灾变·天地·进化

把天文科学、地球科学和生物科学进行综合、相关研究，是当代自然科学的发展和深化。近年来，科学工作者在这一研究领域中十分活跃，并取得了一些新的成果。

地外灾变与生物进化

化石记录表明，历史上地球曾经发生过多次生物突然大灭绝事件。对于这种现象，过去通常的渐变论几乎无法解释。现在，人们都普遍承认灾变事件在地球历史上确曾发生过，于是科学家寻找到一条新的思路。美国芝加哥大学的化学家，在距今6500万年前的白垩纪地层沉积物中发现铱异常，铱异常现象起因于大型小行星同地球相撞。科学家推测，当时一定有宇宙物体撞击地球表面，结果形成一个温度高达3000华氏度的巨大火球，并以音速向外扩张，引起一场全球性的森林大火，使大气中充满尘埃。这就是地外灾变，或称作由于超新星爆发、小行星撞击、彗星撞击、太阳超级耀斑爆发引起的新灾变假说。显而易见，地外灾变导致生态环境剧烈改变，使生物集群灭绝，中断了生物的进化谱系。如在白垩纪末期，生物种的灭绝率达75％，属的灭绝至少52％。因此，“灾变”一词往往被人理解成生物的灭绝变化，似乎灾变给生物进化带来了危机。然而，生物演化史又恰恰表明，灾变的作用并不只是消灭生物，相反正是这种灾变危机才能给生物的进化带来一片生机。例如只有恐龙类的灭绝，才能有新生代的哺乳类动物蔓延全球。这种每一次大灾变，使得旧有生物种群大批衰亡，从而为新兴生物的崛起、繁盛提供广阔的生态领域，就是所谓的生态替代。这是因为灾变后，仅留下抗灾能力强者或因快速变异而幸存者，这些有生命力的变异生物在进入新的正常环境后，很容易“爆发”式地发展。另外，“灾变”还可以“制造”生物，改变生物。因为地外灾变所带来的高能射线会诱发生物产生基因突变，使生物发生新的变异。大幅度变异并具有获得性遗传的生物，常在新环境中占据有机界的统治地位。所以，灾变因素从这层意义上说是加速了生物的进化进程。

天花与宇宙线环境

天花在历史上曾经是一种对人类危害极大的传染病，它能造成人群的大批死亡，幸存者往往也要失明或被损毁了面容。但是，为什么会发生天花流行？为什么天花流行只出现在某些年份，而不出现在其他年份？科学家至今未了解其确切原因。不过，现在大量的研究资料表明，天花流行与宇宙线环境有关。

所谓宇宙线，主要是指宇宙间的高能粒子流。地球大气臭氧层是人类生存的天然屏障，正常情况下，宇宙线的强度不至于伤害人类及其他生物，可是每当太阳发生超级耀斑爆发或者亮新星爆发时，宇宙线的强度就会突然增大，而正是在这些时期稍后的年份里，世界上也都发生了天花流行。根据世界有关卫生组织在“全球消灭天花”的报告中证实，1920年—1979年世界上共有10次天花大流行，流行年份和宇宙线强度增大有极好的对应关系。据此，国内学者对宇宙线环境影响天花流行的机制提出了见解：一方面，宇宙线强度增大将破坏大气臭氧层，从而使入射到地球表面的紫外线数量增多，这种增强的紫外线照射能引起天花病毒发生突变，形成致病力强的新变种；另一方面，地球宇宙线环境的较大增强，会引起其他自然环境因素发生变化，从而出现一种适宜于天花病毒新变种活动和传播的生态环境；结论是，宇宙线环境的较大增强可能是天花流行的根本原因。

现在，虽然全世界已经消灭了天花，但研究宇宙线环境和天花的关系，仍然有助于加深对宇宙线环境的重要性的认识，而且对研究其他一些疾病流行（如流感）的根本原因也有启发和借鉴作用。