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氧氣舊稱“養(yang) 氣”，顧名思義(yi) ，是滋養(yang) 我們(men) 的氣體(ti) 。氧氣是世間萬(wan) 物賴以生存所必需的物質，人類如果不呼吸，幾分鍾就會(hui) 喪(sang) 命。但實際上，過高濃度的氧氣對於(yu) 生物體(ti) 確實也是有害的。

有氧呼吸本質上是一種緩慢的氧化反應，燃燒是劇烈的氧化反應，因此有氧呼吸看作是一種緩慢的“燃燒”，最終將生物體(ti) 燃盡。

在地質史上，有兩(liang) 次生物大滅絕事件就和植物等產(chan) 氧生物繁盛或氧氣濃度過高有關(guan) 。

大氧化事件

大氧化事件又叫“氧氣災難”，是指大氣中氧氣從(cong) 無到有的變化過程中早期厭氧生物的大規模滅絕。

大約在38億(yi) 年前，最早的生命體(ti) 就在當時地球幾乎沒有氧氣的環境中誕生了，主要是一些厭氧生物，包括古細菌和真細菌。

古細菌

最早的產(chan) 氧生物藍藻出現在35億(yi) 年前。需要注意的是藍藻不是植物，更準確的叫法是藍細菌。藍藻是產(chan) 氧的原核生物，而植物是產(chan) 氧的真核生物。

藍藻產(chan) 生的氧氣將當時地球到處都是的還原性物質，主要是二價(jia) 的亞(ya) 鐵離子，全給氧化了，這用了整整十億(yi) 年。

大氧化的遺產(chan) ：鐵礦石（氧氣氧化亞(ya) 鐵離子形成的三價(jia) 鐵沉澱）

到大約24億(yi) 年前，遊離氧開始釋放，大氣中氧氣濃度在幾億(yi) 年的時間裏從(cong) 幾乎沒有上升到4%（今天是21%）。

大氧化事件：階段二

氧氣的危害在於(yu) 氧化反應中產(chan) 生的中間產(chan) 物氧自由基，能破壞生物膜和遺傳(chuan) 物質DNA。厭氧的古細菌在這場氧氣災難中幾乎被滅族。在大氧化事件之前，古細菌是地球上占據優(you) 勢的生命形式，而今天，我們(men) 隻有在一些極度缺氧的海底火山噴口、高濃度鹽水湖湖底等地，才能看到古細菌的蹤跡。

有一部分古細菌活了下來，它們(men) 具備DNA修複能力，並逐漸產(chan) 生了保護性的核膜，於(yu) 是有了細胞核，這就是最原始的真核生物，今天所有真菌、植物、動物和人類的共同祖先。

真核生物：藻類細胞

大約21年前，這夥(huo) 原始真核生物吞噬了一種好氧細菌，最終形成了內(nei) 部共生，線粒體(ti) 就這樣在真核生物細胞內(nei) 安家了，真核生物從(cong) 此過上了有氧生活，開始加速進化。

古細菌是二分裂方式生殖的，原來的細胞一分為(wei) 二，新形成的兩(liang) 個(ge) 細胞和原來的完全一樣，從(cong) 這個(ge) 意義(yi) 上來說，它們(men) 隻要能一直分裂下去，就是長生不老的。

真核生物的呼吸中心：線粒體(ti)

真核生物為(wei) 了減輕氧氣破壞遺傳(chuan) 物質的不利影響，形成了基因重組機製，也就是有性生殖，子代和父母都不一樣，在氧自由基的破壞下，每一個(ge) 真核生物個(ge) 體(ti) 都最終會(hui) 走向衰老和死亡。

因此，氧氣的出現促進了生命體(ti) 形式向更高等、更複雜的方向進化，但縮短了生命的長度。

泥盆紀晚期大滅絕

第二次發生在富氧時代的災難是泥盆紀晚期生物大滅絕事件。奧陶紀以來，植物和節肢動物相繼登陸，當時地球上還沒有以活的植物為(wei) 食的動物，動物隻能吃其他動物或者動植物腐屍的碎屑。這就導致了植物在兩(liang) 億(yi) 多年的時間裏過度蔓延，到泥盆紀晚期（3.77至3.59億(yi) 年前）已經形成了世界範圍內(nei) 的原始森林。由於(yu) 陸地植物的繁盛，大氣中氧氣含量急劇升高。

泥盆紀的森林和節肢動物

早期地球陸地上沒有土壤，植物作用於(yu) 岩石，分解出土壤，土壤中富含植物生長所需的無機鹽，促進植物進一步生長。這些無機鹽被衝(chong) 入海洋中使海藻瘋長，導致水體(ti) 富營養(yang) 化，消耗掉了海洋裏的氧氣。

水體(ti) 富營養(yang) 化

這樣，泥盆紀晚期大氣中富氧，海洋中卻是缺氧的，大量的海洋動物死於(yu) 窒息。

鄧氏魚，體(ti) 長6-7米，盾皮魚的一種，泥盆紀的霸主。盾皮魚是泥盆紀占優(you) 勢地位的魚類，在泥盆紀晚期全部滅絕。

泥盆紀晚期長達2000多萬(wan) 年的時間裏，陸地上一片生機勃勃，海洋中簡直是一片地獄。有一類叫做總鰭魚的魚類，不甘心在海洋裏坐以待斃，它們(men) 長出了肺，長出了可以在陸地上移動的四肢。

終於(yu) 有一天，它們(men) 登陸成功了。這就是最早的四足動物魚石螈，今天兩(liang) 棲動物、爬行動物、鳥類、哺乳動物和人類的共同祖先。

氧氣降溫效應

植物、藍藻及其產(chan) 生的氧氣對地球環境的另一個(ge) 影響是降溫。早期地球大氣中有較高含量的甲烷，這是一種非常高效的溫室氣體(ti) ，它的存在確保地球在早期太陽光比較暗淡的情況下，仍然能夠保持較高的溫度，從(cong) 而孕育出生命體(ti) 。

氧氣把甲烷氧化成二氧化碳，後者作為(wei) 溫室氣體(ti) 不如前者高效，而植物又可以吸收二氧化碳釋放出氧氣，這就形成了一個(ge) 正反饋的循環，導致大氣中氧氣含量越來越高，甲烷和二氧化碳含量越來越低，使地球降溫。

大氧化事件和泥盆地晚期大滅絕事件中都出現了嚴(yan) 重的降溫，將地球凍成了一個(ge) 雪球。

兩(liang) 極冰川的形成會(hui) 導致地球海平麵下降，將淺海生物賴以生存的大陸架暴露出海麵，這對淺海生物來說是致命的。在泥盆紀晚期大量的珊瑚礁絕跡就是這個(ge) 原因。

總 結

任何事物都有兩(liang) 麵性，氧氣也不例外。一方麵它給所有生物提供了隨處可用的自由能，促進了生命體(ti) 進化，使這個(ge) 世界更加豐(feng) 富多彩。

另一方麵，它的氧化性使生物體(ti) 衰老和死亡，過高濃度的氧氣濃度將在短時間內(nei) 對生物體(ti) 造成嚴(yan) 重損害，這在醫學上稱為(wei) “醉氧”。

因為(wei) 有了氧氣，我們(men) 生命的長度被縮短了，但是活得更加精彩了。

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