王悅

1958年，英國生物學(xué)家查爾斯·艾爾頓開始研究生物多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中扮演何種角色。他認(rèn)為，多樣性的增加可以使生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定與豐饒。

但直到人類發(fā)現(xiàn)自身的活動、生物棲息地被破壞和氣候變遷引發(fā)多個物種滅絕后，艾爾頓的理論才引起注意。1993年，一場討論生物多樣性流失對生態(tài)系統(tǒng)有何影響的學(xué)術(shù)會議在德國舉行。

全球相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家，在會上討論了生物多樣性與環(huán)境惡化的議題。多數(shù)科學(xué)家都同意，生物多樣性可能是調(diào)節(jié)生產(chǎn)力、養(yǎng)分利用和環(huán)境穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

如今，人們普遍承認(rèn)保護(hù)生物多樣性的重要性，但是大地上豐饒的物種正面臨著氣候變遷的嚴(yán)重威脅。這種威脅在生物多樣性最為豐富的低緯度地區(qū)尤為明顯。在那最為豐饒的地方，匱乏也最為醒目。如何避免生物大滅絕的慘劇重演，是人類與地球上所有生物面臨的共同挑戰(zhàn)。

緯度與生物多樣性

現(xiàn)今地球上生物多樣性的分布有一條人所共知的規(guī)律：在亞馬孫和非洲中部的熱帶雨林，生存著種類繁多的生物，但若往地球兩極移動，生物的種類數(shù)量就急劇下降。

生物多樣性的緯度梯度，幾乎成為自然王國中最普遍的特征之一，廣泛存在于陸地和海洋生物中。地理條件、氣候環(huán)境、生態(tài)特征等多種因素共同作用，導(dǎo)致了這樣的生物地理分布。芝加哥大學(xué)生物學(xué)家戴維·賈布隆斯基認(rèn)為，這是一個可以追溯到達(dá)爾文之前的基本問題。

1835年，當(dāng)26歲的達(dá)爾文搭乘“小獵犬”號到訪地處赤道附近的加拉帕戈斯群島時，群島上豐富且獨(dú)具特色的物種讓他驚嘆不已。加拉帕戈斯群島屬于南美洲的厄瓜多爾，西班牙文的“Ecuador”就是“赤道”的意思，也有人直接把厄瓜多爾稱作“赤道之國”。

加拉帕戈斯群島橫跨赤道，且受到秘魯寒流影響，氣候涼爽而干燥，再加上長期與世隔絕，動植物自行生長發(fā)育，種種因素造就了島上獨(dú)特而完整的生態(tài)系統(tǒng)。熱帶和寒帶的動物得以在群島上共同生存。早期的鳥或船，也把南美大陸的植物種子帶到島上，任其落地生根。

在加拉帕戈斯群島之行后，達(dá)爾文開始懷疑創(chuàng)造萬物的超自然神力，轉(zhuǎn)而致力于發(fā)展自然選擇的物種演化理論。多樣性生物成為了達(dá)爾文寫作《物種起源》的靈感源泉，而這些太平洋東側(cè)的島嶼也被稱作“達(dá)爾文與上帝分手的地方”。

如今，在加拉帕戈斯群島一共棲息著包括加拉帕戈斯象龜、加拉帕戈斯陸鬣蜥在內(nèi)的700多種地面動物，以及包括加拉帕戈斯企鵝在內(nèi)的80多種鳥類和許多昆蟲。

事實上，生物多樣性緯度梯度，并非總是存在于地球上?？茖W(xué)界通常認(rèn)為，生物多樣性從低緯度向高緯度遞減的模式，主要存在于較冷的氣候背景下，如晚古生代大冰期（長達(dá)8000萬年）、晚新生代（包括現(xiàn)代）。這是因為在較冷的時期，地表氣候沿緯度方向的變化更為明顯，氣候的緯度梯度也更為顯著。

這些太平洋東側(cè)的島嶼也被稱作“達(dá)爾文與上帝分手的地方”。

不過，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）的科學(xué)家宋海軍的研究團(tuán)隊2020年發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》的論文，挑戰(zhàn)了這個觀點。他們的研究顯示，無論是在氣候較冷的晚二疊世，還是較溫暖的中—晚三疊世，海洋生物多樣性緯度梯度都十分顯著。地表穩(wěn)定的環(huán)境，有可能對維持熱帶地區(qū)的生物多樣性高峰有重要作用。

發(fā)生在二疊紀(jì)和三疊紀(jì)之交（約2.5億年前）的生物大滅絕，導(dǎo)致生物多樣性驟降，促使生物古地理格局發(fā)生巨變。早三疊世極端的環(huán)境條件，進(jìn)一步加劇了多樣性緯度梯度的消失。

加拉帕戈斯象龜

亞馬孫蜘蛛猴

澳大利亞考拉

西伯利亞大規(guī)模的火山噴發(fā)，導(dǎo)致全球溫度快速升高，還伴隨著長期的異常環(huán)境事件，如陸地風(fēng)化作用加強(qiáng)、陸源物質(zhì)大量輸入海洋、海洋缺氧等。這些環(huán)境事件都深刻影響了陸地生物多樣性和海洋生物古地理格局。這意味著，地質(zhì)歷史時期的極端環(huán)境事件在生物地理格局演變中的作用巨大。

熱帶地區(qū)的火與淚

地球上生物多樣性最豐富之處，也是生態(tài)環(huán)境最脆弱的地方。

加拉帕戈斯群島的生物從大航海時代開始，就不停受到人類的侵?jǐn)_。在1820年，達(dá)爾文到訪的15年前，捕鯨船“埃塞克斯”號在加拉帕戈斯群島的停留引發(fā)了一場不小的災(zāi)難。當(dāng)船員都在查爾斯島捕殺陸龜時，一名英國水手點燃的火苗失去控制，幾乎整個島嶼很快陷入火海。逃回船上的船員報告說，在經(jīng)過一天的航行后，仍然可以看到地平線上沖天的火焰。