老司机电影
合于地球上的众灾众难的性命过程有哪些说法?
2018-11-01 20:55

  要是你从人的角度去考虑生命这个问题,显然我们也很难不这么做,生命是个古怪的对象。它迫不及待地起步,但起步以后又仿佛不大急着往前走。想一想地衣。地衣概略是地球上最刚烈的可见生物,也是最没有大志壮志的生物之一。它们会很甘愿答应发展在阳光明媚的教堂坟场里,但它们尤其甘愿答应在另外生物都不愿意去的环境里繁茂发展——在风吹雨打的山顶上,在北极荒原,那里除了岩石、风雨和严寒以外几乎什么也没有,也几乎没有竞争。在南极洲的许多地区,那里实际上另外什么也不长,你却可以看到大片大片的地衣——有400种——忠诚地依附在每一块风吹雨打的岩石上。在很永劫间里,人们无法理解它们是怎么办到的。由于地衣长在光秃秃的岩石上,既没有明显的营养,也不结出种子,许多人——许多受过教育的人——认为它们是酿成植物过程中的石头。“无生命的石头主动酿成了有生命的植物!”一位名叫霍恩舒克的博士不雅察看者在1819年兴奋地说。

  像大大都在恶劣条件下茁壮生长的对象一样,地衣长得很慢。地衣也许要花半个多世纪时间才华长到衬衫纽扣巨细。戴维·阿登堡禄写道,因此那些长到餐盘巨细的地衣“很可能已经发展了几百年,假如不是几千年的话”。很难想像还有比这成绩更小的保留。“它们只是存在,”阿登堡禄接着说,“证实一个动听的事实:连最简朴条理的生命,显然也只是为了自身而存在。”

  

  生命只有这点考虑,这点很等闲被忽略。作为人类,我们往往感受生命必需有个目的。我们有打算,有志向,有欲望。我们想要不停操作赋予我们的整个令人沉浸的生命。但是,生命对付地衣来说是什么?它的保留激动、活着的欲望和我们一样强烈——有可能更加强烈。要是我被奉告,我不得不当几十年林中岩石上的地衣,我认为我会掉去担任活下去的愿望。地衣不会。实际上像所有生物一样,它们承受苦难,忍受欺侮,只是为了多活一会儿。总之,生命想要存在。但是——这一点很有意思——在大大都情况下,它不想大有作为。

  这也许有点儿怪,因为生命有很多时间来施展本身的大志壮志。请你想像一下,把地球的45亿年历史压缩成普通的一天。那么,生命起始很早,呈现第一批最简朴的单细胞生物约莫是在上午4点钟,但在从此的16个小时里没有取得多猛进展。直到晚上差不久不多8点30分,这一天已颠末去六分之五的时候,地球才向宇宙拿出点成效,但也不过是一层静不下来的微生物。然后,终于呈现了第一批海生植物。20分钟以后,又呈现了第一批水母以及雷金纳德·斯普里格开始在澳大利亚看到的阿谁神秘的埃迪亚卡拉动物群。晚上9点4分,三叶虫登场了,几乎紧接着进场的是布尔吉斯页岩那些外形美不雅观的动物。快到10点钟的时候,植物最先呈此刻大地上。过不久不多久,在这一天还剩下不敷两个小时的时候,第一批陆生动物接着呈现了。由于10分钟摆布的好天气,到了10点24分,地球上已经笼罩着石炭纪的大丛林,它们的残留物酿成了我们的煤。第一批有翼的虫豸亮了相。晚上11点刚过,恐龙迈着迟缓的脚步登上了舞台,支配世界达三刻钟摆布。午夜前20分钟,它们消掉了,哺乳动物的时代最先了。人类在午夜前1分17秒呈现。根据这个比例,我们全部有记录的历史不过几秒钟长,一小我私家的一生仅仅是刹那工夫。

  在这大大压缩的一天中,大陆处处移动,以仿佛失臂一切的速度砰地撞在一起。大山隆起又复平,海洋呈现又消掉,冰原前进又撤退退却。在整个这段时间里,每分钟约莫三次,在这颗行星的某个处所亮起一道闪光,显示曼森尺度的或更大的陨石撞击了地球。在陨石轰击、很不不变的环境里,竟然还有对象能存活下来,这是令人赞叹的。实际上,没有很多对象能挺过很永劫间。

  要了解我们在这部45亿年长的影戏里登场是极其微末的事,也许还有一种更有效的要领。你把两条手臂舒展到极限,然后想像阿谁宽度是整个地球史。根据这个比例,据约翰·麦克菲在《海洋和山脉》一书中说,一只手的指尖到另一只手的手腕之间的距离代表寒武纪以前的年代。全部庞大生命都在一只手里,“你只要拿起一把中度粒面的指甲锉,一下子就可以锉失人类历史”。

  陆地是个可怕的环境:炎热,干燥,覆盖在强烈的紫外线辐射之中,没有在水中移动的那种相对轻松的浮力。在陆地上生活,动物们不得不彻底修正它们的布局。要是你用手拿住一条鱼的两端,它的中部就会弯下去,因为它的脊骨不坚固,无法支撑本身。为了在分开水以后保留下去,海生动物需要有个新的能够负重的内部架构——这不是一夜之间能调解过来的。尤其主要的,也是最明显的是,任何陆生动物必需学会直接从空气里摄取氧气,而不是从水里过滤氧气。这一些都不是微不敷道的困难,都需要克服。另一方面,动物们对付分开水有着强盛的动力:水底下的环境正变得越来越危险。大陆徐徐合并成一个陆块:泛古陆,这意味着海岸线比以前少多了,因而沿海的栖息地也少了。于是,竞争很激烈。而且,呈现了一种新的无所不吃的、令人不安的捕食者。这种动物的体形完全适用于攻击。自呈现以来,它在漫长的历史时期里几乎没有变革。它就是鲨鱼。因此,找一个代替水的环境的最佳时刻终于到了。

  约莫45000万年以前,植物最先了占领陆地的进程。与其为伴的还有必不成少的小螨虫和其他动物。植物需要它们来为本成分化死去的有机物质,使之再循环。大动物过了更长的时间才呈现,但到了约莫4亿年以前,它们也斗胆地从水里爬了出来。许多通俗插图给我们这样的一种印象:第一批冒险爬上陆地生活的是一种大志勃勃的鱼——它的样子有点像现代的弹涂鱼,在旱季能从一个水塘跳到另一个水塘,或者甚至是一种完全成形的两栖动物。实际上,陆地上第一批可见的、能四处活动的居民很可能更像现代的潮虫,有时候也被称之为球潮虫或鼠妇。这些都是小虫子(实际上是甲壳纲动物),要是你翻起一块岩石或一根木头,它们经常会惊恐万状。

  你也许有理由想知道,科学家们怎么会知道几亿年以前的氧气浓度?答案在于同位素地球化学,这是个不大知名而又十分奇妙的范围。泥盆纪和石炭纪的古代海洋里生活着多量微小的浮游生物,它们躲在小小的掩护性壳里。其时和此刻一样,浮游生物从大气里吸收氧气,将其与另外元素(尤其是碳)化合,形成了碳酸钙这样的耐久化合物,构筑了本身的壳。在恒久碳循环中——这个过程讲起来不大冲动人心,但对付把地球酿成一个适居的处所倒是至关主要的——不竭进行的就是这种化学戏法(在介绍恒久碳循环的时候,这种戏法已经在别处讨论过)。

  在此过程中,这些微小的生物末了都死了,沉到了海底,慢慢地被压缩成灰岩。在浮游生物带进宅兆的小小原子布局中,有两种非常不变的同位素——0-16和0-18。(要是你忘了什么是同位素,那也没关系。你只要记住,带有超量中子的原子就是同位素。)地球化学家就操作了这一点,因为同位素以差此外速度储蓄堆集,取决于同位素形成之时大气里有几多氧或二氧化碳。地球化学家把这两种同位素在古代的储存速度进行对照,就可以知道古代世界的情况——氧气的浓度、空气和海洋的温度、冰期的水平和时间,以及许多另外情况。把对同位素丈量的成果和能够说明其他情况(如花粉浓度等)的另外化石残留物结合起来,科学家就能很有掌握地从头构筑人类没有见过的整个场景。

  氧气之所以能在整个早期陆地生命的时期储蓄堆集到十分足够的浓度,紧张是因为世界上许多处所存在大量高大的桫椤和大片池沼地,它们天生就能打乱正常的碳再循环过程。落叶和其他死去的植物性物质不是完全腐臭,而是储蓄堆集在肥饶而又湿润的沉积物之中,末了被挤压成大片的煤层。即使到了此刻,那些煤层仿照照旧支撑着大量的经济活动。

  由于存在这种暗暗觅食的动物,阿谁时期的虫豸徐徐设计出一种对策,能够躲开飞快伸过来的舌头:它们学会了飞翔。这也许是不敷为怪的。有的虫豸徐徐习惯于这种新的活动方法,而且到达了非常干练的水平,自那时以来一直没有转变这种技术。其时和此刻一样,蜻蜓能以每小时50多公里的速度飞翔,能快停,能悬停,能倒飞。要是根据比例的话,蜻蜓能升到的高度比人类的任何飞翔器所能到达的要高得多。“美国空军,”有一位评论员写道,“把它们放在风洞里,看看它们是怎么表示的,成果感想望尘莫及。”它们也吞噬浓郁的空气。在石炭纪的丛林里,蜻蜓长到大得像乌鸦。树木和另外植物同样长得出格高大,杉叶藻和桫椤长到15米的高度,石松长到40米的高度。

  第一批陆地脊椎动物——即我们从其演变而来的第一批陆地动物——在必然水平上还是个谜。部分原因是缺少有关的化石,但也要怪一个名叫埃里克·贾维克的脾气怪癖的瑞典人,他的古怪注释和讳莫如深的表示使这方面的进展耽延了差不久不多数个世纪。贾维克是一个瑞典学者考察小组的成员,他们于20世纪30—40年代来到格陵兰寻找鱼化石。他们尤其要寻找一种叶鳍型鱼。据猜测,那种鱼是所谓的四足动物,即我们和其他所有会行走的动物的先人。

  大大都动物是四足动物,活着的四足动物都有个共同点:有4肢,每肢的终点最多有5个指或趾。恐龙、鲸、鸟、人甚至鱼——都是四足动物。这显然注解,它们出自一个共同的先人。据认为,爱弹幕里番,这个先人的线亿年以前的泥盆纪寻找。在此之前,陆地上没有行走的动物。在此之后,许多动物在陆地上行走。很交运,阿谁小组刚好发明一个这样的动物,一个1米长的名叫鱼甲龙的动物。分析阿谁化石的任务落在贾维克身上。他于1948年最先研究,这项研究连续了48年。不幸的是,贾维克不让别人插足他的研究工作。世界上的古生物学家不得不对劲于两篇简短的临时性论文。贾维克在论文中指出,那种动物有4肢,每肢有5个指头,确认了它的先人职位地方。

  贾维克于1998年去世。他死了以后,另外古生物学家立刻对那件标本做了仔细研究,发明贾维克把指头或脚趾的数目大大地数错了——每肢其实有8个——而且没有留意到那种鱼很可能不会走路。从鳍的布局看来,它支撑不起自身的重量。不用说,这对增进我们对第一批陆地动物的了解没有作出多大贡献。今天,已经知道早期有三种四足动物,但没有一种跟数字5有关系。总之,我们不大清晰我们是从哪儿来的。

  但是,我们究竟还是来了,虽然到达我们目前这样的杰出状况必定不总是一帆风顺的。自从陆地上最先有生命以来,它由4个所谓的大王朝构成。第一个大王朝包孕步履迟缓的有时候又相称粗笨的原始两栖动物和爬步履物。这个年代最著名的动物是异齿龙,那是一种背部有翼的动物,经常与恐龙相混淆(我留意到,包孕卡尔·萨根《彗星》一书中的一处图片说明在内)。异齿龙实际上是一种下孔亚纲动物。我们畴前曾经也是下孔亚纲动物。下孔亚纲是早期爬步履物的4个紧张部之一,其他3个部分袂是缺孔亚纲、调孔亚纲和双孔亚纲。这些名字只是指在它们的颅骨侧面发明的小孔的数量和位置。下孔亚纲在颞颥下部有1个孔;双孔亚纲有2个孔;调孔亚纲只有上部1个孔。

  届时,每个紧张的部又分成若干分部。此中有的畅旺,有的衰落。缺孔亚纲孕育产生了鳖。鳖一度仿佛快要处于主宰职位地方,成为这个星球上开始进、最致命的物种,虽然这有点儿荒唐可笑。但是,由于进化对照迟缓,它们连结了持久的保留职位地方,而不是统治职位地方。下孔亚纲分成四支,只有一支闯过了二叠纪。幸运的是,我们刚好属于这一支。它进化成为一个原始哺乳动物家族,被称之为兽孔目爬步履物。这类爬步履物组成了第二大王朝。

  兽孔目爬步履物的运气欠安,它们的表亲双孔亚纲在进化过程中也繁殖力很强,有的进化成了恐龙。兽孔目爬步履物徐徐被证实不是恐龙的对手。它们无力与这种凶猛的新动物展开势均力敌的竞争,总的来说从记录中消掉了。然而,少量进化成了毛茸茸的洞居小动物,在很永劫间里作为小型哺乳动物存在,期待合当令机的到来。此中最大的也长不到家猫的巨细,大大都的个儿不赶过老鼠。末了,这将证实是一条活路。但是,它们还得期待将近15000万年,等着第三大王朝即恐龙时代俄然告一段落,为第四大王朝和我们本身的哺乳动物时代让路。

  每一次大规模的转化,以及其间和其后的许多较小规模的转化,都取决于阿谁说来矛盾的主要原动力:灭绝。在地球上,说句实在话,物种死亡是一种生活方法。这是个很有意思的事实。谁也不清晰自生命起步以来终究存在过几多种生物。一般引用的数字是300亿种,但是有人估计阿谁数字高达4万亿种。岂论其总数是几多,99.9%存在过的物种已经不再和我们在一起。“基本的估计是,”芝加哥大学的戴维·劳普喜欢说,“所有的物种都已灭绝。”对付庞大动物来说,一个物种的平均寿命只有约莫400万年——大抵相称于我们人类迄今存在的时间。

  固然,灭绝对付受害者来说总是坏动静,但对付一颗有活力的行星来说仿佛是一件好事情。“与灭绝相对的是阻滞,”美国自然史博物馆的伊恩·塔特萨尔说,“阻滞在任何范围都很少是一件好事情。”(我也许该当指出,我们在这里谈论灭绝,指的是一个漫长的自然过程。由于人类的粗心大意而造成的灭绝完全是另一回事。)

  地球史上的危机总是与随后的有关系。埃迪亚卡拉动物群的没落之后是寒武纪的缔造性发生发火。44000万年以前的奥陶纪灭绝为大海断根了大量一动不动而靠过滤来进食的动物,为快速游动的鱼类和大型水生爬步履物缔造了有利条件。那些动物转而又处于抱负职位地方;当泥盆纪末期又一次灾害给生命又一次极重沉重冲击的时候,它们能把殖民者派上了陆地。在整个历史上,时时产生这样的事。要是这些事件不是刚好以它们产生的方法产生,不是刚好在它们产生的时间产生,此刻我们几乎必定不会在这里。

  地球已经目睹了5次大的灭绝事件——依次在奥陶纪、泥盆纪、二叠纪、三叠纪和白垩纪——以及许多小的灭绝事件。奥陶纪(44000万年以前)和泥盆纪(36500万年以前)分袂覆灭了约莫80%一85%的物种。三叠纪(21000万年以前)和白垩纪(6500万年以前)分袂覆灭了70%一75%的物种。但是,线万年前的二叠纪灭绝,爱弹幕里番,它为漫长的恐龙时代揭开了序幕。在二叠纪,至少95%从化石记录中得知的动物退了场,再也没有回来。连约莫三分之一的虫豸物种也消掉了——这是它们惟一损掉最惨重的一次。这也是我们最接近全军淹没的一次。

  “这确实是一次大规模的灭绝,一次大奋斗,是地球上以前从来没有产生过的。”理查德·福泰说。二叠纪事件对海洋动物的粉碎性尤其严肃。三叶虫完全消掉了。蛤蜊和海胆几乎灭绝。实际上,所有的海生动物都七零八落。据认为,总起来说,在陆地和水里,地球损掉了52%的“科”——阿谁条理在生命的大品级表上高于“属”,低于“目”——以及约莫多达96%的全部物种。要过很永劫间——有人估计,要过长达8000万年,物种的总量才会得以恢复。

  我们需要记住两点。第一,这些都仅仅是按照资料作出的猜测。据估计,二叠纪结束的时候,活着的动物物种数量从45000—240000种不等。要是你不知道有几多活着的物种,你就不大有掌握算出灭绝物种的详细比例。第二,我们在谈论的是物种的而不是单个动物的死亡。就单个动物而言,死亡的数量可能还要多得多——在许多情况下,实际上是全部。存活下来进入生命下一阶段的物种,几乎必建都要把本身的存在归功于几个受伤的和残疾的幸存者。

  在几次大奋斗之间,还有许多较小的、不大知名的灭绝事件——亨菲利世事件、弗拉尼世事件、秘诀尼世事件、兰乔拉布里世事件,以及10多个另外事件——它们对物种总量的粉碎水平不是很大,但对某些种群往往是个极重沉重的冲击。产生在约莫500万年以前的亨菲利世事件中,包孕马在内的食草动物差一点儿被一扫而光。马只剩下一个物种,时而呈此刻化石记录中,注解它一度到了灭绝的边沿。请你想像一部没有马、没有食草动物的人类历史。

  对付差不久不多每种情况,无论是大规模的灭绝还是中等规模的灭绝,我们都感想疑惑不解,不大清晰到底是什么原因。即使去失了不大符合实际的不雅概念以后,注释灭绝事件原因的理论依然多于事件自己。至少有20来只可能的黑手被认为是原因或者紧张帮忙,包孕全球变暖、全球变冷、海平面变革、海洋氧气大幅度减少(所谓的缺氧)、熏染病、海床大量甲烷泄漏、陨石和彗星撞击、一种所谓“超强风”的猛烈飓风、强烈的火山喷发,以及灾害性的太阳耀斑。

  太阳耀斑是一种尤其令人感爱好的可能性。谁也不知道太阳耀斑会变得多大,因为我们只是从空间时代才最先不雅观测太阳耀斑。但是,太阳是一台大马达,它兴起的风暴是极其巨大的。一次普通的太阳耀斑——我们在地球上甚至还留意不到——释放出相称于10亿颗氢弹的能量,向空间抛出1000亿吨危险的高能粒子。磁层和大气凡是一块儿把这些掷回空间,或者把它们安适地引向两极(它们在那里孕育产生地球标致的极光)。据认为,一次极大的发生发火,好比100倍于普通的耀斑的耀斑,可以毁坏我们稀薄的预防层。那道光华是很壮丽的,但几乎必定会使袒露在光里的很大部分生物丧命。而且,令人寒心的是,据美国国家航空和航天局喷气推进尝试室的布鲁斯·楚鲁塔尼说:“它在历史上不会留下陈迹。”

  这一切留给我们的,正如一位研究人员所说,“是大量的预测和很少的证据”。变冷仿佛至少与三次大灭绝事件有关——奥陶纪事件、泥盆纪事件和二叠纪事件——但是,除此以外,各人几乎没有共识,包孕某次事件是快速产生的还是迟缓产生的。好比,泥盆纪灭绝事件——阿谁事件以后,脊椎动物迁移到了陆地——是在几百万年里产生的,还是在几千年里产生的,还是在热热闹闹的一天里产生的,科学家们的看法不一。

  对灭绝提出令人信服的注释的难度如此之大,原因之一是要大规模灭绝生命长短常困难的。我们从曼森撞击事件中已经看到,你可能受到猛烈的一击,但仍可以丰裕恢复过来,虽然感受有点挺不住。因此,地球已经忍受了几千次撞击,为什么偏偏6500万年前的KT事件的粉碎性那么大,足以使恐龙遭受灭顶之灾呢?哎呀,首先,它确实厉害。它的撞击力到达1亿亿吨。这样的爆炸是不等闲想像的,但正如詹姆斯·劳伦斯指出的,要是你朝今天地球上的每个活人爆炸一颗广岛型,你离KT撞击事件的威力仍相差约莫10亿颗这类炸弹。然而,蜘蛛磁力,仅此一项也许仍不敷以覆灭地球上70%的生命,包孕恐龙在内。

  KT陨石还有一个优势——那就是说,要是你是个哺乳动物的话,那是个优势——它在只有10米深的浅海里着落,角度很可能刚好合适,其时的氧气浓度又比此刻高10%,因此世界对照等闲着火。尤其是,着落地区的海底是由含硫丰富的岩石组成的。成果,阿谁撞击把一片比利时巨细的海底酿成了硫酸气雾。在从此的几个月里,地球遭受酸雨的袭击,酸的浓度足以烧伤皮肤。

  在某种意义上,还有一个比“是什么毁灭了其时存在的70%的物种?”更大的问题,那就是“剩下的30%是怎么存活下来的?”为什么阿谁事件对每个存在的恐龙是个灭顶之灾,而另外像蛇和鳄这样的爬步履物却能平安渡过灾难?就我们所知,北美的蟾蜍、水螈、蝾螈,以及另外两栖动物没有一个物种灭绝。“为什么这些纤弱的动物能平安无恙地逃过这场空前的灾害?”提姆·弗兰纳里在他超卓的描述史前美国的著作《永久的边陲》里发问。

  这些都是难以注释的矛盾处所。正如理查德·福泰所说:“仅仅把它们称做‘幸运儿’,这仿佛总是不大令人满足。”假如在事件产生之后几个月里处处都是乌黑呛人的烟雾,而情况仿佛正是这个样,那么你很难注释许多虫豸竟能存活下来。“有的虫豸,好比甲虫,”福泰指出,“可以在木头或周围另外对象上生活。但是,像蜜蜂这样的在阳光里飞行、需要花粉的动物怎么办?说清晰它们幸存的原因是不大等闲的。”

  显而易见,家住水里很有好处。KT撞击覆灭了将近90%的陆基物种,而生活在淡水里的物种只有10%遭殃。水显然起了防热和防火的感化,还可能在随后的萧条岁月里提供了食料。通常存活下来的陆基动物,老司机电影,都有在危险时刻退缩到安适环境的习惯——钻进水里或地下——二者都能在相称水平上防护外面的灾害。靠搜寻食物来维持生命的动物也有个优势。蜥蜴总的来说不受腐臭尸体里的细菌的伤害,过去如此,此刻依然如此。实际上,它们还往往对其怀有好感。在很永劫期里,蜥蜴周围显然存在着大量腐臭的尸体。

  每每有人提堕落误的看法,认为只有小动物才挺过了KT撞击。实际上,在幸存者傍边有鳄鱼,它们不只很大,而且比今天的鳄鱼还大3倍。不过,总的来说,没错儿,大部分幸存者是步履诡秘的小动物。当世界一片漆黑、充塞危险的时候,对支付没于夜间、不挑食物、生性谨慎的小恒温动物来说,它们确实是适得其所。这一些正是我们的哺乳动物先人所具备的高着。如果我们进化得更加先进,我们很可能已经不复存在。然而,与任何活着的生物一样,哺乳动物感受本身非常适应阿谁环境。

  但是,一旦起步,哺乳动物就大大地增大了本身的个儿——有时候大到了荒唐的田地。一时之间,呈现了犀牛大的豚鼠和二层楼房大的犀牛。食肉动物链里哪里有空缺,哺乳动物赶紧挺身而出去填补。早年的浣熊家族成员迁移到南美,发明了一个空缺,便演酿成熊一般巨细和凶猛的动物。鸟类的样子也长得大得掉去了比例。有几百万年时间,一种名叫“巨鸟”的不会飞的食肉大鸟可能是北美最凶猛的动物。它必定是存在过的最威武的鸟。它身高3米,体重350千克以上,它的喙能把差不久不多任何令它讨厌的动物的脑袋扯失。它的家族横行雕悍地存在了5000万年。然而,1963年在美国佛罗里达州发明一副骨骼之前,我们压根儿不知道它存在过。