简明历史——能量从哪里来

事实上，地球上所有生命赖以生存的能量，以及人类在现代工业社会中所使用的大部分能源，都来自太阳。

在自然界中，光合作用至关重要。通过一系列的化学反应，来自太阳的能量被用来将水和二氧化碳转化为葡萄糖——一种简单的碳水化合物，并为生物体提供能源。

那些可以以这种方式为自己制造食物的生物被称为初级生产者。在陆地上，大部分初级产品是由绿色植物产生的。而在海洋中，负责生产初级产品的生物体是浮游植物——微小的单细胞生物，比如水藻和硅藻。

这些以光合作用为生的生物位于食物链的最底层。初级生产者会被初级消费者——食草动物吃掉。初级消费者又成为次级消费者——食肉动物的食物。有时，即便是食肉动物，也会被更高级别的食肉动物吃掉——比如说，小鸟吃虫，而鹰则捕食小鸟。

根据物理定律，能量的转移总是伴随着损耗。因此在食物链中，由低到高每个层次的个体都会变得越来越少。食草动物吃掉的植物中只有10%左右的能量被有效地利用。其余的能量不是未能被消化，就是随着呼吸以热能的形式散发掉。

能量传递的最后阶段是食腐动物和分解者。诸如地虱和千足虫之类的食腐动物以粪便、死去的植物及动物尸体为食。而分解者——比如某些真菌和细菌——则完成了转换的最后一环，它们会摄取任何残留物质所包含的能量。

人类通过不同的方式将自己嵌入食物链。有些族群就像食草动物，他们收集种子、坚果和浆果，或是种植作物；还有的族群是食肉动物，他们靠捕猎为生，或者饲养牲畜，比如牛；但大多数族群，无论过去还是现在，往往是杂食动物，既吃动物也吃植物。虽然我们更愿意认为自己处于食物链的顶端，但在某些生态系统中，我们也会发现自己出现在那些更大的、更强壮的食肉动物的菜单当中。

在过去，除了食物之外，我们对能量的需求完全依赖于太阳。柴火是植物物质，而那些化石燃料——煤、石油和天然气，也都来自植物。现在，我们可以从水流、波浪和风中获取能量，这些同样来自太阳驱动的大气循环系统。潮汐的力量稍有不同，它更多地依靠月球的引力，只在很小的程度上与太阳有关。地热能利用的是地表深处的热量，而核能释放的能量则来自原子核的裂变。

生命可以没有太阳吗？

并非所有的地球生命都从太阳那里获取能量。一些能量来自地球外壳下面的熔岩层，通过火山口释放出来。在海底的某些区域，这些被称为深海热液喷口的地方涌出富含硫化氢的热水。这种气体对大多数生物体都是有毒的，却成为某些微生物的能量来源。这些微生物又成为蛤类、鲍鱼、虾类和巨型管虫的食物。