足球烯是由分子构成吗,足球烯分子式

在宇宙中,碳是一种非常神奇的元素,有大量的同素异形体。比如我们手里的铅笔芯是石墨,结婚戒指上的钻石。它们在性质上都是碳,但形成了不同的结构。在学校,我们还学习了碳的一种同素异形体,那就是足球碳。这个结构很特别,60个碳原子组成一个大分子团。20世纪末,这种物质被人类首次发现,并被深入研究。

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  然而,最近生物学家指出,虽然人类在几十年前才发现这种物质结构,但早在8000万年前,更古老的生物就发现并实际使用这种结构来帮助自己在自然界中生存。

  为了研究古生物在自然环境中的适应性,来自西澳大利亚大学(UWA)和剑桥大学的研究团队使用特殊的绘图技术,以几何方式恢复了生活在白垩纪的两种海洋生物的结构。这两种生物分别是Uintacrinus socialis和Marsupites testudinarius,它们都是棘皮动物,生活在8000万年前,也就是恐龙时代末期。

  生物的形状对于它们在自然界的进化和生存非常重要。有些形状不稳定,有些形状甚至无法形成。只有那些合理合适的形状才能让生物活下去。如果能还原古生物的三维拓扑结构(你可以简单理解为几何形状),就能更好地理解生物的进化是在前进还是后退。

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  (图片说明:现代海百合)

  “活着才是硬道理,”西澳大利亚大学古生物学家亚伦亨特说。“球形结构不仅能承受巨大压力,还能包裹身体保护自己,提供浮力。”

  “海百合”的名称混乱,让人误以为是植物。的确,它们的附肢像植物的叶子一样漂浮在水面上,还有插入海底的茎状结构。然而,白垩纪的这两种海百合强烈反驳了这一观点。它们根本没有所谓的茎,定居在海底的石灰石沙子中,它们可以通过洋流浮上来寻找更安全的居住地。

  “就这样,这些动物从美国德克萨斯州到西澳大利亚的卡尔巴里,遍布世界各地。我们都找到了这些动物。”亨特告诉我们,“它们可能会像雪地靴一样紧贴海底,或者漂浮起来寻找更安全的居住地。”

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  (图片说明:Yuuta海百合化石)

  科学家们感兴趣的是球形花萼,它可以控制起伏。当他们仔细研究这些结构的形状时,他们实际上发现它们的表面可以分成许多五边形或六边形的小块。这种结构让他们想起了著名的足球烯烃。

  足球烯,又名碳-60,又称富勒烯、巴基球、富勒烯,是由60个碳原子组成的三维球形结构,发现于20世纪末。它有60个顶点和32个面,其中12个是正五边形,20个是正六边形。足球烯拓展了人类对碳原子可以形成的结构的认知,具有很强的牢固性,因此被我们广泛使用。材料方面,我们合成碳纳米管等非常坚固的结构作为未来人类使用的高级材料,本质上就是足球烯的原理。另外,建筑学上还有一种结构叫富勒球,类似于足球(准确的说,足球的思想来源于富勒球,所以叫富勒烯)。

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  (图片说明:足球烯的结构图)

  今天的发现是人类第一次在自然界发现具有相似结构的生物。他们虽然不一定懂化学、建筑、数学,但是凭借漫长的岁月进化,形成了这样的结构。殊途同归,与人类的发现殊途同归,只不过比人类的发现早了八千万年。

  亨特说,这种足球烯结构是“我们第一次在化石中发现这样的结构”,为什么这些生物没有逃脱灭绝的命运,至今仍是个谜。

  另一个问题是:如此复杂的结构是如何进化的?

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  (图片说明:两个海百合化石显示足球烯的结构)

  根据目前的研究,这两种海百合的寿命约为100万年,也就是恐龙的寿命。那时候海洋食肉动物也在进化,出现了一些恐怖的食肉动物。也许这就是促使它们形成如此坚固结构的驱动力。

  奇怪的是,进化出了同样的结构,两种海百合却有着不同的命运。通过建模,研究人员发现百合其他结构进化的可能性很低,因此足球烯的结构几乎成为必然。

  但是对于Yuuta海百合来说,情况就不同了。虽然它也进化出了足球烯的结构,但是里面的板块又小又平,无法像百合的壳一样提供足够的刚性。

  也许,这就是导致两种海的原因。

  

百合命运截然不同的原因。

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(图片说明:富勒球建筑,极大程度上减少表面积,并且结构更稳定)

说到这里,我们就不得不讨论近些年来比较热门的一种说法,那就是进化论的翻译问题。越来越多的人认为,进化论这种翻译方式并不正确,因为这和英文本意并不相同。所谓的“进化”,本质上就是基因突变。但是,没有基因知道自己变成什么样会更好。突变都是没有方向的,然后经过自然的筛选,适合环境的留下来,而不是所谓好的或者坏的。因此,基因的突变无所谓好坏,也无所谓进退。这样看来,演化论这种说法才更加贴切。

两种海百合的命运,再一次向我们证明了这一点。物种的演化就像是一次疯狂的豪赌,赌赢了就能生存下来,输家最终退出历史舞台。

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(图片说明:两种海百合生存的白垩纪海底)

事实证明,即使是足球烯这样相对稳定的结构,即使囊百合的形状更优,最终也还是没能逃出灭绝的命运。如今,我们也只能在化石中看到这种远古生物。它适合当时的环境,但是不适合后来的环境,我们又怎么能说这就是“进”化呢?

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