细胞里的大宇宙
【你看,这位老人制造过1光年长的DNA!】
最近JWST韦布望远镜正式开光发图,引发了一波天文热潮。望向极深极远的宇宙时空难免让人再次强化了宇宙宏大、人类渺小之感想。
这位生物医学研究者给了另一个视角:细胞里的小宇宙 https://t.cn/A6an5GhO 也是一样地美得惊人!
其实,不只是美,纯讲尺度,人类在宇宙中也非等闲之辈。想想,为什么JWST能看到百亿光年远的最初星系?因为之间的宇宙大而空,几乎透明无物。要把之间所有的粒子集中压缩起来,其厚度远远不及一张纸,更不及我们的眼皮,难怪只要没有被遮挡,多远的星系JWST都有办法看到。
我们的眼皮,我们的身体,不只是简单地比“宇宙”还厚。如果只是比厚,地球上随便一块土石,都可以更厚。我们的身体厉害之处还在于饱含信息,每个细胞都是高度组织化、信息化的。就拿信息载体的代表性分子DNA来说吧,你想过一个人身上的DNA串联起来有多长吗?能不能绕地球一周?答案可能会让你吃惊:岂止能绕地球一周,能绕19万圈!长度足足有50个天文单位(AU),从地球上开始拉丝,一直能远远越过海王星和冥王星的轨道。
简单计算如下:每个人类普通二倍体细胞核里的DNA总长度=2x3.2x10^9 = 64亿碱基对,在结构上每个碱基对就是DNA双螺旋分子的一个“阶梯”,阶梯高度为0.34纳米,所以一个细胞里的DNA首尾相接串起来就有2.176米长。一个普通成人的有核细胞数目大约3.5万亿个。所以把此刻你身上所有的DNA分子串联起来的长度就是7.62x10^12米,即50.77天文单位。相比之下,海王星公转轨道的半长轴也就30 AU,你一个人身上此刻的DNA做成绳子足以在(狭义的)太阳系里挥鞭了。
这还只是此刻的DNA,要是考虑代谢更新,一个人一生中制造出的DNA数量就更惊人了。不知你有没有注意到,我前面特意强调了“有核”细胞?看图二,一个人身上的细胞大约有30万亿个,而中间正红色的部分是血液中的红细胞,占了全身细胞的大部分,约有25万亿个!哺乳动物的成熟红细胞是没有任何细胞器的,简单地说,就是一小包血红蛋白。但红细胞发育过程中原先是有细胞核的,只是在最后阶段为最大限度地精简身段,才把细胞核扔了。而且,红细胞的更新还特别快,大约只120天,远远快于一般细胞的平均更新速度。一生中,一个人的红细胞要更新替换二百多遍,每一遍的早期都生产过一套完整的细胞核与DNA。这样一看,刚才上面算的一个人身上DNA的长度,虽然已经鞭长可及海王星,其实才只算了个零头,最大的大头在红细胞这里,要估算人一生的DNA,细胞数大约是上面考虑的量的8倍,更新再乘200倍,一共大约要乘1600,即50x1600 = 80000 AU = 1.265光年。这个距离已经深深进入星际空间,触角伸到遥不可及的奥尔特云里了。
现在地球人有77亿,多半人的人生才走了不到一半,估计一下,目前健在的地球人已经制造过的DNA衔接起来大约就是1.265 x 77亿 x 0.4 = 39亿光年。这个长度,足以到达韦布望远镜拍摄的绝大部分极其深远的幽暗星系。
算上祖先人类的话,Human ever lived 估值是1170亿人,即已故人类有1093亿,寿命短些,按一半算的话,相当于 546.5亿人 x 1.265光年/人生 = 691 亿光年。所以人类有史以来,制造过的DNA总长度 = 691 + 39 = 730亿光年,在可观测宇宙里恢恢乎其游刃而有余!图一是一个对数宇宙全景示意图,没有人类DNA甩不到的地方。
上面算的只是没什么技术含量的长度,其实要论复杂度,我们自己的肉身就更加深不见底。目前的科学只搞明白了一点最大体的骨架,加上一点最肤浅的皮毛,面对宇宙之大,真的不用妄自菲薄,我们的每一个自身,都是一个宏大的宇宙。
那鸡鸭猫狗的身体不也是一样神奇吗?是的,但我们还有一样更神奇的东西,就是人类具有突破了临界点的智力,结果就是人类的知识可以不断迭代增长,以至于能认识自身和产生自身的宇宙。这样一看,我们不只是宏大的宇宙,我们更是宇宙自举循环的触点(唯一,或之一)。
【你看,这位老人制造过1光年长的DNA!】
最近JWST韦布望远镜正式开光发图,引发了一波天文热潮。望向极深极远的宇宙时空难免让人再次强化了宇宙宏大、人类渺小之感想。
这位生物医学研究者给了另一个视角:细胞里的小宇宙 https://t.cn/A6an5GhO 也是一样地美得惊人!
其实,不只是美,纯讲尺度,人类在宇宙中也非等闲之辈。想想,为什么JWST能看到百亿光年远的最初星系?因为之间的宇宙大而空,几乎透明无物。要把之间所有的粒子集中压缩起来,其厚度远远不及一张纸,更不及我们的眼皮,难怪只要没有被遮挡,多远的星系JWST都有办法看到。
我们的眼皮,我们的身体,不只是简单地比“宇宙”还厚。如果只是比厚,地球上随便一块土石,都可以更厚。我们的身体厉害之处还在于饱含信息,每个细胞都是高度组织化、信息化的。就拿信息载体的代表性分子DNA来说吧,你想过一个人身上的DNA串联起来有多长吗?能不能绕地球一周?答案可能会让你吃惊:岂止能绕地球一周,能绕19万圈!长度足足有50个天文单位(AU),从地球上开始拉丝,一直能远远越过海王星和冥王星的轨道。
简单计算如下:每个人类普通二倍体细胞核里的DNA总长度=2x3.2x10^9 = 64亿碱基对,在结构上每个碱基对就是DNA双螺旋分子的一个“阶梯”,阶梯高度为0.34纳米,所以一个细胞里的DNA首尾相接串起来就有2.176米长。一个普通成人的有核细胞数目大约3.5万亿个。所以把此刻你身上所有的DNA分子串联起来的长度就是7.62x10^12米,即50.77天文单位。相比之下,海王星公转轨道的半长轴也就30 AU,你一个人身上此刻的DNA做成绳子足以在(狭义的)太阳系里挥鞭了。
这还只是此刻的DNA,要是考虑代谢更新,一个人一生中制造出的DNA数量就更惊人了。不知你有没有注意到,我前面特意强调了“有核”细胞?看图二,一个人身上的细胞大约有30万亿个,而中间正红色的部分是血液中的红细胞,占了全身细胞的大部分,约有25万亿个!哺乳动物的成熟红细胞是没有任何细胞器的,简单地说,就是一小包血红蛋白。但红细胞发育过程中原先是有细胞核的,只是在最后阶段为最大限度地精简身段,才把细胞核扔了。而且,红细胞的更新还特别快,大约只120天,远远快于一般细胞的平均更新速度。一生中,一个人的红细胞要更新替换二百多遍,每一遍的早期都生产过一套完整的细胞核与DNA。这样一看,刚才上面算的一个人身上DNA的长度,虽然已经鞭长可及海王星,其实才只算了个零头,最大的大头在红细胞这里,要估算人一生的DNA,细胞数大约是上面考虑的量的8倍,更新再乘200倍,一共大约要乘1600,即50x1600 = 80000 AU = 1.265光年。这个距离已经深深进入星际空间,触角伸到遥不可及的奥尔特云里了。
现在地球人有77亿,多半人的人生才走了不到一半,估计一下,目前健在的地球人已经制造过的DNA衔接起来大约就是1.265 x 77亿 x 0.4 = 39亿光年。这个长度,足以到达韦布望远镜拍摄的绝大部分极其深远的幽暗星系。
算上祖先人类的话,Human ever lived 估值是1170亿人,即已故人类有1093亿,寿命短些,按一半算的话,相当于 546.5亿人 x 1.265光年/人生 = 691 亿光年。所以人类有史以来,制造过的DNA总长度 = 691 + 39 = 730亿光年,在可观测宇宙里恢恢乎其游刃而有余!图一是一个对数宇宙全景示意图,没有人类DNA甩不到的地方。
上面算的只是没什么技术含量的长度,其实要论复杂度,我们自己的肉身就更加深不见底。目前的科学只搞明白了一点最大体的骨架,加上一点最肤浅的皮毛,面对宇宙之大,真的不用妄自菲薄,我们的每一个自身,都是一个宏大的宇宙。
那鸡鸭猫狗的身体不也是一样神奇吗?是的,但我们还有一样更神奇的东西,就是人类具有突破了临界点的智力,结果就是人类的知识可以不断迭代增长,以至于能认识自身和产生自身的宇宙。这样一看,我们不只是宏大的宇宙,我们更是宇宙自举循环的触点(唯一,或之一)。
没有无效社交,见面也安排上事情,不是上课就是锻炼,然后是给彼此滋养和支持。真的太符合我们这种计划星人的风格了。
你看我们摆烂,是计划性摆烂;躺平是计划性躺平;生气是计划性生气。当然也有没有计划性的时候,那就是计划性没有计划性,哈哈哈哈哈哈哈
图片名为《努力的照片为什么不发,必须发!》
[太阳]
#宝藏博主发光计划##是程子没错#
你看我们摆烂,是计划性摆烂;躺平是计划性躺平;生气是计划性生气。当然也有没有计划性的时候,那就是计划性没有计划性,哈哈哈哈哈哈哈
图片名为《努力的照片为什么不发,必须发!》
[太阳]
#宝藏博主发光计划##是程子没错#
#阿司匹林和拉格朗日的夜话#
匹兹堡有一个展览分手后纪念品的博物馆。
里面有一个展品是从北京寄过来的,关于两个天文学家的爱情故事。
投稿者的男朋友在她26岁生日那天送她的礼物是一个猎户星座Q里的星星的光谱,寄语如下:
你看,在你出生的那一刻,有一束光芒从这颗恒星出发,
它穿越漫无边际的星际空间,穿过数不尽的尘埃和星云,经过26光年的旅程来到这里,你从那一刻起,也经过漫长的岁月的旅程来到这里。
你和你的星光在这里相遇,我和你也在这里相遇。
虽然最后还是分手了,不过她的评价是
Every timel see the Orion constellationir
some sweet memories.
猎户星座,浪漫又美好~
匹兹堡有一个展览分手后纪念品的博物馆。
里面有一个展品是从北京寄过来的,关于两个天文学家的爱情故事。
投稿者的男朋友在她26岁生日那天送她的礼物是一个猎户星座Q里的星星的光谱,寄语如下:
你看,在你出生的那一刻,有一束光芒从这颗恒星出发,
它穿越漫无边际的星际空间,穿过数不尽的尘埃和星云,经过26光年的旅程来到这里,你从那一刻起,也经过漫长的岁月的旅程来到这里。
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虽然最后还是分手了,不过她的评价是
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猎户星座,浪漫又美好~
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