为什么氧气是生命的必要条件吗对生命如此重要?

本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。相信很多朋友都知道,地球上的生命除了极少数的厌氧生物之外,基本上都需要氧气来进呼吸和生存。而地球上的氧气含量并不是一直都保持不变,而是在漫长的生命岁月里,呈现了暴增到不断下降,最后维持在现有21%左右。早期在没有生命诞生的40亿年前,地球的氧气含量是非常稀少的,后来生命是海洋中诞生,这个时候的生命对于氧气的需求是非常少的,也就是说这些生物基本都是厌氧生物。可是随着时间的推移,海洋中出现了一种特别霸道的生物,那就是蓝藻。蓝藻有着非常强大的释放氧气功能,海洋大量蓝藻的出现,也让地球的的氧气含量开始暴增,早期的地球环境中,最高时候的含氧量达到了40%。高含氧量的环境,直接影响着地球生物的进化演化,最明显的就是当时的生物都非常巨大,不管是海洋生物还是陆地生物,都是巨无霸的存在。早期地球有一个巨虫时代,也就是昆虫称霸地球的时期。在现代人的眼里,昆虫可以说是生物链底端的生命,它们基本都非常渺小,可是在数亿年前的巨虫时代,昆虫那是非常大的,普通的蜻蜓身长也能达到一米,而蜈蚣的身体更是达到了三米长。昆虫之所以长得如此巨大,主要原因就是当时的大气含氧量太高了,造就了那个昆虫称霸的时候。后来随着五次生物大灭绝的不断出现,地球的氧气含量也在随着每一次的生态剧变而不断减少。随着第五次生物大灭绝,终结了恐龙时代之后,巨型生物的时代也就结束了。后来再出现的生物,也在不断缩小,出现这样变化的原因跟地球含氧量不断减少有关。而自第五次生物大灭绝结束之后,地球的氧气含量也基本维持在21%左右。稳定的含氧量对于地球的生态,尤其是生命的进化演化有着至关重要的作用。可能有人会说了,为什么地球的含氧量要维持在21%左右?更高的含氧量会带来什么后果?氧气含量的稳定是非常重要的,可以说没有这个漫长的稳定期,基本就不会有人类的诞生。要知道在地球漫长的数十亿年生命岁月里,出现过很多霸主级的生命时期。可是那些生物都没有进化演化为智慧生物,可为什么唯独人类做到了?对于人类能够成为智慧生命,可能很多人会提出各种各样的答案。但是在小编看来,其中一个重要的原因就是地球的含氧量下降到21%这个完美的位置,并且在这个位置一直稳定维持到现在。21%的含氧量对于哺乳动物来说,可能非常重要,能够促进哺乳动物更快,更完美的进化演化。这一点从人类对氧气的敏感就可以看出来,对于人类来说,当氧气浓度低于19.5%也就属于缺氧状态,氧气浓度高于23.6%的时候就属于富氧状态,都会对人体产生一定的破坏影响。只有在21%左右这个小幅范围内波动,人类的身体才能够维持健康状态。对于21%氧气含量如此敏感的不仅仅是人类,其它的大部分哺乳动物同样是如此。由此可见,6500万年前,恐龙灭绝之后,哺乳动物能够快速崛起,跟这个21%的含氧量有着密切的关系。人类能够在后来实现智慧的进化演化,可能也跟这个21%的含量氧有着重要的关系。如果地球的氧气含量增高了,对于哺乳动物的影响是巨大的,尤其是对于人类影响更大。我们都知道,人类除了智慧之外,在身体素质方面其实是比较差的,远远无法跟很多的哺乳动物相比。事实上,氧气是一种有毒的物质,21%的含量氧正好让氧气对人类无法产生什么危害,这是人体跟氧气达成一种平衡状态。如果这个平衡被打破,那么氧气就会成为一种毒气,从而对人体产生危害。我们都知道氧中毒,其实就是氧气含量过高产生的危害,所以,更高的含氧量对于人类来说是一场灾难,对于其它的哺乳动物来说同样也不是好事情。甚至我们可以说,如果地球的含氧量在短时期内出现大幅升高,那么地球的生态圈将会发生剧变,那个时候,有可能第六次生物大灭绝就会到来。那么,如果地球的含氧量是花费了数十万年或者数百万年以上才实现的缓慢升高,那是否对人类就不会产生灾难性的影响?如果氧气含量的升高是花费了漫长的时间才实现的,那么就有足够的时间让地球的生物来进行适应,而生态圈也会有足够的时间进行调节。这个时候,人类也会在漫长的岁月里,逐渐适应不断升高的含氧环境,可即使如此,地球含氧量的升高,对于人类来说仍然不会是一个好消息。要知道含氧量缓慢增加,有可能会彻底改变现有的生物圈模式,过去处于底层的生物有可能再次成为霸主,比如非常渺小的昆虫,一旦地球含氧不断增加,昆虫的体形就会不断变大。而地球的生物圈里,数量最多的就是昆虫,它们的繁衍能力是其它生物望尘莫及的。现在昆虫之所以无法对其它生物造成什么太大的威胁,主要的原因就是它们的体型太渺小了。可如果昆虫的体型增大了几十倍甚至上百倍,那对于其它的生物来说将是一场灾难,尤其是对于哺乳动物来说,更是毁灭性的灾难。高含氧量的环境对于哺乳动物的体型来说,影响不会太大,现在的老虎有多大,在更高氧气环境下,它仍然会是多大,体型不会有太大的变化。可是昆虫的影响就非常大了,试想一下,当蜈蚣的体型达到了三米左右的时候,老虎狮子也只是是它们的食物,同样其它的哺乳动物也是如此。那个时候,虽然人类是智慧生命,有着科技的帮助,但是面对数量恐怖的昆虫,可能我们仍然无法取得决定性的优势。野外有可能会成为人类的危险区域,甚至一些原始的森林会成为人类的禁区。由此可见,目前21%的氧气环境对于人类有多么的重要,那么这个氧气含量在未来能够一直维持下去吗?可能也不是件容易的事情,要知道地球的生态环境不会一尘不变,一旦生态环境发生了剧变,有可能大气含氧量也会出现巨大的变化。而要在未来的生态剧变中生存下来,我们只能依靠更强大的科技力量,所以,快速发展科技才是人类能够不断生存延续下去的希望。}

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