地球氧氣含量與動物壽命

02-05

地球的氧氣水平的提升導致了地球動物多樣性的大爆發，這是確定無疑的。然而，地球的氧氣水平達到一個什麼樣的臨界點從而極大促進了動物的進化，以及動物機體對氧氣水平的反應是什麼，以及機理如何？今天我提一點自己的觀點。

1、氧氣含量的增加造就了動物巨大的體積

從已有的線索出發，大致能夠估計出地球曾經出現過2-3波的巨大體積動物高潮，一波是3億年前的昆蟲。

科學家們通過化石記錄發現，在恐龍之前，地球上就有巨大的物種存在，它們就是3億年前石炭紀的巨型節肢動物。據化石推測，石炭紀的千足蟲和蠍子體長可達1米以上，有一種蜘蛛的腿長達50厘米。最著名的樣本，是1979年在英國德比郡採礦場地下挖出的一具巨型蜻蜓化石。它的翼展竟然超過78厘米，和現在的鷹差不多。與此相似的巨型昆蟲化石也在法國、俄羅斯和美國被發現，並且它們都來自石炭紀。

恐龍生活的時代大約是2億3千萬年至6500萬年前，中間正好有一個1億年，巨大體型的恐龍就生活在這個時段中。

地球氧氣的變遷有不同的觀點，我們看兩個人的估計：

如果採用BERGMAN,LENTON2004年的數據，發現，3億年前的氧氣含量達到了25-30%，有數據更顯示3億年前的氧氣含量達到了35%；1億年前的氧氣行列也在30%以上。排出巧合的可能，巨大動物與氧氣水平是高度相關的。3億年前的高水平氧氣有可能造就了巨大昆蟲的出現；1億年前的高水平氧氣造就了巨大體型的恐龍的出現。成也蕭何，敗也蕭何，如果以上結論成立，那麼巨大體型動物的滅絕就是因為氧氣水平下降導致的（反之則不成立）。

更多的氧氣應該有益於動物的進化。較大的動物在耗氧量上要高於較小的同類。因為，這些大塊頭需要十分費力地將血液輸送到各組織器官那裡，大氣中較高的含氧量將有助於它們獲得更大的進化機會。

2、巨大體積動物具有更長的壽命

從我的衰老模型的博文中摘抄一段：「從衰老模型的數學關係可以看出，如果細胞受損傷速度是固定的，那麼機體體積越大，或者說機體體積能夠不斷增加，細胞總量將持續增加，機體壽命將會延長。這是一個很有意思的關係，實際中，也可以用現實的長壽命動物的例子來佐證。

魚類、貝殼類、爬行類動物的身體會隨著年齡而持續增長，所以這些類動物經常性的出現長壽和巨大體積伴隨的情況。再考察鳥類和哺乳動物，基本上體積越大壽命越長。大致可以測算出一個關係：成年體重越重（或體積越大）的動物，其最大壽命也越長，成年動物的體積變數可以解釋其最大壽命的63%

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。

機體體積的增加能力有助於長壽，我們認為原因可能是：1）體積增加，健康正常的體細胞數量較大，受損衰老細胞的佔比要達到一定比率需要更長的時間；2）體積的可增加性為再生新的細胞留出空間，機體的空間除了存量增加的空間，就是增量帶來的空間，再生新細胞的物質前提就是需要有空間的存在。按人的體積看，成年以後，體積幾乎不再增加，因此人體壽命沒有受益於體積的增長。不過，有報告指出被國際標準界定為「超重」的人在同樣的生命階段比「正常」體重者死亡危險少6％

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。過於肥胖肯定是不健康的，但是一般的肥胖為什麼能增加壽命，有可能與體細胞總量增加有一定關係。」

3、氧氣水平的提高有助於動物壽命提高

從體積和壽命的關係來入手，我們可以得出氧氣促進壽命的第一個線索：氧氣水平提高有助於增加動物體積。動物體積越大，其體細胞增加的過程越長，達到衰老所需時間也越長，該動物機體的壽命自然增加。

若從生物代謝的角度來理解，我們可以猜測氧氣促進壽命的第二個線索：氧氣水平提高，動物代謝能力增強，再按照我的衰老模型，身體內的ROS比例提高，有助於清除衰老細胞，體細胞的更新能力越強，機體的壽命就越長，這個具體的模型可以參加我的博文。

4、增加植被，提高氧氣水平

大氣中的氧氣基本都是有植物光合作用產生的，歷次的氧氣水平變化都是由於植物的生生滅滅造成的。因此為了提高人類壽命，最簡單的方法就是增加植被。目前增加植被最簡單的方法就是，向沙漠，戈壁等乾旱地區引水，比如引渤海之水入疆，從西藏引入入疆等，這樣可以大規模的增加植被數量。當然，人為的增加植被在短期內無法對氧氣水平有影響，但是長期來說，一則可以改善西部沙漠地球的人居環境；二則可以有效的環境二氧化碳的排放所造成的影響。