逸心茶舍 / 生态 / 环境改变命运

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环境改变命运

2020-01-22  逸心茶舍

狐臭

或许在国人印象中

那是黑人和白人的“专利”

而在14亿人同胞中

则是少之又少

有一组数据可以具体阐述

白人狐臭率达到90%

黑人甚至高达99.5%

而在中国

只有约5%的人发育狐臭

据不完全统计

东北地区狐臭人群比重约为1%

华北地区狐臭人群比重约为5%

华南地区狐臭人群比重约为10%

一路向南

越南、缅甸一带狐臭人群比重大于20%

(全球狐臭人群分布示意图)

◤红色代表狐臭比重、黄色代表清爽

不禁好奇

究竟是什么原因造成这一现象呢?

现代医学研究证实

基因变异

导致了东亚人携带“狐臭基因

大幅度减少

那么

究竟是什么诱发基因突变呢?


原来

我们的先祖

从炎热的非洲走出

大约在3~4万年前

进入温凉的东亚温带地区后

在内蒙古至东北一带定居

◤人类走出非洲路线图@Wikipedia

3~4万年前

又适逢末次冰期严寒环境
平均气温比现今低5~6
注释:末次冰期开始于7万年前、结束于1.17万年前。在这段时期,全球曾出现几次冰川的前进及消退。而在3~4万年前,我国北方长期被冰雪覆盖。

面对天寒地冻的自然环境

先祖身体内部基因组中的

16号染色体中部ABCC11基因上

538位碱基发生基因突变
 ▼

◤人类基因示意图@Wikipedia

导致大汗腺分泌减少

从而大大降低了国人发育狐臭的比例

改变了我们被臭味儿环绕的命运

 ▼

◤人体汗腺示意图@MAYO

注释:人体的汗腺分为两种:小汗腺和大汗腺。①小汗腺主要用于人体排汗,排出的大部分是水分、没什么味道。②大汗腺与狐臭相关,集中分布在腋下,胯下,外耳道里,大汗腺的分泌物含有蛋白质和脂肪酸、容易被体表的细菌分解、生成各种不饱和脂肪酸产生怪味,于是有了狐臭。

也就是说

生存环境关系到生命演化进程

那么

究竟什么样的生存环境

决定了生命演化的方向

从而驱动了原始生命

从40亿年前的诞生

演化为现今的泱泱众生
 ▼


注释:生存环境包括自然环境和社会环境。原始生命之间也应存在属于它们的社会环境,比如个体之间的相互关系。



环境诱发生命


40亿年以前

因缘际会、和合而生

原始地球

天空中电闪雷鸣、暴雨倾盆

地表上火山喷发、岩浆四溢

海面下黑烟滚滚、热泉滔滔

原始海洋如同一锅“有机汤”

富集了各种有机分子

终于某个旭日初升的时刻

有机分子聚焦在海底黑烟囱周边

◤北大西洋中脊的黑烟囱@Wikipedia

组装成一个特殊的大分子

可以进行自我“复制”“粘贴”

姑且称之为“复制子”

(Replicator)

自我复制、生生不息

◤RNA聚合物动画示意图@John Liebler

如同现今的病毒

形成了最早的生命形态

◤病毒@Maryna Olyak
注释:地球最早的生命,可能是源于能够自我复制的RNA分子。由于早期地球环境恶劣,导致原始生命的繁殖所需要的资源有限,所以生命诞生不久之后便开始竞争。由于RNA分子不稳定,而自我复制效率更高的DNA更有利于存活,因此DNA逐渐成为最主要的复制物。

38亿年前

第一层保护——细胞膜

炎热、缺氧、紫外线猛烈

这是早期生命的生存环境

众多复制子在原始海洋“群居而生”

经历了2亿年的逼厌生活后

其中某类“有远见”的复制子

率先在个体外围生成“有机质膜”

类似于一杯牛奶表面形成的薄膜

内部开展更为高效的分工与合作

拥有了RNA、DNA和蛋白质

演化出一个特别的生命混合体

进而从外部恶劣环境独立出来

建立起一个独特的“保护膜”

◤细胞膜示意图

就这样

在极端严酷的生存环境中

诞生了最早的细胞

形成了所有生命的共同祖先

统治了地球38亿年

35亿年前

能量工厂

共同祖先的后代繁衍了3亿年

早期生存环境再次日趋恶化

或许是营养物质的日渐减少

原始生命再次面对命运的抉择

面对每天迎面而来阳光

如何有效地获取营养

成为每日劳作必备的技能

一些“智慧”的原始细菌(蓝藻)

选择阳光作为能量之源

合成生命所需的营养物质

演化出最早的生命工厂

光合作用

◤ 海水中生活的藻类进行光合作用、诱发赤潮@NASA

但是

早期光合作用仅仅提供能量

并不能直接生成氧气

30~25亿年前

氧气有毒

光合作用又经过了数亿年后

一些生活在海洋表层的蓝藻

每天面对剧烈的阳光曝晒

痛定思痛、演化出新的生存战略

仍然选择太阳光作为能量来源

以水为还原剂

将二氧化碳转化为两个部分

一部分是糖类、为自身提供养分

另一部分是氧、作为副产品排放出去

在局部浅水地区形成含氧气的小环境

类似于沙漠中绿洲

科学家称之为“氧气绿洲”。

(Oxygen Oasis)

这些氧气悄悄改变着自然环境

长期习惯厌氧环境的原始生命

此时、氧气却是有毒的

24.5~22亿年前

提高效率——有氧代谢

亿亿万只蓝藻

经过亿万年孜孜不倦的光合作用

吸收二氧化碳、排出氧气

终于结出累累硕果

氧气开始充填早期大气层

此时的大气氧浓度

激增至现代大气含氧量的1%

科学史称“大氧化事件

生存环境发生了剧烈变化

在有氧环境的持续激发下

原始生命

由最初讨厌氧气

渐渐地爱上氧气

毕竟

氧气的加入能显著提高生命效率

有氧代谢的能量利用效率

远高于厌氧发酵生存方式

(大气含氧量演化示意图)

注释:从有机体的代谢来看,有氧代谢的能量利用效率远高于厌氧发酵,即氧化为食物链的延伸提供了能量学基础。换言之,与无氧食物链相比,有氧食物链能支撑更多的营养级,于是,有氧食物链的延伸为生态系统食物网的复杂化提供了重要的能量学基础。

24~21亿年前

地球经历了大冰河事件

◤大冰河事件想象图@ESO

对于占据海洋的原始生命来说

(细菌和蓝藻)

这次严寒无疑是一场沉重的打击

当温度持续降低时

寒冷会冻结生命体

造成大批原始生命消亡

而一些坚强的蓝藻

却在恶劣的环境中

演化出新的生存技能

生成特殊的抗冻物质

来保证自身生命机能的运转

还有一些细菌

学会了休眠

以求度过难关

◤河流被冰雪覆盖@NASA

21亿年前

真核细胞

自然环境开始转好

大气中含氧量较为稳定

原始生命

经历过天寒地冻的磨砺后

一些贪婪的大体型原核细胞

开始放弃自我生产有机养分

转而张开自身较大的细胞膜

悄悄包裹(捕食)其他小体型细胞

以这些细胞有机体作为食物

汲取营养、养肥自身

然而

小体型细胞亦不甘心束手就擒

为了防止被猎食

早已进化出一层“保护膜”。

直到某个阳光明媚的午后

大体型细胞再次捕获到小体型细胞

但摄取小体型细胞的行动却失败

短暂的猎食演化为永恒的共生

捕食者与被捕食者发生了共生关系

一类小体型细胞

能够进行光合作用

能为大体型细胞提供原料

渐渐演化为叶绿体

另一类细胞

能够进行有氧呼吸

并为宿主细胞提供能量

慢慢演化为线粒体

(真核细胞演化示意图)

注释:内共生学说认为原始真核细胞吞噬后细菌后,两者形成互利的共生关系,也既线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。

终于

经过无数次的“演习和实验”

细胞核也开始形成发育

生命的一小步(第一步)

真核细胞

在激烈的生存环境中诞生了

它是组成高等级生命的基本单元

标注着生命演化进入新的阶段

 注释:1.大气含氧量是真核生物诞生的外在环境基础。真核生物中有一种特有的细胞膜(类固醇)、这个细胞膜含有一定组分的氧酶(Oxygenases),氧酶在低于现今大气含氧量0.001%就不起作用。也即,当时大气含氧量必须高于这个水平。
2.基因证据也表明:真核生物可能是细菌与古菌的融合体,有研究证据显示线粒体和叶绿体都有自己的DNA,但是,线粒体最近的亲戚竟然是一种能引起伤寒的细菌——普氏立克次体,而叶绿体的DNA居然与蓝细菌一样。

也正是这一过程

大气富氧环境

迫使一种特殊的厌氧细菌

也钻入了寄主细胞中

演化后现今的癌症细胞

◤T淋巴细胞杀伤癌细胞想象图
注释:有证据表明,内共生作用使厌氧氨氧化菌的基因进入真核细胞的基因组,使它们分别独立地进化为癌基因组。

21~18亿年前

多细胞生物

当原始生命拥“核”之后

真核生物取得了显著的生存优势

原始生命迅速分化出个体大小差异

对于体型较小的真核生物来说

江湖依然在厮杀

生存压力依然存在

生命继续思考

“如何才能更好地生活?”

面对杀机四伏的江湖危局

某个小体型生命率先挺身而出

率先发出掷地有声的呼声

“天天瞎混是等死、团结起来抗争或许有活路”

于是

它们为了追求美好的明天

团结起来、各司其职、共同生活

组建一个多细胞共同体

形成了早期的多细胞生物(如藻类)

◤绿藻在有无捕食压力下的对比试验
注释:单细胞生物如何进化为多细胞生物的机制?由于化石记录很难有效记录这关键一步,科学家便通过一组有趣的实验来系统地揭示这一过程。Herron et al.(2019)将大量单细胞绿藻莱茵衣藻列为实验对象,分为两组。其中一组引入捕食者、一种捕食绿藻的草履虫、向这些可怜的绿藻施加生存压力;另一组没有捕食者、只有绿藻本身,并用延时显微镜进行长时间的跟踪拍摄,期望观察到究竟会发生些什么?实验结果验证了此前的假说“捕食会对单细胞生物产生选择性压力、促使其变得更强大”。
如上图A-单细胞绿藻在没有捕食者压力下浑浑噩噩了却一生。B~D-单细胞绿藻在捕食者压力下抱团过日子,演化为多细胞生命结构;仅个别单细胞绿藻在捕食者面前无动于衷、依然保持单细胞状态。

多细胞生物

是生命演化史上重大事件之一

为后续更复杂的生命演化迈出了关键一步

生命的一大步(第二步)

◤多细胞团藻显微照片@Armin Hallmann

但是

迈出第二步、走向第三步

却持续了10亿年

◤多细胞生命世界

18~8亿年前

无聊十亿年

当时大气层含氧量

长期保持现代大气含氧量的0.1%

低的含氧量抑制了生命演化的步伐

因而推迟了生命多样化进程

多细胞生命并没有进一步发展壮大

特别是没有演化出典型的多细胞动物

(后生动物)

被学界戏称“无聊十亿年”

(BoringBillion)

但是

这段时间或许并不是真正的无聊

15亿年前

有性生殖

在“无聊十亿年”中

生命演化步伐并没有停止

原始生命追求活着的意义

一是为了美好的明天

二是为了繁育更多的后代

早期繁育后代的方式简单明快

比如有丝分裂的方式

直接把身体分裂开来

每一部分单独发育成长

但是随着生存环境的变迁

这种繁殖方式的进化速率很低

致使物种多样性发展十分缓慢

偶然之间

两种相同类型的生殖细胞

经过简单的融合后

充分交换DNA等遗传物质后分开

孕育出生命力较为强大的后代

形成了早期有性生殖模式

◤有性生殖(精子奔向卵子)想象图
注释:有性生殖的天性就是求变。不管这变有用没用,先存起来再说。有性生殖促进了后代基因多样化,有利于优良基因的遗传和发育,增加了生物的多样性,加快了生命的演化步伐。

8亿年前

动植物分家

生命演化到这一刻为止

一直属于原始菌藻类的范畴

从细胞的形成到真核细胞

从真核细胞到多细胞生物

并没有出现演化出多细胞动物

当时间的步伐迈向8亿年前

光合作用持续积累

大气含氧量已经达到现今氧气水平的6~7%

氧气在高空中形成臭氧层

臭氧层如同生命的保护伞

抵挡所有有害的紫外线辐射

正是有了这道防护伞

生命演化出多细胞动物

原始后生动物应运而生

早期类似于蠕虫和海绵

动植物“分家”后

迅速分异出生产者和消费者

演化出捕食者与被捕食者

动物的出现

这是生命走向高级的第三步

现存的纤毛虫与动物的先祖相似

◤纤毛虫显微照片
注释:1.原生动物是单细胞动物;后生动物(真后生动物)特征是具有细胞组织的多细胞动物。在此之前的早期多细胞生物属于植物范畴。2.属于领鞭毛目的原绵虫或许是目前仍旧存活的生物中与动物的祖先最相似的。它们按群而居,并且细胞已开始有了不同的分工。

7.5~5.8亿年前

有生存压力才有演化动力

陆地帝国——罗迪尼亚大陆解体

潘诺西亚大陆的形成

◤潘诺西亚大陆想象图(从南极俯瞰)

增加了大陆边缘海的范围

增强了大陆风化作用

促进了多种生物的原始生产率

加大了全球范围内有机碳埋藏

导致大气二氧化碳的急剧下降

致使地球表面温度大大降低

原始地球遭受了一次严重的冰冻

以至于全球陆地全部被冰川覆盖

地球上的海洋也几乎被完全冻结

整个地球就像一个巨大的“雪球”

科学界形象地称之为

雪球地球”(Snowball Earth)

◤国际空间站俯瞰北半球冬天@NASA

环境灾变

再次重创生命的演化进程

但是

生命从未因挫折而屈服

将严酷的生存压力

演化为前进的动力

事实上

原始生命

在雪球地球发生之前

大多数个体微小、肉眼不可见

◤早期的疑源类化石显微照片拼图

在雪球地球发生之后

经历了天寒地冻的压力测试之后

一旦环境转好、身材迅速增长

5.8~5.4亿年前

左右对称

地球从冰雪世界走出后

大气含氧量也达到了现今数值的10%

海洋中漂浮着巨量微体生物(食物)

海水中含氧量也显著提升了

于是

生命的蛰伏是为了更好地绽放

迅速演化出个体更大的生物

绝大多数是肉眼可见的生物

再也不是细微的早期生命

一部分动物为了更好获取氧气和食物

身体迅速横向或纵向发展

发育为扁平的薄饼状

一部分动物开始张牙舞爪

生长出附肢、并呈两侧对称

(节肢动物)

形成了著名的埃迪卡拉生物群

首次出现大量两侧对称的原始生命

◤埃迪卡拉生物复原图

那么

原始生命为什么要两侧对称呢?

原来

早期的埃迪卡拉动物群

生活在伊甸乐园

海水中的营养物质异常丰盛

它们不需要刻意捕食

亦不需要躲避别人的捕食

只要摆好姿势、躺着过滤海水

就可以汲取营养、活的有滋有味

 ▼

◤当时的查恩盘虫类似现今海笔家族

然而

生命个体之间的社会环境开始恶化

总有一些贪婪的家伙

习惯于吃“肉”之后

再也不愿意吃斋饭了

迅速演化身强力壮的捕食者

但是

其他生命亦不愿坐以待毙

纷纷开始练就快速逃避的能力

演化出在水体中运动最优化的体形

这就是两侧对称的流线形

可以大大减少摩擦力

于是

被捕食者由于需要逃命

捕食者由于需要快速出击

身体纷纷演化为两侧对称

虽然生命表现出欣欣向荣的盛世

而一场天灾却悄悄降临

 ◤湖北夷陵虫复原图@Chen Z
注释:夷陵虫生活在5.5亿年前的湖北,总体呈链状,身体宽7~25 mm,体长76~608mm,身体三分、两侧对称,不仅有体环,还有体节,分节数可超过50节。

当自然环境再次发生恶化

多数埃迪卡拉生物就消失了

这是生命第一次朝向宏体化发展

也是一次不成功的尝试

却为后续成功的尝试积累经验

环境灾变

再次改变生命演化的轨迹

难道

生命就这么不堪一击?

注释:埃迪卡拉生物群(5.8~5.41亿年前)是寒武纪大爆发前夕最为独特的宏体生物,主要为一大群软体躯的多细胞无脊椎动物。包括腔肠动物门、节肢动物门和环节动物门等8科22属31种低等无脊椎动物。



生命的崛起


 5.41亿年以来

地球进入新时代

 ◤寒武纪以来地质时代示意图

见证了生命的顽强

血腥与屠戮

爆发与灭绝

原始生命历经多次环境灾难

承受了五次大灭绝

开启螺旋式演化之路

@World Science Festival

5.41~4.85亿年前

生命大爆发

地球迈入了寒武纪

全球陆地四分五裂

海岸线大大增加

气候转暖、冰川融化

海平面升高、淹没大片低地

形成了分布广泛的浅海地带

特别是这一时期的浅水泻湖

是原始生命的“伊甸园”

原始生命不再囿于少数种群

◤动物生命树@Leonad Eisenberg

内心开始迅速膨胀

在短短2000万年内

进化出20个现生动物门类

(现生后生动物门类共38个)

以及6个已灭绝的门类

◤澄江动物群门类物种丰度饼状图(n=228物种)@赵方臣

其中就包括人类远祖的祖先

(海口鱼或丰娇昆明鱼)。

◤丰娇昆明鱼复原图
远处黑影为大名鼎鼎的奇虾@Nobu Tamura
注释:寒武纪(Cambrian)时间跨度介于5.41~4.85亿年前,这一时期最为著名的原始生物栖息地就是位于我国云南省昆明市东南方向的玉溪市澄江县的“澄江动物群”。

眼观六路

大气成分的变化

改变了太阳到达地球的光量

视觉进化所需的外在环境悄然改变

那些“先知先觉”的原始动物

迅速进化出眼睛

视觉为一日三餐带来便利

诱发了自然界的捕食与防御

由于捕食者能够看到、追捕、杀死猎物

进而为后期装备各种“捕食套装”奠定基础

比如牙齿和颌骨

作为回应

一些体型较小的原始动物

装备诸如贝壳之类的保护性硬件

以保护较小的躯体免受捕食者的侵害

三叶虫

是第一批进化出真正眼睛的原始动物

头部两侧有一对复眼

每个复眼都是由许多个透镜组成

(有些超过15000个)

 4.85~4.43亿年前

向陆地进军

随着冈瓦纳陆地王国的裂解

分裂成多个不同的岛屿

原始生命自寒武纪大爆发后

多数生活在陆地周缘的浅海中

便随着洋流漂向不同陆地的周边

◤4.5亿年前的全球海陆分布图

气候适宜、浅海广布

同一祖先的后代在不同的海域演化

环境的差异导致物种的分异

最终演化为不同的新物种

形成了奥陶纪生物大辐射

从此生命群体开始枝繁叶茂

◤奥陶纪时期的海洋盛景@Masato Hattori

植物登陆

随着不同物种的不断涌现

浅海区域开始变得拥挤不堪

面对这一困境

生命又将如何应对?

终于

海水中一粒藻类

渐渐孕育了探索陆地的“初心”

每天遥望着幅员辽阔的陆地

在一个月黑风高的夜晚

原始植物率先向陆地进军

最初沿河流与陆地交界的水边生长

◤植物沿河岸带生长@NASA
注释:早期植物登陆、分布在河口两侧的植被。若能拍摄一幅植物登录的卫星影像,或许就是图中情景。该图是现今澳大利亚西北部的圣乔治贝森海湾卫星影像。

动物登陆

一些节肢动物尾随其后

类似于蜈蚣或者马陆

开始踏入万籁俱寂的陆地

在苔藓丛下的泥土中掘穴生活

以苔藓植株和孢子为食

搭建了最早的陆地生态系统

从此

原始生命在陆地上开辟新的领地

◤早期的节肢动物在陆地活动

4.43~4.19亿年前

有下巴的感觉真好

原始生命占据陆地之际

此时的海洋才是生命的主战场

早期的生命进食方式一直比较原始

用嘴巴直接“吸入式”进食

生命个体之间生存环境的竞争

迫使一些“有远见”的鱼类

厌倦了这种效率低下的进食方式

迫切需要更高效的方式

以求在激烈的生存竞争中占据一席之地

 ▼

◤志留纪时期海蝎子和有颌鱼类

于是开始冥思苦想、勤加锻炼

终于进化出“下巴”(颌)

在觅食中可以迅速张开大嘴

然后快速抬升下颌、把猎物吞下

以求获取更多的食物

这些鱼演化为盾皮鱼纲
(Placodermi)

◤有颌类盾皮鱼纲邓氏鱼在捕食@Karen Carr

颌的出现

标志着脊椎动物

由被动的滤食向主动的捕食过渡

大大提高了脊椎动物的捕食与适应能力

从而使脊椎动物成为“顶级捕食者”

爬上了整个食物链的最顶端

有颌类脊椎动物迅速登上地球大舞台 

注释:从鱼类演化出两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类,乃至包括我们人类自身在内的各类有颌脊椎动物。如此波澜壮阔的动物演化史,颌的出现功不可没

4.19~3.59亿年前

一条探索陆地的鱼

随着早期节肢动物的登录

陆地上生态系统已经多样化

有这样一种鱼类

提塔利克鱼(Tiktaalik)

经常穿梭于溪流的浅水岸边

抬头遥望辽阔的陆地盛景

勃勃生机、食物充沛

低头审视这浅水区的环境

生活逼仄、食物匮乏

按捺不住内心勇往直前的冲动

“陆地那么大、它想去看看”

终于在一个风和日丽的清晨

尝试着登上陆地、探索新生活

◤提塔利克鱼复原图@Wikipedia 

提塔利克鱼具有强大的肉鳍

类似于现今的弹涂鱼

在水中用鳃进行呼吸

水体干涸时、用肉鳍在泥砂中追捕猎物

变得十分适应陆地生活

它在成年时成功登陆

然后回到水中产卵、孵化后代

演化为四足动物

这就是两栖类动物的起源

其实

我们人类

就是一种超级改良版的“鱼”

用“胸鳍”挥动工具

用“腹鳍”四处行走

3.59~2.99亿年前

先有蛋、后有鸡

第一条鱼登陆以后

迅速演化为两栖类爬行动物

两栖类只能在在水体中繁衍后代

通过类似现今青蛙产卵的方式繁衍后代

面对陆地缺水且炎热的自然环境

这种生殖方式严重制约了其生存半径

生命演化再一次受到环境的约束

难道

生命前进的脚步会就此而止吗?

到了3.4亿年前

生存环境迫使生命再次进行改进

一种新型爬行动物横空出世

它外表类似于现今蜥蜴

◤林蜥(Hylonomus)复原图@John Sibbick

在陆地上产出具有一层羊膜覆盖的卵(蛋)

然后直接孵化后代

进而摆脱了对水的依赖

演化为羊膜动物

这种最早期的“蛋”

◤蛋(羊膜卵)的结构示意图@Wikipedia 

开启生命机制的创新

从此开启向内陆进军的步伐

占领陆地上更广阔的生态领域

打造出一片新天地

而真正的鸡

还要在2.5亿年之后才来到地球上

注释:虽然最初的羊膜卵并不含有硬壳,但是羊膜卵的进化使得蛋可以在陆地上诞下,这是四足动物胚胎的生存优势,也使得羊膜动物从两栖类动物分离出来。又经过3000万年之后,蜥形类(包含了鸟类与非鸟类、非哺乳类爬行动物)里分离出合弓纲(包含了哺乳动物)。1.5亿年前,才进化出始祖鸟,8500万年前,才进化出类似于鸡的动物——鸡形目。从这个角度来说,石炭纪已有蛋的存在、而鸡还要在2亿多年之后才出现。

2.99~2.52亿年前

生命大灭绝

地球陆地王国为了争抢地盘

纷纷吸纳海洋中各大岛屿

开始“拥抱-挤压-碰撞”模式

火山喷发、岩浆四溢、硝烟四起

终于在2.52亿年前

巨量火山喷发导致环境巨灾

很多生命还没来得及做出应对

在家园中突然被谋杀了

 ◤2.6亿年前海陆格局

注释:五角星代表二叠纪三个重要的大火成岩省,分别为塔里木、峨眉山和西伯利亚。二叠纪时期,泛大洋的面积是现今太平洋面积的两倍(塔斯肯等,2014).

这次环境灾难从地球上抹去了

约95%的海洋生物物种

约75%的陆地生物物种

是历史时期最惨烈的生物大灭绝事件

 ◤二叠纪海洋生物大灭绝想象图@Julio Lacerda

这就是二叠纪生物大灭绝

在地球上留下了巨大的生态空间

然而

生命就会这么容易离场吗?

2.52~2.01亿年前

飞向蓝天

二叠纪生物大灭绝过后

又经过3000万年

地球生态系统才完全复原

残存的生命经受了环境的严酷考验

就开始以更加迅猛的步伐前进

开始迅速复苏、占据陆地和海洋

而陆地上却是一场血腥与屠戮

古鳄鱼是这一时期的陆地霸主

有一种类似蜥蜴的爬行动物

为了生存、躲避追捕

每天奔跑、疲于自保

闲暇时刻都在仰望天空

看到昆虫类在天空中飞来飞去

开始按奈不住“蠢蠢欲动”的初心

在一个旭日东升的清晨

发出一声怒吼“再也不能这么活!”

终身一跃、飞向蓝天

探索天空的浩渺与深邃

演化为会飞行的翼龙

◤早期翼龙复原图 @HombreDHojalata 

几乎同一时期

恐龙也来到了地球上

最初只有一条小狗般大小

哺乳动物亦开始出现

体型更为细小

或许只有曲别针大小

瑟瑟发抖地生活捕食者的魔爪下

 ▼

◤吴氏巨颅兽复原图@Wikipedia

2.01亿年~6600万年前

当吃成为最大乐趣

“胖”就是一种必然

全球气温开始升高

陆地的植被开始出现显著变化

蕨类植物逐渐被松柏类植物取代

 ▼

◤马门溪龙在觅食、前景是苏铁 

这些裸子植物属于碳三植物(C3

叶肉细胞较分散、木质化程度低

对于植食性恐龙来说

无疑是一道易于消化吸收的佳肴

 ▼

◤腕龙
注释:依据光合作用的固碳方式分为碳三植物(C3Plant)和碳四植物(C4Plant)。碳三植物是光合作用中形成三碳化合物的一类植物,碳三植物细胞分工较碳三植物,光合作用效率更低,在一定程度上可认为碳三植物是植物中的“原核生物”,碳四植物则更像”真核生物”。

这一时期

对于恐龙来说

环境优美、缺少天敌、食物丰盛

这里就是天堂

于是

“吃”就成为一种爱好和享受

植食性恐龙为了提升吃的效率

更大范围咬食树叶

直接演化出长度惊人的脖子

它们竟然还放弃了咀嚼功能

嘴巴咬取树叶后

直接通过长脖子进入肚子

身体朝向巨型化道路发展

个头可以达到30~40米长

 ◤腕龙

而肉食性恐龙也不甘示弱

为了捕食到猎物

能吃到更多的肉

纷纷演化为体型巨大的猎手

它们努力维持着当时的生态环境

共同统治着当时的地球

 注释:恐龙巨型化的原因还应包括当时的气温、以及身体为了适应环境进行各种机能创新,比如高效率的呼吸系统。

 而这一时期的哺乳动物

体型类似于一只老鼠

长期生活在恐龙统治的阴影中

耐心地等待着环境的变迁

它们

需要一个机会

 ◤1.25亿年前的始祖兽复原图



环境改变命运


公元前6600万年

福兮祸之所伏

或许是某个月明星稀的夜晚

当一条霸王龙在北美某地

饕餮大餐之后

发现夜幕中一颗星星闪烁

正变得越来越亮

霸王龙起初并没有在意

只是用眼角微微瞄了一下

或许在它的记忆里

它才是这片陆地王者

可以无惧任何风险

于是就漫不经心地躺下了

或许到了黎明时分

这颗直径约为10千米的小行星

掀起惊天一颗“巨雷”

把大气层炸开一个巨洞

撞向了墨西哥的尤卡坦半岛

相当于70亿颗投向广岛的原子弹

 释放出100万亿吨TNT炸弹爆炸的威力

霸王龙来没来得及做出反应

便和其他恐龙一道

掩埋在厚厚的灰尘中

整个地球如同一个火球

环境剧变却改变了哺乳动物的命运

从此

地球生命史开始改写

祸兮福之所倚

一部分哺乳动物因身姿娇小

或潜伏于地下而免遭厄运

它们熬过这场大厄运之后

迅速占据了恐龙遗留下的生态空位

翻身农奴把歌唱

开启了崛起之路

迅速演化出灵长动物

5500万年前

阿喀琉斯基猴

穿梭于湖北的江汉平原丛林

◤阿喀琉斯基猴复原图@倪喜军 

1800万年前

非洲原康修尔猿

成为了长臂猿、猩猩和人的共同祖先

1300万年前

人亚科从猩猩亚科分离出来

加泰罗尼亚皮尔老尔猿

是人和各种猩猩的共同祖先

1000万年前

人族从大猩猩族分离出来

700万年前

当气候开始变得寒冷干燥

连绵不断的森林渐渐消失

草原开始大面积分布

一只不安于现状的黑猩猩

纵身一跃、跳向地面

非洲乍得沙赫人诞生

从此

人亚族从黑猩猩亚族分离出来

开启了人类接管地球的时代

◤人类先祖迎接光明@RodolfoNogueira

至此

生命

在自然环境中选择适应与创新

在社会环境中开启竞争与协作

用40亿年的艰辛历程

告知我们芸芸众生

当你身陷逆境之时

请不要屈服、学会革新

当你顺风顺水之际

请不忘初心、砥砺前行

简而言之

环境改变命运 

创新引领未来

新的一年

祝愿诸位

如6600万年前的哺乳动物远祖

长期的蛰伏拿到属于自己的舞台

或者像700万年前的先祖

努力一跃开启华丽的人生


主要参考文献:

1. 戎嘉余. 2018. 生物演化与环境. 合肥: 中国科技大学出版社.
2. 徐桂荣等, 2006. 生物与环境的协同进化. 武汉: 中国地质大学出版社.
3. Ohashi et al., 2011. The Impact of Natural Selection on an ABCC11 SNP Determining Earwax Type.

环球地理志

Earth-Sci

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