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氧气高生物会巨大 含氧量高生物【读:wù】为什么会变大?

2025-03-10 21:24:05SoccerSports

含氧量高生物为什么会变大?目前最被接受的理论是,以昆虫为例,许多昆虫是通过遍布全身或部分肌体的气管吸收氧气的。在同一环境下,体型越大,气管(呼吸系统)体积就越大。但当氧气浓度高时,生物不需靠增大呼吸系统的体积来为增大的体型提供更多氧气,因此呼吸系统对体型的限制影响降低了,允许生物向更大体型进化

含氧量高生物为什么会变大?

目前最被接受的理论是,以昆虫为例,许多昆虫是通过遍布全身或部分肌体的气管吸收氧气的。在同一环境下,体型越大,气管(呼吸系统)体积就越大。但当氧气浓度高时,生物不需靠增大呼吸系统的体积来为增大的体型提供更多氧气,因此呼吸系统对体型的限制影响降低了,允许生物向更大体型进化。

在以前氧气浓度高的时候,单细胞生物也会很大吗?

提出这个问题的读者,是受了网上一种错误论断的误导。有人说氧气浓度越高,生物体的体型越大,实际上这一说法只有在特定情况下才是真命题。

单细胞生物体型和氧气浓度关系不大

我们首先要搞清楚氧气浓度为什么能影响生物体型。现在绝大多数生物都是需养生物,生物需要将氧气输送至每一个细胞。随着生物体型增长,其体积的扩大速度要比表面积的扩大速度快。长度增加到原来两倍,表面积就增大到四倍,体积则增大到八倍。

低等动物都是从身体表面直接吸收氧气的。随着体型增大,其需要氧[yǎng]气的细胞多了,而吸收氧气的面积却相对少了《繁:瞭》,因此,只有更高浓度的氧气才能够{练:gòu}供养起更大的体型。

单细(繁体:細)胞动物:草履虫

后生动物是一个与(繁:與)单细胞的原生动物相对的概念,也就是多细胞动物。它们往体型更大的方向发展,主要是为了发育出更复澳门威尼斯人杂的器官和系统,以增强自身生存能力。

单细胞生物就只有一个细胞,真核细胞直径10-30微米,容纳(繁体:納)细胞核和各种细【繁:細】胞器已经足够了,而没有细胞核的原核细胞(如细菌)体积就更小了,只有0.5-5微米。单细胞生物没有大型化的进化动力,因此氧气浓度升高gāo 对它们体型影响有限。

在地质史上氧气浓度最高{gāo}的石炭纪(约3亿年前),千足虫有三米长,蜻蜓像xiàng 海鸥那么大,蝎子有70厘米,但从来没有发现巨型细胞的遗迹。

石炭{练:tàn}纪的巨型蜻蜓

另外需要大家注意的是,高等动物已经进化(拼音:huà)出了肺这种高效的呼吸器官和发达的血液循环系统,不需(读:xū)要通过扩大皮肤表面积来增加氧气摄入量了。

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因此高等动物的体型和氧气浓度关系不大。例lì 如,恐龙时代的氧气浓度就和今天差不多。而今天的氧气浓度,对有史以来最大的动物之(读:zhī)一——蓝鲸,也已经足够用了。

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恐龙《繁体澳门巴黎人:龍》时代

氧气浓度升高会给单细胞生物带来什么?

地球大气中氧气经历了从无到有,从少到多的过程。既然单细胞生物不会随着氧气浓度的增长而长出更大的细胞,那么越来越多的氧气将如何影响原始单细胞生物的进化呢?

地质史上,氧气的出现和不bù 断积累,给原始【pinyin:shǐ】单细胞生物带来的首先是灾难,然后是进化机遇,最后是辉煌。

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1、灾(繁:災)难

大气中本没有氧气,因此最早的生命也都是厌氧生物,以古菌和开云体育细菌为主。氧气对专性厌氧生物来说是有毒的。蓝藻是第一种能产生氧气的生物。距今24亿年前,氧气开始在海洋和大气中积累,给当时占统治地位的厌氧生物【wù】带来了一场浩劫,史称“氧气灾难”。

古【练:gǔ】菌

氧气能破坏厌氧的古菌和[拼音:hé]细胞的DNA,使它们无法复制,导致它们大量死亡。今天,我们只能在海底火山喷口这类极端缺氧环《繁体:環》境见到古菌了《繁:瞭》。

2、进化(读:huà)机遇

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其中一支古gǔ 菌具有DNA修复(读:fù)功能,因此活了下来。这支古菌进化出了保护性的细胞核,这就是最早的真核生物。今天的真菌、植物、动物和人类都是真核生物,都[拼音:dōu]是这一伙的后代。

这些原始的真[zhēn]核生物发现,单纯的修复不足以弥补DNA损伤,有时候一个关键位点的突变就jiù 是致命的,因此它们发展出了基因重组功能,生物界第一次有了男与女、雄与雌的区分。

真核生物的呼吸中心:线粒体

氧气的出现也为所有生物提供了唾手[shǒu]可得的{拼音:de}自由能,使幸存的原yuán 始单细胞生物加速向高等、复杂的生命形式进化。

3、埃迪卡拉《pinyin:lā》的失败

在距今5.85亿年前的埃迪卡拉纪,地球已经结束了成冰纪的严寒,氧气浓度也上升到了10%左右,环境似乎比较适宜[练:yí],原生生物开始了往复杂方向进化的第一次【读:cì】尝试,一时间地球上出现了很多奇形怪状的宏体生物《读:wù》(即人的肉眼能看到的生物),这就是埃迪卡拉生物群。

埃迪卡拉lā 生物群

这些埃迪卡拉生物长得实在太任性了,它们《繁:們》有的像光盘,有的像水管,有的像绒布袋子。它们有的是类似现存生物的两侧轴对称,有的是三辐射对称,还有的是滑[练:huá]移对称,区区一百来种生物几乎囊括了所有的对称方式。它们的共同特点是通体柔软,没有矿化的骨骼结构,而且都是固定于海床的。

它们选择了(读:le)扁平化的身体《繁体:體》,以尽可能增加吸收氧气的面积,确保在氧气浓度不算高的环境中,每个细胞都能获取充足的氧气。

滑移对称的埃迪卡【读:k开云体育ǎ】拉生物化石

埃迪卡拉生物的所有组织结构特征,都难以在现存生物中找到相澳门伦敦人应的例子,甚至在紧接着的寒武纪时期都找不到相似的生物。因此埃迪卡拉生物很可能全部灭绝了,没有留下任何后代。在进化史上,埃迪卡拉生物既是伟大的创[繁:創]新,又是失败的试验。

4、寒武纪的《读:de》辉煌

到5.41年前寒武纪来【lái】临之时,大气中氧气浓度达到了[le]空前的15%,各方面环境更适宜了,原生动物开始了第二次进化[练:huà]尝试,这就是寒武纪生物大爆发。

寒【hán】武纪大爆发

有了埃迪卡拉生物扁平化之路《拼音:lù》失败的教训,这次原始生命选择了新的进化道路:即形成体腔,进化出复杂的内部器官和系统。寒武纪生物的最大特点在于硬质组织(繁:織)增长,即拥有矿化的骨骼。

在[练:zài]寒武纪之初的1300-2500万年前,现生后生动物主要门[繁体:門]类腕足动物、环节动物、软体动物、节肢动物纷纷出现,动物、植物、细菌的多样性都走向繁盛。

寒武纪大爆发是地球生命进化中具有决定(pinyin:dìng)性意义的【练:de】转折点,这次爆发出(繁:齣)现的生物繁衍至今,为后来及今天生物多样性的辉煌奠定了基础。

寒武纪大爆发的标志性动物:三叶(繁体:葉)虫chóng ,其无论纵向(叶)还是横向(头、胸、腹)都分(读:fēn)成三部分

总 结

缺氧会阻止大型复杂动物的崛起,因为较低的氧气浓度不足以供养复杂的内部构造。在寒武纪之前,氧气浓度与真核生物的多样性呈现出正相关,寒武纪大爆发就发生氧气浓度升至高位的年代。

因此,氧气浓度升高没(繁:沒)有使原生生物的单细胞变大,而是促进了它们的细[繁:細]胞分化,使它们走向了复杂、高等的进化之路。

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