\text{Hint:}

@shiningdracon 寫道: 生物也不能通過電磁波獲得能量，能不能感覺到電磁波真的沒什麼區別。

你似乎考慮到這一點了，你依照光感受進化的過程，從獲取能量層面考慮了這一問題，但是這不能很好適用於電磁波的情況，因爲如果需要從電磁波獲取能量，大尺度而複雜的結構是必須的。但是，是不是可以考慮信息層面的優勢呢？是否可能有某種災害發生時與電磁波伴生，從而使能感知電磁波的生物獲得某種進化優勢？

2. 什麼機制可能允許生物感受電磁波？

如果有龍想看，我可以繼續寫寫。 

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有 1 位朋友喜欢这篇文章：羽落

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