生命有机体依靠对流摄取能量

第八节　生命有机体依靠对流摄取能量

生命除了靠扩散摄取能量外，更主要的是靠对流方式。人、动物、植物所需要的空气、水份都是依靠对流或流体的动力学流动取得的；同时所不需要的废料又靠对流排走。对流的形成主要靠流体中的湍流或旋涡。

空气旋涡的对流带来的风力，可以为地面植物的生长提供二氧化碳。植物生长从周围环境吸收所需要的营养，不依赖于扩散；只要附近的空气有轻微的运动就足以补充二氧化碳，输出过剩的氧气。

在海洋中的生命主要依靠湍流提供养料，这种湍流是由海上的风暴造成的。大海的波浪使海水与大气进行交混，这就为一些生命有机体提供浓度适当的二氧化碳或氧气。

在浅水海洋中，固体与液体的分界面，气体与液体的分界面，气体与固体的分界面，都对养料的输送起到很大的作用，因而生命在这些区域内能够茁壮地生长。此外浅水海洋中的对流作用，一般是由于潮汐、波浪、或拍岸浪造成的。地球上的许多生命首先是在这些适应的环境中生长起来的。事实上海岸与珊瑚礁是地球上最复杂、最富有生命力的生态系统。

降落在陆地上的雨水，在许多情况下，可以导致养料的输送、废料的运走。雨水渗透到地下，溶解养料，再通过毛细管把它送到植物的根部。靠毛细管作用所形成的对流虽然类似于扩散，但却比通常的扩散要快得多。因此每次雨后的溪流、江河与池塘都是生命繁殖的基地。地下水的流动，对沉积矿石的渗透过程，起到很大的作用，从而使结晶体易于生长；这可以看作是生态物理学生命的最简单形式。

在地球的大气层中，充满着各种各样的微观形式的生命，例如孢子、花粉、细菌、种子、虫卵，原生动物等等。在这样的环境中，尘埃、风雨、雷电所起的作用是不清楚的。大气层是否作为一个独立的生态系统加以处理，目前尚在研究之中。

绿色植物即使在无风的情况下，它们自己也能利用对流方式吸取养料。它们利用绿叶吸收阳光，使自己比周围的空气更热。于是靠近叶子的空气升高温度；这就靠加热产生对流吸收二氧化碳，输出多余的氧气。

以上的对流运输，从本质上来看，是地球大气的流通。其中主要的是西风与信风提供了一个比较稳定的对流形式；其次，地球运转的科里奥力，使暴风雨在地球上空旋转。此外，核爆炸放射性的沉积物释放出来的气体分子，大约在三四个月后就与当地的气体完全混合起来，形成一种对流运动。

日光穿过大气层后，才能被地球表面所吸收。地球上的热能向大气层辐射，不象日光那样快，所以都累积在地球表面的附近。这些热能被大气层的整个流体向上带走，终于达到了平衡；在此过程中产生了对流。