我来带大家回到数亿年前的地球，那时候地球的气候非常恶劣，恶劣到我们现在的生物无法在那里生存。然而，在这样恶劣的环境中，生命却发现了一种在这个高温、没有氧气、充满甲烷和氮气的环境中生存的方法——这就是我们今天要讨论的主题：为什么生物进化到今天是呼吸氧气而不是氮气。
首先，我们需要理解一下什么是呼吸。在生物学中，呼吸是一个化学过程，生物通过这个过程获取能量。大部分生物，包括我们人类，都是通过氧化有机物（如糖）来获取能量的。这个过程中，有机物被氧化，氧气被还原成水，同时释放出能量，这就是我们通常所说的“呼吸”。
那么，为什么生物不选择氮气来呼吸呢？原因其实很简单，那就是氮气是一种稳定性极高的气体。氮气分子由两个氮原子通过三个共价键连接，这使得它们之间的结合非常稳定，很难被打破。因此，生物无法像氧气那样，通过氧化有机物来获取能量。简单来说，氮气太稳定了，我们无法像“利用”氧气那样“利用”它。
我们再来看看为什么生物选择了氧气。其实，地球上最早的生物并不呼吸氧气，因为早在几十亿年前，地球的大气中还没有氧气。那时的生物是通过利用地球大气中的甲烷和其他有机物来获取能量的。但随着地球上生物的逐渐繁衍和演变，一种新型的生物——蓝细菌出现了。它们能通过光合作用，使用太阳光将二氧化碳和水转化为氧气和有机物，从而获取能量。这就是地球上的氧气最初产生的方式。
大约在24亿年前，地球发生了一次大氧化事件，大气中的氧气浓度急剧增加。这使得一部分生物开始尝试利用这些氧气来获取能量，并逐渐演化出了我们现在所说的“呼吸”这个过程。氧气作为一个强氧化剂，可以帮助生物更高效地获取能量。这也是为什么生物选择了氧气而不是氮气来呼吸的原因。
最后，我们再来看看氮气在生物中的角色。虽然生物不能直接利用氮气来获取能量，但这并不意味着氮气对生物就没有用处。实际上，氮是生物体内重要的元素之一，它是蛋白质和核酸的重要组成部分。生物体通过固氮菌将大气中的氮气转化为氨，然后再通过一系列的生化反应将氨转化为氨基酸和核酸，从而利用了氮气。
实际上，生物在演化过程中也没有完全忽视氮气。生物通过所谓的“固氮”过程利用氮气。在这个过程中，氮气被“固定”成氨，然后这些氨可以被进一步转化成各种氮含有机化合物，比如氨基酸，然后被生物体用于生长和繁殖。尽管这个过程需要一定的能量投入，但是得到的氮含有机化合物在生命过程中的重要性使得这个投入非常值得。
那么为什么生物体就不能通过类似的方式“固定”氮气来获取能量呢？主要的问题在于氮气的化学特性。氮气的化学性质极其稳定，因为它的分子结构中存在三个共价键，这使得将其分解变得非常困难。尽管存在一些细菌能够在特定条件下完成这个过程，但这个过程需要消耗大量的能量，而不是产生能量。因此，对于生物体来说，试图从氮气中获取能量是非常不经济的。
相对于氮气，氧气则拥有完全不同的特性。氧气分子中的氧原子带有较高的氧化性，能够和其他物质发生化学反应从而释放出能量。这就是为什么我们的身体能够通过呼吸氧气来获取能量。
总的来说，虽然氮气占了地球大气的绝大部分，但由于其化学稳定性，生物不能直接利用它来获取能量。反而是氧气，尽管在大气中的比例远远低于氮气，但因为其优良的氧化性，使得生物能通过呼吸氧气来更有效地获取能量。这就是生物进化到今天，选择了呼吸氧气而不是氮气的原因。
在我们的脑海中，我们常常把地球的大气成分想象为恒定不变的。然而，实际上，地球的大气在过去数十亿年间的变化相当剧烈。那么，让我们一起倒退地球的时间线，探寻大气成分的演化历程吧。
大约46亿年前，地球形成。 最初的大气主要由氦和氢构成。由于地球重力较小，这些轻质气体逐渐逃逸到太空，地球的原始大气逐渐消失。
大约44亿年前，火山活动盛行。 这一时期，地球表面的火山活动频繁，大量的气体被释放出来，形成了第二个大气层，主要成分是水蒸气、氮气和二氧化碳，还有少量的甲烷和氨。
大约35亿年前，生命开始出现。 最早的生命形式——单细胞微生物开始出现。这些生命形式能进行光合作用，将二氧化碳转化为氧气。此时，地球大气中的氧气含量极低。
大约24亿年前，氧气大爆发。 也被称为“大氧化事件”。这一时期，光合作用的微生物开始大量增多，产生了大量的氧气。地球大气中的氧气浓度开始显著增加。
大约5亿年前，氧气浓度上升到现在的水平。 这一时期，生物多样性开始显著增加，出现了许多新的物种，它们需要氧气来进行呼吸，这进一步推动了大气中氧气含量的增加。
至今，地球大气成分相对稳定。 现在地球大气的主要成分是氮气（约占78%）、氧气（约占21%），其余1%由微量的气体如二氧化碳、氖、氦、甲烷、氪、氢以及一些蒸发的水分子组成。
上述过程中的每一次大气成分的改变，都深刻影响了地球的气候、生态系统，甚至生命的演化。地球的大气层是一个复杂的系统，它不断地在自然过程和生物活动的影响下发生变化。这个故事告诉我们，我们今天呼吸的气体，是亿万年地球生命演化的结果，承载着地球生命历史的痕迹。
最后，我们必须注意的是，虽然氧气对于生命至关重要，但其并非没有弊端。氧气的氧化性也意味着它能够破坏生物体内的各种化学结构，比如蛋白质和DNA，这就是所谓的氧化应激。生物体需要投入一部分能量来防御氧化应激，维持其正常的生理活动。因此，虽然氧气是我们获取能量的重要来源，但是其也带来了一些挑战，需要生物体通过复杂的机制来应对。这也是生命演化的一个重要方面。
