那些“大灭绝”曾一次灭掉96%物种

2020-05-21金铃儿

奥秘(创新大赛) 2020年2期

●金铃儿编

据国外媒体报道，物种灭绝一直在发生。事实上，地球上出现过的生命形式有90%以上已经灭绝，一种生物灭绝了，会有另一种生物演化出来取代它的位置，然而，在过去5亿年中，有5个地质时间上相对短暂、物种灭绝速度很快时期，当时50%到90%的生命形式被杀死了。

最著名的一次大灭绝发生在大约6500万年前，导致了恐龙的灭绝。这次大灭绝被称为白垩纪-第三纪灭绝事件，科学家认为，该事件是在一颗巨大的小行星撞击地球之后发生的，恐龙并不是这次事件的唯一受害者，当时地球上近50%的生命形式也遭到了灭顶之灾。

历史上最大规模的物种灭绝

导致恐龙灭绝的白垩纪-第三纪灭绝事件尽管影响重大，但并不是历史上规模最大的一次。古生物学家挖掘出遥远过去的遗迹，试图揭示生物大灭绝的原因。

大约2.5亿年前，当时恐龙还未出现，发生了二叠纪-三叠纪大灭绝，当时近90%的地球生命灭绝了，这是已知地质历史上最大规模的物种灭绝事件。关于该事件的原因，科学家们提出了各种各样的理论。一些人认为是一颗巨大的彗星或小行星撞击了地球，类似于造成恐龙灭绝的原因。近年来，有科学家提出，如今西伯利亚地区由于当时的大规模火山活动导致了大灭绝，火山释放的二氧化碳和甲烷可能使海洋酸化，地球变暖，进而导致物种灭绝。

2014年，麻省理工学院的科学家们将火山理论又向前推进了一步。他们假设，由于火山释放出的镍，导致了产甲烷生物甲烷八叠球菌的蓬勃发展。这种古菌需要镍才能生存，当镍进入水循环系统并在世界各地流动时，甲烷八叠球菌也在扩散，释放出越来越多的甲烷，由此引发的后果是氧气供应枯竭，进而导致物种灭绝，它们腐烂的身体为甲烷八叠球菌提供了另一种食物来源，从而释放出更多的甲烷。

并不是所有的科学家都相信，一种单细胞生物有能力消灭地球上90%的生命形式。也许是小行星、火山和产甲烷生物一起作用的结果？科学家将继续关注这一事件，并思考我们能否阻止这种规模的灭绝事件再次发生。

过往的大规模灭绝

为了更好地了解大规模灭绝的影响，以及我们如何才能在类似事件中生存下来，首先需要了解一下已经发生过的物种灭绝事件。到目前为止，地球经历了五次大规模的物种灭绝事件：

奥陶纪-志留纪灭绝事件：结束于4.43亿年前，杀死了大约86%的物种；

泥盆纪后期灭绝事件：结束于3.59亿年前，杀死了大约75%的物种；

二叠纪-三叠纪灭绝事件：结束于2.51亿年前，杀死了大约96%的物种；

三叠纪-侏罗纪灭绝事件：结束于2亿年前，杀死了大约80%的物种；

白垩纪-第三纪灭绝事件：结束于6500万年前，杀死了大约76%的物种。

这些都是导致无数生命消失的事件。那么，是什么造成了如此大规模的破坏呢？这些事件的起因，听起来就像是你能想象到的所有可怕景象的集合。火山爆发、流星撞击、全球气温波动，以及大气和海洋成分的变化，都是造成一次又一次大规模灭绝的原因。更可怕的是，以上灭绝事件大多发生在数千年甚至数百万年的时间里，而白垩纪-第三纪灭绝事件可能在短短几个月内就造成了严重破坏。

以二叠纪-三叠纪灭绝事件为例，因为规模最大，该事件被称为“大死亡”。一种理论称，这场大灭绝开始于大约2.52亿年前，当时地球上有一块巨大的陆地，称为盘古大陆。当时全球气温比以往任何时候都要高，这使得盘古大陆内部的沙漠酷热而干燥，生命只能勉强维持。

然后，地球历史上最大规模的火山爆发开始了，熔岩覆盖了大片土地，并向空气中喷出大量火山灰和有毒气体。在短暂的酸雨和全球变冷之后，整个地球开始大规模变暖。来自火山的二氧化碳充满了大气，造成了温室效应。在经过16万到280万年的摧残之后（以我们的标准来看，这是很长的一段时间，但对地球而言并非如此），96%的物种灭绝了。

很显然，要想在大规模物种灭绝中幸存下来可不是件容易的事。

未来大灭绝事件的迹象

在今天的人们看来，地球似乎并没有处于大规模灭绝的边缘。即使是专家也承认，在过去的200年里，只有1%或2%的物种灭绝。相比动辄灭绝75%物种的大规模灭绝事件，这一数字似乎微不足道。那么，为什么科学家会对灭绝事件如此紧张呢？

我们已经知道，当植物和动物的灭绝速度远远快于正常速度（或者称为背景速度）时，就会发生大规模灭绝。所以，要想知道大规模灭绝事件是否正在发生，一个很好的方法就是了解当前的物种灭绝率和背景灭绝率。事实上，许多研究已经关注了这一问题。

其中一项较为悲观的研究估计，所有物种的正常背景灭绝率为，每年每百万个物种中有0.1个物种灭绝（即0.1E/MSY），而目前的灭绝率已经接近100E/MSY。这意味着目前地球物种的灭绝速度是正常情况下的1000倍！另一项仅针对哺乳动物的研究则较为乐观，将物种灭绝的背景速率定为1.8E/MSY，目前的灭绝率则为50～75E/MSY。然而，即使是在这种被认为“乐观”的情况下，目前的灭绝速率也比背景值高出至少27倍。

那么，是什么导致了这一切？原因之一是栖息地的丧失。随着全球人口的增长，越来越多的土地被用来耕种，留给原本生活在那里的生物的空间越来越小。另一个重要原因是短期经济利益，比如偷猎和过度捕捞，许多物种正因此濒临灭绝。

不过，最受关注的解释是人为造成的气候变化。当我们燃烧化石燃料时，二氧化碳被释放到大气中，吸收了来自太阳的热量，导致地球变暖。一些动植物无法快速适应不断变化的环境，因此走上了灭绝之路。

如果我们确实正在经历一次大灭绝事件，那并不意味着我们就完蛋了。地球历史上有很多生物都在灭绝事件中存活了下来。

如何避免物种大灭绝？

人类或许可以想出各种地球工程学的方法来应对大灭绝事件，比如通过先进的技术来控制地球气候。这听起来很神奇，但也引发了一些担忧。首先，大规模的气候实验几乎肯定会产生意想不到的后果。也许在期待科学家拯救人类（以及其他物种）的同时，我们自己也可以采取一些行动。毕竟，是人类推动了地球走向大规模灭绝，我们每个人都有责任，我们也应该成为解决方案的一部分。

如果想要阻止物种大灭绝，我们需要做的第一件事就是应对人类引起的气候变化。一些科学家认为，地球可能已经越过了无法回头的临界点，但联合国环境规划署和世界资源研究所2014年的一份报告显示，我们还有一线希望。为了将全球变暖趋势控制在2摄氏度（避免发生危险气候变化的标准）以下，我们需要在2050年前将温室气体排放量减少50%——这一数字有点令人气馁。

如何减少50%？你可以更多地拼车旅行；购买更节能的汽车；冬天把汽车空调温度调低一些，夏天则调高一些；骑自行车去上班；尽可能资源回收利用。这些看起来都是很小的改变，但是如果每个人都参与进来，效果将是巨大的。就拿简单的灯泡来说：如果每个美国人都用一个更加节能的灯泡来替代普通的白炽灯，那么减少的温室气体排放量将相当于减少80万辆汽车。

另一个导致物种灭绝的因素是栖息地的丧失。减少肉类的消费或许会有所帮助。每单位面积的农作物能比牲畜提供更多的卡路里，因此可以用更少的土地养活更多的人。在畜牧业中，除了放牧牲畜所需的土地外，还需要土地来种植牲畜饲料。