地球在自己軌道上的運行活像一艘「宇宙飛船」我們都是「船員」

人類搭乘的宇宙飛船

地球猶如一粒微塵，在深邃無垠的宇宙空間默默無聞地向前運行。

然而，它的運轉卻又是有條不紊的，這是因為地球跟其他天體一樣，穩定地置於宇宙網路的一個特定網節之上。宇宙中的天體之間既互相吸引，又受離心力的作用互相保持一定的距離，紀律嚴格地在自己的曲線軌道上運行。這一切使得整個宇宙成為一個看不見、摸不著，卻又是破不了的有機網路。我們的地球在太空中已經運行幾十億年了，由於地球只是太空中的一個普通天體，所以在宇宙空間它的地位並不特別優越。

地球在自己軌道上的運行活像一艘宇宙飛船，全部人類和整個動植物都是它的「機組人員」。如果這個比擬在細節上也是正確的話，那麼我們就會馬上意識到，對於我們自己在宇宙中情景的描述已勝過詩一般的比喻。地球像宇宙飛船一樣，隨身攜帶著地球生命所需要的一切物質，包括人和動物呼吸所需的氧氣。

每當人們想到地球所運載的氧氣儲備實際上是較為有限的時候，就會覺得將地球比做宇宙飛船的道理越來越正確。今天，不僅世界上幾十億人離不開氧氣，而且地球上所有的動物也離不開它。

幸運的是，地球上的氧氣不會像宇宙飛船中的那樣自己跑掉。與宇宙飛船相比，地球的這個優點是具有決定性的意義。地球上的氧氣決不能跑掉，氧氣跑到廣袤無際的宇宙間是無法回收的。就今天人類的技術狀況來說，飛船上的氧氣跑光的危險性總是存在的，因為飛船碰到隕石總會穿洞，其他原因也會引起穿洞。雖然這種可能性很小，但「阿波羅13」號宇宙飛船的意外情況已充分證明了這一點。地球上對生命必需的元素絲毫不能跑掉，當然氧也是如此。但是，地球並不是用隔膜之類的東西把氧氣密封住，而是靠自己的吸引力吸住的氧氣，使它不能逃逸到宇宙空間中。

今天地球大氣層中的氧氣儲備，按體積計算只夠人類和動物呼吸300年。由於工業上的燃燒過程等等原因，氧氣的消耗也許會更快。因此，有人擔心氧氣會被全部用光，擔心地球這個宇宙飛船的機組人員窒息危險的嚴重時刻會加速來臨。其實，人們不必杞人憂天，因為據有關科學家的深入研究表明，地球形成的幾十億年以來，大氣層的含氧量始終沒有減少，它始終保持在一定濃度上下，慷慨地供給地表的生命呼吸。

這樣，地球攜帶著植物在宇宙空間中運行，植物不斷補充著大氣層中的氧氣含量。

植物產生氧的能力很大，因此，它們在生命的原始時代已開始為地球提供可靠保證的大量氧氣。今天，我們知道，在地球的初期原始大氣層中是不含氧氣的，而含有豐富的甲烷、二氧化碳、氨氣、氫氣和有毒氣體——氰化氫。實際上，複雜的高分子結構只能在這種大氣成分中形成，因而原始高分子結構成了生命的起始點。高分子形成後，立刻被空氣中的遊離態氧所氧化，但高分子的分解比形成快得多。從當時地球上生命發展階段的觀點來看，氧氣曾經是一種對所有生命具有威脅且致命的毒物。

直到很晚的時候，也許在第一個高分子化合物形成10億年後，大氣中的高分子獲得了成倍增長的能力，我們稱地球這個時期為有生機的時代。當時地表可能已生長著茂密的植物，這也就導致了另一場變革，一場對當時世界範圍所有生命存在形式的劇烈變革。這些簡單的植物已經能夠通過吸收太陽能，來將簡單的無機化合物合成為糖、脂肪和蛋白質之類的複雜有機分子。這是地球生命發展史上的一個驚人的進步，從而使生命發展速度加快了若干倍。植物利用太陽光能進行新陳代謝的能力叫做「光合作用」。有無光合作用的能力，是今天我們區分植物和動物的主要標誌。動物是沒有光合作用本領的，由此可知動物的生存首先依賴於植物，將植物作為它們的基礎食物，同時也以其他動物為食。

由於光合作用的化學過程是非常複雜的，所以人們儘管進行了各方面的努力，至今對它還是未能徹底了解。氧氣是植物進行光合作用的重要也是最後產物，也是它的副產品。在地球歷史的早期階段，植物具備了光合作用的能力，它們在短期內很快覆蓋了地表。之後，大氣層中的氧才逐漸增加。可是，那時大氣中的氧並沒有什麼用處，沒有一種生命需要氧氣，它只不過是植物光合作用的副產品，作為地球空氣混合物中的一個新的組分。

今天，氧是生命不可缺少的元素之一。這就充分說明，生命是非常頑強的，具有驚人的適應力。因為含氧的大氣在當時很可能會毀滅地球上的一切生命。隨著當時生存的所有動物的毀滅， 出現了另一種危險，就是植物遲早會被本身產生的副產品——氧氣所窒息。但是，最後它們並沒有遇到這樣的厄運。地球的原始生命歷盡艱險，總是頑強地抗爭外來的衝擊，獲得更強的適應性。於是一切又重新開始了，產生了現在動物的這種生命形式，它們最大的優點就是能夠利用氧氣作為能源。

隨著這個重大問題的解決，第二個問題又產生了。植物不斷地呼出氧氣，大氣層中的氧氣越來越多，植物最後是否會自掘墳墓，造成自己的凋謝、消亡？不會的，因為「第二代」動物(至今仍然統治著地球，我們自己就屬於這一代動物)緊接著就出現了。它們以植物新陳代謝的副產品——氧氣作為生命的基礎，所以氧氣的消耗量也就大大增加了。但是，值得注意的一點是氧處在生物界往複循環的一個平衡過程之中。因此，大氣層中的氧氣的濃度不能任意增減，只能在21％左右。

最近報道的一個有趣的實驗表明，這一氧氣濃度對植物來說，是處在最高的濃度極限時期。這個實驗的最初目的本來是為了弄清楚植物能否在其他天體，諸如火星和金星的大氣層中的生長而做的。實驗內容是將植物放在成分不同的兩個人造大氣中培育，然而卻得出了另一個出乎科學家意料的結果。結果表明現在的地球大氣成分對植物來說，並不像人們原來估計的那樣，是生物生長發育的最佳環境。對所有經過試驗的植物來說，如果將人造大氣中氧的含量減少一半，那麼植物會生長得更加繁茂，數量也會比現在多一倍。

根據觀測地球大氣層成分的逐年變化和它的歷史演化，科學家們已經清楚地知道，植物呼吸和動物、人類呼吸之間的關係絕不是單向的。我們往往片面地認為，植物只是氧氣的供應者，是為動物和人類服務的。這種看法並不符合實際情況，因為氧氣是在植物和動物之間循環的。作為宇宙飛船的地球，在宇宙中飛行時所攜帶的氧氣儲備是不多的。如果在上述循環中植物停止補充氧氣，則動物和人類只能再存活300年。由於植物在循環過程中不斷生產氧氣，所以上億年以來，地球的氧氣不僅能連續不停地供給地球上所有動物呼吸，而且還能供給我們祖先、供給我們以及我們的子孫後代呼吸。

物質循環原理不僅適用於我們呼吸的氧氣，同樣也適用於我們所喝的水。這些水早在我們出世之前已被人們喝過成千上萬次。從地球的原始時代開始，就是這份水孕育了動物和植物，也即孕育了地球上的所有生物。

可以相信，即使到遙遠的將來，地球上的整個生物界用來解渴的還是這份水。對於所有生命有機體來說，水是溶劑。新陳代謝使生物體具有生命力，而新陳代謝的各種化學過程只能在有水的情況下進行，而所有的生物在其後又將水不斷地排出。

地球在宇宙空間中運行，所攜帶的水在不斷進行著大循環。降落到地表的雨水，先彙集成涓涓細流，再通過溪流和小河流入大江，最後注入大海。另外一部分的降水滲入地下。在太陽光的烘烤下，陸地表面和海洋表面的水慢慢蒸發，化為水汽，進入大氣層，上升到高空凝結成水滴，變成雲。在適宜的條件下由雲變成雨雪，重新降落到地表。接著，一個新的水的大循環又開始了。如果人們明白一個基本定律：「不進不出」，或嚴格地說來是能量守恆，那麼就會知道，養分究竟是什麼東西。

能量守恆定律不僅適用於物理過程，而且也適用於所有生物的化學過程。

不僅在每一個物理過程中要消耗能量，而且在每一個生物過程中也要消耗能量。確切地說，在每一個此類過程中，不管是物理性質的，還是化學性質的，能量總是由一種形式轉變成另一種形式。對於我們所知道的大多數動物來說，脂肪、蛋白質和糖是它們所需養分的主要成分。它們既是能量供應者，又是構成有機體的物質來源。它們之所以能成為能量供應者，這是因為它們是一些高分子化合物——由很多原子構成的複雜的大分子化合物。我們人類的活動就是靠這些高分子的化學鍵斷裂而轉變為低分子化合物時所釋放出來的能量而進行的。這些能量中有的轉變成熱能，用來維持體溫，有的轉變成其他能量。所以說，脂肪、蛋白質和糖是用來形成機體的組織和維持生命活動的基礎。

在這裡我們還要追溯一下，食物是從哪兒來的？儲存在蛋白質和糖中的能量是從哪兒來的?蘊藏在某種物質中的能量，是事先就以某種方式存在的。「不進不出」這一基本原理也適用於整個自然界，同時需要指出的是，所有這些能量都是由植物為基礎製造出來的，而它歸根到底還是來自太陽能。太陽不僅供給我們光和熱，而且還間接地供養了我們。

可見，太陽同我們之間存在著一條所謂的「食物鏈」，這個食物鏈正是從植物開始的。因為植物的葉綠素能吸收一定波長的太陽能量，並利用空氣中的二氧化碳和土壤里的水等簡單的無機分子，合成為高分子化合物。也就是說，植物能應用鍵能，將簡單的分子聚合成有機化合物，其中也聚合成上述的糖、蛋白質和脂肪。因此可以說，在植物的葉子里產生著我們世界所有的食物能源。要是沒有植物，我們不僅因為沒有氧氣而窒息，而且還會因為沒有食物而餓死。

也許有人會說，不一定餓死，我們可以吃肉得到能量。但是要知道，肉就是以食植物為生的動物的肉。當然，也存在著相當數量的食肉動物，但食肉動物所吃的動物多為食草動物。歸根到底，人和動物是以直接食植物或間接食植物為生的。如果把食物比喻成一條鏈條，那麼，人總是位於鏈條的一端，而植物位於另一端。因此可以說，沒有植物，人類就不能生存，會最終走向滅亡。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！