12 Mg 鎂 綠色之友

  最初，地球是一個貧瘠而毫無生機的地方。從怪石嶙峋的荒蕪之地變成今天鬱鬱蔥蔥的綠色家園，這一切都要歸功於葉綠素。這種以鎂為中心的分子促進了地球的轉變，鎂元素更是我們周圍各種生命的助產士。

  所有的生物都需要能量，生物通過一系列必要的化學反應產生能量，使生命活動成為可能。單細胞生物可以在相當微薄的給養下生存。生命也可以利用大量的外來化合物和元素來產生能量。但是，如果你想要比細菌或藻類生活得更精彩，那就需要氧氣，持續不斷的氧氣。

  本書首發ʙᴀɴxɪᴀʙᴀ.ᴄᴏᴍ,提供給你無錯章節，無亂序章節的閱讀體驗

  氧很容易與其他元素發生反應，並在這個過程中釋放大量的能量。一旦反應，氧就變得安分守己。只有把它拽出，遠離它的化學夥伴，才能再次發生反應。當生命第一次出現在這個星球上時，所有的氧都被鎖在化合物中。在這之前，氧不過是做了自己最擅長的事情——與金屬、碳和岩石發生反應，構成了地球本體。水裡也有大量的氧元素，但當時的早期生物想要把氧從水分子中撬出，難於登天。

  遙遠的過去，漫漫的長夜，在某個時刻，一個單細胞生物製造出了一種亮綠色的化合物。它不僅改變了自己的生活，還改變了所有生命的命運。這種叫葉綠素的化合物使植物、藻類和一些細菌能夠利用太陽的能量進行化學反應。它不是第一個具有這種功能的化合物，但卻是最有效的。最重要的是，光合作用不同於其他的光捕集過程——它可以通過分解水來釋放氧氣。

  葉綠素是由碳、氫、氮和少數氧原子精心排列而成的。但如果沒有一個鎂原子在它的中心，它只不過是一個比較木訥的分子。演化歷程已經嘗試了其他金屬，但以鎂為基礎的葉綠素系統被證明是最有效的。

  葉綠素分子的工作原理很像太陽能電池板，它收集光能，並將能量輸送到光合作用的化學反應中。要吸收可見光，需要一種顏色鮮艷的分子。含鎂的葉綠素產生的綠色是最理想的，它吸收紅光和藍光的能力非常強。在能源利用的最大化和穩定性之間，葉綠素進行了妥協。如果它選擇吸收綠光，確實可以獲得更多的能量，但如果頭頂陰雲密布，光合作用就會受到嚴重干擾。

  葉綠素出現後，地球生命的發展就一往無前。地球上的氧氣越來越多，那些對氧有耐受性的需氧型生命興盛起來。葉綠素掃清了從單細胞生命到複雜生命的進化障礙：從植物到恐龍，再到我們。

  在數百萬年間，數以億計次的演化造就了今天的我們，這段旅程並不輕鬆。我們現在的氧氣濃度不是一天形成的，在歷史上經歷過多次波動。氧氣被固定，再通過光合作用被釋放出來，如此持續的循環讓世界充滿生機。

  演化將我們與葉綠素緊密相連。人類非常依賴這種分子，這表現在許多方面。我們需要葉綠素提供的氧氣，還有它含有的鎂元素。在我們體內，鎂維持著我們的骨骼結構；它還參與構建蛋白質的結構，參與DNA的複製，以及許多其他基本生理活動，維繫我們的生命與健康。我們體內所有的鎂歸根到底都來自葉綠素，來自綠色植物。

  雖然我們可能沒有意識到，但我們已經進化出欣賞葉綠素的能力。我們眼中的世界比它實際上更綠。一遇到綠色的環境，我們的眼睛就特別善於強化這種綠色的感受。我們也會對綠色的消失特別留意。夏季快要逝去的時候，白晝變短，用來進行光合作用的光線也變少了。很多植物分解葉綠素，為冬天做儲備。鎂原子從葉綠素分子的中心位置被移走，綠色消失了。這時戶外的旅人們會驚嘆於此時的美景，樹葉褪去綠色之後，其他顏色顯露出來，而正是它們在整個夏季忙碌地幫葉綠素吸收最佳的光線。沒有了鎂元素，秋天只剩下了一片黃色、紅色和橙色。