大衛(wèi)?克里斯蒂安 孫岳
在很長一段時(shí)間里,恐龍強(qiáng)健的肌肉似乎勝過了哺乳動物的大腦。而在6500萬年前,所有這一切在眨眼之間全變了。
伴隨一顆直徑約10千米~15千米的小行星猛烈撞擊地球,恐龍世界僅在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)就消失了。巨大的撞擊造成了大規(guī)模的滅絕事件,這一期間,大約所有物種中近一半的物種轉(zhuǎn)瞬即逝。地質(zhì)學(xué)家將其稱為K-T事件,因?yàn)榇舜问录l(fā)生在白堊紀(jì)與第三紀(jì)交界的這一期間,后者被稱為新生代,始于6500萬年前。
這顆小行星當(dāng)時(shí)撞擊地球的速度是30千米/秒(約合10萬千米/小時(shí)),僅用幾秒鐘就穿越了地球的大氣層。其墜落的準(zhǔn)確地點(diǎn)是現(xiàn)代墨西哥尤卡坦半島的??颂K魯伯隕石坑。熾熱的溶巖噴涌至空中,形成巨大的塵團(tuán),造成地面數(shù)月之內(nèi)不見陽光。石灰石也融化了,向大氣中噴灑著二氧化碳。在撞擊點(diǎn)數(shù)百千米的方圓內(nèi),完全不再有生命存在;由此向更外圍的數(shù)百千米方圓,是森林大火的火海。在墨西哥灣,巨大的海嘯水墻自上而下地坍塌,瞬間殺死數(shù)百公里內(nèi)的魚類和恐龍。
在更遠(yuǎn)一點(diǎn)兒的地方,小行星撞擊的直接影響稍小一些。但在幾周之后,整個(gè)大氣層發(fā)生了變化。煙塵阻擋了陽光,造成類似今人想象的核冬天。硝酸雨從天而降,殺死了它所觸碰到的大部分生物。整個(gè)地球表面陷入黑暗之中,前后長達(dá)兩年之久,因而關(guān)閉了光合作用,要知道這是生命體連接陽光的生命線。當(dāng)灰塵變薄,陽光開始從霧霾中重返地面時(shí),地球很快變暖,因?yàn)檎麄€(gè)大氣層中更多的成分是二氧化碳和甲烷。幾年以后,這場劫難的可憐的幸存者再度開始光合作用和呼吸,可它們置身其中的卻是一個(gè)炎熱的溫室世界。
大氣層真正恢復(fù)常態(tài)可能是在數(shù)千年之后。與此同時(shí),此前已有的動植物物種差不多有一半都已滅絕。大型物種遭受的打擊尤為嚴(yán)重,因?yàn)樗鼈冃枰嗟哪芰壳覕?shù)量較少,繁殖的速度也比小型生物慢。這正是大恐龍?jiān)馐軠珥斨疄?zāi)的原因。不過,現(xiàn)代鳥類是小恐龍的后代,因?yàn)橛行┬】铸垉e幸躲過了劫難。較小動物的命運(yùn)稍好一些,如嚙齒類哺乳動物,其中有些此后將成為我們的祖先。
有關(guān)此次小行星撞擊的影響,最早的證據(jù)是地質(zhì)學(xué)家沃爾特·阿爾瓦雷茨及其團(tuán)隊(duì)在意大利的山巖中發(fā)現(xiàn)的。此前,地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)確知,以白堊紀(jì)末期為分界線,此前此后的巖石有著顯著差異。被稱為有孔蟲的浮游生物化石在此次劫難前的舊巖層中時(shí)有所見,但在此后的巖層中就徹底消失了。但地質(zhì)學(xué)家當(dāng)時(shí)尚不清楚,這一變化究竟是在數(shù)萬年間還是在短短一兩年間發(fā)生的。1977年,在意大利古比奧附近的一個(gè)遺址,阿爾瓦雷茨的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),自白堊紀(jì)末期,山巖中稀有元素銥的成分顯著上升。這一點(diǎn)非常令人奇怪,因?yàn)殂炘卦诘厍蛏虾苌僖姡吹乖谛⌒行侵蓄H為常見。阿爾瓦雷茨及其同事在意大利其他許多地方也發(fā)現(xiàn)了銥元素頗高的情況,目前,我們已知全世界至少有100個(gè)類似的地點(diǎn)。看來,銥元素肯定是小行星帶來的。而這便指向了一次災(zāi)難性的事件。
后希克蘇魯伯世界是作為我們?nèi)祟愊茸娴牟溉閯游镞M(jìn)化的世界,即新生代的世界,從6500萬年前一直延續(xù)至今。
作為哺乳動物,我們?nèi)祟惢虻?0%,或曰DNA中約30億個(gè)堿基對,與其他哺乳動物相同。也就是說,我們與其他哺乳動物的不同,只在DNA那10%的地方。
如同所有的哺乳動物,我們?nèi)祟愐矊儆跍匮獎游?,這就意味著我們需要比大多數(shù)爬行動物更多的能量來維持自己的體溫并使大腦持續(xù)運(yùn)行。人類的大腦須特別強(qiáng)大,因?yàn)槿祟惐匦枵莆蘸芏嗌鷳B(tài)技巧,才能維持自身所需的大量食物和能流。雖然最早的類哺乳動物還沒有老鼠大,但它們可能已經(jīng)學(xué)會了照顧幼崽,就像今天的哺乳動物一樣,其大腦相比自己的身體都出奇得大。有袋動物與有胎盤類動物之間最基本的差異至少可追溯到1.7億年前。
在侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)1.5億年左右的漫長時(shí)間里,大多數(shù)哺乳動物仍然很小,在月光下的灌木叢中穿行。此時(shí)的哺乳動物形態(tài)各異,其中有些像狗,比如強(qiáng)壯爬獸就是一種大到足以噬食小恐龍及其幼崽的動物。有些會游泳,于是又返回了海洋。有些酷似蝙蝠,有些會捕食昆蟲,有些還會爬樹。大約1.5億年前,哺乳動物世界因新型植物的進(jìn)化而發(fā)生改變,而此前在植物界居統(tǒng)治地位的是針葉樹和蕨類植物。這里所說的新型植物是指被子植物,能夠開花結(jié)果,被子植物從此一直統(tǒng)治著森林和林地,甚至在今日的公園和庭院中都很常見。開花植物為長有牙齒的哺乳動物提供了美味的食物,前者的牙齒甚至被設(shè)計(jì)得更適合咀嚼水果和種子,或咀嚼昆蟲,當(dāng)然昆蟲要咀嚼開花植物并幫助后者授粉。
導(dǎo)致恐龍滅絕的小行星撞擊可能同時(shí)造成了當(dāng)時(shí)既有哺乳動物3/4物種的死亡。但當(dāng)時(shí)的哺乳動物大多都很小,所以其中有一些成功躲過了這場進(jìn)化危機(jī)。在地球大致恢復(fù)常態(tài)后,??颂K魯伯隕石撞擊的幸存者發(fā)現(xiàn)自己身處一個(gè)陌生的新世界??铸埖南樗鼈儙砹诵聶C(jī)遇。哺乳動物在新的進(jìn)化輻射中很快出現(xiàn)多樣化。許多哺乳動物的體型漸大。在50萬年內(nèi),就進(jìn)化出了奶牛大小的食草哺乳動物和同樣大的食肉類哺乳動物。此外還有靈長目動物,它們棲息在樹上,我們?nèi)祟惥褪怯蛇@一類動物進(jìn)化而來。雖然最早的靈長目動物曾與恐龍同處一個(gè)世界,但其真正走向繁榮卻是在恐龍滅絕之后。
但哺乳動物要接管地球,還須成功度過另一次嚴(yán)重的危機(jī)。這就是古新世-始新世最熱事件,即持續(xù)時(shí)間雖不是很長,卻跨越古新世與始新世交界時(shí)段的嚴(yán)重溫室氣體致暖的一次危機(jī),時(shí)間大約是在5600萬年前。這次危機(jī)同樣造成巨大危害,致使大批物種滅絕。古新世-始新世最熱事件對今天的我們頗有啟迪,因?yàn)樗堑厍蚴飞系厍蛞驕厥覛怏w迅速變暖離我們最近的一個(gè)事例,那次最熱事件結(jié)果是全球平均溫度上升了5~9℃。當(dāng)時(shí)火山活動異常強(qiáng)烈,來自火山的二氧化碳造成大氣中的二氧化碳水平激增。而就在這個(gè)時(shí)候,在差不多一萬年的時(shí)間里,相對于人類就是農(nóng)業(yè)出現(xiàn)以來迄今人類史長短的這么一段時(shí)間,有件事情發(fā)生了,而且異常迅速。到這一時(shí)段結(jié)束,許多植物、動物和海洋生物都消失了。對此,目前最令人信服的猜測是:極地海洋的海水變暖,以至于甲烷氣水包合物(冷凍的甲烷球,看起來像冰,可用火柴點(diǎn)燃)突然融化,釋放出大量甲烷,而甲烷是一種比二氧化碳更強(qiáng)大的溫室氣體。結(jié)果造成整個(gè)地表很快升溫。如果此說不誤的話,我們真的要特別警惕今日極地海洋中的甲烷氣水包合物呢。
在持續(xù)大約20萬年的氣溫高峰之后,全球氣溫開始緩慢下降,雖然其間夾雜著幾次短暫的逆轉(zhuǎn)。大氣中的二氧化碳濃度也開始下降,同時(shí)伴隨氧含量上升。赤道與極地之間的溫差加大,造成大面積的冰層橫跨南、北極,水被冰川鎖住了,因此出現(xiàn)海平面下降。
氣候變冷的部分原因是出于地球軌道的周期和傾角發(fā)生變化。這種變化被稱為米蘭科維奇循環(huán),是以最早發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的科學(xué)家命名的。伴隨地球軌道周期和傾角發(fā)生變化,從太陽抵達(dá)地球的能流也出現(xiàn)了微妙的起伏。
大約2600萬年前,即更新世開啟之時(shí),世界進(jìn)入了持續(xù)至今的冰期。而此前有大約2.5億年的時(shí)間,整個(gè)地球從未像這般寒冷,因?yàn)楸P古大陸自二疊紀(jì)末就已經(jīng)分裂了。世界已經(jīng)2.5億年沒有這么冷了。5000萬年前,在這個(gè)后恐龍、古新世-始新世最熱事件之后的寒冷且氣候極不穩(wěn)定的世界,我們的靈長目祖先開始進(jìn)化了。
(摘自中信出版集團(tuán)《起源》)