北大西洋洋流停止流動，幾天之內(nèi)，南北極冰山融化，大量淡水注入海洋，罕見的飄雪出現(xiàn)在印度，雹災(zāi)重創(chuàng)日本東京，龍卷風(fēng)橫掃美國洛杉磯，大水排山倒海般地沖入紐約市……這是美國電影《后天》以溫室效應(yīng)造成全球氣候劇變，帶來嚴(yán)重的自然災(zāi)難為主題，為人類勾畫出的一個地球末日的場面。

需要指出的是，盡管它是一部科幻電影，但其內(nèi)容卻絕非憑空杜撰。根據(jù)古生物學(xué)家的研究，這樣的場面確實在地球的歷史上曾經(jīng)發(fā)生過，而且至少有5次之多，被稱作大絕滅。什么是大絕滅?這里就讓我們一起回顧地球歷史中那一段段蒼涼歲月，看看電影中的畫面是如何在歷史上一一顯現(xiàn)的。

英文“Extinction”一詞的意思是滅絕、消失，不過在中文的生物學(xué)詞典中，它卻對應(yīng)著一個有點古怪的術(shù)語———“絕滅”，意思與滅絕相同，字面上卻調(diào)了一個個兒。

在漫長的演化過程中，長期的穩(wěn)定期與短期的劇變期相互交替。絕滅以不同的規(guī)模出現(xiàn)。在穩(wěn)定期內(nèi)，平均新生率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平均滅絕率，總的平均滅絕率總是維持在一個低水平上，這種低水平絕滅被稱作背景絕滅(backgroundextinction);與此相對應(yīng)，在劇變期，許多生物門類在短期內(nèi)大量滅絕，生物演化進(jìn)程突然中斷，使滅絕率突然升高，而新生率則降得很低，這種大規(guī)模的絕滅叫作集群絕滅或大絕滅、類群絕滅(massextinction)。

目前，地球上被人類記錄過的物種大約有175萬個，實際上存在的物種可能達(dá)500萬到1億個，然而，根據(jù)古生物學(xué)家的研究，地球上曾經(jīng)存活過40億種動、植物，可見在演化過程中，絕大多數(shù)物種出局了。

地球上生命的起源至少可以追溯到35億年前，但在很長一段時間里，地球上的生命形式都只有微生物和細(xì)菌。這一現(xiàn)象一直維持到距今約5.3億年前的寒武紀(jì)早期。在寒武紀(jì)，生物演化史上發(fā)生了一個大事件，多細(xì)胞動物突發(fā)性地在海洋中出現(xiàn)，而且迅速發(fā)展出形體多樣、構(gòu)造復(fù)雜的類型，古生物學(xué)家們將之稱為“寒武紀(jì)大爆發(fā)”。

這就像一次進(jìn)化試驗，生命進(jìn)行了各種嘗試，出現(xiàn)了多個動物門類，包括三葉蟲、腕足動物、軟體動物、脊索動物等，具有特殊意義的是，科學(xué)家還在這一時期的化石中找到了最為原始的脊椎動物———“海口魚”和“昆明魚”。

不過隨著“試驗”的結(jié)束，失敗品被大自然淘汰，幸存者也依舊要養(yǎng)精蓄銳以應(yīng)對下一次“試驗”。據(jù)統(tǒng)計，自寒武紀(jì)以來，明顯的生物絕滅事件發(fā)生了15次。其中重大集群絕滅有5次，分別發(fā)生在奧陶紀(jì)—志留紀(jì)之交、晚泥盆世弗拉斯期—法門期之交、二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交、三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交和白堊紀(jì)—第三紀(jì)之交。

地球歷史上出現(xiàn)的5次大絕滅

奧陶紀(jì)-志留紀(jì)之交的生物大絕滅(4.39億年前)這一時期大多數(shù)生物的機體是軟體組織，形成化石的幾率很小，只有那些具有殼或硬組織的動物才留下了比較多的線索，因而我們無法弄清楚當(dāng)時到底發(fā)生了什么以及都有哪些物種受到了影響。據(jù)估計，大約有100個科的生物滅絕了，在屬種級別上絕滅率更高，如腕足類屬的滅絕率為60%%，種的滅絕率可達(dá)85%%。三葉蟲類在這次絕滅中元氣大傷，此后再也無法恢復(fù)前期的繁榮。此次滅絕事件對低緯度熱帶地區(qū)生物的影響較大，而對高緯度地區(qū)和深水區(qū)生物的影響相對較小，是地球史上第三大的物種滅絕事件。

古生物學(xué)家認(rèn)為這次物種滅絕是由全球氣候變冷造成的。大片的冰川使洋流和大氣環(huán)流變冷，整個地球的溫度下降，冰川鎖住了水，海平面也降低了，原本充滿生機的沿海生物圈被破壞，從而導(dǎo)致了物種大規(guī)模滅絕。

晚泥盆紀(jì)弗拉斯期———法門期之交的生物大絕滅(3.67億年前)雖說科學(xué)家可以確定在泥盆紀(jì)后期發(fā)生了大絕滅，但究竟持續(xù)了多長時間我們卻并不清楚，可能持續(xù)了50萬年，也可能是150萬年。而且我們也不清楚到底是發(fā)生了一個大絕滅還是幾個連續(xù)的稍小的絕滅，專家對當(dāng)時的幾個重要的事實也還沒有達(dá)成共識。

經(jīng)過這次絕滅，70%%的物種消失了。海洋中的物種比淡水中的物種受到的影響更大，珊瑚、腕足動物、菊石、海百合等許多無脊椎動物損失慘重。而在陸地上，正在不斷衍生出新種的植物以及剛剛出現(xiàn)的兩棲動物所受到的影響卻小得多。

對于這次絕滅的起因我們知之甚少，從暖水海洋中物種不成比例的消失來看，當(dāng)時應(yīng)該是發(fā)生了氣候變化，全球變冷可能是一個重要的因素，同時還有跡象顯示當(dāng)時比較淺的水域里的氧氣含量也下降了。

二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交的生物大絕滅(2.5億年前)到了二疊紀(jì)，地球上一派欣欣向榮的景象，海百合、菊石、珊瑚還有魚類在海洋中異常繁榮，兩棲動物以及爬行動物進(jìn)一步深入內(nèi)陸活動，這段相對穩(wěn)定的時期持續(xù)了大概1億年。到了二疊紀(jì)末期，大約在2.45億年前，地球歷史上最大的一次集群絕滅事件發(fā)生了。據(jù)統(tǒng)計，這次滅絕事件導(dǎo)致生物科數(shù)減少了52%%，物種數(shù)減少了90%%以上，受影響最大的是海洋生物，特別是底棲生物和窄鹽性生物。96%%的海洋物種滅絕了，其中就有三葉蟲綱。在陸地上超過3/4的脊椎動物消失了，蜥蜴類、兩棲類、獸孔目爬行類也急劇衰落。

對此，科學(xué)家們提出了多種解釋：海平面的波動、海洋中鹽度的變化、火山活動。而最重要的影響因素似乎還是氣候變化。

三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)之交的生物大絕滅(2.08億年前)不少科學(xué)家認(rèn)為這次絕滅的程度相對來說比較小。一些研究顯示，這次災(zāi)難造成了60個科的海洋生物滅絕，科的滅絕率大約是1/4。還有研究認(rèn)為，在三疊紀(jì)末期至少有兩次絕滅時期，相隔1200-1700萬年。但不論是單一的大絕滅還是幾個連續(xù)的稍小的絕滅，在這一時期里，牙形石類全部滅絕，菊石、海綿動物、頭足類動物、腕足動物、昆蟲以及陸生脊椎動物中的多個門類都走到了進(jìn)化的終點。雖然這次大絕滅的損失相對較小，但它卻騰出了許多“生態(tài)位”，為很多新的物種的產(chǎn)生提供了有利的條件，恐龍就是從這個時候開始了它們統(tǒng)治大地的征程。

也許是因為這次大絕滅所引起的關(guān)注較少，我們對它的起因也很不清楚，不過氣候變化似乎仍然是一個重要的因素，特別是降雨的增加。

白堊紀(jì)-第三紀(jì)之交的生物大絕滅(6500萬年前)此次絕滅是地球歷史上第二大的集群絕滅事件，而恐龍時代在此終結(jié)更使它成為最廣為人知的大絕滅。據(jù)統(tǒng)計，在白堊紀(jì)末，生物圈有2868個屬，到了第三紀(jì)初就只剩下1502個屬，滅絕率達(dá)52%%，種的滅絕率達(dá)85%%，受影響最大的是陸地上的恐龍和海洋生物界的浮游生物，也包括一些海洋底棲生物類別。其滅絕率為：淡水生物達(dá)97%%、海洋浮游微生物為58%%、海洋底棲生物為51%%、海洋游泳生物為30%%。除了恐龍滅絕之外，曾在前4次大絕滅中都得以幸存的菊石最終還是滅絕了。而由于某種原因，某些物種卻基本沒有受到影響，鱷魚、海龜、蜥蜴、哺乳動物以及鳥類都順利渡過這場危難。恐龍及其同類的消失為哺乳動物及人類的登場提供了契機。

也許是因為這次絕滅具有太大的吸引力，科學(xué)家對它的研究也最為透徹。專家分別從火山噴發(fā)、氣候變化、環(huán)境污染和宇宙射線角度進(jìn)行了分析，而目前國外科學(xué)界普遍接受的一種解釋是，這次大絕滅是一顆巨大的小行星或彗星墜落到地球上引起地球生態(tài)系統(tǒng)劇烈變化的直接結(jié)果。

絕滅是各種災(zāi)害共同影響的結(jié)果

科學(xué)家一直在研究絕滅的起因和規(guī)律，并提出了多種解釋，比如隕星撞擊、宇宙射線變強、火山噴發(fā)、氣候變化、大氣成分變化、海洋鹽度變化、地磁變化等。這些觀點雖然聽起來各不相關(guān)，但大致可以分成兩部分，也就是來自地球內(nèi)和地球外的影響。

我們已經(jīng)知道，像火山噴發(fā)、海洋污染、溫室效益等環(huán)境變化可以導(dǎo)致生物的滅絕，而如果其中一個或幾個因素的大量累積就可能造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。從上述對各次大絕滅的原因分析來看，氣候及環(huán)境的劇烈變化恐怕才是最直接的原因，惡劣的環(huán)境使大量生物無法適應(yīng)。像生存適應(yīng)、優(yōu)勝劣汰等一些在正常進(jìn)化(包括正常絕滅在內(nèi))過程中被認(rèn)為是很重要的因素，在大絕滅時卻可能根本不起作用。能否渡過大絕滅在很大程度上取決于其對周圍事物的防護(hù)屏蔽能力、生殖、遺傳方式以及某些生理特征等。這也解釋了為什么有些生物會整個類別就此消失，而有些生物卻基本沒有受到影響。這里，達(dá)爾文的連續(xù)地、漸變地自然選擇理論不再適用，取而代之的是跳躍式的大突變的進(jìn)化。

對于恐龍的滅亡，目前，有不少科學(xué)家認(rèn)為與落到墨西哥尤卡坦半島的一顆隕星有關(guān)。天外來客的造訪引起了火山噴發(fā)，地球被大量火山灰籠罩，氣候條件惡化，生態(tài)系統(tǒng)被破壞致使大批動植物死亡。今年5月份，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)澳大利亞西北部海岸附近的水下可能藏著一個直徑約200公里的隕石坑遺址。他們推測，2.5億年前那次規(guī)模最大的物種絕滅可能也和隕星撞擊地球有關(guān)。

天文因素的研究為解釋大絕滅的周期性等特點提供了線索。在銀河系所在平面集中著大量的恒星和星際塵埃，是銀河系的引力異常區(qū)之一。有一種觀點認(rèn)為，當(dāng)太陽系穿過該平面時，由于引力異常，磁場、宇宙射線、星際塵埃等都可能出現(xiàn)異常情況。引力異常可以導(dǎo)致小行星或彗星偏離原來軌道造成撞擊事件。同時這些物理量的異常還可以引起地球系統(tǒng)物理性質(zhì)的長期改變，從而導(dǎo)致環(huán)境變化。另一個假說是假設(shè)太陽系是一個雙星系統(tǒng)，可能存在一顆褐矮星或未知行星，它其實是太陽的伴星，大概每隔2600萬年到達(dá)近日點，從而使奧爾特云的平衡狀態(tài)被破壞，使部分彗星飛向太陽系內(nèi)部。因為這個假設(shè)的結(jié)果是使地球上生命大量死亡，科學(xué)家們把這顆伴星稱作Nemesis，也就是希臘神話中的“復(fù)仇女神”。去年，美國宇航局還向太空發(fā)射了一顆新型紅外線天文望遠(yuǎn)鏡，以尋找這顆“災(zāi)星”。

分別來看，地內(nèi)、地外的影響都能造成嚴(yán)重的生物絕滅事件，而當(dāng)兩者同時發(fā)生作用時，后果無疑將更加嚴(yán)重。比如地球本身板塊活動就異常活躍，多個火山大規(guī)模噴發(fā)，地震頻繁發(fā)生，而此時再有隕星撞擊則無異于雪上加霜，撞擊將使地球地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)一步改變，生態(tài)系統(tǒng)也進(jìn)一步惡化。

環(huán)境惡化使地球再次面臨危機

為什么人類要花那么大精力來研究絕滅問題呢?除了科學(xué)家打破沙鍋問到底的習(xí)慣外，更主要的原因是希望能通過研究歷史來預(yù)測未來。

有生就有死，每一個物種都要經(jīng)歷一個起源、進(jìn)化、滅絕的過程，但物種大量同時滅絕就令人費解了，特別是如果物種在不該滅絕的時候滅絕，當(dāng)然有理由引起人們的高度重視。因為如果目前地球上的生命真的再次處于災(zāi)難的邊緣，那原因只有一個———人類的活動。

今年1月8日出版的《自然》雜志和3月18日出版的《科學(xué)》雜志先后成為公眾關(guān)注的焦點，因為他們都觸及了一個敏感的話題———我們可能正在經(jīng)歷第6次大絕滅。雖然比起前幾次大絕滅，現(xiàn)在的情況還沒有那么嚴(yán)重，但或許這只是個時間問題。

科學(xué)家們在對占地球表面面積20%%的全球6個生物物種最豐富的地區(qū)進(jìn)行了為期兩年的研究后認(rèn)為：由于全球氣候變暖，在未來50年中，地球陸地上1/4的動物和植物將遭到滅頂之災(zāi)。由于溫室效應(yīng)在短期內(nèi)難以逆轉(zhuǎn)，在將要滅絕的物種中，1/10物種的滅絕將是不可逆轉(zhuǎn)的。根據(jù)一份1995年的報告，20世紀(jì)物種的滅絕速度是化石記錄顯示的平均滅絕速度的100到1000倍。

多項研究報告都指出，氣候變化是目前導(dǎo)致物種滅絕的重要原因。為了控制溫室效應(yīng)，世界各國曾在1997年12月擬就了《京都議定書》。然而，由于擔(dān)心拖累本國經(jīng)濟(jì)，排放份額占17%的俄羅斯遲遲不愿簽字，排放份額占36%、世界最大的污染制造者美國也在2001年宣布退出，小布什甚至還幻想科學(xué)家做出溫室氣體并沒有影響到全球氣候的論斷。減少溫室氣體排放成了不可完成的任務(wù)。

這不禁令人又想起了美國印第安酋長的那段名言：“人類屬于大地，而大地不屬于人類。世界上的萬物都是相互關(guān)聯(lián)的，就像血液把我們身體的各個部分聯(lián)結(jié)在一起一樣。生命之網(wǎng)并非人類所編織，人類不過是這個網(wǎng)絡(luò)中的一根線、一個結(jié)。但人類所做的一切最終將影響到這個網(wǎng)絡(luò)，也影響到人類本身，因為降臨到大地上的一切，最終都會降臨到大地的兒女們身上。

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恐龍究竟是如何滅絕的?

大約在距今2.3億年前的三疊紀(jì)，恐龍首次出現(xiàn)在地球上。三疊紀(jì)末的大絕滅使恐龍逐漸成為生物界的主導(dǎo)。但這個主宰地球1.6億年之久的龐大動物類群卻在距今約6500萬年前的白堊紀(jì)-第三紀(jì)交界時期突然覆滅了。為什么正處于極度繁盛狀態(tài)的恐龍會在很短的時間里滅絕?好奇心促使中外學(xué)者做了大量的研究。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在白堊紀(jì)末期地層的黏土層中微量元素銥的含量比其他時期陡然增加了30-160多倍，而銥元素在地殼中屬罕見元素但卻廣泛存在于小行星之中。因而當(dāng)前最為流行和最有影響的觀點是：6500萬年前，隕星撞擊地球，產(chǎn)生的塵埃遮天蔽日，引發(fā)氣候劇變，植物大量死去，恐龍因食物匱乏而遭致滅頂之災(zāi)。

人們曾經(jīng)以為墨西哥尤卡坦半島上直徑超過180公里的“奇科蘇盧布”隕石坑就是這次撞擊的明證。不過研究人員今年細(xì)查了從隕石坑正中部位鉆孔取出的核心物質(zhì)后卻發(fā)現(xiàn)，它的年代距白堊紀(jì)的結(jié)束至少還有30萬年，如果這一結(jié)論無誤，科學(xué)家們就不得不去尋找更合適的隕石坑。

對恐龍滅絕之謎的解釋與說法其實還有很多，公開發(fā)表的就有一百多種。

1.“氧氣陡降論”。6500萬年前地球氣候陡然變化，氣溫大幅下降，造成大氣含氧量下降，令恐龍無法生存。問題是：如果如此，那當(dāng)時氧氣含量是如何陡降的呢?

2.“氣溫下降論”。恐龍是冷血動物，身上沒有毛或保暖器官，無法適應(yīng)地球氣溫的下降，都被凍死了。不過，為什么蛙類、鱷魚以及其它許多對氣溫同樣很敏感的動物都得以幸存，惟獨恐龍就不能呢?

3.“性別失調(diào)論”。由于天氣寒冷，恐龍媽媽孵出的大多是雄性小恐龍，這使恐龍世界雌雄比例嚴(yán)重失調(diào)，隨著雌性恐龍的逐漸減少，恐龍家族也就走向了滅亡。可是海龜?shù)男詣e也受溫度調(diào)控，為什么氣候劇變卻對它們表現(xiàn)出偏愛呢?

4.“酸雨論”。白堊紀(jì)末期可能下過強烈的酸雨，使土壤中包括鍶在內(nèi)的微量元素被溶解，恐龍通過飲水和食物直接或間接地攝入鍶，出現(xiàn)急性或慢性中毒，最后一批批死掉了。但很難想象地球曾經(jīng)歷過如此嚴(yán)重的環(huán)境污染。

5.“中毒論”。地球上曾經(jīng)有一段被子植物時期，這些植物含有毒素，恐龍吃它們吃得太多了，體內(nèi)毒素聚集過多，都被毒死了。但費解的是，植物不可能一下子毒死散布在各地的所有恐龍。盡管化石中有些恐龍的脖子向后拉出看似中毒的反應(yīng)，但那其實可能是死后身體干燥收縮的緣故。

6.“種族老化論和哺乳類競爭論”。恐龍年代末期出現(xiàn)了最初的哺乳類動物，這些動物屬嚙齒類，可能以恐龍蛋為食。這種小動物缺乏天敵，越來越多，最終吃光了恐龍蛋。可事實上哺乳類早就和恐龍并存著，沒有理由到白堊紀(jì)末才突然把恐龍蛋吃光。

7.“臭氧層破壞論”。恐龍的屁中臭氣只占所泄之氣的1%%，而無臭味的氮、二氧化碳、氫、甲烷則占了很大比重，部分重達(dá)80至100噸的恐龍，每天要吃130至260公斤食物。恐龍不斷放屁，甲烷最終破壞了臭氧層，從而導(dǎo)致恐龍絕種。不過，如果甲烷是這樣逐步累積的，那么環(huán)境的惡化也應(yīng)該是逐步的，不太可能突然出現(xiàn)大絕滅。

8.大規(guī)模的海底火山爆發(fā)影響了海水的熱平衡，進(jìn)而使陸地氣候發(fā)生變化，影響了需要大量食物的恐龍等動物的生存。這其實是“氣候變化論”的另一種版本。

9.“地球膨脹論”。地殼的強烈運動引起地球質(zhì)量向外擴(kuò)散、體積增大。恐龍等一大批生物因不適應(yīng)地球表面引力場的減少而滅絕。缺乏說服力的地方是，引力的變化并不是在短期內(nèi)出現(xiàn)的，恐龍等生物在進(jìn)化過程中，應(yīng)該具有相適應(yīng)的機制。

10.“地磁移動論”。在過去的時代，地球磁極的極圈曾多次發(fā)生移動，而每一次移動都導(dǎo)致自然環(huán)境的巨大變化，如洪水、海嘯、物種滅絕等，最嚴(yán)重的可能導(dǎo)致過文明的徹底終結(jié)，所以身體龐大的恐龍?zhí)硬贿^此劫也是情理之中的事。

11.“疾病論”。在恐龍發(fā)展到最鼎盛的時候，一場類似于人類目前面臨的艾滋病一樣的神秘病毒或者瘟疫，突然席卷了整個地球，使稱霸地球長達(dá)1.6億年的物種徹底滅絕。

12.“超新星爆發(fā)論”。前蘇聯(lián)天文學(xué)家什克洛夫斯基認(rèn)為，是太陽附近的超新星爆發(fā)使恐龍滅絕，超新星爆發(fā)時，強宇宙線的照射對生物是致命的。

其他還有“蛋殼變厚說”、“海洋收縮說”、“海底沼氣噴發(fā)說”等等。但是這些推論單獨來看似乎都難以解釋恐龍和其它動物的突然消失。目前有不少科學(xué)家認(rèn)為，恐龍和同時期其它一些物種的滅絕，很可能是多種因素綜合作用的結(jié)果。比如說，在比白堊紀(jì)-第三紀(jì)交界時期更早的時期，地球上火山噴發(fā)活動就開始活躍，地球氣候變暖，給生態(tài)系統(tǒng)帶來壓力。白堊紀(jì)-第三紀(jì)交界時期地球所受的外來天體撞擊，與火山噴發(fā)活動一起，給了恐龍以致命的最后一擊。