2020年2月，以色列特拉維夫大學(xué)動(dòng)物學(xué)家Dayana Yahalomi的研究小組首次發(fā)現(xiàn)了不需要氧氣生存的動(dòng)物-鮭居尾孢蟲，這是一種寄生在鮭魚肌肉組織中的寄生蟲，它可以在完全無氧的環(huán)境下正常生存。該研究報(bào)告發(fā)表在了美國《國家科學(xué)院院刊》上。（別再說生吃三文魚沒有寄生蟲了）
除了鮭居尾孢蟲外，地球上的其他動(dòng)物都是氧氣呼吸的，但是在地球的大氣層中，氮?dú)馐钦急茸疃嗟臍怏w，高達(dá)78％以上，而反觀氧氣，只有21％左右，如此看來，動(dòng)物如果用氮?dú)夂粑脑捀雍侠硪恍?/p>
但是，對(duì)于任何的動(dòng)物來說并不是“多”就有利，比如地球上土最多，動(dòng)物卻沒有真正吃土的。那么，是什么導(dǎo)致了動(dòng)物沒有演化出氮?dú)夂粑�？我們一起來聊一下這個(gè)有意思的問題。
動(dòng)物的呼吸
除了極個(gè)別的動(dòng)物，其他動(dòng)物都是需要進(jìn)行有氧呼吸的。但是你有沒有想過一個(gè)問題：空氣中氮?dú)庾疃啵�有其他微量的氣體，這些氣體是在動(dòng)物呼吸氧氣時(shí)一同被吸入的，雖然這些氣體表面上看沒有什么作用，但是如果剔除掉這些氣體，變成純氧呼吸，會(huì)危害到動(dòng)物的健康。
因?yàn)楹粑菍怏w送入肺泡中（以哺乳動(dòng)物為例），之后氣體的互換會(huì)在肺部中進(jìn)行，首先吸入的空氣中氧氣含量較高，而肺泡中原本的氧氣已經(jīng)被消耗的差不多了，所以空氣中的氧氣就會(huì)從肺毛細(xì)血管中進(jìn)入到血管中，此時(shí)空氣中二氧化碳的含量要低于肺泡中的含量，所以二氧化碳就會(huì)從肺毛細(xì)血管中進(jìn)入肺泡，至此，動(dòng)物的一次呼吸完成。
如果是呼吸的純氧的話，二氧化碳就很難進(jìn)入肺泡再呼出來，這樣氣體的交換就很難進(jìn)行，而且氧本身是一種自由基，過多的氧在體內(nèi)會(huì)損害人的器官和組織。
所以說，氧氣雖好，但符合自己的需求才是最好的。在整個(gè)呼吸的過程中，可能小伙伴們也發(fā)現(xiàn)，在我們吸入的空氣中有大量的氮?dú)�，它們�(nèi)チ四睦?/p>
答案很簡單：被呼出來了。而且在整個(gè)呼吸過程中，氮?dú)馔耆珱]有參與，從本質(zhì)上說它只是起到了淡化氧氣濃度的作用而已。
既然氮?dú)庠诳諝庵姓贾饕�，為何�?dòng)物不用氮?dú)夂粑?/strong>
在自然界中，生物的呼吸可以分為有氧和無氧呼吸兩大類，其中無氧呼吸的生物雖然大都是厭氧生物，不需要氧氣，但是它們同樣也不需要氮?dú)�，而是通過發(fā)酵來生存的，由此可見，即便是不適用氧氣生存的動(dòng)物，也沒有演化出用氮?dú)馍�。這到底是為什么呢？
首先我們來看一下呼吸的本質(zhì)，動(dòng)物呼吸的本質(zhì)是通過一系列的化學(xué)反應(yīng)來分解有機(jī)物從而獲取能量，因?yàn)槟芰坎粌H僅是動(dòng)物，還是所有生物生命的驅(qū)動(dòng)力，沒有了能量也就意味著生命的終止。
從上圖中我們可以看出，我們吸入的氧氣在線粒體內(nèi)與有機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生了對(duì)于大多數(shù)動(dòng)物最主要的水和能量。那么，為何不能用氮?dú)饽�？這就要從兩個(gè)方面來說了：
01 效率。任何一種生命活動(dòng)都是長期的演化得來的，而能夠在自然選擇中被保留下來的，都是對(duì)于大多數(shù)生物來說更有利的。呼吸也是一樣的，作為一種釋放能量的存在，氧本身是一種自由基，它容易與其他的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
相比較而言，氮的穩(wěn)定性更強(qiáng)，雖說它也能與其他物種發(fā)生一定的反應(yīng)，但是效率非常低，并且在發(fā)生反應(yīng)時(shí)還需要吸收熱量（常溫下穩(wěn)定，發(fā)生反應(yīng)就需要能量），不像氧氣那樣釋放熱量。
因此，從效率上說，氧的活動(dòng)更強(qiáng)更容易發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生能量，所以除了厭氧生物外，其他生物都選擇了氧氣呼吸，就連生活在海底的生物也是如此，只不過長期的環(huán)境適應(yīng)，讓它們需要的氧氣濃度較低而已。
第二：終端產(chǎn)物。我們常說水是生命之源，動(dòng)物都離不開水，雖然像沙漠貓這種動(dòng)物可以長期不喝水，但是這只是它們長期演化的結(jié)果，而且在捕食時(shí)它會(huì)進(jìn)食大量的動(dòng)物體液，這也是它們體內(nèi)水來源之一。
除此之外，任何的動(dòng)物除了從外界補(bǔ)充水外，身體產(chǎn)生的水也是非常重要的，因?yàn)檫@保證了動(dòng)物在一段時(shí)間不喝水不至于死，而身體產(chǎn)生的水其中有三分之一以上就是氧（H2O），而水也是有氧呼吸的最終產(chǎn)物之一，這使得動(dòng)物在遇到干旱等自然災(zāi)害時(shí)的生存能力大大的提高了。
如果動(dòng)物是用氮?dú)夂粑敲醋罱K的產(chǎn)物就可能是氮化氫，氮化氫就是我們常說的氨氣，對(duì)于動(dòng)物的組織來說氨氣具有腐蝕性和刺激性，這就會(huì)發(fā)生動(dòng)物邊呼吸，機(jī)體變損傷的現(xiàn)象。除此之外，用氮?dú)夂粑�，最終還可能出現(xiàn)一種產(chǎn)物氮化碳，氮化碳是一種硬度可以跟金剛石媲美的化合物，即便是在體內(nèi)少量的形成，日積月累，動(dòng)物的身體也是無法承受的。
總結(jié)
在地球的大氣中，氮?dú)獯_實(shí)是占比最多的，但是這些氮?dú)鈱?duì)于動(dòng)物的呼吸來說只能起到一個(gè)輔助作用（使氧氣濃度維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下），它是不參與動(dòng)物的呼吸系統(tǒng)的
這是因?yàn)榈獨(dú)獗旧硪妊鯕庖�(wěn)定，所以很難參與化學(xué)作用從而產(chǎn)生足夠的能量，而且氮的化合物對(duì)于動(dòng)物來說基本上都是有害的，所以，氮?dú)夂粑鼰o疑是在“慢性自殺”。
而氧氣就不同了，作為大氣中占比第二大的氣體，它的自由性容易在動(dòng)物體內(nèi)參與反應(yīng)從而高效地產(chǎn)出能量，而且它的最終產(chǎn)物之一水還是動(dòng)物的生命之源。
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