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說到呼吸，馬上就會想到氧氣，因為在地球上包括人類在內的絕大多數動植物都是依靠氧氣來進行呼吸的，那么呼吸一定需要氧氣嗎？還真不一定。 其實在地球上最初誕生的生命形式就是不需要氧氣的，它們就是厭氧微生物。今時今日在我們的身邊，厭氧微生物依舊很多，比如很多導致外傷感染性炎癥發生的細菌都是厭氧微生物。厭氧微生物顧名思義就是不需要氧氣的微生物，那么它們靠什么呼吸呢？厭氧微生物其實根本就不依靠氣體進行呼吸。對于我們而言，呼吸就意味著吸氣和吐氣，但實際上呼吸的本質并不是吸氣和吐氣，而是生物通過化學反應獲取能量的過程。 簡單來講，當氧氣通過呼吸器官后，會經血液循環被輸送到各個部位。 當位于身體各個部位的細胞接收到氧氣之后，會通過細胞器將氧氣與糖類物質結合，生成水、二氧化碳以及能量，有了能量，細胞就能夠維持正常的生命活動，我們也就能健康地存活下去。既然呼吸的本質是為了獲取能量，那么氧氣就不是必需品，比如厭氧微生物就是通過發酵來完成能量代謝的。當然了，厭氧微生物的能量代謝方式就決定了它們能夠獲取的能量是非常有限的，所以過了數十億年，它們依舊還是微生物，而懂得如何利用氧氣來呼吸的生物則早已今非其比，甚至還進化出了智慧與文明。 既然呼吸并不一定要使用氧氣，那么為什么人類最終還是選擇了氧氣呢？進化成氮氣呼吸不是更好嗎？ 似乎的確如此，因為在地球大氣之中，氮氣的含量可比氧氣要高多了，在地球大氣之中，氧氣的含量只占21%，而氮氣的含量卻高達78%。其實道理非常簡單，呼吸是為了通過化學反應生成能量，而要想讓氮氣參與反應實在是太困難了，因為氮氣是一種惰性氣體，不容易與其它物質發生反應。這是因為氮原子之間的化學鍵鍵能較高，很難被分割開來，所以吸進體內的是氮氣，呼出來的還是氮氣。不過雖然氮氣在人體內只是走了一個過場，但這也不意味著人類就可以肆無忌憚地吸 氮氣雖然不與其它物質發生反應，也不參與人體細胞內的化學過程，但如果人體血液中的氮含量過高，則會發生氮麻醉現象。 氮麻醉現象經常發生于潛水過程中，隨著下潛深度的增加，氮分壓會隨之升高，當人體的脂肪和神經組織中溶解了大量的高壓氮，則會導致神經傳到受阻，人體機能會隨之減弱，甚至有可能導致死亡，而在氮麻醉初期，患者會出現短暫的興奮感。此前瑞士新發明的“安樂死膠囊”就是通過迅速提高膠囊倉內的氮氣含量來實現致死目的的，據說整個過程沒有痛苦，還會感到些許愉悅，不過這個事情誰試誰知道。 既然氮氣不活躍，為什么還能夠與氫氣反應生成氨氣呢？這種反應需要較高的溫度，而生物體內顯然不具備這樣的環境。 雖說生物不能呼吸氮氣，但氮元素卻是生物體內所不可或缺的一種物質，對于植物而言更是如此。氮是植物生長所不可或缺的物質，是蛋白質合成的主要來源，但是植物卻無法通過呼吸作用直接獲取空氣中的氮，怎么辦呢？就必須要一種小生物來幫忙，它就是固氮菌。固氮菌的種類很多，有些是與植物共生的，它們會將空氣中的氮轉化為氮肥供植物使用，還有些固氮菌是獨立于植物的，它們吸收氮氣，繁衍后代，并將富含氮元素的尸體留給植物。 氮氣不能用于呼吸，那么其它氣體是否可以呢？在宇宙中會不會存在著某種生物依靠其它氣體進行呼吸呢？ 這種可能性是完全存在的，不過能夠參與生物呼吸作用的氣體要具備一些基本條件，首先這種氣體要穩定，如此才能有足夠的氣體供生物呼吸使用。其次，這種氣體在化學反應過程中能夠產生足夠的能量。第三就是反應的過程要可控，如果不可控，呼吸就不僅僅是產生能量，而是會直接導致生物自燃。如果以這三點作為前提的話，對于碳基生物而言，幾乎沒有已知的氣體可以替代氧氣，至于碳基生物以外的其它生物也許會有希望。如果硅基生命存在，你覺得它們會呼吸什么氣體呢？
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