为什么地球生命进化，依赖于氧气而不是氮气？

地球的年夜气由很多气体构成，包罗氮气、氧气、氩气、二氧化碳和其他几种微量气体，如氙气、甲烷、氪气、氢气和水蒸气。按照体积分数来算，那么78.08%的年夜气是由氮气组成的。显然，氮气是地球年夜气中最丰硕的气体。比拟之下，太阳系其他行星上的年夜气当作分与我们是纷歧样的。

另一方面，氧气是地球生命必不成少的关头身分之一，它是地球年夜气中第二丰硕的气体，其体积占年夜气的近20.95%。若是细心想想，这是不是有点奇异？地球上的生命几乎都进化当作顺应年夜气中第二丰硕的气体，而不是最丰硕的气体。这背后的原因是什么？

在回覆这个问题之前，先来领会一下氮气。

氮气是不变气体

氮气的电子式

氮气是一种不变气体，这意味着氮气不会很轻易地与其他物质发生反映。这是因为一个氮气分子中的两个氮原子形当作了共价三键，这种化学键很是不变，很难被打断而发生化学反映。正因为如斯，氮气凡是被用于其他反映的庇护气体。对于不变的氮气，只有闪电或者是特心猿意马的固氮细菌才可以或许打断氮氮三键。

另一方面，与氮气比拟，氧气很是活跃，它可以介入很多生物化学过程以撑持地球上的生命。这就是为什么氧气天然而然当作为生命的撑持者，固然它不是地球上最丰硕的气体。不外，并非所有的地球生命都依靠于氧气。

年夜氧化事务

几十亿年前，地球并不是此刻的样子，至少那时年夜气中的气体种类与此刻比拟很纷歧样。那时没有虫豸，没有动物，甚至连植物都没有。在那些日子里，绝年夜部门的生命都是微生物，好比细菌，它们都被限制在海洋中。在阿谁期间发展的细菌是无氧的，这意味着它们在不利用氧气的环境下进行新陈代谢。

蓝藻细菌

然而，后来发生了一次年夜爆发，地球上一切生命都改变了。地球上年夜规模呈现蓝藻细菌，或者叫蓝绿藻，它们把太阳光转化为能量，并释放氧气。更具体地说，它们可以进行光合感化。

那时辰，地球年夜气中没有像今天如许拥有含量很高的氧气。地球所拥有的一点氧气要么与矿物质连系，要么被锁在水分子里。跟着蓝藻的年夜量滋生，地球上的氧气供给呈指数增加。对绝年夜大都厌氧细菌来说，氧气是有毒的，所以因为年夜气中氧气猛增而起头年夜规模灭亡。这就是年夜氧化事务，发生在年夜约25亿年前的泰初代末期。

竣事于25亿年前的泰初代地球想象图

年夜氧化事务之后，年夜量的厌氧微生物灭亡，而氧气很快就在年夜气中起头储蓄积累。此时，其他更复杂的生命形式起头进化，从而使氧气当作为生命的“燃料”。

是以，提问“氮气含量那么多，为什么我们没有进化为利用氮气而是氧气？”就像问“海水那么多，为什么我们开辟的汽车不是用海水而是汽油？”就像海水不克不及使汽车运行一样，我们不克不及依靠氮气保存，因为我们的身体不是这么“设计”的。