從氧濃度波動看動物進化與滅絕
奇 雲
氧氣是哺乳動物進化的“催化劑”
地球上的哺乳動物之所以能長得更龐大，並掌握對地球的統治權，在很大程度上依賴於近2.5億年來地球大氣層中氧氣含量的2次大增長。
這一觀點並非無稽之談，而是美國新澤西州羅特格斯大學海洋與海岸科學研究所（IMCS）的保羅·法爾科夫斯基教授和其同行，經過長期研究後得出的結論。美國《科學》週刊發表了法爾科夫斯基等人的這一研究成果。
法爾科夫斯基等人通過分析海底原始沉積物中碳和硫的同位素記錄，計算出過去數億年內大氣中的氧含量，發現6億年前的大氣氧含量約為20%，與現在相近，直到4億年前一直相當穩定。而在大約3億年前，大氣氧含量突然升高到30%，隨後在2.4億年前又驟降至12%。到了5000萬年前，氧氣水準回升至17%，4000萬年前，這一含量達23%。現在，大氣中的氧含量達21%。研究人員在報告中說，大氣中氧氣含量的上升，對大型動物的進化起到了某種促進作用。
法爾科夫斯基說：“更多的氧氣，應該有益於哺乳動物的進化。哺乳動物將食物轉化為能量的效率，要比爬蟲類動物低4～6倍，因此，它們需要較高的氧氣濃度使肌肉有效地工作。此外，體積較大的哺乳動物在耗氧量上要高於體積較小的同類。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，大氣中較高的含氧量有助於它們獲得更大的進化機會。”
儘管有人對法爾科夫斯基的報告持懷疑態度，但多數科學家對此給予高度評價。美國西亞圖州華盛頓大學的天體生物學家及古生物學家彼得·沃德說：“上述研究結果已激發出一些非常有趣的研究課題，科學家們現在正在研究氧氣濃度，如何影響非哺乳動物的進化過程。”
高氧氣含量造就遠古昆蟲
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。據推測，石炭紀的千足蟲和蝎子體長可達1米以上，有一種蜘蛛的腿長達50釐米。最著名的化石樣本，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。它的翼展竟超過78釐米，與現在的鷹差不多。同時，與此相似的巨型昆蟲化石在法國、俄羅斯和美國相繼發現，並且它們都來自石炭紀。石炭紀為什麼會進化出如此巨大的昆蟲？有一種觀點認為：石炭紀時期地球大氣層中氧氣的濃度高達35%，可能是富含氧氣的空氣促進了這些巨型昆蟲的進化。
不久前，美國耶魯大學的生物學家羅伯特·貝爾納等人發表的一項古氣候研究，肯定了這一猜測。貝爾納等人在報告中指出，石炭紀時期地球大氣層中氧氣的濃度高達35%，比現在21%的氧氣濃度要高很多。許多節肢動物通過遍佈肌體的微型氣管直接吸收氧氣，而非通過血液間接吸收氧氣，所以高氧氣含量能促使昆蟲向“大個頭”方向進化。
為弄清高氧氣含量是否推動了古代超大蜻蜓等節肢動物的進化，研究者對現代蜻蜓進行了研究。原來，昆蟲是通過它們身體上的氣孔系統“呼吸”的。氣孔連著氣管，且由上到下又附著更多層越來越小的氣孔，由此把氧氣輸送到全身。在目前的氧氣水準下，蜻蜓等節肢動物氣孔系統的總長度已經達到最低極限，低於這個限度，氧氣就會不夠用。因此，根據這一構造可以判定，空氣中氧氣含量的多少決定昆蟲的形體大小。在高濃度氧氣環境中，“大個頭”的昆蟲有進化上的優勢，它們可以獲得更多的氧氣。
此外，科學家對海洋中無脊椎動物的研究也發現，在更冷、氧氣含量更高的水中，生物的體積也更大。
大氣氧濃度處於波動中
從地球發展史上看，地球大氣中的含氧量曾經發生過多次重大波動。最近的地球化學模型顯示，地球大氣含氧量曾經上升到35%，後來在1.2億年的時間內降至15%。地球大氣含氧量發生如此重大波動，對地球生物圈造成的影響可想而知，有時甚至會造成物種滅絕。
2.5億年前的二疊紀末期，地球上演了一場大規模物種滅絕的悲劇，其原因可能在於那時大氣中的氧氣濃度從約30%驟然降至10%左右。
每種動物都有最低氧氣濃度要求，這是每個物種只能在某個特定緯度地區生活的原因。對於那些毫無準備的動物來說，氧氣濃度下降一半會對它們的生活產生深遠影響。
美國華盛頓大學進化生理學家雷蒙德·休伊和古生物學家彼得·瓦丁認為，氧氣濃度在二疊紀中期達到30％，當時各種動物可以在任何緯度地區生活，但隨著氧氣濃度的降低，原本在海拔6000米地區生活的動物就只能在海拔300米處生活，二疊紀時期近一半的陸地都不適合物種生存。因此，在高緯度地區生活的動物，由於不能及時調整自身的呼吸系統，可能就會滅絕。此外，由於大批動物被“擠”在十分有限的範圍內，一些動物也可能會因為生活資源有限而滅絕。...
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2006/11/01
2006/10/16
[+/-] : 體重過重 智商也會降低
醫學研究：體重過重 智商也會降低
更新日期:
2006/10/15 19:58
（中央社記者黃貞貞倫敦十五日專電）肥胖對身體健康的壞處不勝枚舉，最新一項醫學研究發現，體重過重還會降低智商，值得「福態」的民眾注意。
根據刊登在最新一期「神經病學」期刊的研究報告，法國科學家對二千二百多名年齡在三十二到六十二歲的民眾，對他們進行四項智力測驗，五年後再進行同樣的測驗，同時配合他們的體重進行交叉分析。
研究人員發現，身體質量指數BMI在二十以下的民眾，在接受字彙記憶測驗時，有五成六的人可以通過測驗，但BMI值超過三十，在醫學界被認為是肥胖的人，只有四成四的人通過測驗。
不僅如此，研究人員還發現，體重增加會導致認知能力衰退，研究結果顯示，五年間如果保持健康體重，認知能力也能維持不錯的水準，但如果體重呈直線上升，認知能力大幅跌落到三成七五。
負責進行這項研究的土魯斯大學醫院臨床流行病學助理教授庫爾諾指出，脂肪內的荷爾蒙可能對大腦內的細胞造成損害，導致大腦的功能衰退；另一種可能是，肥胖者的心血管肥大，不利血液循環，同樣情形也可能發生在腦部的血管。提醒民眾「肥胖不是福」，別讓肥肉上身。
英國是歐洲肥胖人口最多的國家，有近百分之二十五的成人，百分之十四以上年齡在十六歲以下的兒童，都被列為肥胖，肥胖已被英國政府視為健康第一大危機。
我也常常覺得吃太多, 就開始腦袋不太清楚, ....呵呵...
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2006/02/08
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