在地球漫長的歷史中，大氣氧氣濃度曾經歷了顯著波動，尤其是在古生代石炭紀時期，氧氣濃度高達35％以上，遠超當前的21％。這一時期，植物繁盛，氧含量激增，不僅促進了陸地動物體型的大型化（如巨型蜻蜓和節肢動物），也引發了關于單細胞生物體型變化的科學討論。

單細胞生物（如細菌、原生動物和藻類）的體型主要受限于物理擴散定律和代謝效率，而非單純依賴氧氣濃度。在氧氣充沛的環境中，大型單細胞生物（如有孔蟲、某些藻類）確實可能出現體型增大的趨勢，因為高氧濃度支持了更高的代謝率，使細胞能夠維持更大的體積而不至于缺氧。這種增大并非普遍現象，因為單細胞生物的結構簡單，其體型還受到營養獲取、環境壓力（如捕食和競爭）以及遺傳因素的制約。例如，許多單細胞生物仍保持微小形態以優化擴散和繁殖。因此，雖然高氧濃度可能為某些單細胞生物提供體型增大的潛在條件，但它并非唯一決定因素。

在醫藥領域內，這一古生物學現象激發了技術開發的靈感。研究人員通過模擬古環境，探索高氧濃度對細胞代謝的影響，從而推動創新療法。例如，在組織工程和再生醫學中，科學家利用高氧培養條件來促進干細胞分化和組織修復，這借鑒了古氧環境下生物體可能的高效代謝機制。同時，氧氣療法在臨床中廣泛應用，如治療慢性阻塞性肺病（COPD）和傷口愈合，其原理部分源于對氧氣在細胞生長中關鍵作用的理解。

微生物學技術的進步，如合成生物學和基因編輯，允許我們操控單細胞生物的代謝途徑，以開發新型藥物。例如，通過工程改造細菌，使其在高氧環境中高效生產抗生素或生物制劑，這直接受益于對氧氣與細胞功能關系的深入研究。結合古生物學見解與現代技術，醫藥領域有望在疾病治療和健康促進方面取得更多突破。