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有没有说氧气是一种“毒药”,需要上百年杀死我们

发布时间:2019/2/10 23:33:10

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实际上从某种程度上说,这想法是正确的。氧气虽然促成了真核生物的产生,为后续多细胞生物乃至植物动物的产生打下了基础,可以说氧气使地球生命演化进入了新阶段。但是氧气的氧化作用,也是生物衰老死亡的重要原因。

在距今24亿年前左右,地球上氧含量突然增加,称为大氧化事件。这个事件使大量厌氧生命灭绝,

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没有水会渴死,但一盆水就能淹死人,所以水算什么呢?在思考这个问题之后,我们再来说氧气和生命之间的关系。简单的说,氧气之于生命世界,就像当初人类的先祖尝试驾驭火并为我们所用,非常有用但同时也非常危险。并非所有生命都能驾驭火,正如并非所有生命都能驾驭氧。

氧气的产生和天幕的形成

叠层石的丰功伟绩。

数十亿年前的地球大气中并不存在氧气,因为氧气很不稳定,易于和别的物质发生化学反应,比如和铁\铜等金属在一起,生成铁锈、铜绿这样的东西。而如今的地球大气中,在海平面附近基本上稳定的存在着大约21%的氧气,那么这些氧气必须得有一个源源不断的来源。如果我们回溯地球的历史,我们会惊讶的发现,生命在起源的时候和氧气没有关系,地球生命的缘起并不依赖氧气。

而如今许多生命形态离不开氧气的支持,否则就会死亡,这样奇怪的事情,是生命起源时期万万想不到的。而这一切的始作俑者就是生命历史上第一种能够利用阳光\水\二氧化碳制造生命中的通用分子:葡萄糖的细菌——蓝菌。我们今日把这个过程称为光合作用,而氧气正是该作用的副产品。蓝菌利用碳酸钙在浅海的海滩上长出一大片奇怪的石头,地质学家将其称为叠层石。最早的含有蓝菌生存过的痕迹的叠层石化石在格陵兰岛被发现了,其历史被鉴定为37亿年前。

蓝菌利用碳酸钙缓慢的形成叠层石。

学会了利用光能并使用无机分子二氧化碳的蓝菌,在历史上迅速成为优势细菌,它们大量繁盛,并向海洋和大气中“不负责任”的释放其副产品氧气,这件事深刻的改变了地球生态系统和地球生命的演化历程。据科学家估算,在蓝细菌持续不断的释放氧气大约10亿年后,地球终于被改造成了一颗蓝色的宝石,在太空中熠熠生辉,我们所熟悉的地球模样,来自于蓝菌和它的后裔对地球环境进行的行星级别的改造工程。升上天空的氧气其中一部分转变为臭氧,作为天幕挡住了太阳的高能短波紫外线,为生命的岸上生活铺平了道路。

氧气的无情

水火无情,而之所以会有火,大多是因为有氧气,如果我们不考虑特殊情况。氧气对生命的威胁就像火对生命的一样,并无二致。而在蓝细菌之前还有另一些种类的细菌同样学会了利用光能分解有机物,但它们都不会产生氧气并且会被氧气“缓慢的烧伤”,比如紫细菌等。由于这些细菌会被氧气伤害,因此当蓝细菌诞生,并开始释放氧气的时候,它们就被蓝细菌驱逐了,只能待在光线较少水较深但同时氧气含量也较低的水域中生活。

有些科学家甚至认为,曾经繁盛的海洋单细胞生物大家族,因为蓝细菌释放的氧气,直接被灭绝了大多数,只剩下少数要么演化出耐受氧气的本事;要么躲在氧气难以到达的区域;要么演化出驾驭氧气的能力,只有这样的生命才有资格在蓝细菌制造的高浓度氧气环境中艰难求存。这其中因祸得福者,毫无疑问是学会了驾驭氧气的一种新细菌,它的后裔线粒体如今存在于几乎所有真核细胞中,从单细胞到多细胞生物。

氧气让大型生物成为可能

蓝细菌将二氧化碳+水,在光能的作用下,转变为葡萄糖和氧气,这个过程相当于把太阳能储存在了葡萄糖这样的有机分子中。如果倒转这个过程,让氧气重新氧化(可想象为缓慢的燃烧)葡萄糖,就能释放出能量。而线粒体这样学会了驾驭氧的细菌,它们能得到最多的能量的回报,而那些不能使用氧的生物,则只能从葡萄糖中获取极少的能量,两者的差距惊人。

而当生物体拥有充沛的能量供应后,最终地球生态系统中出现了如蓝鲸和巨体龙这样的庞然大物。当然,陆地生命成为可能还得感谢臭氧层作为天幕过滤了对生命来说相当致命的短波紫外线。

虽然,氧气的确会对生物体造成一系列损伤,但生物体之所以会死亡的原因,并不是因为氧气,而是因为多数生物体有不得不死的原因,不过那涉及自然界另一场史诗级战斗:原核生物和噬菌体的战斗。在此就不多述了。不是氧气杀死了我们,而是我们自己干掉了自己。

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这个问题是个非常有意思的问题。我觉得无论从科学还是从一些简单的哲学思辨上都可以好好分析一下这个问题。

氧气不是地球本来就有的东西

直到24亿年前,地球上的氧气还是寥寥无几的,就好像下面这张图一样(横轴是以十亿年为单位的),24亿年前地球开始逐渐出现氧气,一直到现代,氧气大概在空气中占了21%左右。所以氧气不是地球本来就有的东西,甚至不是生物必须的东西。

地球氧气含量的变迁

至于说氧气产生的原因和过程,主要是生物的光合作用,还有一小部分是光化合作用(比如说水的分解)。已经有答主回答过了,我就不用赘述了。

而根据科学研究,地球上35亿年前就已经出现了生命,而且很有可能这些生命形式会进行不产生氧气的光合作用。当时这些奇特的生物遍布整个世界,但是我们现在却很少能够再看到这种生物,而唯一的解释就是由于氧气的大量出现,这些生物死亡了。

确实,“氧气”这种我们现代生物几乎赖以生存的东西在最初的地球上不存在,甚至于有一段时间是生物大量灭绝的凶手。

氧化作用确实跟生物衰老有着密切的关系

“人体内自由基会导致氧化反应,氧化反应的堆积是导致衰老的主要原因”,这一观点已经流行了几十年。按照这种理论,随着时间的推移,氧化作用会使越来越多的脂质、蛋白质、DNA片段等细胞关键组件受到损伤,最终损害组织、器官甚至机体功能。

上面的话是完全的科学研究成果,虽然也许不完全正确,但是这是目前学术界对生物衰老的认知。从这个角度来看,氧气完全就是一种毒药,我们从出生开始,逐渐成长、衰老的过程中,体内的氧化作用一直在伤害着我们的关键组件,直到我们的身体再也吃不消了。

膝盖的磨损(图片来源于网络)

所以,氧气用了75年到100年的时间杀死了我们,并没有什么错。除了氧气之外,重力,也是一种缓慢的凶器,不断造成我们骨骼上不可逆的损伤;声音,也是一种凶器,无时无刻不在侵蚀我们耳蜗内的毛细胞。

时间对人类耳蜗毛细胞的影响(图片来源于网络)

所以氧气到底是什么?

为什么我们要离不开这种无时无刻不在伤害我们的东西?而氧气到底是什么?

有答主也回答了,氧气是生物的一种选择,因为呼吸氧气会产生更多的热量,所以对生物的生存更加有利。这样的说法固然是对的,但是我要从另外一个角度去讨论这个问题。

我认为,氧气与生物的关系,更多的不是氧气会伤害生物,而是生物的本质就是会被伤害。生物要活动、要繁衍后代,在这个过程中,他们的一切行为都会对自身的机体造成不可逆的损伤。也就是说,即便所有的生物不呼吸氧气而是另外一种气体,那么这种气体依然会对生物有不可逆的损伤,即便这种损伤也许比活跃的氧要小一些,但是依然在发生着。

一个生命个体的生死也好,一个种群的兴衰也好,甚至于是整个生物圈的演化也好,都是在不断的前进中不断消耗自身,比如说动漫《新世纪福音战士》中,作者想象了一种快速进化的生物,人们想到的对付他的方法就是加速的他的进化,并且解释:“进化的尽头就是灭亡”。

动漫中快速进化的生物(图片来源于网络)

就好像一根火把点燃了一样,你当然会去想,点燃的火把会有燃尽的那一天,但是火把本来就是用来燃烧的,不燃烧的火把当然永远存在,但他已经不是火把了。也许你应该要问,为什么要有火把、为什么点燃的火把才是火把?(为什么要有生命?为什么不断活动、不断繁衍的生命才是生命?)这个问题可能就是一些哲学问题了。

所以氧气对生物的伤害,就是生物自身的特质,氧气大概是可以概括为一位活泼的见证人。

对比提出一点证据支持博主:呼吸频率越慢的动物越长寿,例如海龟。呼吸的快会加快细胞酶的活性,从而加快细胞的衰老速度,而人体细胞的可再生数量是有限的,所以氧气催化细胞就相当于缩减人类寿命。以上是支持博主的,下面是我想说的话:人类进化到现在应该是很完美的物种了,包括呼吸频率。呼吸的慢,我们的力量和敏捷度都跟不上,慢到海龟那样很容易被其他物种淘汰。呼吸的快寿命会有限,又很难让智慧一代代往下传。

所以,真正的毒药不是氧气,而是人们长生不老的欲望!


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