胃酸为什么是盐酸,而不是硫酸?(胃酸是稀盐酸吗)


因为[Cl]- 在海洋中的自然丰度远远高于[ClO4]-、[SO4]2-、[NO3]- 这些被氧化以后才能形成的高氧酸。

在早期海洋中氧最主要是存在于 CO2、[HCO3]- 或[CO3]2- 中,[ClO4]-、[SO4]2-、[NO3]- 较为罕见。直到蓝细菌光合作用产生 O2、硫氧化细菌化学氧化呼吸产生 SO2,[SO4]2-、[NO3]-、[ClO4]- 这些才在海洋里逐渐丰富起来。

海洋是生命的摇篮

但是这些自然丰度还是太低,如果在细胞内产生较高的[SO4]2-、[NO3]-、[ClO4]- 浓度还需要专门的酶进行氧化合成,不像[Cl]- 直接从细胞外的海水里摄取就行。这个过程是一个非常浪费能量的过程,所以除了硫氧化细菌进行氧化呼吸伴生出[SO3]2- 然后再有一部分继续氧化生成[SO4]2-,大部分生物没能产生专门产生这些高氧酸的氧化酶。

一处硫氧化细菌生活的硫磺泉,及其产生硫酸对岩石表面的腐蚀

细胞内各种需要形成酸性的环境,例如溶酶体,也是依靠不同细胞器的膜上出现[H]+ 和[Cl]- 的转运蛋白,从而通过高浓度的[H]+ 和[Cl]- 形成酸性环境。

溶酶体的氢、氯离子转运

由于上述耗能成本和缺乏相应酶等因素,也没有产生专门跨膜转运[SO4]2-、[NO3]-、[ClO4]- 的蛋白。

而胃酸的分泌,只不过是直接借用了细胞内形成酸性环境的跨膜转运蛋白,让它们在细胞外产生酸性环境。故而胃酸只能是[H]+[Cl]-,缺乏一系列支持高氧酸作为胃酸的机制。


另外,确实有一种海蛞蝓可以分泌亚硫酸以攻击天敌。不过她不是自己分泌,而是在体内共生了硫氧化细菌,以海蛞蝓连在肠道养叶绿体都能做到的力量,这其实也不算什么。

能分泌硫酸的海蛞蝓
从藻类获得叶绿体养在肠道内的绿叶海天牛

而如果我们这些哺乳动物在胃肠道内氧硫氧化细菌分泌硫酸帮助消化,恐怕早就因为不能自主通过神经控制胃内酸度而被烧穿了。

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