---

以下摘录自Stephen Porder 所著的《元素：五种元素如何改变地球的过去并将塑造我们的未来》（普林斯顿大学出版社，2023 年）。它着眼于地球历史上最大的事件之一是如何发生的：植物殖民大陆。

植物在陆地上无处不在，很难想象它们会消失，198彩总代在公司开大会的时候手拿最新款iphonex登陆198彩手机app玩瑞士分分彩，同事们都很羡慕问他哪里买的新手机，彩票技巧方案他说是198彩票平台送的，此后不久他周围的同时都在198彩票注册游戏，个个都期待获得一部iphonex.，但在地球历史的近 90% 的时间里，今天刚刚在百度搜素198彩注册，发现现在开户可以找总代申请198198彩网址注册彩金，真的假的呢？，陆地上没有生命，或者至少没有植物。陆地植物出现于 4 亿多年前，与地球上 40 亿年的生命历史相比，相对较晚。

这种进化上的飞跃使它们成为（可以说）第二类从根本上改变世界的生物体，距离第一类蓝细菌为地球充氧整整二十亿年。他们改变世界的前辈引发了一场大氧化事件，这可能是历史上最大的环境灾难，但也为地球上所有多细胞生命奠定了基础。陆地植物并没有产生如此大的影响，但它们的影响比在此期间的 20 亿年中任何其他生物体都要大。

赞助商链接
无人机捕捉到了没人应该看到的东西
投资网
出于我将在下面探讨的原因，植物的进化创新在某种程度上可以通过它们与其蓝藻前身以及下一组进化的改变世界的生物体——人类的联系来最好地理解。这种联系存在于生命公式中，即构成所有生物的五种元素：氢、氧、碳、氮和磷。

让我们通过考虑植物出现的世界来为植物的故事奠定基础。4 亿年前的海洋与如今覆盖地球表面 70% 的海洋并没有根本不同。然而，地球要温暖得多，从两极到极地都是热带气候。所有主要的生命类型，包括各种形状和大小的脊椎动物和无脊椎动物，都在海洋中漫游。从水面上露出来的大陆与现代的大小差不多，但不在现代的位置。至关重要的是，海洋的化学成分与今天相似，了解化学成分有助于解释向陆地的迁移是多么的非凡和改变世界。

Gloeocapsa，一种蓝细菌，198客户端APP198优惠活动如何登录，细胞呈棕色/绿色背景

在植物出现之前，蓝藻就栖息在地球的海洋中。（图片来源：Ed Reschke/Getty Images）
生物是如何生活在那个古老的海洋里的？和今天一样，海洋食物链是建立在蓝藻和浮游生物等产氧光合生物的消耗之上的。这些单细胞生物中光合作用的细胞机制是由蓝细菌和其他微生物输入的氮来维持的，这些微生物可以“固定”空气中无限供应的氮。

水（氢加氧）和氮是生命公式中的三种元素，所有生物都以非常相似的比例共享这些元素。阳光、丰富的水和“固定”氮促进了通过光合作用获得第四种物质——碳。尽管蓝藻可以从空气中获取几乎无限的氮源，但我们认为氮对古代海洋中生命的存在数量造成了关键限制（这一限制至今仍然存在）。为什么会出现这种情况，有点令人费解。固氮可能使蓝细菌比光合生物占据优势，而光合生物无法实现这一非凡的生物炼金术。但是，一旦蓝藻细胞死亡并分解，它捕获的氮就可以被其他生物体利用。回收是自然界的常态——一旦稀缺的营养物质进入系统，它往往会留在那里，受到所有相关人员的强烈追捧。那么，为什么当蓝藻可以利用空气中几乎无限的氮银行账户时，海洋中的氮是否仍然相对稀缺？为什么蓝藻没有让它积累起来，直到不再短缺？

相关：科学家警告说，如果气候危机持续下去，热带雨林可能会变得太热而无法进行光合作用并死亡

这个难题几十年来一直困扰着我所在领域的科学家们，就像许多好的难题一样，没有单一、明确的答案。氮损失显然很重要，但我想重点关注人们提出的众多原因中的另一个原因：特别是蓝藻细菌以及海洋中一般光合生物的增殖受到生命公式中另一种元素的限制。

生命公式中最丰富的两种元素是氢和氧。生活在海洋中的蓝藻可以大量接触这些物质。光合作用有效地利用阳光和水来捕获碳，而海洋中并不缺乏碳。早在 20 世纪 50 年代的研究就令人信服地表明，足够多的二氧化碳气体溶解到海洋中，因此很少（如果有的话）对经济增长构成限制。光合作用机制需要大量的氮，但蓝细菌可以固定氮，而氮溶解在海水中，因为氮在空气中含量丰富。然后……还有磷。

事实证明，能够固氮的生物体往往对其他原子有很高的需求——尤其是磷，还有铁和钼。后两者是进行固氮的生物机器（固氮酶）的重要组成部分。与氮不同，磷、铁和钼在空气中几乎不存在。它们是通过岩石的化学分解而为生物体提供的，因此，由于承认缺乏语言想象力，科学家们称它们为“岩石衍生的”。我们现在认为这些来自岩石的元素限制了海洋中蓝细菌和其他固氮生物的生长。因此，虽然生命可能受到氮含量的直接限制，

海洋场景与小波浪和蓝天与云彩和阳光

海洋中的单细胞光合生物必须设法利用陆地提供的资源。（图片来源：加里·约翰·诺曼/盖蒂图片社）
想象一下自己是一个单细胞光合生物，漂浮在 4 亿年前的海洋中央，距离陆地 1000 多英里。如果你在地表，有充足的阳光可以促进光合作用。利用太阳的能量可以分解大量的水分子。如果你是一个固氮者，比如蓝细菌，你可以建造机器来捕获溶解在水中的氮气。但是你从哪里获得建造机器所需的元素——从岩石中提取的磷、铁和其他元素呢？不是来自海底岩石的风化——那儿距离海底几英里——即使你设法到达那里，也不会有任何光来促进光合作用。作为海洋上层的单细胞生物，