人类为什么没有进化出储存氧气的器官？
人类之所以没有进化出像某些海洋生物那样专门储存氧气的器官，主要是因为我们作为陆地哺乳动物，演化路径与生存需求不同，并且在“储存氧气”这个问题上，我们采取了“高效利用”而非“大量储备”的策略。
为了详细解释这一点，我们可以从以下几个方面来探讨：
1. 演化路径与生存环境的根本差异：
陆地生活 vs. 水下生活： 这是最核心的因素。
陆地环境的氧气供应： 大气层中的氧气浓度相对稳定（约21%）。大多数陆地生物，包括人类，可以随时通过呼吸获取氧气。我们的呼吸系统（肺部）设计得非常高效，能够最大化从空气中提取氧气并将其输送到血液。
水下环境的氧气供应： 水中的溶解氧远低于空气，且随着深度增加、水温升高、有机物分解等因素，溶解氧会进一步减少。对于水生动物，尤其是潜水哺乳动物（如鲸鱼、海豚）和海洋爬行动物，它们需要克服缺氧的挑战才能在水下生存。
呼吸方式的适应：
人类： 我们的呼吸是连续的、由肺部直接完成的。即使在运动时，我们也能通过加快呼吸频率和加深呼吸来增加吸氧量。
潜水动物： 它们进化出了特殊的呼吸和血液循环系统，能够长时间闭气并高效利用体内储存的氧气。
2. “储存氧气”的生物学含义与生理机制：
在生物学上，储存氧气通常指以下几种方式：
储存氧气分子本身： 就像某些海绵或水生昆虫的幼虫会储存氧气泡。
储存携带氧气的载体： 主要通过增加血液中的血红蛋白（hemoglobin）或肌红蛋白（myoglobin）的量。
提升氧气的利用效率： 通过优化代谢过程，减少氧气消耗。
人类主要依靠的是高效的氧气输送和利用机制，而不是大规模储存。
3. 人类现有的氧气“利用”与“储备”机制：
尽管没有专门的储存器官，人类通过以下机制来应对短暂的缺氧情况：
血液中的氧气： 这是最主要的氧气载体。血液中的血红蛋白将吸入的氧气与肺部进行交换，并输送到全身组织。一次呼吸循环可以携带大量的氧气。
肌红蛋白（Myoglobin）： 存在于肌肉细胞中，是一种能够与血红蛋白竞争氧气的蛋白质。当血液中的氧气充足时，肌红蛋白会储存氧气；当氧气供应不足时，它会释放储存的氧气供肌肉使用。肌肉中的肌红蛋白含量与肌肉的活动强度和耐力有关（例如，耐力运动员的肌肉肌红蛋白含量更高）。
肺部的残气量： 即使在一次完全呼气后，肺部仍会保留一部分空气，其中含有氧气，可以用于下一次吸气前的过渡。
循环系统的高效性： 心脏可以根据身体需求增加泵血量，将氧气更快速地输送到需要的地方。
氧气代谢的调节： 在缺氧环境下，身体会进行一系列生理调节，例如减缓代谢速率，优先保证关键器官（如大脑）的氧气供应。
4. 为什么不需要专门的储存器官？
生存需求： 人类作为陆地生物，绝大多数情况下可以随时获得氧气。我们不需要像潜水动物那样长时间离开氧气源。进化倾向于为最常遇到的挑战提供解决方案。
能量消耗： 维持一个专门储存大量氧气的器官需要巨大的能量和生理成本。这个器官需要有特殊的结构来容纳和稳定氧气，还需要一套复杂的机制来控制氧气的释放和补充。对于不需要长时间储存氧气的人类来说，这样的器官将是一种低效的“负荷”。
进化的机会成本： 进化资源是有限的。将生理资源投入到建造和维护一个不太需要的器官，不如将其投入到强化现有呼吸系统、血液循环和氧气利用效率上更有益于生存和繁殖。
其他适应策略： 相对于储存氧气，人类更倾向于通过更快的呼吸、更深的呼吸、增加血红蛋白浓度（在高原等低氧环境下会发生）以及改善氧气输送效率来应对缺氧环境。
5. 与潜水哺乳动物的对比：
为了更好地理解，我们可以对比一下潜水哺乳动物（如鲸鱼、海豹）是如何储存和利用氧气的：
高血红蛋白和肌红蛋白含量： 它们的血液和肌肉中含有比人类高得多的血红蛋白和肌红蛋白，储存了更多的氧气。
肺部容量的优化： 它们的肺部在潜水时可以完全排空，避免了浮力过大，并将更多气体（包含一部分氧气）留在血液和肌肉中。
“潜水反射”（Dive Reflex）： 这是一系列生理反应，包括心率减慢、外周血管收缩（将血液集中输送到大脑和心脏）等，以最大化氧气利用。
血液重新分配： 它们可以将氧气优先输送到更需要氧气的器官，例如大脑。
某些物种的特殊结构： 一些海洋哺乳动物（如海豚）的肺部具有弹性囊，可以在潜水时收缩，减少空气体积，降低浮力，同时将一部分氧气保留在血液和组织中。但这些不是独立的“氧气储存器官”，而是对肺部结构的适应性改造。
总结：
人类没有进化出专门的氧气储存器官，是因为我们的演化历史、生存环境和生理需求决定了我们不需要这样做。相比于建造一个高成本的储存器官，通过优化呼吸系统、血液循环、增加血红蛋白和肌红蛋白含量以及高效的氧气代谢来应对短暂的缺氧是更有效率的生存策略。我们更擅长的是持续而高效地获取和利用氧气，而不是进行长时间的“氧气储备”。
为了详细解释这一点，我们可以从以下几个方面来探讨：
1. 演化路径与生存环境的根本差异：
陆地生活 vs. 水下生活： 这是最核心的因素。
陆地环境的氧气供应： 大气层中的氧气浓度相对稳定（约21%）。大多数陆地生物，包括人类，可以随时通过呼吸获取氧气。我们的呼吸系统（肺部）设计得非常高效，能够最大化从空气中提取氧气并将其输送到血液。
水下环境的氧气供应： 水中的溶解氧远低于空气，且随着深度增加、水温升高、有机物分解等因素，溶解氧会进一步减少。对于水生动物，尤其是潜水哺乳动物（如鲸鱼、海豚）和海洋爬行动物，它们需要克服缺氧的挑战才能在水下生存。
呼吸方式的适应：
人类： 我们的呼吸是连续的、由肺部直接完成的。即使在运动时，我们也能通过加快呼吸频率和加深呼吸来增加吸氧量。
潜水动物： 它们进化出了特殊的呼吸和血液循环系统，能够长时间闭气并高效利用体内储存的氧气。
2. “储存氧气”的生物学含义与生理机制：
在生物学上，储存氧气通常指以下几种方式：
储存氧气分子本身： 就像某些海绵或水生昆虫的幼虫会储存氧气泡。
储存携带氧气的载体： 主要通过增加血液中的血红蛋白（hemoglobin）或肌红蛋白（myoglobin）的量。
提升氧气的利用效率： 通过优化代谢过程，减少氧气消耗。
人类主要依靠的是高效的氧气输送和利用机制，而不是大规模储存。
3. 人类现有的氧气“利用”与“储备”机制：
尽管没有专门的储存器官，人类通过以下机制来应对短暂的缺氧情况：
血液中的氧气： 这是最主要的氧气载体。血液中的血红蛋白将吸入的氧气与肺部进行交换，并输送到全身组织。一次呼吸循环可以携带大量的氧气。
肌红蛋白（Myoglobin）： 存在于肌肉细胞中，是一种能够与血红蛋白竞争氧气的蛋白质。当血液中的氧气充足时，肌红蛋白会储存氧气；当氧气供应不足时，它会释放储存的氧气供肌肉使用。肌肉中的肌红蛋白含量与肌肉的活动强度和耐力有关（例如，耐力运动员的肌肉肌红蛋白含量更高）。
肺部的残气量： 即使在一次完全呼气后，肺部仍会保留一部分空气，其中含有氧气，可以用于下一次吸气前的过渡。
循环系统的高效性： 心脏可以根据身体需求增加泵血量，将氧气更快速地输送到需要的地方。
氧气代谢的调节： 在缺氧环境下，身体会进行一系列生理调节，例如减缓代谢速率，优先保证关键器官（如大脑）的氧气供应。
4. 为什么不需要专门的储存器官？
生存需求： 人类作为陆地生物，绝大多数情况下可以随时获得氧气。我们不需要像潜水动物那样长时间离开氧气源。进化倾向于为最常遇到的挑战提供解决方案。
能量消耗： 维持一个专门储存大量氧气的器官需要巨大的能量和生理成本。这个器官需要有特殊的结构来容纳和稳定氧气，还需要一套复杂的机制来控制氧气的释放和补充。对于不需要长时间储存氧气的人类来说，这样的器官将是一种低效的“负荷”。
进化的机会成本： 进化资源是有限的。将生理资源投入到建造和维护一个不太需要的器官，不如将其投入到强化现有呼吸系统、血液循环和氧气利用效率上更有益于生存和繁殖。
其他适应策略： 相对于储存氧气，人类更倾向于通过更快的呼吸、更深的呼吸、增加血红蛋白浓度（在高原等低氧环境下会发生）以及改善氧气输送效率来应对缺氧环境。
5. 与潜水哺乳动物的对比：
为了更好地理解，我们可以对比一下潜水哺乳动物（如鲸鱼、海豹）是如何储存和利用氧气的：
高血红蛋白和肌红蛋白含量： 它们的血液和肌肉中含有比人类高得多的血红蛋白和肌红蛋白，储存了更多的氧气。
肺部容量的优化： 它们的肺部在潜水时可以完全排空，避免了浮力过大，并将更多气体（包含一部分氧气）留在血液和肌肉中。
“潜水反射”（Dive Reflex）： 这是一系列生理反应，包括心率减慢、外周血管收缩（将血液集中输送到大脑和心脏）等，以最大化氧气利用。
血液重新分配： 它们可以将氧气优先输送到更需要氧气的器官，例如大脑。
某些物种的特殊结构： 一些海洋哺乳动物（如海豚）的肺部具有弹性囊，可以在潜水时收缩，减少空气体积，降低浮力，同时将一部分氧气保留在血液和组织中。但这些不是独立的“氧气储存器官”，而是对肺部结构的适应性改造。
总结：
人类没有进化出专门的氧气储存器官，是因为我们的演化历史、生存环境和生理需求决定了我们不需要这样做。相比于建造一个高成本的储存器官，通过优化呼吸系统、血液循环、增加血红蛋白和肌红蛋白含量以及高效的氧气代谢来应对短暂的缺氧是更有效率的生存策略。我们更擅长的是持续而高效地获取和利用氧气，而不是进行长时间的“氧气储备”。
网友意见
自然进化一直以来只能用一个简单且粗暴的词来形容：失败。如今，我们将亲自定义成功。
算一下需要多少呗……
人一天需要2000大卡热量，9MJ左右
1mol葡萄糖的热量是2.87MJ，消耗6mol氧气，那么一天需要的氧气就是19mol左右，体积有400多升。如果是空气，得2立方米了。你自身的体积才多少。
还是那句话，恒温动物消耗的食物有99%都用于维持体温了，氧气也一样。
如果是冷血动物，消耗氧气很少，但是自身体积一般也太小了。个别种类比如章鱼，外套膜里储存的氧气可以维持几个小时的呼吸。
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