綠色植物通過光合作用吸收二氧化碳，釋放出氧氣，從而凈化了我們的大氣，森林因而有地球的肺之稱。

大海里生活著數(shù)以億計(jì)的藍(lán)藻和藻類，也向水體和大氣中釋放了大量氧氣，因此也有說法稱森林和海洋是地球的兩葉肺。

地球之肺：熱帶雨林

現(xiàn)代環(huán)保主義的要求是保護(hù)森林和海洋，我曾無數(shù)次的聽到過有讀者說氧氣就是靈氣，氧氣越多生物體就長得越旺。但鮮為人知的是，地球生命在進(jìn)化歷程中經(jīng)歷的兩次大滅絕，就發(fā)生在藍(lán)藻和植物繁盛、氧氣濃度急劇上升的時(shí)期，無數(shù)生命體竟在富氧的大氣中窒息而亡。

大氧化事件

地球上本來沒有游離的氧氣，有了生物才有了游離氧。因此，與一般人想的有氧氣才有生命不同，氧氣是生物的產(chǎn)物。

距今38億年前，最早的生命在海洋中孕育，當(dāng)時(shí)大氣中只有非常微量的氧氣（0.02%），因此早期生物都是一些厭氧生物。

顯微鏡下的藍(lán)藻

最早的產(chǎn)氧生物出現(xiàn)在距今約34億年前，是至今仍生活在海洋中的藍(lán)藻。藍(lán)藻能夠進(jìn)行光合作用，將二氧化碳和水合成養(yǎng)分，同時(shí)把氧氣作為廢氣釋放。藍(lán)藻雖然叫“藻”，但它并不是藻類，也不是植物，它和細(xì)菌一樣屬于原核生物，因此它還有一個(gè)更恰當(dāng)?shù)拿?，叫藍(lán)細(xì)菌。

當(dāng)時(shí)地球上占統(tǒng)治地位的生物是厭氧的古細(xì)菌，氧氣對(duì)它們是有害的，主要體現(xiàn)在對(duì)它們遺傳物質(zhì)DNA的氧化破壞。

最原始的生命：古細(xì)菌

古細(xì)菌不是古代的細(xì)菌，而是一個(gè)獨(dú)立的生物類群，與細(xì)菌所屬的原核生物域，動(dòng)物、植物所屬的真核生物域并列，是生物的三大域之一，叫古核生物域?！坝颉笔亲畲蟮纳锓诸悊挝?。

藍(lán)藻產(chǎn)生的氧氣最初并沒有導(dǎo)致大氣中游離氧的增多。當(dāng)時(shí)海洋中富含二價(jià)的亞鐵離子，藍(lán)藻釋放的氧立即被亞鐵離子還原，生成三價(jià)的鐵離子。鐵鹽溶解度遠(yuǎn)低于亞鐵鹽，于是沉淀于海底，現(xiàn)在地層中的鐵礦床就是在那個(gè)時(shí)期形成的。

大氧化之前形成的鐵礦石

藍(lán)藻產(chǎn)生的氧消耗掉早期地球上的還原性物質(zhì)共用了近10億年，到距今24.5億年前，海洋里所有的亞鐵離子都已經(jīng)被氧化，游離的氧終于釋放出來，并在海洋和大氣中積累。

從24.5億年前到18.5億年前，大氣中的氧氣濃度從0.02%上升到了4%，這就是地質(zhì)史上著名的大氧化事件，大量的厭氧生物被氧氣殺死。

大氣中氧氣含量變化，第二階段即大氧化事件

由于年代過于久遠(yuǎn)，我們不清楚當(dāng)時(shí)的生命損失有多大。但可以確定的是，當(dāng)時(shí)海洋里隨處可見的古細(xì)菌絕大多數(shù)在大氧化事件中滅絕了，今天我們只能在深海熱液噴口、高濃度的鹽堿湖湖底這種極端缺氧的環(huán)境中，才能見到古細(xì)菌的蹤跡。

與大氧化事件相伴隨的是休倫冰期（距今24億至21億年前）。藍(lán)藻吸收了二氧化碳，釋放的氧氣又把甲烷氧化，這兩者是大氣中的主要溫室氣體，于是地球急劇降溫，凍成了一個(gè)雪球，這就是休倫冰期，地質(zhì)史上第一次、持續(xù)最久也是最嚴(yán)重的一次冰期。

幸虧當(dāng)時(shí)的火山比現(xiàn)在活躍，火山爆發(fā)積聚的甲烷和二氧化碳又在幾千年間將“雪球地球”融化，否則生物的演化將大受影響。

“雪球地球”，休倫冰期大致就是這個(gè)樣子

進(jìn)化機(jī)遇：早期生命厭氧的毀滅，為好氧生物的發(fā)展騰出了空間。在沒有氧氣的年代，早期生物的演化受到了能量方面的限制，只能維持最簡單的形式?，F(xiàn)在有了氧氣，各種生物都可以輕易分解有機(jī)質(zhì)獲取能量，生命體得以向更復(fù)雜、更高級(jí)的方向進(jìn)化。

大多數(shù)古細(xì)菌都在這場(chǎng)“氧氣災(zāi)難”中滅亡了，但有一小部分活了下來，它們具備了DNA修復(fù)功能，能修復(fù)被氧自由基損傷的遺傳物質(zhì)。距今21億年前，這一伙古細(xì)菌演化出了核膜，將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分開，成為最原始的真核生物。

真核動(dòng)物（綠藻）細(xì)胞

距今20億年前，原始真核生物吞噬了一種好氧細(xì)菌，并將后者同化為自身的一部分，這就是線粒體——我們細(xì)胞中最重要的細(xì)胞器，我們的呼吸中心和能量中心。從此真核生物過上了有氧生活。

真核動(dòng)物的線粒體

真核生物在十幾億年的演化中分為三個(gè)分支：動(dòng)物、植物和真菌，這才有了如今絢麗多彩的世界。

晚泥盆世大滅絕事件

地質(zhì)史的單位從大到小有宙—代—紀(jì)—世—期5個(gè)層級(jí)，一個(gè)代通常有數(shù)億年，一個(gè)紀(jì)有5000-8000萬年，一個(gè)世是幾百萬到2000萬年。生物大滅絕通常發(fā)生在兩代或兩紀(jì)之交的幾萬年到幾十萬年間。

但卻有這樣一個(gè)世，整個(gè)世都在發(fā)生著大滅絕，這個(gè)世就是晚泥盆世。這次大滅絕稱為晚泥盆世大滅絕，從距今3.77億年前一直持續(xù)到3.59億年前，是顯生宙的第二次生物大滅絕，也是持續(xù)時(shí)間最長的一次滅絕事件。

泥盆紀(jì)的世界：盾皮魚稱霸，總鰭魚登陸

這場(chǎng)災(zāi)難的起因，被認(rèn)為是發(fā)生在今西伯利亞地區(qū)的一次超級(jí)火山爆發(fā)。然而，有專家指出，這場(chǎng)大浩劫能持續(xù)1800萬年之久，植物在其中起到了推波助瀾的作用。

植物早在泥盆紀(jì)之前就已經(jīng)登上了陸地，當(dāng)時(shí)陸地還沒有以活的植物為食的動(dòng)物，饑餓又無能的節(jié)肢動(dòng)物只能取食植物遺體碎屑。那個(gè)時(shí)代真的是植物發(fā)展的黃金時(shí)期，在泥盆紀(jì)之初，陸地植物最高只有30厘米，到泥盆紀(jì)結(jié)束之際，大型蕨類已經(jīng)可以長到30米，增高了100倍。植物在泥盆紀(jì)迅速蔓延到陸地的每一個(gè)角落，形成了世界性的原始森林。

晚泥盆世的陸地：植物和昆蟲的天堂

在植物強(qiáng)烈的光合作用下，大氣中的氧濃度從晚泥盆世開始節(jié)節(jié)攀升，到石炭紀(jì)達(dá)到地球有史以來的最高峰。然而，這場(chǎng)海洋生物的災(zāi)難就發(fā)生在這個(gè)富氧時(shí)代，兇手之一就是地球之肺——植物。

陸地上本來是沒有土壤的，森林主導(dǎo)了風(fēng)化作用，從巖石中分解出無機(jī)鹽，這正是植物所需要的肥料。雨水將無機(jī)鹽沖進(jìn)海里，引起了藻類的大量繁殖，導(dǎo)致了水體富營養(yǎng)化，耗盡了海洋里的氧氣。大量的海洋生物就在海洋缺氧的環(huán)境中窒息而死。

水體富營養(yǎng)化

植物釋放氧氣的同時(shí)抽掉了大氣中的溫室氣體二氧化碳，導(dǎo)致地球降溫，不僅完全解除了超級(jí)火山爆發(fā)造成的溫室效應(yīng)，還使地球墜入了冰期。很多海洋生物因承受不了忽熱忽冷的氣溫驟變而死亡。冰川的形成導(dǎo)致海平面下降，海洋生物賴以生存的淺海區(qū)域暴露出海面。

這次大滅絕中損失最慘重的就是珊瑚礁，海水缺氧和海平面下降對(duì)它們是致命的。其他的無脊椎動(dòng)物如三葉蟲、腕足動(dòng)物和菊石，都遭到了不同程度的重創(chuàng)。

泥盆紀(jì)霸主：鄧氏魚

古魚類中的盾皮魚、肉鰭魚和無頜魚，要么滅絕，要么損失慘重，只有少數(shù)種類殘存至今。泥盆紀(jì)海洋霸主、有史以來最大的盾皮魚類——鄧氏魚，體長6-7米，也在這場(chǎng)災(zāi)難中滅絕了。幸存的古鯊類體長不超過一米，其他的魚類多數(shù)都只有十幾厘米。脊椎動(dòng)物遭此重創(chuàng)，4000萬年之后才重新走上大型化。

在晚泥盆世的陸地，沒有什么能阻擋植物和節(jié)肢動(dòng)物的活躍進(jìn)化，它們在氧氣過剩的環(huán)境中持續(xù)繁榮。地球呈現(xiàn)出冰火兩重天的態(tài)勢(shì)，陸地上生機(jī)無限，海洋里尸殍遍野。

晚泥盆世的海洋：一片地獄

進(jìn)化機(jī)遇：晚泥盆世大滅絕發(fā)生時(shí)，地球上有充足的氧氣，但海洋動(dòng)物的鰓無法攝取空氣中的氧，只能活活被窒息而死。海洋曾經(jīng)是地球生命的搖籃，在晚泥盆世卻成為一片地獄。

要么死亡，要么離開海洋。在晚泥盆世居于統(tǒng)治地位的盾皮魚就此全部滅絕，肉鰭魚也遭到重創(chuàng)，但它們不甘心坐以待斃，而是進(jìn)化出了可以呼吸空氣中的氧氣的肺，和適于在陸地上行走的四肢。

就在海洋生物正在經(jīng)歷著水深火熱的時(shí)候，最早的四足動(dòng)物——魚石螈成功登陸，來到了生機(jī)勃勃的陸地。這第一批四足動(dòng)物，就是后來兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥類和哺乳動(dòng)物的共同祖先，沒有它們就沒有后來的恐龍，以及今天的人類。

魚石螈登陸

當(dāng)四足動(dòng)物演化到爬行動(dòng)物階段，就已經(jīng)成為陸地上無可爭(zhēng)議的主宰。爬行動(dòng)物演化出了專門取食植物的植食性動(dòng)物，從而控制住了植物的無節(jié)制蔓延。植物的黃金時(shí)代結(jié)束了，動(dòng)物和植物的關(guān)系終于實(shí)現(xiàn)了平衡，地球大氣中的氧氣濃度此后一直保持在20%上下，再也沒有晚泥盆世那么劇烈的波動(dòng)了。

給我們的啟示

上面兩次氧氣和植物帶來的災(zāi)難，給我們?nèi)c(diǎn)啟示：

第一，氧氣不是越多越好，而是夠用就行。早期的原始生命適應(yīng)了大氣中只有微量氧，當(dāng)氧氣濃度上升到4%，它們就遭到了滅頂之災(zāi)。我們?nèi)祟惡同F(xiàn)代生物最適應(yīng)的就是現(xiàn)在21%的氧氣濃度，過高的氧氣濃度會(huì)對(duì)我們機(jī)體產(chǎn)生損害。人在純氧環(huán)境中只能存活很短的一段時(shí)間，所以醫(yī)學(xué)上的吸氧最多也只能用60%的氧氣。

地球之肺：熱帶雨林

第二，動(dòng)物和植物需要平衡，植物也不是越多越好，無節(jié)制蔓延的植物也會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。新生代以來，由于氣候轉(zhuǎn)為干冷，森林漸漸衰退，大氣中氧氣濃度一直呈下降趨勢(shì)，從26%下降到今天的21%。現(xiàn)在森林的破壞和海洋的污染，會(huì)加速氧氣濃度下降的趨勢(shì)，因此當(dāng)務(wù)之急就是保護(hù)好地球的兩葉肺。

第三，每一次生物大滅絕都是一次進(jìn)化機(jī)遇，不適者被淘汰為適者的發(fā)展鋪平了道路，正是無數(shù)次史前災(zāi)難造就了今天的世界。