植物過(guò)度生長(zhǎng) 氧氣濃度過(guò)高 會(huì)對(duì)其他生物造成什么危害？

氧氣舊稱(chēng)“養(yǎng)氣”，顧名思義，是滋養(yǎng)我們的氣體。氧氣是世間萬(wàn)物賴(lài)以生存所必需的物質(zhì)，人類(lèi)如果不呼吸，幾分鐘就會(huì)喪命。但實(shí)際上，過(guò)高濃度的氧氣對(duì)于生物體確實(shí)也是有害的。

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

在地質(zhì)史上，有兩次生物大滅絕事件就和植物等產(chǎn)氧生物繁盛或氧氣濃度過(guò)高有關(guān)。

大氧化事件

大氧化事件又叫“氧氣災(zāi)難”，是指大氣中氧氣從無(wú)到有的變化過(guò)程中早期厭氧生物的大規(guī)模滅絕。

大約在38億年前，最早的生命體就在當(dāng)時(shí)地球幾乎沒(méi)有氧氣的環(huán)境中誕生了，主要是一些厭氧生物，包括古細(xì)菌和真細(xì)菌。

古細(xì)菌

最早的產(chǎn)氧生物藍(lán)藻出現(xiàn)在35億年前。需要注意的是藍(lán)藻不是植物，更準(zhǔn)確的叫法是藍(lán)細(xì)菌。藍(lán)藻是產(chǎn)氧的原核生物，而植物是產(chǎn)氧的真核生物。

藍(lán)藻產(chǎn)生的氧氣將當(dāng)時(shí)地球到處都是的還原性物質(zhì)，主要是二價(jià)的亞鐵離子，全給氧化了，這用了整整十億年。

大氧化的遺產(chǎn)：鐵礦石（氧氣氧化亞鐵離子形成的三價(jià)鐵沉淀）

到大約24億年前，游離氧開(kāi)始釋放，大氣中氧氣濃度在幾億年的時(shí)間里從幾乎沒(méi)有上升到4%（今天是21%）。

大氧化事件：階段二

氧氣的危害在于氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物氧自由基，能破壞生物膜和遺傳物質(zhì)DNA。厭氧的古細(xì)菌在這場(chǎng)氧氣災(zāi)難中幾乎被滅族。在大氧化事件之前，古細(xì)菌是地球上占據(jù)優(yōu)勢(shì)的生命形式，而今天，我們只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(xì)菌的蹤跡。

有一部分古細(xì)菌活了下來(lái)，它們具備DNA修復(fù)能力，并逐漸產(chǎn)生了保護(hù)性的核膜，于是有了細(xì)胞核，這就是最原始的真核生物，今天所有真菌、植物、動(dòng)物和人類(lèi)的共同祖先。

真核生物：藻類(lèi)細(xì)胞

大約21年前，這伙原始真核生物吞噬了一種好氧細(xì)菌，最終形成了內(nèi)部共生，線粒體就這樣在真核生物細(xì)胞內(nèi)安家了，真核生物從此過(guò)上了有氧生活，開(kāi)始加速進(jìn)化。

古細(xì)菌是二分裂方式生殖的，原來(lái)的細(xì)胞一分為二，新形成的兩個(gè)細(xì)胞和原來(lái)的完全一樣，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，它們只要能一直分裂下去，就是長(zhǎng)生不老的。

真核生物的呼吸中心：線粒體

真核生物為了減輕氧氣破壞遺傳物質(zhì)的不利影響，形成了基因重組機(jī)制，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(gè)真核生物個(gè)體都最終會(huì)走向衰老和死亡。

因此，氧氣的出現(xiàn)促進(jìn)了生命體形式向更高等、更復(fù)雜的方向進(jìn)化，但縮短了生命的長(zhǎng)度。

泥盆紀(jì)晚期大滅絕

第二次發(fā)生在富氧時(shí)代的災(zāi)難是泥盆紀(jì)晚期生物大滅絕事件。奧陶紀(jì)以來(lái)，植物和節(jié)肢動(dòng)物相繼登陸，當(dāng)時(shí)地球上還沒(méi)有以活的植物為食的動(dòng)物，動(dòng)物只能吃其他動(dòng)物或者動(dòng)植物腐尸的碎屑。這就導(dǎo)致了植物在兩億多年的時(shí)間里過(guò)度蔓延，到泥盆紀(jì)晚期（3.77至3.59億年前）已經(jīng)形成了世界范圍內(nèi)的原始森林。由于陸地植物的繁盛，大氣中氧氣含量急劇升高。

泥盆紀(jì)的森林和節(jié)肢動(dòng)物

早期地球陸地上沒(méi)有土壤，植物作用于巖石，分解出土壤，土壤中富含植物生長(zhǎng)所需的無(wú)機(jī)鹽，促進(jìn)植物進(jìn)一步生長(zhǎng)。這些無(wú)機(jī)鹽被沖入海洋中使海藻瘋長(zhǎng)，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，消耗掉了海洋里的氧氣。

水體富營(yíng)養(yǎng)化

這樣，泥盆紀(jì)晚期大氣中富氧，海洋中卻是缺氧的，大量的海洋動(dòng)物死于窒息。

鄧氏魚(yú)，體長(zhǎng)6-7米，盾皮魚(yú)的一種，泥盆紀(jì)的霸主。盾皮魚(yú)是泥盆紀(jì)占優(yōu)勢(shì)地位的魚(yú)類(lèi)，在泥盆紀(jì)晚期全部滅絕。

泥盆紀(jì)晚期長(zhǎng)達(dá)2000多萬(wàn)年的時(shí)間里，陸地上一片生機(jī)勃勃，海洋中簡(jiǎn)直是一片地獄。有一類(lèi)叫做總鰭魚(yú)的魚(yú)類(lèi)，不甘心在海洋里坐以待斃，它們長(zhǎng)出了肺，長(zhǎng)出了可以在陸地上移動(dòng)的四肢。

終于有一天，它們登陸成功了。這就是最早的四足動(dòng)物魚(yú)石螈，今天兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳動(dòng)物和人類(lèi)的共同祖先。

氧氣降溫效應(yīng)

植物、藍(lán)藻及其產(chǎn)生的氧氣對(duì)地球環(huán)境的另一個(gè)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，它的存在確保地球在早期太陽(yáng)光比較暗淡的情況下，仍然能夠保持較高的溫度，從而孕育出生命體。

氧氣把甲烷氧化成二氧化碳，后者作為溫室氣體不如前者高效，而植物又可以吸收二氧化碳釋放出氧氣，這就形成了一個(gè)正反饋的循環(huán)，導(dǎo)致大氣中氧氣含量越來(lái)越高，甲烷和二氧化碳含量越來(lái)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(xiàn)了嚴(yán)重的降溫，將地球凍成了一個(gè)雪球。

兩極冰川的形成會(huì)導(dǎo)致地球海平面下降，將淺海生物賴(lài)以生存的大陸架暴露出海面，這對(duì)淺海生物來(lái)說(shuō)是致命的。在泥盆紀(jì)晚期大量的珊瑚礁絕跡就是這個(gè)原因。

總 結(jié)

任何事物都有兩面性，氧氣也不例外。一方面它給所有生物提供了隨處可用的自由能，促進(jìn)了生命體進(jìn)化，使這個(gè)世界更加豐富多彩。

另一方面，它的氧化性使生物體衰老和死亡，過(guò)高濃度的氧氣濃度將在短時(shí)間內(nèi)對(duì)生物體造成嚴(yán)重?fù)p害，這在醫(yī)學(xué)上稱(chēng)為“醉氧”。

因?yàn)橛辛搜鯕?，我們生命的長(zhǎng)度被縮短了，但是活得更加精彩了。