100年,一个迫在眉睫的大限,灭绝的警告传遍了世界!

2017-05-07  弥小声



著名物理学家霍金(Stephen Hawking)

几乎每年都会就人类的命运发出警告

内容包括外星文明、人工智能的威胁

以及全球气候的变化等等

2017年5月3日

他发出了最新一次警告


Humanity must colonize another planet within 100 years if we are to survive  

(人类必须在100年内殖民外星,以避免灭绝)


文 | 星球研究所

本文摘编自微信公众号“星球研究所”(ID:gonglulvxing),不代表瞭望智库观点。


100年

一个迫在眉睫的大限

各国媒体立即将警告传遍了世界

我们不知道是否已经有人开始着手准备了

不过回顾地球生命史

人类的先祖至少遭遇过5次大劫

当地球上98%的物种已经灭绝时

人类却成功进化,坐上地球霸主的宝座

我们凭什么能在这个蓝色星球上立足?

又能否再一次摆脱劫难?

(1972年12月7日阿波罗17号拍摄的地球照片,名为蓝色弹珠;图片源自NASA)


要回答这两个问题

必须从我们先祖的好运气

以及历任地球霸主的坏运气讲起


大约40亿年前

一种单细胞生物出现在地球上

它是地球上所有现存及已灭绝生命的共同祖先

被称为终极共祖

(LUCA,Last Universal Common Ancestor)

(LUCA为生命起源的其中一种假说,并且有多种译法;后续内容中也存在诸多科学争议,本文只阐述整体地史事件,不做细节讨论,以下同;图片源自RevistaTransilvania.ro)


之后的数十亿年中

月升日落、繁衍不息

小小的终极共祖最终演化为一个超级家族

包括870万种形态万千、习性各异的物种

(生命之树,请将手机横屏并点击放大观看,图片源自美国进化论教育机构Evogeneao,星球研究所标注)


这些家族成员从来都不是和平主义者

蓝色星球的霸主之争早已上演

第一任霸主出现在5.3亿年前的寒武纪

奇虾

它体长1米,最长可达2米

强壮的嘴部结构可以轻松穿透贝类的外壳

而当时其它多数物种大小都不超过10厘米

(后期又出现了鹦鹉螺等新霸主;下图为奇虾复原图,绘图@Olof Helje)


同一时期

人类先祖则是一种发现于云南的原始鱼类

昆明鱼

体长只有2-3厘米

(首次发现于云南澄江,昆明鱼复原图,绘图@Masato Hattori)


对于胃口极大的奇虾而言

此时人类的祖先如同不值一顾的蚊子肉

(奇虾与人类先祖、现代人类大小对比图,图片源自Wikiwand,星球研究所标注并有修改)


时间到了距今4.4亿年左右

就在奇虾们横行天下时


第1次大灭绝


毫无征兆地发生了

此时正值地质年代中奥陶纪与志留纪之交

因此得名奥陶纪-志留纪大灭绝

这次灭绝共造成地球上85%的物种从此消失

奇虾所在的整个叶足动物门更是惨遭“灭门”

一代霸主从此深埋地下

今天我们在美丽的云南抚仙湖北岸

澄江国家地质公园

依靠着地质学家、古生物学家的挖掘

才得以一窥它的雄姿

两个巨大的附肢依然张牙舞爪

威风有如在世

(图片源自美国俄亥俄州立大学@Loren Babcock)



今天的科学家一直为此次大灭绝的原因争论不休

有人认为是全球气候变冷

地球几乎变成了“冰球”

并杀死了大量生物

(冰冻地球想像图,图片源自COURTESY PHOTO/NEETHIS)


也有人认为6000光年外的一颗超新星爆发

摧毁了地球一半的臭氧层

使得太阳释放出的紫外线穿过大气层

将地表生物大量杀死

(著名的超新星1993J爆发想像图,图片源自NASA,作者G.Bacon)


无论真相如何

奇虾们都只能无奈退出地球舞台

舞台上原来拥挤的生存空间突然出现了空缺

事实上

地球上的物种都拥有自己固定的生存空间

我们将其称为生态位(specific niches)

以一颗云杉为例

不同种类的鸟会生活在不同的高度

互不干扰、各取所需

(图片源自svvsd.org)


接下来

谁会重新填满奇虾们腾出的生态位呢?

答案是人类先祖所在的鱼类

奇虾眼中不值一顾的它们开始迅速繁衍

数量和种群大幅增加

“鱼类时代”全面到来

鱼类之间的竞争也随之加剧


到了距今4亿年左右的泥盆纪时期

鱼类中的盾皮鱼开始称霸海洋

最大的一种名为邓氏鱼(Dunkleosteus)

体长约6至8米、重达1.1吨

是比第一代霸主更强大、更凶猛的捕食者

就连同一时期出现的鲨鱼

也经常成为它的果腹之物

(制图@3mern)


面对如此强悍的对手

以及愈发拥挤的海洋

人类先祖直接被逼到氧气含量较低的浅海

开始在海陆相接的边缘生存

它名为提塔利克鱼(Tiktaalik)

是鱼类和两栖动物之间的过渡物种

它的鳍已经可以像四肢一样支撑身体

必要时还能爬上岸边

(制图@Zina Deretsky)


然而邓氏鱼的霸主宝座还没坐热

3000万年后

也就是3.7亿年前的泥盆纪晚期


第2次大灭绝


再次降临地球

史称泥盆纪大灭绝

这次灭绝共造成82%的海洋物种消失

邓氏鱼所在的整个盾皮鱼纲被“灭门”

又一任地球霸主归于泥土

直到1966年

修筑俄亥俄州际公路的工人们

才将它挖出了地面

昔日荣光得以重现

(头骨保存于美国克利夫兰国家自然博物馆,是目前保存最完整的邓氏鱼化石)


这次大灭绝的原因同样众说纷纭

原因可能包括藻类的大量孳生,使得海底严重缺氧

以及海底火山大规模爆发

火山排出的有毒物质使得海水酸化

大量动物窒息而死亡

(大面积火山爆发的想像图,作者@Orourke)


但无论哪种说法都指向了一点

即海洋生态环境的恶化

那些称霸海洋的物种往往最适应原有的生态环境

但当环境突变

它们也就成了最不适应新环境的物种

反而是那些被挤压到边缘的弱者

拥有适应新环境的最强能力

现在

人类的祖先提塔利克鱼

开始离开被污染的海洋走向陆地

陆地也开始进入一个植被的超级繁茂期

(石炭纪的陆地森林想像图,这一时期植被形成的煤炭,占当今全球煤炭储量的一半以上。制图@Sergey Krasovskiy)


凭借茂盛的植物资源

从两栖类到爬行类

动物们迅速分化出诸多新的物种

并形成新的竞争

陆地上同时出现了众多霸主

最为知名的是体长可达5米的

丽齿兽(Gorgonops)

它是首次长出犬齿的动物

可以轻易撕碎任何猎物

是恐龙出现之前陆地上最强大的掠食者之一

直到今天犬齿依然是顶级陆生猎食者的标志

(绘图@Masato Hattori)


而它的近亲犬齿兽也同样长出了犬齿

犬齿兽也便是当时的人类先祖

它体型要比丽齿兽小很多

以犬齿兽中稍晚一点出现的

三尖叉齿兽(Thrinaxodon)为例

体长仅30-50CM

比家猫还要略小

只能以小型动物和昆虫为食

虽然丽齿兽、犬齿兽都长着犬齿,但它们还没有进化出现代犬类一样的胎生,而是像鸟类一样卵生;

绘图@Masato Hattori)


此时

距离上次大灭绝已经过去了1亿多年

生命似乎正在沿着自己的道路前进

一切平静而顺利

但是上帝并不这么认为

就在距今约2.5亿年前的二叠纪末期


第3次大灭绝


毫不犹豫地爆发了

史称二叠纪大灭绝

这是地球历史上最严重的一次物种灭绝事件

共造成96%的海洋物种、70%的陆生物种灭绝

时任地球霸主丽齿兽位列其中

于是

今天人类的自然博物馆得以再添新丁

(发掘于坦桑尼亚的丽齿兽化石,展出于德国国家博物馆,摄影师@H.Zell)


如此大规模的灭绝极有可能是诸多因素合力营造

包含多颗陨石的撞击

中国华南、西伯利亚在内的大规模火山喷发

以及海床释放出大量甲烷

总之

整个地球都烧成了火球

(第3次灭绝想像图)


在这次大灭绝中

整个生物链被彻底洗牌

从海洋到陆地所有霸主全部归零

高的、矮的、强的、弱的

上帝一律照单全收


而我们的祖先犬齿兽

也许是被上帝遗漏了

它们在新的世界侥幸存活

开始向哺乳动物缓慢进化

而另一群被遗漏的动物

鳄类(镶嵌踝类主龙)

则把握住了几乎一片空白的地球

迅速成为三叠纪当之无愧的霸主

比如令人胆寒的波斯特鳄(Postosuchus)

它体长达12米

是当时最大的陆生肉食动物

几乎可以猎杀任何动物

(制图@Masato Hattori


然而三叠纪就像是过渡期一样

刚从上一次灭绝中恢复

又一次灭绝便接踵而至

距今2亿年前


第4次大灭绝


正式开始

史称三叠纪大灭绝

这次灭绝共造成76%的物种消亡

其发生原因是历次大灭绝中争论最多的

包括海平面上升、岩浆活动对大气的扰动等等

但无论真相如何

有一点非常清楚

这次灭绝几乎是定向性的

那些近岸生物、底栖生物受到了更多直接打击

时任霸主鳄类就属此列

经此打击虽然没有绝种,却也从此一蹶不振

地球“历代帝王遗像”中又多了一位

(位于德州理工大学的波斯特鳄化石,摄影师@达拉斯·克伦策尔)


此时我们的祖先仍然没有完成向哺乳动物的最终进化

由于鳄类及其它捕食者的压制

它们的体型甚至从之前的家猫大小

变成了只有老鼠大小

虽然生活卑微

但地下的阴暗生活也让它们躲过了此次大灭绝

(下图为当时的人类祖先大带齿兽MEGAZOSTRODON,制图@Alexey Katz)


命运完全相反的是

之前同样被鳄类压制的恐龙

则逐步填满了鳄类留出的生态位

随后的故事我们已经耳熟能详

恐龙遍布全球

统治从陆地到海洋

从海洋到天空的全部空间

(绘图@Masato Hattori)


不得不承认

恐龙是这个星球上最成功的统治者

它们统治地球超过1.6亿年

远比人类更久


直到6500万年前一颗小行星撞击地球


第5次大灭绝


从天而降

撞击不但留下了一个180公里宽的陨石坑

全球性的风暴、海啸、地震与火山爆发也随之而来

阳光被大气层中布满的灰尘长期遮挡

植物的光合作用几乎停止

包括恐龙(不含鸟类)在内75%的物种从此灭绝

颇有“天欲亡汝,安得不亡”的意味

(现在又出现了新的灭绝假说,此处不做讨论;小行星撞击后地表的陨石坑想像图,绘图@Detlev Van Ravenswaay/《Science》杂志)


一代雄主恐龙

也未能逃脱尘归尘、土归土的宿命

(世界上现存最完整的暴龙化石,绰号为Sue,发现于美国南达科他州夏延河印第安保留地,摄影师@J. Nguyen~commonswiki)


此时

人类的祖先已经熬过了40亿年

从奇虾到盾皮鱼

从丽齿兽到巨鳄

再到恐龙

五代霸主已经全部逝去

地球上所有现存和曾经存在的物种

有98%已经灭绝

所有有能力压制人类的物种全部与世长眠

人类

终于可以正式站到舞台中央


恐龙灭绝之后

哺乳动物们小心翼翼地从阴暗的地下走出

250万年前

它的一个灵长类分支

完成了从猿到人的演化

人类星球诞生了

(图片源自人教版历史教材)


40亿年的漫长等待

在如此渺茫的生存概率中一次又一次躲开劫难

在历代霸主及其它物种一层层不断夯实的地基之上

终于嬴得了人类星球250万年的存在

从这个角度而言

人类的胜利堪称奇迹

(人类文明的“地基”,图片源自Dylangibsonillustration.co.uk)


然而

距离上一次大灭绝

已经过去6500万年

它会否再次降临?

人类能打破霸主必亡的宿命吗?


    来自: 弥小声 > 《科普》

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