在探究生物为何偏爱氧气而非氮气作为呼吸介质之前，我们需要理解动物呼吸的深层原理。动物的呼吸并不是单纯地摄入氧气，而是利用氧气参与细胞内部的能量释放反应。这一过程，称为细胞呼吸，是生命活动的基石。
细胞呼吸中，氧气与葡萄糖等物质反应，通过一系列复杂的化学步骤，转化为生物体可直接利用的能量分子ATP，同时释放出二氧化碳和水。这一转化过程的效率极高，达到了惊人的40%，远超人类制造的任何发动机。因此，氧气对于动物而言，不仅仅是一种气体，它是生命活力的源泉，是细胞“发动机”的关键燃料。
而在地球的漫长历史中，大气成分经历了显著的变迁。早期地球上，氧气含量极低，生命在缺乏氧气的环境中孕育。随着时间的推移，光合作用的出现使得氧气逐渐积累，大气成分发生了根本性的改变。生命为了适应这一变化，进化出了利用氧气进行呼吸的机制，从而获得了更高的能量转化效率，这也正是自然选择的结果。
相较于氧气，氮气在自然界中表现出明显的惰性。它的化学性质稳定，不易与其他元素发生反应。这种惰性源于氮气分子的结构特点，其两个氮原子之间的键合非常牢固，需要吸收大量的能量才能打破，这与生命体寻求高效能量转换的需求背道而驰。生命体在进化过程中，选择了那些能够快速释放能量的氧化反应，而不是耗费能量去驱动氮气参与的反应。
在地球的早期，氮气作为大气的主要成分之一，其含量远超氧气。然而，即便在这样的环境下，生命也没有选择以氮气作为呼吸的燃料。这不仅是因为氮气的化学反应性低，还因为氮气不能像氧气那样直接参与到细胞的能量生产过程中。生命的起源和进化，是在一个不断变化的环境中进行的，生物体必须适应环境中可获得的能量来源。在地球历史上，氧气的出现为生物提供了一种更为高效的能量转换方式，生物体通过有氧呼吸利用氧气，大大提升了生存和繁衍的优势。
因此，氮气的惰性和生命对高效能量转换的需求之间的矛盾，以及地球大气成分的演变，共同作用于生物体的呼吸机制，使得氧气成为了动物呼吸的首选。
地球大气的演变对生命的呼吸方式产生了深远的影响。地球形成初期，大气主要由火山活动释放的气体组成，其中包括大量的二氧化碳、水蒸气、氮气以及一些惰性气体，但几乎没有游离的氧气。在这样的环境下，生命如何起源和生存成了一个重大的谜题。研究表明，生命可能起源于海底热泉口附近的无氧环境，这里的高温和丰富的化学物质提供了生命起源所需的能量和物质条件。
随着时间的推移，大约24亿年前，一种名为蓝藻的单细胞生物出现了。
它们通过光合作用释放出氧气，这个过程的副产物就是大气中氧气的来源。最初，产生的氧气并没有积累在大气中，而是与地球表面的物质如硅、铁等发生了反应。然而，经过长达十亿年的时间，这些反应逐渐达到饱和，氧气开始在大气中自由积累，从而改变了地球大气的组成。
这一变化对当时的生物界产生了巨大的影响。氧气的积累不仅造成了第一次大灭绝——大气氧化事件，还促使生命进化出新的生存策略。厌氧生物面临氧气的毒性，不得不寻找适应方法或灭绝，而一些生物则利用氧气发展出了有氧呼吸，这种新的能量获取方式极大地提升了生物体的能量利用效率。因此，地球大气的演变和生命的呼吸方式是相互影响、共同进化的结果。
有氧呼吸的出现是生物进化史上的一次重大飞跃。它为生物提供了一种更为高效的能量获取方式，使得生物体能够在激烈的生存竞争中占据优势。有氧呼吸的能量转化效率高达40%，远高于无氧呼吸的效率。这意味着，在相同的物质消耗下，有氧呼吸能够为生物体提供更多的能量，增强其生长、运动和繁殖的能力。
在地球大气中氧气含量逐渐增加的背景下，能够利用氧气进行有氧呼吸的生物得以迅速繁衍和扩散。它们不仅能够更有效地利用食物资源，还能够在缺氧的环境中生存下来。此外，有氧呼吸还促进了生物体复杂器官的发育和大脑的进化，为高等生命的出现奠定了基础。因此，有氧呼吸不仅是一种生物化学过程的优化，更是生物种群适应环境变化、赢得生存竞争的关键。
综上所述，动物之所以不呼吸氮气，根本原因在于氮气的化学惰性以及生命对高效能量转换的迫切需求。在生物演化的长河中，有氧呼吸的出现是自然选择的必然结果，它为生物提供了更高效的能量获取途径，使生物体在适应环境的同时，也推动了物种的进化和多样性的形成。而氮气，由于其不易参与化学反应的特性，无法为生物提供足够的能量，因而从未成为生物呼吸的燃料。这一选择不仅是对地球大气成分变化的适应，也是生物体内能量转换效率的优化。
