呂之品

龍是一種子虛烏有的動(dòng)物，但歷史上卻不約而同出現(xiàn)在許多民族的神話(huà)傳說(shuō)中，尤其是我們中國(guó)人，還自稱(chēng)是龍的傳人。

當(dāng)然，在各國(guó)的傳說(shuō)中，龍的形象也不一樣。譬如在東方，中國(guó)龍的形象是牛頭、鹿角、蛇身、魚(yú)鱗，能上天入地，呼風(fēng)喚雨;而在西方，龍通常被描述為有著類(lèi)似美洲獅的身體、兩只巨大的蝙蝠翅翼。

兩者除了形象差異巨大，本領(lǐng)也不盡相同：中國(guó)龍噴水，西方龍噴火。它們唯一的共同點(diǎn)是都會(huì)飛。

既然如此，它們?yōu)槭裁炊挤Q(chēng)“龍（dragon）”呢？這個(gè)問(wèn)題只能去問(wèn)當(dāng)年把中國(guó)龍譯成“dragon”的西方傳教士，或者把“dragon”譯成龍的人了。

龍雖然在地球上并沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，但這不妨礙我們?nèi)ハ胂?，假如把進(jìn)化過(guò)程倒退幾億年，龍是否有機(jī)會(huì)進(jìn)化出來(lái)？它們的生物學(xué)特性是否真的可行？

在以下的文章中，我們將探討龍?jiān)诂F(xiàn)實(shí)世界中可能出現(xiàn)的方式。需要事先聲明的是，龍噴水并不難，很多動(dòng)物，像藍(lán)鯨和一些軟體動(dòng)物都會(huì)噴水，但噴火就難多了;再說(shuō)，噴水不夠新奇，但噴火是夠刺激的，并且中國(guó)龍沒(méi)有翅翼就能穿云破霧，不符合空氣動(dòng)力學(xué);所以，下面提到的龍主要指西方那種會(huì)噴火的龍。注意哦，我們是從科學(xué)的角度談?wù)撨@一話(huà)題，盡可能讓每一個(gè)環(huán)節(jié)都有充分的科學(xué)依據(jù)，而不是天馬行空的胡亂瞎想。

好吧，讓我們從龍的空氣動(dòng)力學(xué)談起。

更貼近現(xiàn)實(shí)的龍的形象

要讓動(dòng)物飛上天，首先要有翅膀。

想必你已經(jīng)知道，有翅翼并不意味著就能飛。鴕鳥(niǎo)就不會(huì)飛，是不是？家養(yǎng)的雞、鴨、鵝雖能撲騰幾下，但也不能算真正會(huì)飛。有翼動(dòng)物能否飛行取決于它的重量、身材、翅膀的形狀、總的翅膀面積，以及它的肌肉力量。雞、鴨、鵝之所以飛不起來(lái)，一是太重，二是它們的翅膀力量已經(jīng)退化。

所以，西方傳說(shuō)中的龍，身體可以大到令人難以置信的程度，這當(dāng)然是不現(xiàn)實(shí)的。我們可以利用飛行動(dòng)物的科學(xué)知識(shí)來(lái)獲知，要想在空中飛行，龍需要具備哪些解剖學(xué)特征，以及它可以有多大。

風(fēng)神翼龍

在討論之前，先明確一下：在西方，傳統(tǒng)上龍被描繪成有四條腿;但在電影、電視中它們經(jīng)常以有兩條腿的形象出現(xiàn)?？紤]到現(xiàn)實(shí)中鳥(niǎo)類(lèi)、蝙蝠和翼龍都只有兩條腿，我打算在下面的討論中采用后一種形象，因?yàn)樗谏飳W(xué)上有現(xiàn)成的例子，也更符合大自然的進(jìn)化方式。所以我們探討的龍是兩條腿的。

巨型動(dòng)物飛行需要哪些特征？

雖然能在空中遨游的龍只出現(xiàn)在神話(huà)中，但巨型動(dòng)物的飛翔之夢(mèng)在地球史上還真的被一種爬行動(dòng)物——翼龍——實(shí)現(xiàn)了。最大的翼龍是風(fēng)神翼龍。風(fēng)神翼龍大約生活在距今約8400萬(wàn)年前到6500萬(wàn)年前的晚白堊紀(jì)。它大約有長(zhǎng)頸鹿那般大，也有著長(zhǎng)脖子，體重最大估計(jì)可達(dá)250千克。

鑒于如此大的負(fù)荷，很難想象這個(gè)巨型動(dòng)物曾經(jīng)飛上天空。然而，古生物學(xué)家研究了風(fēng)神翼龍的化石之后，發(fā)現(xiàn)了一些非常聰明的適應(yīng)性。像鳥(niǎo)類(lèi)一樣，它們的骨頭是中空的，這樣可以大大減輕體重。不過(guò)，盡管骨頭中空，但仍然足夠堅(jiān)實(shí)，足以支撐其身體重量。并且風(fēng)神翼龍的骨頭里有氣囊，可以?xún)?chǔ)存空氣，這有助于它們?cè)诤粑鼤r(shí)吸收更多的氧氣。具體來(lái)說(shuō)，我們?cè)诿恳淮魏粑?，氧氣的利用率只?0%。換句話(huà)說(shuō)，吸入的氧氣有一半還沒(méi)有被肺泡吸收，就隨著呼氣被排出去了。但這些翼龍骨頭里的氣囊，可以幫助它們儲(chǔ)存更多的氧氣，飛行時(shí)可以利用這些氧氣，而不是單靠它們的肺。

對(duì)于飛行動(dòng)物，為克服沉重的體重，它們需要強(qiáng)壯的腿部肌肉來(lái)將自己推離地面（你注意過(guò)沒(méi)有，所有的鳥(niǎo)，腿部肌肉總是最發(fā)達(dá)的）;然而，強(qiáng)壯的腿部肌肉意味著增加了體重，為克服這增加的體重，以便平穩(wěn)地保持在空中，它需要更強(qiáng)壯的翅膀肌肉;翅膀肌肉更強(qiáng)壯又意味著增加了體重，需要更強(qiáng)壯的腿部肌肉來(lái)推開(kāi)地面，如此等等，于是陷入一個(gè)怪圈。

為了跳出這個(gè)怪圈，進(jìn)化設(shè)計(jì)出一個(gè)高明的解決方案。翼龍不像鳥(niǎo)類(lèi)那樣用腿跳離地面，而是像蝙蝠那樣用腳稍稍推開(kāi)地面，然后就開(kāi)始使勁拍打翅膀，借助翅膀升力，最后飛向天空！假如用飛機(jī)作比較，那么鳥(niǎo)類(lèi)的起飛更類(lèi)似于噴氣式飛機(jī)，而翼龍的起飛更類(lèi)似于直升飛機(jī)。這樣，對(duì)腿部肌肉的要求就可以降低。

我們的龍可以有多大？

說(shuō)完了龍的基本特征，咱們?cè)偬接扆埖钠渌?xì)節(jié)。

首先，龍有多大呢？這倒不難，在飛行方面，有現(xiàn)成的風(fēng)神翼龍可供模仿，只要讓我們的龍模仿風(fēng)神翼龍，讓它具有類(lèi)似風(fēng)神翼龍的骨骼和翅膀，就可以了。

前面說(shuō)過(guò)，飛行動(dòng)物不能大得太離譜。風(fēng)神翼龍身高大約5.5米，翼展11米，比F-16戰(zhàn)斗機(jī)的翼展還要大。顯然，我們探討的龍的大小和體重也會(huì)跟風(fēng)神翼龍差不多，盡管身體比例會(huì)有不同。

雖然大得不那么驚人，但我們假設(shè)的龍與《馴龍高手》電影中的大多數(shù)龍?zhí)幱谙嗤囊?guī)模。它們的高度也可以與《哈利·波特》和《權(quán)力的游戲》中的一些稍小的龍相媲美。

不過(guò)，一些古生物學(xué)家懷疑風(fēng)神翼龍和其他巨型翼龍?jiān)谀贻p時(shí)主要是為了躲避捕食者而飛行的，隨著它們長(zhǎng)大成熟，飛行就越來(lái)越少了。有可能成年之后，它們就只進(jìn)行短距離的飛行了，類(lèi)似雞鴨鵝的撲騰。但這只是懷疑而已，因?yàn)橐半u、野鴨和天鵝都是可以飛的，所以這并不妨礙我們對(duì)龍是可以飛的探索。

另外，在翼龍生活的中生代，大氣層中可能含氧更豐富。這意味著食物可以消化得更徹底，動(dòng)物從食物中可以獲得更多的能量。這樣，它們的肌肉也更有力。我們的龍要想像風(fēng)神翼龍那樣表現(xiàn)出色，可能也需要這樣的條件。不過(guò)，大氣層中含氧問(wèn)題是一個(gè)次要的枝節(jié)問(wèn)題。

最后，我們的龍需要比風(fēng)神翼龍有更多的器官，才能完成為它們掙得名聲的一項(xiàng)絕技：噴火。

噴火在生物學(xué)上是可行的嗎？

甲醇龍噴出的火焰是淡藍(lán)色的

能飛行的動(dòng)物，自古至今很多，但能?chē)娀鸬膭?dòng)物曠古未曾有過(guò)。

要想讓龍噴火，首先，龍的身體里需要產(chǎn)生和儲(chǔ)存一些揮發(fā)性的易燃物質(zhì)。然后，它需要將其高速?lài)姵?。這有點(diǎn)像打噴嚏，但比打噴嚏持續(xù)時(shí)間更久，更具可控性。最后，龍需要在噴出燃料的時(shí)候點(diǎn)燃它，同時(shí)還需要從內(nèi)部和外部?jī)煞矫姹Ｗo(hù)自己，以免“玩火自焚”。一個(gè)有肉體之軀的動(dòng)物能做到這一切嗎？

沒(méi)有現(xiàn)成的答案，讓我們摸索著試試看吧。

第一條會(huì)噴火的龍：甲烷龍

要讓龍噴火，首先要解決燃料問(wèn)題。在現(xiàn)實(shí)世界，大自然中存在有一種能夠在許多動(dòng)物的體內(nèi)形成的易燃物質(zhì)，那就是甲烷。

甲烷是由動(dòng)物的腸道微生物在分解食物時(shí)產(chǎn)生的。前面我們已經(jīng)確定，龍會(huì)進(jìn)化出氣囊來(lái)儲(chǔ)存為其飛行提供動(dòng)力的氧氣。也許類(lèi)似的氣囊也可以進(jìn)化出來(lái)用于收集甲烷。

要能持續(xù)噴火，自然涉及燃料的數(shù)量問(wèn)題。一條噴火龍噴一次火需要多少燃料呢？讓我們以目前軍隊(duì)里使用的火焰噴射器為標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)確定龍?jiān)谝淮螄娀鹬爸辽傩枰獌?chǔ)備多少甲烷。

在滿(mǎn)油的情況下，X15型火焰噴射器的射程可達(dá)14米，而且可以持續(xù)噴一分鐘。噴射器可裝任何液體燃料，但以75%汽油和25%煤油的混合物為佳。噴射器的容積是13. 25升，如果燃燒這種混合物，會(huì)釋放出大約460兆焦耳的熱量。

假設(shè)我們的龍?jiān)谂cX15相同射程的情況下，也可以一次噴火一分鐘。它要釋放同等熱量，相當(dāng)于要燃燒8.3千克甲烷。

問(wèn)題來(lái)了。在38℃的體溫（許多溫血?jiǎng)游锏捏w溫都在37℃上下，所以做這樣的假設(shè)是合理的）和正常大氣壓下，這么多的甲烷將占據(jù)13立方米的空間。假設(shè)甲烷事先儲(chǔ)存在一個(gè)燃料囊里，這個(gè)囊的體積差不多是一條灰鯨體積的73%。別忘了，這條龍是要飛的，而且不是飛艇，這個(gè)體積對(duì)于它，絕對(duì)是太大了！

X15型火焰噴射器的火力

要想縮小體積，龍可以把這么多甲烷壓縮到0.97立方米——大約是一頭大象體積的五分之一，但這需要很大的壓強(qiáng)：1400千帕斯卡。即使燃料囊進(jìn)化為大致的球形，以盡量減少其表面積，龍身體上的骨骼和肌肉仍然需要施加大約652噸的力來(lái)壓縮它，或者說(shuō)，龍的身體從內(nèi)部需要承受這樣大的壓力。

好吧，對(duì)于我們的第一條龍來(lái)說(shuō)，還不算太壞。雖然有明顯的缺點(diǎn)，但是，至少我們能讓它有噴火的燃料了！我們可以把這個(gè)大而笨重的家伙稱(chēng)為“甲烷龍”。

甲烷從哪兒來(lái)？

那么，甲烷龍噴火所需的甲烷從哪兒來(lái)呢？根據(jù)計(jì)算，甲烷龍要噴一次火，需要以比奶?？?76倍的速度生產(chǎn)甲烷，而奶牛已經(jīng)是世界上生產(chǎn)甲烷最快的動(dòng)物了?？磥?lái)讓甲烷龍自己生產(chǎn)這么多甲烷，是有很大難度的。

當(dāng)然，在某些情況下，甲烷龍也可以從空氣中吸入甲烷。例如，它可以生活在像沼澤這樣的地方，那里的空氣中有高濃度的甲烷，它可以吸收沼澤地里高濃度的甲烷。然而，在這樣的棲息地，它一旦噴火，將會(huì)把周?chē)h(huán)境都點(diǎn)著，自身也難保。一個(gè)更好的選擇是，它不是生活在沼澤地里，但它能定期回到沼澤地，加滿(mǎn)燃料。

另有一個(gè)特別的想法：如果甲烷龍?jiān)谝粋€(gè)不怎么通風(fēng)的空間里，譬如說(shuō)山洞，養(yǎng)一群牲畜，會(huì)怎么樣？如果它捕獲了大量的?；蚱渌苤圃旒淄榈墨C物，將其困在山洞里，讓它們排出甲烷，直至餓死（這只是假設(shè)，因?yàn)槲覀儾幌嘈偶淄辇堉橇σ呀?jīng)高到懂得圈養(yǎng)的程度），它就可以吸入甲烷來(lái)補(bǔ)充燃料，然后在牛死后吃掉它們。這種方式，雖然殘酷，但能為甲醇龍?zhí)峁┐罅考淄榈耐瑫r(shí)，還可以獲得有用的物質(zhì)：包括鐵。這種物質(zhì)的重要用途后面會(huì)談到。

火星該如何產(chǎn)生？

現(xiàn)在我們的“甲烷龍”已經(jīng)有了燃料。雖然甲烷是易燃的，但還得想辦法把它點(diǎn)燃，否則它們自己是燃不起來(lái)的。

那么，第一個(gè)火星該如何獲得呢？

也許我們的龍可以在喉嚨或嘴里擁有某種天然的火石，并將其摩擦以點(diǎn)燃火焰。這并非不可思議。試想，堅(jiān)硬的牙齒能從柔軟的肌肉中長(zhǎng)出來(lái)，這本身就是進(jìn)化的一個(gè)奇跡。我相信，類(lèi)似的奇跡也能在我們的龍身上發(fā)生。

這樣，甲烷龍可以通過(guò)刮擦牙齒來(lái)加熱離開(kāi)它們口中的甲烷。這點(diǎn)燃了的甲烷，在它們嘴外產(chǎn)生了小火苗，如此就可以點(diǎn)燃噴出去的甲烷。

或者，我們的龍還可以攝取小石頭，把它們放在嘴里互相撞擊，從而產(chǎn)生火星。

另外，龍還可以采用與X15型火焰噴射器相同的點(diǎn)火方式。X15使用壓縮的二氧化碳來(lái)噴射燃料，靠二氧化碳?xì)怏w與容器壁的快速摩擦產(chǎn)生火星。它使用的二氧化碳是不可燃的，這樣，燃料不會(huì)在沒(méi)噴出去之前，就燃燒起來(lái)！X15特別使用了一個(gè)500克的二氧化碳罐，其X15型火焰噴射器的火力壓強(qiáng)為5.5兆帕斯卡。我們可以設(shè)想，甲烷龍有另一個(gè)容積為6升的二氧化碳?xì)饽遥盟瑥?qiáng)的肌肉來(lái)壓縮氣體。然而，它的肌肉至少要比大象的肌肉堅(jiān)實(shí)、有力9. 8倍，才能獲得與X15相同的射程。

不管用什么辦法，甲烷龍總會(huì)想辦法產(chǎn)生火星，從而完成噴火任務(wù)的。

甲烷龍會(huì)怎么進(jìn)化來(lái)

那么，甲烷龍是怎么進(jìn)化出來(lái)的呢？

我們?cè)O(shè)想，甲烷龍的進(jìn)化始于一種小型的有翅膀但還不會(huì)飛的動(dòng)物。它是甲烷龍的最早的祖先。這個(gè)小家伙看起來(lái)并不那么讓人印象深刻，但就像翼龍的祖先一樣，它具有敏銳的視力，還能敏捷地轉(zhuǎn)動(dòng)頭部。

甲烷龍的這個(gè)祖先并不是大型掠食動(dòng)物的對(duì)手，但它們有個(gè)秘密武器：能收集并排出它們?cè)谙^(guò)程中產(chǎn)生的氣體。這些氣體包括甲烷和二氧化硫，很難聞。這對(duì)于威懾掠食者不失為一種有用的武器。這一點(diǎn)，你想想黃鼠狼就知道了。只不過(guò)黃鼠狼放的是臭屁，而甲烷龍的祖先是從嘴里排出臭氣。

在甲烷龍的祖先幸運(yùn)地讓自己臭得沒(méi)人敢碰的同時(shí)，突變還使它們具有更強(qiáng)的咬合力，這有助于它們咀嚼堅(jiān)硬的食物。

隨著時(shí)間的推移，甲烷龍的祖先開(kāi)始跑得更快，也慢慢地具備了飛的能力，以便逃避它們?yōu)榈钟邮痴叨计鸬拇蠡?。為此，它們發(fā)展出更強(qiáng)壯、更有效的肌肉。

就像現(xiàn)實(shí)中的翼龍祖先一樣，這些甲烷龍的祖先最終進(jìn)化出氣囊，從而賦予它們更高更強(qiáng)的飛行能力。它們強(qiáng)大而高效的肌肉使它們比其他同體型的飛行動(dòng)物能夠承載更大的重量，所以它們進(jìn)化得更大。體型的增大也使它們更容易擊退掠食者。

與此同時(shí)，氣囊周?chē)募∪庖沧兊酶鼜?qiáng)壯，使它們能夠進(jìn)一步壓縮甲烷，讓同等空間容納更多的甲烷。這種適應(yīng)性使得它們火力攻擊的威力更大，范圍更廣。

這個(gè)時(shí)候，我們可以說(shuō)它們是真正的甲烷龍了。

燃料升級(jí)，甲烷龍進(jìn)化為甲醇龍

但甲烷龍面臨的問(wèn)題有點(diǎn)多。除了它的身體需要承受驚人的壓力外，它的大塊頭在飛行中會(huì)遭遇難以克服的阻力，而且它的氣態(tài)甲烷在噴出去時(shí)會(huì)很快散開(kāi)，很難集中火力瞄準(zhǔn)目標(biāo)?？偟膩?lái)說(shuō)，這樣的設(shè)計(jì)在解剖學(xué)上不是非常實(shí)用。我們需要一種更有效的方法來(lái)制造火焰。例如，假如我們的龍能將氣態(tài)的甲烷轉(zhuǎn)化為液態(tài)的甲醇，那會(huì)怎樣？

甲醇占用的空間將比甲烷少得多（只需要25.8升），而且作為一種液體，噴射的時(shí)候更容易控制。所以作為噴火龍，用甲醇要比甲烷好。

那么，一種動(dòng)物有可能在自己體內(nèi)將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇嗎？可以，但這個(gè)過(guò)程很復(fù)雜。

單從化學(xué)上說(shuō)，從甲烷制造甲醇很簡(jiǎn)單。在至少50個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下（這聽(tīng)起來(lái)很大，但這只是一個(gè)體重45千克的人穿著高跟鞋踩到你腳上時(shí)施加的壓強(qiáng)的一半，雖然你不愿意被人這么踩，但踩了似乎也還能忍受），將2個(gè)甲烷分子與1個(gè)氧氣分子在催化劑的幫助下結(jié)合（至于用什么催化劑，稍后再講），你會(huì)得到2個(gè)甲醇分子。但這個(gè)反應(yīng)的效率只有5%。

鳥(niǎo)類(lèi)肺周?chē)臍饽?，龍可以用?lèi)似的氣囊來(lái)儲(chǔ)存燃料。

除了反應(yīng)效率低，還有一個(gè)因素制約著甲醇的生產(chǎn)速度，即散熱。因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程將產(chǎn)生大量的熱量，你總不希望我們的龍很快生產(chǎn)出足夠一次噴火的燃料，卻因?yàn)闆](méi)法及時(shí)散熱，而把自己烤成熟龍肉吧。所以，為了讓龍的體溫不至升高，生產(chǎn)甲醇的速度絕不能太快。

綜合上述考慮，那么我們的龍需要多久才能制造出足夠的甲醇，足夠一次噴火之用呢？

鑒于計(jì)算過(guò)程比較復(fù)雜，這里只給出答案：86268秒，約等于1天。一天能盡興地噴一次火，對(duì)于一條龍來(lái)說(shuō)，不算太壞。

我們不妨給這條龍取個(gè)名字：甲醇龍。

甲醇龍的催化劑問(wèn)題

但是，甲醇龍要制造出足夠一次噴火之用的燃料，不僅需要整整一天，并且還需要催化劑的幫助，那催化劑又從哪里來(lái)呢？

說(shuō)起這個(gè)催化劑，還比較特別，它是嵌入石墨烯的鐵。石墨烯是一種超薄的材料，只有一個(gè)原子厚。把石墨一層層剝離，單層的石墨就是石墨烯。石墨烯的結(jié)構(gòu)是網(wǎng)狀的。把鐵微粒塞進(jìn)石墨烯的一個(gè)

個(gè)網(wǎng)眼，就是這個(gè)反應(yīng)用到的催化劑。

肉類(lèi)中富含有鐵，所以甲醇龍可以從它吃的肉中攝取鐵。至于石墨烯，其唯一成分是碳，甲醇龍幾乎可以從任何有機(jī)物中獲得。當(dāng)然，如何把有機(jī)物中的碳變成石墨烯，這是科學(xué)上目前還沒(méi)解決的難題。不過(guò)我們權(quán)且認(rèn)為催化劑的問(wèn)題甲醇龍也可以解決。我們假設(shè)早在甲烷龍時(shí)期，就已進(jìn)化出在體內(nèi)合成石墨烯的本領(lǐng)。石墨烯和鐵結(jié)合，導(dǎo)致甲烷龍最終能生產(chǎn)甲醇。這樣，甲醇燃料的生產(chǎn)問(wèn)題，就算沒(méi)問(wèn)題了。

這時(shí)，甲烷龍開(kāi)始朝甲醇龍進(jìn)化了。

甲醇龍如何防自身中毒

但是，甲烷龍朝甲醇龍進(jìn)化的過(guò)程并不順利。

有幾個(gè)生物化學(xué)問(wèn)題需要解決。首先，甲醇是有毒的，它可以通過(guò)與動(dòng)物的身體接觸而被吸收。吸收之后，甲醇會(huì)被某種酶氧化，形成甲醛，然后又轉(zhuǎn)化為甲酸。甲酸會(huì)在血液中積聚，阻止部分細(xì)胞的運(yùn)作，并導(dǎo)致神經(jīng)損傷等問(wèn)題。所以大量的甲醇對(duì)龍是有毒的。

更糟的是，這并不是甲醇龍會(huì)產(chǎn)生的唯一毒素。一些次要的反應(yīng)還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳。一氧化碳中毒，也就是所謂的“煤氣中毒”，在生活中是很常見(jiàn)，也是很致命的。

幸運(yùn)的是，有一種叫做“甲吡唑”的化學(xué)物質(zhì)可以阻止有關(guān)的酶形成甲醛。甲吡唑是由常見(jiàn)的碳、氮和氫元素組成的，這些物質(zhì)在自然界中都很豐富。因此，也許我們的甲醇龍能在體內(nèi)合成甲吡唑，以保護(hù)自己免受甲醇的毒害。

至于一氧化碳，實(shí)際上自然界中有一些微生物以消耗這種有毒氣體獲取能量。也許甲醇龍腸道內(nèi)也包含這些微生物。事實(shí)上，一些微生物能將一氧化碳和水轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，而甲烷恰好是甲醇龍制造甲醇的原料，二氧化碳則是產(chǎn)生火星需要用到的氣體。

只要體內(nèi)有了合適的微生物群，我們的龍就能把毒藥變成動(dòng)力。

以乙酸為燃料的乙酸龍

雖然甲醇比甲烷體積小，噴的火也比較集中，但它的燃燒卻緩慢，而且火焰是淡藍(lán)色的。這與你對(duì)龍的期望不盡相同。更重要的是，在把甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的過(guò)程中，我們可憐的龍肌肉必須承受氣囊施加的巨大壓力。哪怕它一動(dòng)不動(dòng)，也要消耗大量體能，從而可能力竭。最后，用甲烷合成甲醇，需要催化劑，其中一種成分是石墨烯，雖然我們假設(shè)早在甲烷龍階段，就已進(jìn)化出在體內(nèi)合成石墨烯的本領(lǐng)，但遺憾的是，目前除了人類(lèi)，我們不知道還有什么生物可以生產(chǎn)石墨烯。所以我們的假設(shè)沒(méi)有了根據(jù)。

看來(lái)我們需要繞開(kāi)甲醇，尋找另一種燃料，幸運(yùn)的是已經(jīng)有一個(gè)了：乙酸。

乙酸俗稱(chēng)醋酸，是一種天然存在的揮發(fā)性液體。一條以乙酸為燃料的龍，要想一次噴火達(dá)到X5型火焰噴射器的規(guī)模，需要大約31.6千克乙酸。儲(chǔ)存這些乙酸的燃料囊需要30升的空間，比甲醇所占的空間要大一點(diǎn)（甲醇25.8升），但其好處是巨大的：一，它不必承受巨大的壓力，因此對(duì)肌肉力量沒(méi)有過(guò)高要求;二，乙酸更容易生產(chǎn)。

當(dāng)然，乙酸作為燃料也并非十全十美。譬如乙酸相當(dāng)容易爆炸，我們的龍?jiān)谑褂脮r(shí)須萬(wàn)分小心，不要一次用得太多。另外，乙酸必須在酶的作用下，分解成甲烷和酮混合氣體才能點(diǎn)燃。但總的來(lái)說(shuō)，它的缺點(diǎn)比起它的好處，幾乎微不足道。

乙酸龍會(huì)怎么進(jìn)化來(lái)？

乙酸龍的進(jìn)化與甲烷龍有相似的起點(diǎn)。它們也是從不會(huì)飛的爬行動(dòng)物進(jìn)化來(lái)的。只不過(guò)乙酸龍的祖先是雜食性動(dòng)物，食用大量含糖、酸性和發(fā)酵的水果，這些水果富含乙酸菌。于是，一些細(xì)菌開(kāi)始在乙酸龍祖先的體內(nèi)繁殖起來(lái)。

通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移，乙酸龍的祖先從乙酸菌那里獲得了抗酸能力。這種特性使它們能夠食用更多的酸性食物，而不必?fù)?dān)心酸液腐蝕它們的腸胃。這是一個(gè)很好的適應(yīng)性，它使乙酸龍的祖先營(yíng)養(yǎng)充足，并使它們能夠消化其他動(dòng)物因嫌其酸而不愿接觸的食物。

我們接下去說(shuō)。乙酸龍的祖先進(jìn)化出抗酸能力，乙酸太多，它們開(kāi)始在體內(nèi)儲(chǔ)存乙酸。體內(nèi)有這么多酸液，咬上一口，牙齒就要酸好幾天，這讓很多掠食動(dòng)物對(duì)乙酸龍的祖先失去了胃口。

最終，乙酸龍的祖先開(kāi)始反守為攻，向其余吃食不嫌酸的掠食動(dòng)物噴射乙酸，刺激它們的眼睛和皮膚，把它們趕走。

與甲烷龍的祖先一樣，乙酸龍的祖先進(jìn)化出一種刮擦牙齒的行為，以幫助它們咀嚼堅(jiān)硬的食物，并且利用它們刮擦牙齒的行為，乙酸龍的祖先學(xué)會(huì)了點(diǎn)燃它們呼出體外的甲烷和酮混合氣體，產(chǎn)生小火苗。這些火苗對(duì)掠食者不啻是一種警告：“我酸得要命！ 不要碰我！”之后，它們進(jìn)化到用火苗來(lái)點(diǎn)燃它們噴出的乙酸。

哇！ 到這一步，我們終于有了真正的乙酸龍。

氣凝膠

前面我們深入研究了龍可以使用哪些燃料以及它們?nèi)绾慰刂苹鹧?。做完這一切之后，我們的噴火龍究竟是怎么生存的？它仍然需要克服許多難題：比如，如何避免燒著自己。

龍如何避免燒著自己？

當(dāng)你不小心把手放在火上，你甚至不需要考慮，身體下意識(shí)地就會(huì)把它抽回來(lái)。這說(shuō)明我們的身體天生就討厭火。有生命的東西通常對(duì)火都避之唯恐不及。那么，一條噴火的龍如何保護(hù)自己不讓噴出的火燒著呢？為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們求助于氣凝膠。

氣凝膠是一種納米級(jí)的多孔固態(tài)材料，因其半透明的色彩和超輕重量，有時(shí)也被稱(chēng)為“固態(tài)煙”或“凍住的煙”。氣凝膠能承受上千度的高溫，被廣泛應(yīng)用于防火和航天。氣凝膠擁有非常微小的孔隙，孔隙里填充著空氣，空氣是熱的不良導(dǎo)體，而且孔隙限制了空氣的流動(dòng)，所以它們能夠出色地防止熱量的傳導(dǎo)和對(duì)流。

因此，如果我們的龍身體表面涂上一層氣凝膠，它在很大程度上就能保護(hù)自己不被噴出的火焰燒傷。甚至自然界中已經(jīng)有自己能生產(chǎn)氣凝膠的動(dòng)物存在了：蜻蜓！

蜻蜓的翅膀具有與人造氣凝膠非常相似的結(jié)構(gòu)?？茖W(xué)家甚至借鑒它，用以制造隔熱的氣凝膠。蜻蜓在英文中叫“Dragonfly”，字面直譯“飛龍”。 誰(shuí)會(huì)想得到，字面的“飛龍”身上藏著打造真龍的關(guān)鍵材料呢！所以，就像毒蛇能進(jìn)化出防止自己被毒死的機(jī)制一樣，龍也可以進(jìn)化出自己產(chǎn)生防火材料的本領(lǐng)。

噴火龍的理想棲息地

那么，噴火龍生活在什么地方呢？森林？草原？

森林肯定不行。噴火龍為了捕食，一口火噴過(guò)去，整個(gè)森林都會(huì)被它燒掉，這樣它的食物也就沒(méi)有了來(lái)源。

草原是龍的理想棲息地。草原實(shí)際上要靠定期的大火來(lái)保持“健康”。這些火使土壤變暖，從而增加微生物的活動(dòng)。微生物分解死去的植物，并將其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放到土壤中，供植物吸收。大火過(guò)后，變黑的土地為新植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造了有利條件。如果沒(méi)有定期的大火，草原上許多植物就不可能存在。

況且草原上像野牛這樣的食草動(dòng)物將為我們的龍?zhí)峁O好的飲食。正如之前我們所探討的，甲醇龍需要富含鐵的食物來(lái)生產(chǎn)它的甲醇燃料。雖然動(dòng)物補(bǔ)鐵不一定要依賴(lài)肉類(lèi)，但動(dòng)物血紅細(xì)胞中的鐵更容易吸收，這對(duì)龍有好處。

更重要的是，野牛會(huì)產(chǎn)生大量的甲烷，甲醇龍可以收集這些甲烷來(lái)制造甲醇。具體來(lái)說(shuō)，甲醇龍可以捕捉野牛。矮草草原通常在山脈后面形成，因?yàn)樯矫}阻擋了雨水的到來(lái)。美國(guó)落基山脈以東的草原就是一個(gè)很好的例子：缺乏雨水使這些草原擁有炎熱、干燥的氣候，草也長(zhǎng)得矮小。像這樣的草原會(huì)靠近山脈，龍可以在那里找到洞穴作為家，并把捕獲的野牛養(yǎng)在洞穴深處。

矮草草原也會(huì)使龍使用“火器”狩獵更容易。正如之前所說(shuō)的，龍的燃料并不是無(wú)限的。甲烷龍、甲醇龍和乙酸龍每天可以噴火多長(zhǎng)時(shí)間都會(huì)有一個(gè)硬性的限制。被草覆蓋的炎熱、干燥的環(huán)境更容易著火。龍可以利用這一點(diǎn)困住并殺死獵物，同時(shí)盡量減少燃料的使用。

現(xiàn)在，請(qǐng)想象一群野牛在草原上跋涉的情景。作為一個(gè)群體，掠食者對(duì)野牛是難以下手的，野牛自己也知道這一點(diǎn)，所以它們?cè)诔圆輹r(shí)總是盡量集中在一起。普通的捕食者很難將它們單獨(dú)分開(kāi)，但對(duì)龍來(lái)說(shuō)卻很容易。我們的龍可以小心翼翼地瞄準(zhǔn)幾頭野牛周?chē)囊安?，將其點(diǎn)燃，形成一道火墻，野牛就無(wú)法逃脫。

龍本能地知道它不能讓它的獵物燒死。這樣會(huì)破壞其營(yíng)養(yǎng)成分，并在肉中產(chǎn)生致癌物質(zhì)。相反，它會(huì)在火燒到野牛之前，將其捕獲。甲醇龍有發(fā)達(dá)的肌肉，要擊倒一頭野牛易如反掌;乙酸龍則可以在近距離攻擊之前先往野牛身上噴射具有腐蝕性的乙酸，再將其擊倒。

如果甲醇龍需要生擒一頭野牛，它可能會(huì)把它擊倒之后提起來(lái)，飛回它的洞穴。甲醇龍擁有異常強(qiáng)壯的肌肉和翅膀，完全能做到這一點(diǎn)。

除了野牛，草原上還提供了大量的野花。在這些花的花蜜中，可以找到乙酸菌以及滋生乙酸菌的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)——這兩樣?xùn)|西正是乙酸龍生產(chǎn)燃料所需要的。

乙酸龍甚至可以在它們的狩獵場(chǎng)做一些有控制的燃燒，以肥沃土壤，幫助野花生長(zhǎng)。它們甚至食用富含乙酸菌的土壤本身。最后，也是最有可能的是，它們可以捕獵那些本身以含糖少的酸性食物為食的動(dòng)物。

龍的“火器”的其他用途

除了捕食，龍也可以在擇偶中使用它們的“火器”。許多雄性動(dòng)物進(jìn)行體力和能力上的較量，向潛在的配偶展示它們的活力。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為性選擇。

龍可以用噴火來(lái)爭(zhēng)奪配偶。譬如，它們可以競(jìng)爭(zhēng)，看誰(shuí)噴出的火焰最熱、最亮或最持久。按理說(shuō)，雌性噴火龍會(huì)選擇與表現(xiàn)出最強(qiáng)火力的雄性交配。這樣的競(jìng)爭(zhēng)可以確保龍的后代擁有比它們的祖先更強(qiáng)大的火力。

除了爭(zhēng)奪配偶，龍可能還會(huì)有很強(qiáng)的領(lǐng)地意識(shí)，并為保衛(wèi)自己的家園而戰(zhàn)。原因很簡(jiǎn)單：為了讓狩獵場(chǎng)有時(shí)間從一次大火中恢復(fù)過(guò)來(lái)，龍需要準(zhǔn)備好幾處狩獵場(chǎng)。如果一處狩獵場(chǎng)恢復(fù)之后，在它趕回來(lái)之前，被別的龍侵占了，那就不得不發(fā)生一場(chǎng)惡斗。而龍好斗這一點(diǎn)，又恰恰符合傳說(shuō)中對(duì)它的描述。

矮草草原是龍的理想棲息地

進(jìn)化出噴火龍絕非易事

上面我們已經(jīng)討論了龍如何飛翔，如何噴火，以及如何防火。我們還談到了甲烷龍、甲醇龍和乙酸龍是怎么進(jìn)化來(lái)的，以及它們會(huì)在哪里生活。我們發(fā)現(xiàn)，龍的種種特征和習(xí)性雖然怪異，但在生物學(xué)上，并非沒(méi)有存在的合理性——至少打造一條龍不會(huì)違反任何自然規(guī)律。

但是，理論上允許跟真實(shí)世界發(fā)生，畢竟又是兩碼事。那么，讓我們回到一開(kāi)始就提出的那個(gè)問(wèn)題：假如把進(jìn)化過(guò)程倒退幾億年，龍有機(jī)會(huì)進(jìn)化出來(lái)嗎？我們的回答是，自然界要進(jìn)化出真正的龍，雖然并非完全不可能，但可能性極小。

首先，龍的存在所需要的許多適應(yīng)性（尤其是噴火）在自然界中從未被觀察到，它們的出現(xiàn)需要無(wú)數(shù)“進(jìn)化的動(dòng)力”在數(shù)百萬(wàn)年內(nèi)完美地結(jié)合起來(lái)。譬如，如果甲烷龍的祖先已經(jīng)能夠制造很難聞的甲烷和二氧化硫，臭得讓所有掠食者避之唯恐不遠(yuǎn)，這個(gè)時(shí)候它已經(jīng)足夠安全，就不可能繼續(xù)進(jìn)化出噴火的本領(lǐng);當(dāng)會(huì)噴火的甲烷龍已經(jīng)所向披靡的時(shí)候，它就不可能進(jìn)一步“改良”自己的“火器”，往甲醇龍進(jìn)化。

其次，更重要的是，某些生理上的限制，比如肌肉的抗壓力、微生物將一氧化碳轉(zhuǎn)化為更安全的化合物的效率、耐酸能力，以及火星的產(chǎn)生等，進(jìn)化出每一項(xiàng)技能的概率都極小，而把這么極小概率的技能都一一進(jìn)化齊備，概率小得幾乎等于零，所以這些都可能阻止真正的龍的出現(xiàn)。正因?yàn)槿绱?，大自然至今并沒(méi)有進(jìn)化出噴火龍。

不過(guò)，了解噴火龍可能的進(jìn)化，對(duì)我們還是有意義的。這可以讓我們檢驗(yàn)大自然在許多方面所能達(dá)到的極限，并證明了人類(lèi)想象力的無(wú)限性。