美國黃石國家公園的熱泉，它的水由於細菌而呈現五彩斑斕的顏色，這種環境與原始地球的環境相似。圖/《生命的進化》
生命從未被死亡擊潰。
在地球45億年的歷史中，生命曾經歷過多次大滅絕事件。如今，曾經在地球上出現過的物種，99%以上都已經滅絕了。
一億年後，我們身邊的所有物種，可能都將不復存在，這其中，或許也包括我們自己。
大氧化，讓生命窒息
原始地球的大氣，與今天的大不相同，它由氨氣、氮氣、甲烷、氫氣和水蒸氣組成。因為沒有氧氣，那時的生命都屬於嚴格厭氧的類型。它們有的利用化能生存，比如產甲烷菌，以氫氣和二氧化碳為原料，排出甲烷和水；還有一些可以完成無氧光合作用，它們利用地質運動時從地心深處釋放出的硫化氫和空氣中的二氧化碳，生成有機物、能量、硫和水。
今天地球上的一些極端環境，比如黃石國家公園的大稜鏡溫泉，與早期的地球環境相似。圖/Wikipedia
但是，在大約25億年前，或許是因為地質運動所導致的硫化氫匱乏，一小部分已經進化了15億年的細菌，獲得了一種叫做產氧光合作用的技能，它們可以從水中獲得氫離子，再與二氧化碳反應，生產有機物和能量，而失去了氫的水，則變成了氧氣。
西澳大利亞海岸的藍細菌生長殘存的疊層石骨架，這些藍細菌，是大氧化事件的“始作俑者”。圖/《BBC: Life on Earth》
在此後的1億年裡，產氧光合細菌以愚公移山的精神，不斷為地球上的大氣注入著對於大多數生物來說是毒氣的氧氣。量變慢慢帶來了質變，大約在23-24億年前，地球歷史上第一次生物大滅絕——大氧化事件發生了。
澳洲卡瑞吉尼國家公園的條狀鐵層，當地球上剛剛產生氧氣時，會先將地球上大量的二價鐵氧化為三價鐵，它們在地層中的印記就是鐵層。圖/Wikipedia
大氧化事件，加上隨後因甲烷、二氧化碳減少而引發的長達數億年的休倫冰期，造成了厭氧細菌的大批死亡。不過，因為化石證據有限，我們無法知道當時的狀況有多麼慘烈。我們只知道，在那以後，低效、生長緩慢的厭氧生物成為了隱秘於角落的棄子，倖存下來的生物開始了有氧代謝，這一突破性的進化極大地增加了生物可利用的自由能，讓未來生物的多樣性成為了可能。
死光：奧陶紀大滅絕
4.5億年前，地球的氣候溫暖潮溼，海平面比今天高出幾百米之多。雖然此時陸地上依然一片死寂，但在海洋中，卻是一片生機勃勃的景象。沒有“人”會預料到，一場被稱為奧陶紀大滅絕的滅頂之災即將來臨。
奧陶紀時的海洋，其中巨大的圓錐形的生物是直錐鸚鵡螺，它們是當時海中的霸主。圖/《中國國家地理少兒百科：地球》
在幾千光年之外，銀河系中一顆衰老的恆星忽然爆發成為了一顆超新星，在
爆發時產生的伽馬射線“風暴”，在幾千年後狂暴地席捲了地球。在那個瞬間，天空中出現了一大一小兩個太陽，空氣分子被擊碎，臭氧層的防線也被徹底瓦解，大地陷入了炙烤之中。作為食物鏈基礎的、生活在海水錶面的浮游生物，在伽馬射線的輻射和太陽的紫外線的共同攻擊下大量死亡。
演化為超新星的恆星的結局是華麗奪目的，照片中的SN 1994D（左下方的亮點），就是星系NGC 4526的一顆超新星。圖/Wikipedia
浮游生物的死亡，意味著這個生態系統都要學會忍飢挨餓。與此同時，空氣中的原子重新結合成了二氧化氮，這種棕色的有毒氣體遮擋了陽光，一場將持續超過50萬年的冰期隨之降臨。在又冷又餓的環境中，約27%的科與57%的屬從此消失。 在倖存者中，有一種僅有手掌大小、名叫星甲魚的原始魚類。在大滅絕前，它們是海洋中的弱者，但在災難中它們憑藉著不挑食的“個性”，頑強地挺過了食物匱乏的年代，成為了今天所有脊椎動物的祖先。而星甲魚的親戚刺鮫，原本只會吸食水藻，為了食腐，進化出了能夠撕咬屍體的顎。
星甲魚。圖/Wikipedia
在死光的打擊下，生命並沒有被擊潰，而是變得更為豐富、多樣，魚類，也從此開始統治海洋。
冰火兩重天：晚泥盆紀大滅絕
3.75億年前，地球是屬於魚的時代。海中珊瑚礁覆蓋的面積，是今天珊瑚礁面積的10倍，各種魚類在其間來回遊弋。主宰海洋的是盾皮魚類，比如鼎鼎大名的鄧氏魚，最大的種類長約11米，重量可達6噸，連鯊魚都是它的捕食對象。
魚的時代，最上方那條巨大的魚，就是史上最大的盾皮魚——鄧氏魚。圖/《中國國家地理少兒百科：地球》
在陸地上，由蕨類與早期裸子植物組成的森林遍佈各地，原始的昆蟲在潮溼、泥濘的樹下蠕蠕而動。但是，地面上作為生產者的植物，相對於作為分解者的微生物來說過於強大了，泥盆紀大氣中的氧含量，最高時達到了驚人的30%以上，這遠高於現在的21%。 看似欣欣向榮的盛景，被一系列
發生於海底的、劇烈的地殼運動和火山噴發打破了，一場持續了幾百萬年的大滅絕事件從此開啟，地球上的生命再次面臨著生死考驗。
泥盆紀晚期的陸上森林假想圖。圖/Wikipedia
從火山中噴發出的大量包含重金屬的有毒物質和二氧化碳，前者毒害了海洋，後者加熱了地球。魚類被毒害，對氣溫敏感的珊瑚也開始大量死亡。植物在這場災變中，扮演了推波助瀾的角色。它們在溫室地球中的恣意生長，加速了岩石的崩解，釋放出更多的礦物質 。大量的營養讓海水富營養化，綠色的海洋出現了。
海水的富營養化引發赤潮，赤潮不一定是紅色的，它只是一個統稱，圖中為文萊海岸的赤潮。圖/視覺中國
海水中的綠色，是大量繁殖的藻類，它們白天多生產出來的氧氣水裡容不下，但晚上的呼吸作用和死亡後的腐敗過程卻耗光了水中的氧。缺氧環境，讓海洋生物再次遭受了致命一擊。在海底火山噴發大約75萬年後，劇烈的陸地噴發又開始了，這次爆發是如此劇烈，以至於一些學者認為它背後的罪魁禍首是撞擊了地球的小行星。 火山灰形成的烏雲遮擋了陽光，地球從溫室又一下子又變為了冰窖，在冰火兩重天的雙重打擊下，約19％的科和50％的屬在這場滅絕事件中消失。
冰期的地球（假想圖）。圖/圖蟲·創意
慘烈的大滅絕終結了泥盆紀，但它也為我們留下了豐厚的遺產：一種名為提塔利克魚的魚類，為了尋找更好的棲息地，向陸地邁出了一小“步”，它就是兩棲類及所有陸生脊椎動物的祖先； 同時，泥盆紀的富氧環境，以及礦物質元素的充足供應，讓動物可以變得更大、更強壯、更靈活，它們將為我們上演更多的精彩故事。
提塔利克魚。圖/Wikipedia
大死亡：二疊紀-三疊紀大滅絕
在今天西西伯利亞平原和中西伯利亞高原地區，分佈著一片面積約為200萬平方千米的玄武岩區，由於這些岩石多呈灰黑色，人們習慣性地稱其為西伯利亞暗巖區。 今天我們能夠看到的這片玄武岩，比它剛剛形成時的規模已經小了很多。據估計，這片玄武岩的本來面積可能達到了驚人的700萬平方千米。
巨大的西伯利亞暗巖區。圖/Wikipedia
玄武岩是一種火成岩，它誕生於冷卻的岩漿。據地質學家分析，這些玄武岩的成巖時間在大約在2.50-2.51億年前，那時，地球正處於二疊紀的晚期。據估計，至少需要數百萬立方千米的熔岩，才能形成如此大規模巖體。這意味著，2.5億年前的那場火山活動，是過去5億年來，已知最大型的火山爆發之一。那時的地球，簡直是一座煉獄。
二疊紀時，地球所有的陸地都合併在一起，形成了盤古大陸，因此，在巨大的災難面前，陸上的生命沒有安全島。圖/Wikipedia
起初，火山灰遮住了陽光，讓地球變冷，火山噴出的二氧化硫與空氣中的水結合，降下了全球範圍的酸雨。但是，與往常不同的是，這次火山的爆發地點的地層中，貯存了許多甲烷。甲烷是一種比二氧化碳的溫室效應強25倍的氣體，它與同樣來源於火山噴發的二氧化碳一起，讓地球的氣溫開始飛快上升。地球的氣溫上升，帶來了更加極端的降水和乾旱氣候，許多植物都枯死在滾滾熱浪之中，整個食物鏈也隨著植物的減少而趨於崩潰。
二疊紀時陸上的霸主麗齒獸和它們的主要捕食對象水龍獸，麗齒獸長有10釐米長的獠牙，是地球上第一種長犬齒的生物。圖/Wikipedia
地面上的災難，同樣傳到了海中。當海水溫度隨氣溫上升時，海水的溶氧量開始下降，再加上陸地的土壤在失去了植被的保護後大量流入海中，海洋生命再一次經歷了缺氧帶來的窒息。在這次大滅絕事件中，有70%的陸生脊椎動物，以及高達96%的海中生物消失，我們所熟知的三葉蟲，就滅絕於這段時期。這也是歷史上唯一一次造成了昆蟲大量滅絕的事件，共計有57%的科與83%的屬從此消失。此次滅絕的規模是如此龐大，以至於人們為它起了一個別名：大死亡（The Great Dying）。
二疊紀-三疊紀大滅絕時，雖然三葉蟲消失了，但是它的一種近親——鱟倖存了下來，鱟誕生於泥盆紀，經歷多多次大滅絕後直到今天依然存在，圖中為海岸上的美國鱟。圖/《生命的進化》
但是，能夠從大滅絕中苟活下來的個體，適應環境的能力都變得更強，比如原鄂，它後來演化出的古龍類，是現在鱷魚、鳥類，以及古代鼎鼎大名的恐龍的祖先；還有一種叫三叉棕櫚龍的不起眼的小型生物，最終演化成為了哺乳動物。
三叉棕櫚龍，它還不是哺乳動物，而是爬蟲類。圖/Wikipedia
恐龍的稱霸與逝去：三疊紀-侏羅紀和白堊紀-古近紀大滅絕
在生命的歷史上，相似的劇本一再重演。約2億年前，又一輪大規模的火山爆發（尚無定論），引發了三疊紀-侏羅紀大滅絕。
地質運動所引發的火山爆發，是生物大滅絕的主要原因之一，這也就是為什麼黃石公園下的超級火山一直是地質學家研究的熱點，圖中為太空中拍攝到的地球上的火山噴發。圖/NASA
在這次滅絕事件中，約有23%的科與48%的屬消失了，生物的數量減少了70-75%。在海洋中，有一種非常著名的生物叫做牙形石就滅絕於這個時代，它誕生於5億多年前的寒武紀，期間幾經沉浮，演化迅速，它們體型很小，化石容易留存，一直被作為地層劃分標準化石。在陸地上，許多大型的動物因此消亡，它們為最早的恐龍——南十字龍留下了生態位的空白。
恐龍時代。圖/《中國國家地理少兒百科：地球》
三疊紀-侏羅紀大滅絕之後，恐龍稱霸世界長達1.4億年之久。但是，在6600萬年前，有史以來最著名的一次大滅絕——白堊紀-古近紀滅絕事件發生了。大多數學者認為，這次滅絕事件是一顆隕石撞擊地球的結果。銥在隕石中的含量比地殼高很多，而在白堊紀與古近紀的地層分界線上，銥元素的含量比其它地層都要高的多，這是隕石撞擊說的重要證據。
地層中白堊紀與古近紀間的含銥層，所有的恐龍化石，都在這個地層的下方。圖/Wikipedia
據推測，這顆隕石的平均直徑約有180千米，它撞擊後形成的撞擊坑，就在墨西哥猶加敦（尤卡坦）半島的地底下。這次撞擊將大量灰塵送入大氣層，因無法得到足夠的陽光，食物鏈再次“掉鏈子了”，龐大的恐龍家族也隨之消亡。
隕石撞擊地球的假想圖，圖中隕石的大小為藝術效果。圖/Wikipedia
這次滅絕之所以著名，不僅因為它是恐龍時代的結束，更因為它是哺乳動物時代的開始。據研究表明，在白堊紀末期，似乎沒有完全的草食性或肉食性的哺乳動物，它們依託自己的雜食性優勢，靠昆蟲、蚯蚓、蝸牛等各種食物充飢，從而逃過一劫。 是不是有一種槍打出頭鳥的感覺？達爾文就曾說過：“能存活下來的並不是最強的物種，也不是最有智慧的，而是最能夠適應變化的。”人類，會不會是下一場滅絕中的出頭鳥呢？
新的大滅絕，正在發生麼？
1998年，美國自然博物館發起了一項名為“下一個千年的生物多樣性 ”的全國性調查。
此次調查得出了一個驚人的結果，那就是有7成的生物學家認為，我們正處在名為全新世大滅絕事件之中，而且這次大滅絕是地球45億年曆史中最快的一次。他們中的大多數人預測，在未來的三十年裡，將有多達五分之一的現存物種永遠消失。
熱帶雨林是物種多樣性最為豐富的地方，圖中為西雙版納的熱帶雨林。根據全球森林觀察機構的報告，由於人類的砍伐及其它自然原因，2017年熱帶雨林的消失速度，相當於每分鐘損失40個足球場的面積。圖/視覺中國
世界自然保護聯盟紅色名單裡，收錄了超過112400種物種，其中有超過30000種都在遭受滅絕的威脅。我們都清楚，在名單中的物種，僅僅是大自然全部物種中的一小部分。迄今為止，科學家們已經命名並且分類了130萬個物種，每年還會有大約1.5萬個新物種被發現。據最新的估計，全世界的物種，總計將超過870萬個，這其中還不包含大部分的細菌。
世界自然保護聯盟紅色名單的界面，標題為有3萬多個物種正在遭受滅絕威脅。圖/IUCN
物種雖多，但它們中的許多甚至無法存活到我們發現的那一天。據一些科學家估計，在20世紀，已實際滅絕了近200萬個物種，這其中大部分的滅絕發生在熱帶雨林中。與先前的滅絕不同，全新世大滅絕主要是人類活動的結果，而不是自然現象。科學家們總結出了滅絕背後的四大原因，它們依重要程度排序分別為棲息地的破壞和退化、對動植物物種的過度開發、將非本地物種引入生境、汙染及全球氣候變化。
長江支流五龍河被大量垃圾汙染。每年，我們向長江中傾倒400億噸汙水，這幾乎相當於黃河一年的淨流量（580億立方米）。圖/圖蟲·創意
如果現在正處於慘烈的大滅絕之中，我們為何對此渾然不知呢？調查對這個問題同樣給出了答案：即便在專業的理科老師中，也有超過半數的人並不認可全新世大滅絕，而且，大部分的理科老師甚至認為生物多樣性喪失對人類的危害，嚴重程度差不多就等同於環境汙染。
事實真的是如此麼？
有一種叫做胃育蛙的動物可以分泌抑制胃蛋白酶的分泌的物質，以保障卵在胃中孵化時不被消化，人類正準備借鑑這種方法來治療胃潰瘍。動物的絕技比比皆是，物種多樣性的降低，將影響人類發現新藥的潛力。
人類利用生物開發藥物最成功的的案例還是青黴素，圖中為1964年我國的一個無菌青黴素生產車間。圖/Wikipedia
我們所熟知的袁隆平的超級稻，就是通過遠緣的野生稻與栽培稻雜交培育出來的新品種。物種多樣性的降低，將影響農業生產能力的提升，甚至有可能發生《星際穿越》中農作物因品種單一而得病團滅的災難。
江南的水稻田。圖/視覺中國
熱帶雨林，是人類已知的最穩定的生態系統，這背後的原因，就是因為它擁有極高的生物多樣性。 物種多樣性的降低，將導致自然對災害的抵抗力和災害後的恢復力的下降。 溼地作為地球之腎，也是因為它包同時兼具豐富的陸生和水生動植物資源，擁有了其它任何單一生態系統都無法比擬的生物多樣性資源。生物多樣性的降低，將破壞自然自己的淨化能力。
湖北神農架的大九湖溼地，這裡有梅花鹿、雲豹、林麝、白鸛等珍稀動物，以前的人們也依賴這裡的水源，有娘娘墳、卸甲套等遺址。圖/視覺中國
除此之外，生物多樣性的降低，還會引發更頻繁的自然災害，比如天敵的死亡會導致蟲害的爆發。生物多樣性的降低，甚至還會影響到傳染病的流行，據研究，自然界中多樣的生物可以有效降低宿主的密度，反之則可能會引發疫情的爆發。美國生物學家，社會生物學的主要開創者愛德華·威爾遜曾經這樣談及螞蟻：“我們需要它們才能生存，但它們根本不需要我們。”事實上，不僅僅是螞蟻，自然界中不計其數的昆蟲、細菌、真菌、植物、浮游生物及其他生物都是如此。然而，這個事實，卻被大多數人所忽略。
在地球上，人類到底應該扮演什麼角色？圖/NASA
保護自然，真的不是出於愛心，而僅僅是因為我們要保護自己的私心。或許人類在面對超級火山爆發、小行星撞擊等災難時暫時還無能為力，但我們的文明至少不應該毀在自己手裡。- END -
文丨張雨晨
封圖 | Wikipedia
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大衛·愛登堡爵士
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