氧氣是慢性毒藥？21億年前，它滅絕了地球上99%的生命

深吸一口氣，感覺很舒服，對吧？

氧氣在我們的認知里，是生命的代名詞，是活力，是純凈，是不可或缺的生存基石，如果切斷氧氣供應(yīng)幾分鐘，人類的大腦就會死亡，但如果我告訴你，這種被我們奉為“生命之源”的氣體，在地球的歷史長河中，其實是一種令人聞風(fēng)喪膽的劇毒生化武器呢？

在 24 億到 21 億年前，正是因為氧氣的突然出現(xiàn)，引發(fā)了地球歷史上規(guī)模最大、最慘烈的物種大滅絕，當時的地球霸主們并不是因為缺氧而死，恰恰相反，它們是被氧氣“毒”死的，這就是著名的“大氧化事件”。

讓我們把時鐘撥回 25 億年前。

如果那時你穿越到地球，你不僅無法呼吸，甚至?xí)岩勺约菏遣皇秋w錯了星球，那時的天空不是藍色的，而是詭異的粉紅色或橙色，因為大氣中充滿了甲烷和二氧化碳，就像今天的泰坦星一樣，那時的海洋也不是藍色的，而是綠色的，甚至是紫色的。

最重要的是，那是一個“厭氧生物”的天堂。 當時的地球霸主是各種古菌和細菌，其中最繁盛的是產(chǎn)甲烷菌，它們生活得非常滋潤：吃進去氫氣或有機物，排出來甲烷，對于這些原住民來說，氧氣不僅沒用，甚至是致命的毒藥。

因為氧氣具有極強的氧化性，一旦接觸氧氣，厭氧菌體內(nèi)的酶會被瞬間破壞，DNA 被切斷，蛋白質(zhì)被變性。

然而進化的車輪是無情的。

大約在 27 億到 24 億年前的某個時刻，在原始湯的某個角落，一種名叫藍藻的生物，點亮了一項名為“光合作用”的逆天功能。

在此之前生物獲取能量的方式都很低效，但藍藻發(fā)現(xiàn)了一個驚人的公式：陽光 + 水 + 二氧化碳 = 能量（糖） + 廢物，這個“廢物”，就是氧氣，藍藻本身并不是惡魔，它們只是想吃飽飯，它們瘋狂地繁殖，貪婪地吸收陽光，然后肆無忌憚地向海洋中排放這種“有毒廢氣”。

起初，這場危機并沒有爆發(fā)，因為地球有一套天然的“緩沖機制”，海洋中溶解了巨量的二價鐵離子，當藍藻釋放出氧氣時，氧氣立刻與海水中的鐵發(fā)生反應(yīng)，生成了氧化鐵，這些紅色的鐵銹沉淀到海底，一層又一層，堆積了數(shù)億年。

這不僅染紅了當時的海洋，也留下了今天人類工業(yè)文明的基石。如果你看看澳大利亞或巴西那些巨大的紅色鐵礦層，你看到的其實是 20 多億年前氧氣與鐵殊死搏斗的尸體，地質(zhì)學(xué)上稱為“條帶狀鐵建造”。

但這套緩沖機制終究有極限。

就像海綿吸水總會吸飽一樣，終于有一天，海洋里的鐵離子被消耗殆盡了，巖石也被氧化飽和了，但藍藻還在沒日沒夜地排放氧氣。

大約 24 億年前，臨界點突破了，無處可去的氧氣開始從海洋中溢出，大量涌入大氣層，對于當時的地球原住民來說，這無異于一場生化危機，空氣變質(zhì)了，海水變毒了，無處不在的氧氣像強酸一樣腐蝕著它們的細胞膜。

這是一場悄無聲息卻慘烈至極的大屠殺，據(jù)科學(xué)家估算，超過 99% 的原始物種在這次事件中滅絕，曾經(jīng)統(tǒng)治地球幾十億年的厭氧霸主們，尸橫遍野，幸存下來的極少數(shù)，被迫逃亡到地球最黑暗、最缺氧的角落，深海熱液噴口、地下深處、或者是今天人類的腸道里，它們至今仍躲在那里，瑟瑟發(fā)抖，不敢接觸哪怕一絲氧氣。

如果你以為氧氣只是毒死了細菌，那就太小看它了，它差點把地球本身也“殺”死，在氧氣出現(xiàn)之前，地球之所以在年輕太陽的照耀下還能保持溫暖，全靠大氣層中厚厚的甲烷，甲烷是超級溫室氣體，其保溫能力是二氧化碳的 20 倍以上。

但氧氣是一個暴脾氣，當氧氣進入大氣層，它迅速與甲烷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：甲烷 + 氧氣 → 二氧化碳 + 水，這一下捅了簍子，高效的保溫毯甲烷被換成了低效的薄床單二氧化碳，甚至變成了水，地球的溫室效應(yīng)瞬間崩潰，氣溫呈斷崖式下跌。

這引發(fā)了著名的“休倫冰河時期”，整個地球被凍成了一個巨大的“雪球”，冰蓋從兩極一直延伸到赤道，整個星球被平均厚度達數(shù)公里的冰層包裹，平均氣溫降到了零下 50 攝氏度，這場恐怖的冰期持續(xù)了整整 3 億年，在這 3 億年的黑暗寒冬里，地球幾乎是一顆死星。

但是生命之所以偉大，就在于它總能在絕境中找到出路。

在長達數(shù)億年的冰封和氧氣籠罩下，一些幸存的微生物開始了一場痛苦的進化實驗，一部分細菌進化出了抗氧化機制，這不僅解了毒，還意外地打開了能量的新世界大門，這是一個巨大的能量革命，厭氧呼吸效率極低，分解一個葡萄糖分子，只能產(chǎn)生 2 個 ATP，有氧呼吸利用氧氣徹底“燃燒”葡萄糖，能產(chǎn)生 30-32 個 ATP。

能量效率瞬間翻了 15 倍，這就好比從“燒木柴”進化到了“核聚變”，擁有了如此澎湃的能量，生命不再滿足于做一個微小的細菌。它們開始嘗試更奢侈的結(jié)構(gòu)，真核細胞誕生了，緊接著多細胞生物出現(xiàn)了。

有了氧氣提供的能量，生物才能長出大腦，長出骨骼，長出肌肉，才能跑、能跳、能飛、能思考，可以說21 億年前的那場大滅絕，雖然清洗了舊世界，但也為復(fù)雜生命的誕生鋪平了道路，沒有那場“氧氣大屠殺”，地球到現(xiàn)在可能還是一顆飄滿細菌的紫色星球，永遠不會有人類。

故事到這里似乎是大團圓結(jié)局：氧氣從殺手變成了恩人，但事實真的如此嗎？

生物學(xué)家會告訴你：即便在今天，氧氣依然是毒藥，只是我們進化出了一套解毒系統(tǒng)，在勉強維持平衡而已，我們吸入的氧氣，約有 98% 被線粒體完美利用，但還有 2% 轉(zhuǎn)化成了自由基，它們到處亂竄，攻擊我們的 DNA，氧化我們的蛋白質(zhì)，破壞我們的細胞膜。

這種破壞的積累，在宏觀上表現(xiàn)為一個我們都熟悉的過程：衰老，為什么我們會長皺紋？因為氧化破壞了膠原蛋白，為什么我們會得癌癥？因為氧化破壞了基因，為什么我們會死？很大程度上，是因為我們被氧氣“慢慢燒壞了”。

鐵會在氧氣中生銹，切開的蘋果會在氧氣中變黑，人類也會在氧氣中慢慢衰老，生命本質(zhì)上就是一場漫長的、對抗氧化的燃燒過程，我們依靠氧氣獲得劇烈的能量來維持生存，代價就是這股火焰最終會把我們自己燃盡。

現(xiàn)在請你再次深吸一口氣，這一口空氣中，含有 21% 的氧氣，對于 25 億年前的地球原住民來說，這是一口致命的毒氣，對于你的線粒體來說，這是一劑強效的助燃劑，對于你的 DNA 來說，這是一把緩慢切割的電鋸。

“大氧化事件”是地球歷史上最驚心動魄的篇章，它告訴我們，沒有什么環(huán)境是永恒的，也沒有什么物質(zhì)是絕對“好”或“壞”的，氧氣毀滅了 99% 的生命，凍結(jié)了地球 3 億年，卻也鍛造了今天的我們，我們都是那場大災(zāi)難幸存者的后代。