生命要想維持正常的生理活動(dòng),就必須從外部環(huán)境攝入能量和物質(zhì)。除了比較低級(jí)的生命形式,比如厭氧菌,氧氣是地球上絕大多數(shù)生命所必需攝入的物質(zhì)之一。
地球誕生于45億年前,生命大約形成于35億年前氧氣,其實(shí)地球上最早最原始的生命是不需要氧氣的,那時(shí)地球大氣中的氧氣濃度也比較低。直到地球海洋中誕生了藻類(lèi),它們能利用陽(yáng)光進(jìn)行光合作用,并釋放出大量的氧氣。正是它們的出現(xiàn),改變了地球上的大氣,同時(shí)也影響了生命的進(jìn)化方向。
研究顯示,地球大氣層中氧氣的濃度大約于24億年前大幅度提升。氧氣具有強(qiáng)氧化性,海水中的氧氣濃度增加,使得地球上的一批原始生命因此滅絕。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的演化,地球上的生命逐漸適應(yīng)并學(xué)會(huì)了利用氧氣進(jìn)行新陳代謝。
氧氣雖好,可也要適量。就像食鹽一樣氧氣,太少感覺(jué)味道太淡汽油檢測(cè)儀,太多則感覺(jué)味道太咸。生命的呼吸需要氧氣,但大氣中的氧氣濃度也需要保持在一定的水平范圍之內(nèi)液化氣報(bào)警器,這樣才不會(huì)出問(wèn)題。
現(xiàn)在地球大氣中的氧氣濃度大約維持在21%。而這里所說(shuō)的氧氣濃度一般是指低海拔地區(qū)大氣中的氧氣濃度,海拔越高空氣越稀薄,氧氣濃度也就越低。
其實(shí)地球大氣中氧氣的濃度一直都在變化,而導(dǎo)致這一變化的主要就是地球上的植物。在距今幾億年前的石炭紀(jì)和三疊紀(jì)時(shí)代,那時(shí)地球上的氧氣含量大約維持在35%~42%之間氧氣,這樣高的氧氣濃度10分有利于昆蟲(chóng)等不以肺為主要呼吸器官的生物的生長(zhǎng),所以在那個(gè)時(shí)代出現(xiàn)了各種巨型的昆蟲(chóng),比如巨型蜻蜓。
上過(guò)初中化學(xué)的可能都知道,一根燒紅的鐵絲在空氣中并不會(huì)燃燒,可放在純氧中卻會(huì)燃燒。
地球上某些生物對(duì)氧氣濃度的適應(yīng)比較強(qiáng),而人類(lèi)只有當(dāng)氧氣濃度在19.5%~23.5%之間時(shí)才比較適宜。
如果空氣中的氧氣濃度較低,則我們的身體會(huì)出現(xiàn)缺氧。當(dāng)氧氣濃度低于16%時(shí),我們的身體就會(huì)感受到明顯的不適;如果氧氣濃度低于6%,我們很快就會(huì)窒息而亡。
同樣,高濃度氧氣對(duì)人體也是有害的。當(dāng)空氣中的氧氣濃度達(dá)到50%以上時(shí),人體就會(huì)感覺(jué)不適,長(zhǎng)此以往會(huì)引發(fā)身體某些部位的病變;如果氧氣濃度達(dá)到70%以上,很快就會(huì)引發(fā)氧氣中毒;一旦超過(guò)80%,就會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生不可逆的傷害。
正是因?yàn)楦邼舛鹊?strong>氧氣對(duì)人體有害,所以只有在搶救某些危重病人的時(shí)候,才會(huì)使用有壓力的高氧,并且只能短時(shí)間使用。醫(yī)院里向病人輸氧時(shí),都會(huì)控制氧氣的濃度,通常還會(huì)給氧氣加濕。
生命體之所以需要氧氣,是因?yàn)樾枰?strong>氧氣與糖類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),轉(zhuǎn)化為能量,供給給全身的細(xì)胞。
氧氣具有強(qiáng)氧化性,會(huì)在細(xì)胞內(nèi)生成氧自由基。在正常情況下,我們的身體對(duì)這種自由基具有一定的抵抗能力,也就是抗氧化能力。而在高氧環(huán)境下,氧自由基的數(shù)量會(huì)增加,這無(wú)疑會(huì)打破這種平衡,并對(duì)身體產(chǎn)生不同程度的損傷。在高氧環(huán)境下,身體的新陳代謝也會(huì)加快,這會(huì)縮短人類(lèi)的壽命。
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