生命要想维持正常的生理活动,就必须从外部环境摄入能量和物质。除了比较低级的生命形式,比如厌氧菌,氧气是地球上绝大多数生命所必需摄入的物质之一。
地球诞生于45亿年前,生命大约形成于35亿年前,其实地球上最早最原始的生命是不需要氧气的,那时地球大气中的氧气浓度也比较低。直到地球海洋中诞生了藻类,它们能利用阳光进行光合作用,并释放出大量的氧气。正是它们的出现,改变了地球上的大气,同时也影响了生命的进化方向。
研究显示,地球大气层中氧气的浓度大约于24亿年前大幅度提升。氧气具有强氧化性,海水中的氧气浓度增加,使得地球上的一批原始生命因此灭绝。经过长时间的演化,地球上的生命逐渐适应并学会了利用氧气进行新陈代谢。
氧气虽好,可也要适量。就像食盐一样,太少感觉味道太淡,太多则感觉味道太咸。生命的呼吸需要氧气,但大气中的氧气浓度也需要保持在一定的水平范围之内,这样才不会出问题。
现在地球大气中的氧气浓度大约维持在21%。而这里所说的氧气浓度一般是指低海拔地区大气中的氧气浓度,海拔越高空气越稀薄,氧气浓度也就越低。
其实地球大气中氧气的浓度一直都在变化,而导致这一变化的主要就是地球上的植物。在距今几亿年前的石炭纪和三叠纪时代,那时地球上的氧气含量大约维持在35%~42%之间,这样高的氧气浓度10分有利于昆虫等不以肺为主要呼吸器官的生物的生长,所以在那个时代出现了各种巨型的昆虫,比如巨型蜻蜓。
上过初中化学的可能都知道,一根烧红的铁丝在空气中并不会燃烧,可放在纯氧中却会燃烧。
地球上某些生物对氧气浓度的适应比较强,而人类只有当氧气浓度在19.5%~23.5%之间时才比较适宜。
如果空气中的氧气浓度较低,则我们的身体会出现缺氧。当氧气浓度低于16%时,我们的身体就会感受到明显的不适;如果氧气浓度低于6%,我们很快就会窒息而亡。
同样,高浓度氧气对人体也是有害的。当空气中的氧气浓度达到50%以上时,人体就会感觉不适,长此以往会引发身体某些部位的病变;如果氧气浓度达到70%以上,很快就会引发氧气中毒;一旦超过80%,就会对身体产生不可逆的伤害。
正是因为高浓度的氧气对人体有害,所以只有在抢救某些危重病人的时候,才会使用有压力的高氧,并且只能短时间使用。医院里向病人输氧时,都会控制氧气的浓度,通常还会给氧气加湿。
生命体之所以需要氧气,是因为需要氧气与糖类物质进行化学反应,转化为能量,供给给全身的细胞。
氧气具有强氧化性,会在细胞内生成氧自由基。在正常情况下,我们的身体对这种自由基具有一定的抵抗能力,也就是抗氧化能力。而在高氧环境下,氧自由基的数量会增加,这无疑会打破这种平衡,并对身体产生不同程度的损伤。在高氧环境下,身体的新陈代谢也会加快,这会缩短人类的寿命。
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