氧这种元素，怪怪的。
一方面，我们都知道氧是万物生存须臾不可或缺的元素。人不呼吸氧气会死亡，去高原低氧气含量的环境里还会出现反应，需要加点纯氧才行。所以青藏高原的很多房间里都有氧调，跟内地的空调一样，只是里边释放的不是冷气，而是氧气。
燃烧的蜡烛被罩进玻璃罩子里，消耗完氧气就会熄灭。在罩子里的小鼠，等里边氧气耗光也无法生存。也正因为如此，清代化学家徐寿在翻译元素周期表时，给这种元素命名为“养”气，即滋养万物之气，后来才规范写作“氧”。
另一方面，我们对氧化唯恐避之不及。你敷的面膜，包装上有抗氧化作用；你吃的不少食物，广告里也说能抗氧化，甚至还给你普及了自由基的概念；有一段时间石榴籽被疯抢，也是因为据说能抗氧化。
那么问题来了，氧究竟是个什么元素，怎么一会儿是天使，一会儿是魔鬼呢？要回答这个问题，故事要从38亿年前讲起……
氧气
曾经是一种毒气
一个很偶然的机会，原始生命诞生在那电闪雷鸣的原始海洋里。你或许听说过米勒实验，这位芝加哥大学的研究生于1953年准备了个烧瓶，其中充满还原性气体，他再对里边放电火花，结果得到氨基酸。这一实验证明，在充满甲烷、二氧化碳的原始大气中，闪电是可以产生有机物的。
用今天的眼光看来，生命诞生时的环境堪称地狱。
地面上，到处是喷发的火山与流动的熔岩，几乎没有一处安全的落脚之地。
气温比现在高50摄氏度左右，稍微一波动，水都能沸腾。
大气中几乎全是二氧化碳和甲烷等气体，氧气含量极低。
由于没有氧气，也就没有高空臭氧层，紫外线和其他来自外太空的射线肆无忌惮地倾泻在地球上。
所以原始生命只能躲在海洋里，靠厚厚的海水躲避岩浆的高温，遮挡紫外线的侵袭。这时的生命不过是一点核酸与蛋白质的简单组合体，靠生存下去的本能在原始海洋里一点点复制自己，比今天的大部分病毒结构都要简单。
高温、紫外线、岩浆……这一切对生命来说都很可怕，但唯独在氧气的问题上，不能拿今天的眼光看待38亿年前的过往。
氧，是一种化学性质十分活泼的元素，能与太多元素发生反应，这一过程就叫氧化。你或许还记得中学时的化学课，带火星的木条放在纯氧中猛烈燃烧，火焰明亮；平时顶多能烧红烧熔的铁丝，在纯氧中也成了可燃物，出现大量火花。
今天的大气里有21%的氧气，绝大部分物质都逃不脱被氧化的命运。你咬了两口的苹果，放在桌上一会儿就变色，这是果肉被氧化；电线杆上的铁杆生了锈，这是钢铁被氧化；甚至连石头都逃不过，原本白色的大理石放一段时间就发黄，这也是被氧化。
就原始生命那简单的结构根本没法抵抗氧化的作用。如果生命诞生时大气含氧量和今天一样，那估计原始生命一诞生就会被分解掉，后来这38亿年的生命旅程根本就无从开启。
所以对原始生命来说，氧气是一种强烈的毒气，原始大气氧气含量低才给其生存下去的机会。
但是，氧在氧化物质的过程中会释放能量，燃烧就是一种比较剧烈的氧化放能活动。在我们体内，氧气时时刻刻都在氧化物质，释放能量供我们活下去。原始大气中没有氧气，原始生命也不会呼吸，那从哪获取能量呢？
答案是化学能和光能。
在生命科学上，最初的原始生命被分类为“厌氧化能异养生物”，翻译过来就是不依靠氧气、而是利用化学能从外界获取能量的生物。后来一些原始生命进化出光合作用的能力，开始从阳光中吸取能量。大约35亿年前，蓝细菌进化出来，其光合作用的副产物是被所有生命嫌弃的氧气，海水中的含氧量由此开始大幅度升高。
31亿年前，或许是一个偶然的基因突变所致，又有一些细菌获得了与氧共生的能力，能让体内一部分有机物与海水中的溶解氧反应，从中获取能量支持自身发展。
说得壮烈一点，就是燃烧自己，寻求更大的发展契机。
这些细菌被后来的人类叫作好氧菌，那些依然不敢接触氧的细菌则被叫作厌氧菌。如果把生命比作一辆车，好氧菌就是装备了燃油发动机的汽车，从厌氧菌到好氧菌是从马车到汽车的进化，约等于细菌界的工业革命。
很多证据表明，17亿年前，一种能高效利用氧气的细菌被别的细菌吞噬却没有被消化，而成为吞噬者内部的细胞器，叫线粒体。这等于给燃油发动机升个级，大量生产并装进更多汽车里，从此汽车得到大幅度普及。
汽车有了，那汽油呢？
在同样一条时间线上，24亿年前，蓝细菌释放的氧气在海水里达到饱和。多余的氧气开始进入大气中，从此大气氧含量与日俱增，这叫作大氧化事件。
氧含量升高，对于好氧菌是再好不过的消息，因为那就意味着它们新装上7亿年的燃油发动机有了源源不断的燃料加持。但氧不易溶于水，百分之一的含氧量已经是极限；要想获得更多的氧、更有效率地燃烧自己，只能离开海水直接接触空气。
但离开海水谈何容易，来自太阳的紫外线源源不断倾泻在地球上，如同今天的紫外线消毒灯，足以杀死所有没有海水遮挡的生物。所以生物只能躲在海洋里，看着大气中的氧气眼馋。
直到6亿年前，随着氧气在大气层中的含量不断提高，部分氧气分子跑到高空，从O2变成了O3，并在离地面20—25公里的高空形成臭氧层。
从此地球生命有了一把遮挡紫外线的自然之伞。
从此这个世界天翻地覆。
臭氧层形成后，地衣及各种植物首先登陆，花2亿多年的时间在陆地上造出青山绿水。3.75亿年前，一些鱼摆脱了海水的束缚，登上陆地。再往后，那些鱼进化出了四肢，成为陆生动物最早的祖先。霸王龙、猛犸象、剑齿虎……一种种动物来了又走，一直到150万—250万年前，最早的人属动物出现并繁衍到今天。
正因为如此，人类才会在抗氧化上如此纠结，一方面要时刻氧化自己获取能量，需要爆发时甚至会大口呼吸，瞬间剧烈氧化好获取大量能量；另一方面总想尽量避免那些不必要的氧化，让自己氧化的过程变得久一些，生存的也更久一些。
回看过去这31亿年，那些选择拥抱氧气、燃烧自己的细菌已经进化出多种生命形式。包括人类在内，今天所有的动物与植物以及大部分微生物都要呼吸氧气而生存，体内都有好氧的基因，某种意义上都是那些好氧菌的后代。
那些拒绝氧气的细菌，历经31亿年仍然是细菌。
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作者简介
张周项，主任记者、资深评论员，中国新闻奖一等奖获得者。尤其擅长以接地气的文风讲述深刻的道理，其撰写的中英文评论在海内外均有很高的影响力。长期担任科普栏目主笔，在微信公众号上发表过近百篇点击率10万+科普作品，其中《看了AI画的鱼香肉丝，网友愣住了……》等产生了巨大的影响力。
陶勇，毕业于北京大学医学部，医学博士，博士生导师、教授，首都医科大学附属北京朝阳医院眼科主任医师。所著的《目光》《自造》《保护眼睛大作战》均取得了较好的市场销售量，《目光》被评为2020年度好书。
内容简介
本书用简单幽默的语言，通过人体与细菌、动植物的对比，从进化的视角解释了人为什么不能飞、人直立行走付出的代价、体型与生存之间的关系、消化系统的韧性、再生能力与癌症、人类视力的独特之处、人类呼吸系统的功能等15个问题，并将深奥的生命科学问题转化一个个通俗易懂的故事，配上脑洞大开的插图，让人读来捧腹大笑的同时不乏启迪。
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