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白垩纪大灭绝

2020年6月30日  来源:祖先的故事 作者:理查德·道金斯 提供人:huangtang13......

我们这些朝圣者在6 500万年前的第8会合点遇见了狐猴,这也是位于所谓的白垩纪–古近纪界线或K/T界线这边的最古老的会合点。这条6 600万年前的界线将哺乳动物时代跟之前更漫长的恐龙时代分隔开来[153]。对于哺乳动物的际遇来说,K/T界线是个分水岭。在此之前,这些像鼩鼱一样的小东西昼伏夜出,以昆虫为食,它们在进化上的繁荣前景被爬行类的沉重霸权压制了超过1亿年。突然间这些压力消失了,在以地质标准来看相当短的时间内,这些鼩鼱的后裔迅速扩张,占据了恐龙留下的生态空间。

是什么导致了这场大灾难?这是一个颇富争议的问题。那时候,印度的火山活动极其活跃,熔岩覆盖面积超过100万平方千米,形成了所谓的“德干暗色岩”(Deccan Traps)[154]。这些火山活动必定对气候有剧烈的影响。这一看法受到“西伯利亚暗色岩”(Siberian Traps)[155]的支持。西伯利亚暗色岩地貌面积比德干暗色岩大5倍,目前是大约2.5亿年前另一次更严重的灭绝事件的主要“嫌疑犯”。事实上,处于二叠纪末期的这次大灭绝是史上最严重的灭绝事件。不过一系列证据渐渐让科学家达成了共识,在白垩纪,造成灭绝的最后一击比印度火山喷发更加突然,更加猛烈。似乎有来自太空的东西击中了地球,也许是一颗大型陨石或彗星。人们熟知侦探通过雪茄烟灰和脚印重建犯罪事实的本领,而这次事件留下的灰烬是遍及全球的一层铱元素,其地层分布刚好跟这一时期吻合。一般说来,铱在地壳中的含量相当低,反而在陨石中很常见。猛烈的撞击将天外袭来的火球化为齑粉,尘埃遍布整个大气层,又最终随着雨水回到地表,遍及全球。撞击留下的“脚印”是一个巨大的撞击坑,即位于墨西哥尤卡坦半岛(Yucatan peninsula)顶端的希克苏鲁伯陨石坑(Chicxulub crater),足有160千米宽,48千米深(见彩图8)。

太空中充满移动的物体,运动方向各异,相对速度差异很大。一个外来物体相对于地球进行高速运动的可能性远远大于低速运动的可能性。确实,大多数击中地球的物体的运动速度都非常快。幸运的是其中大部分都很小,在大气层中作为“流星”燃烧殆尽,只有个别块头较大的才能抵达地表,依然保留一些固态实体。每隔几千万年,会有一颗非常大的陨石击中地球,造成灾难。因为与地球相对速度很高,这些巨大物体的撞击会释放出不可想象的高能量。受到枪击的伤口会因为子弹的高速而温度升高,向我们撞来的陨石或彗星的速度很可能比高速步枪子弹还快。然而步枪子弹只有几盎司[156]重,而终结白垩纪和残杀恐龙的那位天外来客的重量高达数十亿吨。若是有哪个动物幸运地没有被大爆炸的火焰烧死,没有因风啸窒息而死,没有被席卷沸腾海洋的150米高的海啸淹死,没有在比圣安德烈斯断层(San Andreas fault)[157]的最强震还猛烈1 000倍的大地震中粉身碎骨,那么它大概也会在以每小时1 000公里的速度横扫整个星球的撞击噪声中变成聋子。这还只是撞击之时即刻发生的灾难。随后的余波还包括遍及全球的森林大火,以及烟尘灰烬阻隔日光造成的长达两年的核冬天,大多数植物因此消失,全球食物链因此断裂。

难怪所有恐龙就此灭绝,只有鸟类是个明显的例外,而且不止恐龙,同样灭绝的还有大概一半其他物种,特别是海洋物种[158]。真正的奇迹在于竟然有生物能够熬过这突如其来的灾难。我们清楚而不安地知道,随时都可能有一场类似的灾难向我们袭来。跟白垩纪的恐龙不同,天文学家会提前数年向我们发出警告,至少也会提前几个月。不过这算不上什么赐福,因为基于现在的技术,我们没什么办法阻挡灾难的发生。幸运的是,以保险精算业的正常标准来看,在任何人的一生当中发生这种事的可能性都可以忽略不计。与此同时,几乎可以肯定未来必定有一些不幸的个体,会在其有生之年遇到这样的事情。只不过保险公司不习惯思考那么长远的事情。那些不幸的个体很可能并不是人类,因为基于统计概率,在这种事发生之前,人类应该就已经灭绝了。

面对这种灾难的威胁,人类理性的做法是着手开发防御手段,推动技术进步,以便将来万一收到可靠的警报,我们可以有足够的时间采取行动。现今的技术只能尽可能减小灾难的影响,在地下避难所保存合适比例的种子、家畜和包括计算机在内的机器,以及包含人类文明智慧结晶的数据库,还有一些被特别挑选的人类(这就带来了一个政治问题)。更好的做法是发展出目前梦想中的技术,摧毁入侵者,或者使之转向,从而避免灾难的发生。政客们为了拉动经济增长或者为了给自己拉选票,会凭空捏造外国势力的威胁,也许他们会发现一个可能跟地球相撞的陨石也能满足他们不光彩的目的,跟邪恶帝国、邪恶轴心或者更朦胧抽象的“恐怖”概念一样有效,却还多一样额外的好处:它能够促进国际合作而非分裂。这样的技术本身既像是最先进的“星球大战”武器系统,又像是太空探索技术。人们集体认识到全人类作为一个整体有一个共同的敌人,这会带来不可估量的好处,它会把我们凝聚在一起,而不是像现在这样四分五裂。

既然今天有人类存在,那么很显然我们的祖先曾先后熬过了二叠纪大灭绝和后来的白垩纪大灭绝。对它们来说,这两次灾难以及其他那些过往的灾难必定极其难挨,它们只是勉强虎口逃生,却依然可以继续繁殖,否则我们就不会在这里。因此从整个进化时间的视角来看,它们从这些灾难之中获益了。对于白垩纪的幸存者来说,再也没有恐龙以之为食,再也没有恐龙跟它们竞争。你也许会觉得还有一个不利因素,就是它们也不可能以恐龙为食了。不过,那时候很少有哺乳动物能够大到以恐龙为食,也很少有恐龙会小到被哺乳动物吃掉,因此这算不得什么损失。毫无疑问哺乳动物在K/T界线之后极为兴盛,但这种兴盛具体的形式以及它跟我们的会合点之间有怎样的联系,却是值得争论的。人们提出了三种“模型”,现在是时候对它们加以讨论了。三种模型彼此之间有所重叠,为了简便起见,我将介绍的是它们最极端的形式。我把它们通常使用的名字分别换成了“大爆炸模型”(Big Bang Model)、“延迟爆发模型”(Delayed Explosion Model)和“非爆发模型”(Non-explosive Model)。我们将在《天鹅绒虫的故事》里讨论到所谓的“寒武纪大爆发”(Cambrian Explosion),关于它也有类似的争论,同样也有跟此处对应的不同理论。

1. 极端形式的“大爆炸模型”认为在K/T大灾难之后只有一种哺乳动物幸存,它就像是古近纪的“诺亚”(Noah)。灾难刚刚过去,诺亚的后代就开始繁荣分化。根据大爆炸模型,如果逆着时间向后去看诺亚后代的这种快速分化,会发现大多数会合点都在K/T界线这边不远的地方连成一串。

2. “延迟爆发模型”承认在K/T界线之后有一次主要的哺乳动物多样性爆发,但认为这次爆发中出现的哺乳动物不是单个诺亚的后代,而哺乳动物之间的大多数会合点都位于K/T界线之前。当恐龙突然退场时,有许多鼩鼱似的动物家系活了下来,占据了恐龙的位置。一种“鼩鼱”进化成食肉动物,另一种“鼩鼱”进化成灵长类,如此这般。尽管这些不同的“鼩鼱”彼此颇为相似,但它们各自的祖先源流都可以追溯到很久以前,最终越过K/T界线在恐龙时代合并为一。在恐龙消失之后,这些动物家系的多样性在差不多同一时期陡然增加。结果就是,现代哺乳动物的共祖远远早于K/T界线,尽管它们的外形和生活方式产生明显的差异是在恐龙灭绝之后。

3. “非爆发模型”从根本上否认K/T界线标志着哺乳动物的多样性在进化上出现了陡峭的非连续性变化。无论K/T界线前后,哺乳动物都在以基本相同的方式不断分化。就像延迟爆发模型一样,这个模型也认为现代哺乳动物的共祖出现于K/T界线之前,但在这个模型里,它们在恐龙消失之前已经有了相当程度的分化。

在三种模型里,现有的证据尤其是分子证据,也包括逐渐增多的化石证据,似乎都青睐延迟爆发模型。哺乳动物家系的主要分离事件大都非常久远,处于恐龙时代当中。但大多数跟恐龙同一时代的哺乳动物都颇为相似,直到恐龙的消失使它们获得解放,开始了哺乳动物时代的大爆发。这些主要家系当中的个别成员自那时候起就没有发生多少改变,于是,尽管它们的共同祖先极其古老,但它们依然跟彼此很像。比如普通鼩鼱(Eurasian shrew)和鼩形稻田猬(tenrec shrew)非常相像,但这很可能不是因为它们殊途同归趋同进化,而是因为它们从原始时期到现在一直没怎么改变。它们的共同祖先即13号共祖距今超过9 000万年,比K/T界线还早大概3 000万年,差不多是K/T界线距离现在的时间的一半。

狐猴 / 婴猴

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