作者：刘树森教授

单位：中科院动物研究所生物膜与膜生物工程国家重点实验室

   

    氧对生命的头等重要性是众所周知而无须强调的。从人体来考察，假如停止呼吸，生命几分钟内就会死亡。因此不断吸收氧气才是维持生命生存的首要条件。为什么？这是因为我们全身约15兆亿细胞的线粒体都需要氧以行使其功能。通过它们的氧化代谢为生命活动提供ATP能量，如果没有氧气，线粒体的一切代谢反应就会立即停止，细胞和器官因得不到能量而停止活动，并导致机体的死亡。

    已经知道，人呼吸到的氧气的98%都是流入细胞的线粒体内。如果没有线粒体，也许人就不需要氧气，也就无须像肺脏这样一套运输氧气的组织结构，同样也就是无须红血细胞和血红蛋白，甚至也就无须一套复杂的运送氧到各种组织的循环系统，包括很多获取和发送各种含碳化合物给线粒体进行氧化磷酸化反应产生能量的机构。进一步考虑，高等生物的好多生理过程也都是因其细胞线粒体的需要才为其供氧的，几乎所有细胞过程也都是由线粒体的氧化代谢为其提供能量，例如，肌肉收缩运动就需要能量。

    由此可以看出，高等复杂生命系统的进化也都是围绕线粒体对氧的需要而进行的，或者说，离开线粒体氧化能量的供给，高等生物的进化也就不可能。一言以蔽之，生物和生命活动之所有需要氧，是因其线粒体功能的需要；我们地球上的生物之所以能进化，能从低等的单细胞的原核生物进化到复杂的多细胞结构的高等生物直至人类，也都是因为在地球上出现氧之后才有可能，是与线粒体的起源和进化密切相关，是细胞中线粒体和氧的相互作用下产生的巨大的“质子驱动力”作用的结果。

   

    刘教授通过对氧和线粒体的研究，在最基本的层次上和生命本源的意义上理解与高等生物相关的生命现象，包括运动与健康，疾病和衰老等。