每天,我们下意识地呼吸,默默陪伴的氧气支撑着工作、奔跑、深夜的思考,被我们吸入。这习以为常的气体背后,蕴含着一段横跨数十亿年的反转史诗。如今滋养万物的生命之源,在远古时代竟是让地球生物闻风丧胆的致命污染,改写这一切的,是一群连肉眼都难以捕捉的微小生物。

46亿年前的地球与今日模样截然不同。大气层被二氧化碳、甲烷和氨气填满,那时的天空不见澄澈蓝色,自由氧气难觅踪迹。这样的环境对今天的大多数生命来说堪称绝境,但生命的顽强远超想象。地球最早的居民是一批厌氧微生物。靠着发酵、硫酸盐还原这些独特的方式获取能量,它们不需要氧气,在无氧的环境里闷头繁衍。对这些原始生命来说,生存不必需氧气,氧气反而是能破坏细胞结构的毒药,一旦接触,快速死亡便会降临。
蓝藻这种看似不起眼的生物悄然登场,改变的契机出现在35亿年前。当时最先进的技能产氧光合作用,被没有复杂结构的它们掌握。蓝藻能把水和二氧化碳转化为自身需要的有机物,借助阳光的能量,同时释放出氧气。当时的地球生态遭到了毁灭性的冲击。遍布海洋的蓝藻化身微小工厂,日复一日向环境中排放这种剧毒气体,对于适应无氧环境数十亿年的生命而言,这场灾难缓慢却致命。

现在我们总在焦虑工业排放的废料会破坏环境。没有人类制定环保规则,没有仪器监测污染浓度,那是遥远的过去,一切都在自然的节奏里慢慢发酵,最终走出了一条完全意想不到的路。氧气开始在海洋中积累,源于蓝藻数量的不断增多。这场被科学家命名为大氧化事件的变革在24亿年前正式拉开序幕。海洋中的二价铁离子是最初的吸收者,两者结合形成不溶于水的三价铁氧化物。这些铁锈般的物质沉淀到海底,今天我们看到的条带状铁构造岩层,由它们慢慢形成。直到海洋中的铁元素被消耗殆尽,氧气才真正溢出到大气中,开始改变整个地球的大气成分。
灭顶之灾降临在那些适应了无氧环境的原始生物身上。这场持续数百万年的氧气大屠杀中,只有少数能躲避氧气或者勉强适应的生命得以幸存,大量厌氧微生物走向灭绝。生命的脆弱在此时展现得淋漓尽致,但它的适应能力很强。利用氧气呼吸的能力被一些微生物逐渐进化出来。它们在生存竞争中占据了绝对优势,只因有氧呼吸的能量转化效率是无氧代谢的19倍之多。

生命的适应从被动接受转向主动探索,在绝境中找到新的生存路径。这种主动突破让地球生命没有停留在单细胞阶段,也为后来复杂生命的出现埋下了伏笔。生命向更复杂的形态演化,得到了有氧呼吸带来的高效能量支撑,真核生物应运而生。与此同时,氧气也在重塑地球环境:它消耗了大气中的甲烷等温室气体,让地球温度急剧下降,引发了持续数亿年的全球性冰河时期,臭氧层的形成,阻挡了有害的紫外线辐射,扫清了生命从海洋走向陆地的障碍。