氧气革命
地球早期的大气层与我们今天的大气层大不相同。人们认为地球的第一层大气是由氢和氦组成的，很像气态行星和太阳。经过数百万年的火山喷发和其他地球内部过程，第二层大气出现了。这种大气中充满了二氧化碳、二氧化硫等温室气体，还含有其他类型的蒸汽和气体，如水蒸气，在较小程度上还含有氨和甲烷。
无氧
这种气体组合对大多数生命形式来说都是非常不适宜居住的。虽然有许多理论，如原始汤理论、热液喷口理论和关于地球上生命起源的泛胚种理论，但可以肯定的是，居住在地球上的第一批生物并不需要氧气，因为大气中没有游离氧。大多数科学家都同意，如果当时大气中有氧气，生命的组成部分就不可能形成。
二氧化碳
然而，植物和其他自养生物会在充满二氧化碳的大气中茁壮成长。二氧化碳是光合作用发生所必需的主要反应物之一。在二氧化碳和水的作用下，自养生物可以产生碳水化合物作为能量和氧气的废物。在地球上许多植物进化之后，大气中自由漂浮着大量的氧气。据推测，当时地球上没有生物需要氧气。事实上，富氧对一些自养生物是有毒的，它们已经灭绝了。
紫外线
尽管氧气不能被生物直接利用，但在那个时期氧气对这些生物并不都是有害的。氧气漂浮到大气层顶部，暴露在太阳紫外线下。这些紫外线分裂了双原子氧分子，帮助形成了臭氧，臭氧由三个氧原子共价键合而成。臭氧层有助于阻止一些紫外线到达地球。这使得生命在陆地上定居更加安全，而不易受到那些有害射线的影响。在臭氧层形成之前，生命必须留在海洋中，在那里受到保护，免受酷热和辐射。
第一消费者
有了臭氧的保护层和充足的氧气可以呼吸，异养生物得以进化。最早出现的消费者是简单的食草动物，它们可以吃掉在充满氧气的大气中生存下来的植物。由于在陆地殖民的早期阶段氧气非常丰富，我们今天所知道的物种的许多祖先都长成了巨大的体型。有证据表明，某些种类的昆虫长得和某些较大种类的鸟类一样大。
随着食物来源的增加，更多的异养生物可以进化。这些异养生物碰巧释放出二氧化碳，作为其细胞呼吸的废物。自养生物和异养生物的取舍能够保持大气中氧气和二氧化碳的水平稳定。这种互谅互让的局面今天仍在继续。
- 发表于 2021-10-12 12:13
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- 分类：生物
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