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寻秘自然04:物种灭绝(上)文字版

 科学声音 2021-04-08

1787 年夏季的某一天,
干旱使得美国新泽西州的伍德伯里河
裸露出了河床,
人们来到河床上,
发现了一块很奇怪的石头。
它与我们常见的被河水冲刷过的鹅卵石完全不同,
这是一节长长的,就好像放大了十几倍的肉骨头。
这是人类有记录的第一块被发现的恐龙化石。
真沉啊!
很遗憾的是,
这块恐龙腿骨化石被扔到了一个仓库中,
再也没有找到了。
那为什么这块化石,
没有引起当时生物学家们的关注呢?
一个很重要的原因就是,
在 18 世纪以前,
没有人认为,
我们这个地球上会有一些生物彻底消失不见,
自然呢,
也就没有人认识到它的重要性。


但是从 18 世纪开始,
在美洲大陆上陆续发现了一系列巨兽的化石,
它们有的是一颗巨大的牙齿,
有的是一根巨大的腿骨,
这些化石就被送到了当时科学的中心欧洲。
在法国巴黎的国家自然历史博物馆,
有一位历史上最杰出的生物学家之一居维叶。
他研究了从世界各地送过来的
各种奇奇怪怪的动物化石后,
得出了一个惊人的结论,
至少在当时来说绝对是惊世骇俗的。
这个结论就是——物种会灭绝!
而且还不是一个孤立事件,
而是广泛存在于地球历史上的事件。
从此,
在生物学圈子中就诞生了一个新概念
——物种灭绝。


居维叶的这个观点一出来,
就如同大多数生物学界中的新观点一样,
几乎立即就遭到了很大的质疑声。
最不满意的就是宗教界人士了,
因为在圣经中明确地记载了,
上帝在第 6 日创造了所有的动物,
而且圣经中也从来就没有记载过,
有任何一种动物被灭绝。
不过,
科学界接受起这个新观点来,
倒是比进化论还要快,
关键原因就在于证据是越来越多。
到了 1812 年,
居维叶就几乎凭着自己的一己之力,
在几乎是杂乱无章的那么多的化石中,
就整理出了大约 49 种已经灭绝的脊椎动物。
不久之后,
无数恐龙化石的发现,
使得科学家没有人再怀疑,
在远古的地球上生存着许多我们从未见过的生物。


生物学家们接下去的任务,
就是研究这些灭绝生物生活的年代和它们灭绝的年代。
随着化石数量的不断增长,
一个惊人的结果慢慢浮出了水面,
所有的证据,
都在指向一个很不可思议的现象:
这些灭绝的生物似乎都是
在一个相对于地质史来说非常短暂的时期中集中毁灭的,
而这样可怕的时期还不止一个。
于是又是居维叶,
他第一个提出了大灾变学说。
他认为,
我们的地球曾经遭受过很多次可怕的灾难性事件,
不计其数的生物都成为了这些灾难事件的受害者。
居维叶的这个非同寻常的主张,
最终被大量非同寻常的证据所证实。
在地球的历史上,
肯定是不止一次遇到过一些可怕的事情,
演化树上的大量树枝被截断,
就像是有一个手持巨斧的疯子发动了疯狂的攻击。
地球的历史上,
曾经经历过 5 次大规模的物种大灭绝,
和若干次较小规模的灭绝事件。


第一次奥陶纪大灭绝,
距今约 4.4 亿年,
海洋中 60% 的物种断崖式地消失了。
这种毁灭极为恐怖,
从地质年代的眼光来看,
这就是一夜之间超过一半的物种死绝了。
第二次泥盆纪大灭绝,
距今约 3.65 亿年,
这次更惨,
海洋中 70% 的物种惨遭灭绝。
第三次二叠纪大灭绝,
距今约 2.5 亿年,
这是地球历史上的至暗时刻,
灭绝的惨烈程度堪称世界末日,
至少有 96% 的海洋物种被团灭,
而 70% 的陆地物种也在化石记录中消失了,
再也没有回来。
第 4 次三叠纪大灭绝距今约 2.1 亿年,
76% 的海洋和陆地物种消失。
第 5 次白垩纪大灭绝距今约 6600 万年,
包括恐龙在内的 80% 的物种彻底消失了。
这就是 5 次物种大灭绝事件。


不过请注意,
刚才提到的那些数字都是物种的数量,
而不是具体个体的数量,
如果要说具体个体的死亡率的话,
那可能还要高得多。
在那个时期,
能够幸存下来的物种那都跟中了彩票差不多,
它们的延续多亏了几只受到惊吓、奄奄一息的幸存者。
我猜呢,
你可能跟我一样好奇,
这 5 次物种大灭绝事件的原因到底是什么呢?
在那些时期,
我们的地球到底遭受了一些什么样的恐怖事件呢?
很遗憾,
一直到今天我们仍然没有完全搞明白,
这依然还是一个世界未解之谜。
我们现在唯一能回答的是
距离现在最近的一次大灭绝,
也就是 6600 万年前的白垩纪大灭绝事件,
有一个元凶,
那就是一颗直径超过 10 公里的小行星,
撞在了今天墨西哥的尤卡坦半岛上。


对这一事件现在证据已经非常充分了,
既有地层中金属铱含量显著升高的证据,
也有相吻合的陨石坑证据,
还有计算机模拟与天文观测的证据。
但我们也只能肯定,
小行星撞地球对第 5 次灭绝事件起到了关键作用,
而不能肯定这是唯一的原因,
因为有一个问题我们还无法回答,
为什么在地球所遭受的数以千计的撞击中,
单单是那一次 6600 万年前的撞击
能造成这么惨烈的物种大灭绝呢?
至于另外 4 次物种大灭绝的原因,
我们就更加不知道了。
为此呢,
科学家们提出的假说 那是多如牛毛,
即便是去掉那些明显不靠谱的原因,
有关灭绝的理论,
那还是要比大大小小的灭绝事件的数量的总和还要多,
至少有 20 多个罪犯被认为是元凶,
或者它们是主要的帮凶。


这些原因包括:
全球变暖,
全球变冷,
海平面变化,
海水氧含量骤减,
海床甲烷气大量泄出,
小行星撞击,
超新星爆发,
超级飓风,
巨型火山喷发,
以及灾难性的伽马射线暴,
太阳耀斑爆发等等。
所有的这些假说给我留下的印象都一样,
那就是海量的猜测加上微量的证据。
前三次大型的灭绝事件,
似乎与全球变冷有关,
但是更进一步的细节,
包括它们发生的是快还是慢,
就没有共识了。
比如说,
第三次泥盆系大灭绝事件,
它的跨度到底是几千年呢还是仅仅几百年甚至几年?
这些科学家们都为此是争论不休。
实际上我觉得,
比到底是什么原因,
灭光了当时地球上 80% 的物种更大的谜团是,
剩下的 20% 的物种到底是怎么幸存下来的呢?


令科学家们感到困惑的是,
在最近一次白垩纪大灭绝中,
为什么对于恐龙来说是灭顶之灾,
但其他一些爬行动物,
比如蛇和鳄鱼,
却能逃过一劫呢?
我们现在知道,
有一种恐龙幸存了下来成为了今天的鸟类,
但它又是怎么幸存下来的呢?
这也是一个谜。
同样的事情也发生在海洋中,
所有的菊石都消失了,
但是与它们有着差不多生活方式的鹦鹉螺目软体动物,
却依旧繁荣。
而在浮游生物中有些种类几乎死光,
比如有孔虫损失了 92% 的数量,
但是其他一些像硅藻这样的体型相似
又与有孔虫一起生活的物种,
却幸免于难。
所有的这些现象之间都有着非常多的
难以解释的矛盾之处。
如果说在事件发生后的数日之内,
我们的这个世界满是又黑又呛的烟雾,
那么那些昆虫是怎么活下来的呢?
如果说像甲虫这样子的昆虫,
它还能依靠木头或者周边的这些东西给活下来,
但是像蜜蜂这样的昆虫它们又是怎么活下来的呢?
它们需要阳光和花粉啊!
所有的这些现象都有着非常多的矛盾之处。
对于生物学家们来说,
都是巨大的谜团。


最难以理解的恐怕是,
海洋中的珊瑚居然幸存了下来,
要知道珊瑚是最娇气的,
海水的温度、酸碱度一点点的变化
都会导致珊瑚的大面积死亡。
但是珊瑚居然在那次撞击事件中幸存了下来,
这真的是一件怪事。
现在的情况是,
我们对物种灭绝事件的细节了解得越多,
那么谜团也就越多,
这就激发了更多科学家的参与。
令科学家们感到无比震惊的是,
在研究那些遥远的灭绝事件的过程中
他们惊讶地发现,
我们现在就处在第 6 次物种大灭绝的断崖时刻!
这个发现啊要多惊人就有多惊人,
那么这到底又是怎么一回事呢?
咱们下集接着说。

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