地球大气中氮气占比最大,为何动物没有进化出氮气呼吸?
2020年2月,以色列特拉维夫大学动物学家Dayana Yahalomi的研究小组首次发现了不需要氧气生存的动物-鲑居尾孢虫,这是一种寄生在鲑鱼肌肉组织中的寄生虫,它可以在完全无氧的环境下正常生存。该研究报告发表在了美国《国家科学院院刊》上。(别再说生吃三文鱼没有寄生虫了)
除了鲑居尾孢虫外,地球上的其他动物都是氧气呼吸的,但是在地球的大气层中,氮气是占比最多的气体,高达78%以上,而反观氧气,只有21%左右,如此看来,动物如果用氮气呼吸的话更加合理一些。
但是,对于任何的动物来说并不是“多”就有利,比如地球上土最多,动物却没有真正吃土的。那么,是什么导致了动物没有演化出氮气呼吸呢?我们一起来聊一下这个有意思的问题。
动物的呼吸
除了极个别的动物,其他动物都是需要进行有氧呼吸的。但是你有没有想过一个问题:空气中氮气最多,还有其他微量的气体,这些气体是在动物呼吸氧气时一同被吸入的,虽然这些气体表面上看没有什么作用,但是如果剔除掉这些气体,变成纯氧呼吸,会危害到动物的健康。
因为呼吸是将气体送入肺泡中(以哺乳动物为例),之后气体的互换会在肺部中进行,首先吸入的空气中氧气含量较高,而肺泡中原本的氧气已经被消耗的差不多了,所以空气中的氧气就会从肺毛细血管中进入到血管中,此时空气中二氧化碳的含量要低于肺泡中的含量,所以二氧化碳就会从肺毛细血管中进入肺泡,至此,动物的一次呼吸完成。
如果是呼吸的纯氧的话,二氧化碳就很难进入肺泡再呼出来,这样气体的交换就很难进行,而且氧本身是一种自由基,过多的氧在体内会损害人的器官和组织。
所以说,氧气虽好,但符合自己的需求才是最好的。在整个呼吸的过程中,可能小伙伴们也发现,在我们吸入的空气中有大量的氮气,它们去了哪里
答案很简单:被呼出来了。而且在整个呼吸过程中,氮气完全没有参与,从本质上说它只是起到了淡化氧气浓度的作用而已。

既然氮气在空气中占主要,为何动物不用氮气呼吸?
在自然界中,生物的呼吸可以分为有氧和无氧呼吸两大类,其中无氧呼吸的生物虽然大都是厌氧生物,不需要氧气,但是它们同样也不需要氮气,而是通过发酵来生存的,由此可见,即便是不适用氧气生存的动物,也没有演化出用氮气生存。这到底是为什么呢?
首先我们来看一下呼吸的本质,动物呼吸的本质是通过一系列的化学反应来分解有机物从而获取能量,因为能量不仅仅是动物,还是所有生物生命的驱动力,没有了能量也就意味着生命的终止。
从上图中我们可以看出,我们吸入的氧气在线粒体内与有机物发生化学反应,从而产生了对于大多数动物最主要的水和能量。那么,为何不能用氮气呢?这就要从两个方面来说了:
01 效率。任何一种生命活动都是长期的演化得来的,而能够在自然选择中被保留下来的,都是对于大多数生物来说更有利的。呼吸也是一样的,作为一种释放能量的存在,氧本身是一种自由基,它容易与其他的物质发生反应。
相比较而言,氮的稳定性更强,虽说它也能与其他物种发生一定的反应,但是效率非常低,并且在发生反应时还需要吸收热量(常温下稳定,发生反应就需要能量),不像氧气那样释放热量。
因此,从效率上说,氧的活动更强更容易发生反应产生能量,所以除了厌氧生物外,其他生物都选择了氧气呼吸,就连生活在海底的生物也是如此,只不过长期的环境适应,让它们需要的氧气浓度较低而已。
第二:终端产物。我们常说水是生命之源,动物都离不开水,虽然像沙漠猫这种动物可以长期不喝水,但是这只是它们长期演化的结果,而且在捕食时它会进食大量的动物体液,这也是它们体内水来源之一。
除此之外,任何的动物除了从外界补充水外,身体产生的水也是非常重要的,因为这保证了动物在一段时间不喝水不至于死,而身体产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终产物之一,这使得动物在遇到干旱等自然灾害时的生存能力大大的提高了。
如果动物是用氮气呼吸,那么最终的产物就可能是氮化氢,氮化氢就是我们常说的氨气,对于动物的组织来说氨气具有腐蚀性和刺激性,这就会发生动物边呼吸,机体变损伤的现象。除此之外,用氮气呼吸,最终还可能出现一种产物氮化碳,氮化碳是一种硬度可以跟金刚石媲美的化合物,即便是在体内少量的形成,日积月累,动物的身体也是无法承受的。

总结
在地球的大气中,氮气确实是占比最多的,但是这些氮气对于动物的呼吸来说只能起到一个辅助作用(使氧气浓度维持在一个相对稳定的状态下),它是不参与动物的呼吸系统的
这是因为氮气本身要比氧气要稳定,所以很难参与化学作用从而产生足够的能量,而且氮的化合物对于动物来说基本上都是有害的,所以,氮气呼吸无疑是在“慢性自杀”。
而氧气就不同了,作为大气中占比第二大的气体,它的自由性容易在动物体内参与反应从而高效地产出能量,而且它的最终产物之一水还是动物的生命之源。
大家都在看
-
最新世界排名:张本兄妹成最大赢家,温瑞博世界17,莎头掉分最多 本周经过了重庆冠军赛,积分发生了很多改变,对国乒排名也产生了很大的影响。特别是男乒,我已经很久没看到如此狼狈了,接下来我们一起看看哪些变化?男乒世界排名的变化去年重庆赛冠军王楚钦1000分到期,虽然有补位 ... 世界排行03-16
-
全球城市排名大洗牌!上海狂飙第二,评判标准彻底变了 此前常年霸榜的纽约、伦敦、东京,并非实力不济,而是栽在了民生体验的核心维度上。纽约文化活力、餐饮多样性依旧顶尖,却被高生活成本拖了后腿;伦敦的夜生活和艺术馆藏亮眼,高昂房租与糟糕天气成了硬伤;东京干净 ... 世界排行03-16
-
全球最新武器出口排名出炉,中国不升反降,为啥仅排第五? 【军武次位面】作者:——全域机动★无人智胜——就在前两天,瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所发布了一份全球武器出口报告,文件一发布,评论区就炸了,尤其是外媒,冷嘲热讽又起来了。▲德国媒体高兴坏了根据报告内容 ... 世界排行03-15
-
全球榜单大洗牌!上海力压纽约伦敦飙至第二,第一名凭什么让它? 这份榜单的出炉,无异于在城市界投下了一枚深水炸弹。3月11日,英国老牌杂志《Time Out》发布的2026年全球最佳城市排名,让无数人大跌眼镜。昔日的全球霸主纽约跌至第四,伦敦退居第五,东京更是滑落到第十名。中国 ... 世界排行03-15
-
全球最佳城市排名出炉!上海凭啥拿第二,看完彻底服了 “全球第二”这四个字蹦出来,我第一反应不是鼓掌,而是摸钱包——住在这儿的人先别笑,房租涨没涨你心里没数?可转头一看,楼下弄堂口居然蹲着三个德国小伙排队买生煎,一边烫得跳脚一边喊“cheap and crazy”,我 ... 世界排行03-15
-
全球医院CNS顶刊排行榜发布,湘雅医院位列中国第2位、全球第14位 在学术界,《Cell》(《细胞》)、《Nature》(《自然》)、《Science》(《科学》)并称全球三大顶尖科学期刊,合称CNS。近日,总部位于香港的NCS编辑部基于2025年度全球生物医学领域最权威的文献计量数据,发布了N ... 世界排行03-12
-
世界排名出炉 国乒新梯队成型!王楚钦断档第一,向鹏杀回世界前十 这几年,国乒的世界排名每次一公布,网上都能炸出一堆讨论:有人为新生代球员的冲击力捏把汗,有人却盯着老牌主力的“统治力”反复分析。可谁能想到,这次榜单一出,最受关注的竟是“断层”和“危机”——那种乒乓球 ... 世界排行03-11
-
世界军事实力排行1中2美3俄 以前,我认为世界军事实力排行是1美、2俄、3中。俄乌之后,我认为世界军事实力排行是1美、2中、3俄。美伊之后,我认为世界军事实力排行是1中、2俄、3美。 ... 世界排行03-11
-
世界羽联最新排名:石宇奇跌下第一宝座,昆拉武特升至首位 北京时间3月10日,世界羽联公布了最新一期羽毛球选手世界排名,全英赛首轮出局的石宇奇跌下男单世界第一宝座,泰国选手昆拉武特升至首位。在不久前结束的全英羽毛球公开赛男单首轮中,卫冕冠军、头号种子石宇奇经过 ... 世界排行03-11
-
郑钦文印第安维尔斯爆冷出局,世界排名继续下滑,赛后坦言多因素影响,心态依旧积极 北京时间3月8日,WTA1000印第安维尔斯站女单第二轮,郑钦文4-6、5-7不敌克罗地亚选手鲁季奇,无缘32强。作为本站24号种子,郑钦文首轮轮空,次轮出局也让其2026赛季第二站赛事征程提前结束。赛后,郑钦文表示,这场 ... 世界排行03-10
相关文章
- 全球主要国家的经济总量排名
- 郑钦文印第安维尔斯爆冷出局,世界排名继续下滑,赛后坦言多因素影响,心态依旧积极
- 世界前二出局+男单全军覆没,中国队形势严峻,女队能否“救火”
- 男篮最新世界排名:美德塞稳居前三 中国队超越伊朗升至亚洲第4
- 冯彦哲黄东萍全英止步16强,世界第一排名会被反超吗?
- 最新世界排名!赵心童创新高,有望登顶,丁俊晖、张安达下滑最多
- 部长通道丨阴和俊:我国创新指数排名上升至全球第10位
- 莫雷高德升至第二,陈熠第七创新高
- 最新世界排名:王楚钦第1,林诗栋第3,莫雷加德第2,张本智和第5
- ATP最新世界排名:梅德韦杰夫缩小与前十差距,吴易昺迫近前百
- 斯诺克世界排名更新:特鲁姆普第一,赵心童和肖国栋进入前十!
- 世界各国眼中的超级大国排行(2026年最新)
- 斯诺克世界排名:霍金斯夺冠升第九,赵心童中国第一,丁俊晖上升
- 最新世界排名:中国5将TOP16,赵心童第5,丁俊晖第14,吴宜泽11
- 斯诺克世界排名:小特领跑,赵心童第5,吴宜泽第11,丁俊晖第14
- 国际乒联最新世界排名发布!王楚钦积分破万断层领先,莫雷加德第二
- 四强收官!张帅本站收获220积分,6.6万美元奖金,即时世界排名61
- 最新世界排名:丁俊晖第14,赵心童第5,特鲁姆普第1,霍金斯第9
- 钱买不来幸福?全球最富裕vs.最幸福国家/地区一览
- 国际机构:中国在“科技与创新国际认知”排名中跃居全球第一
热门阅读
-
十大经典台湾三级片,销魂露骨的台湾大片电影 07-13
-
十大著名欧美男优,美国诱人甜心和超强肌肉男 07-13
-
世界上23部顶级伦理片,充满了X爱与少儿不宜 07-13
-
十大经典印度三级片,色欲堕落的印度情爱大片 07-13
-
欧美大尺度电影排行榜,欧美r级限制情爱“大片” 07-13
-
18进禁日本卖肉动漫,日本最污缘之空(少儿不宜) 07-13
-
性感的日本女优排名大全 史上最全排名 07-13
-
世界最美最性感的屁股大盘点,前凸后翘叹为观止 08-19
