氧气在呼吸作用中并非不可缺少

 很多其他的氧化剂也可以表现得同样好，比如硝酸盐和亚硝酸盐，硫酸盐和亚硫酸盐，还有很多其他选择。这些氧化剂（之所以叫这个名字，就是因为它们的化学性质有点像氧气）都可以从食物或者其他来源夺取电子。

无论哪一种，电子从供体到受体的转移都会释放能量，并储存在ATP的化学键中。如果把所有已知被细菌利用的“氧化还原对”（即一对能够配合反应的电子供体和受体）开列一个清单，恐怕得有好几页长。细菌不仅可以“吃”石头，甚至能“呼吸”石头。比起细菌，真核细胞在这方面就有点可悲了。整个真核生物域，包括所有的植物、动物、藻类、真菌和原生生物，它们的代谢多样性只相当于一个细菌细胞的全套把戏。

这么多电子供体和受体，其中不少的反应性都并不是很强，这也有助于让生物的选择更加多样。所有的生化反应都是自发进行的，必须由周围高度反应性的环境驱动。但是，如果环境的反应性过强，这些反应就会太快、太彻底，就不会有自由能留存下来供生物利用。

举个例子，大气中不可能充满气体氟，因为它会立即与所有物质发生反应，很快就会耗尽。但是很多物质能够积累到远超它们自然热力学平衡的程度，原因就是它们反应得非常慢。氧气就是如此，如果给它机会，氧气会与有机物质发生剧烈反应，烧掉地球上的一切。但是氧气的这种暴力倾向被一些幸运而又偶然的化学反应规律所抑制，因此才在大气中稳定存在了亿万年。

甲烷和氢气等可以与氧气发生更剧烈的反应（想想“兴登堡”号空难），但因为同样受活化能障壁的限制，它们才可能在大气中与氧气共存多年，处于动态不平衡状态。还有很多其他物质，从硫化氢到硝酸盐，都是如此。它们可以被合适的条件强制进行反应，反应时会释放很多能量供细胞利用；但是如果没有合适的催化剂，就什么都不会发生。

生命巧妙地控制着这些活化能障壁，从而更快地向环境输出熵，比没有生命的“自然”状态快得多。有些人甚至因此把生命定义为“熵制造机”。无论是否恰当，生命之所以存在，确实是因为活化能障壁存在——生命擅长的就是推倒这些障壁。强烈的反应性被压制在活化能障壁的背后：这就是化学为生命留下的一条“生路”。

许多电子的供体和受体都可溶于水，化学性质稳定，可以无所事事地进出细胞。这些性质意味着热力学原则要求的那种反应性环境，可以被安全地移植到细胞内部，放到那些重要的膜以内。这让为生命供应能量流的氧化还原反应，比热能、机械能、紫外线或者雷电都要容易处理得多。

如果化学原理上不存在这么一个空子可钻，生命也许根本不会存在。