「K-T紀之交的物種滅絕」
二十世紀末,科學界出現了對物種滅絕問題的濃厚興趣。
其實這個問題並不新鮮。早在1786年,也就是美國革命之後不久,喬治·居維葉男爵就第一次向世人說明了物種滅絕的問題。所以說,科學家接受物種滅絕的事實,比達爾文提出進化論還要早四分之三個世紀。而在達爾文之後,圍繞他的理論所展開的許多爭論,並沒有涉及物種滅絕方面的問題。
相反,人們普遍認為,物種滅絕問題就像一輛燃油耗盡的汽車,沒有多大意思。物種滅絕只是證明不適者的滅亡而已。在物種如何適應生存的問題上,人們進行了細緻的研究,並展開了激烈的爭論。可是對於有些物種何以滅絕,人們就很少再去想它了。對於這樣的問題,有什麼值得討論的呢?然而,到了二十世紀七十年代,由於兩個情況的變化,人們開始以新的方式關注起物種滅絕的問題來。
第一個情況是,人們認識到,人類不僅數量太多,而且正在以非常快的速度改變著我們這個星球——他們正在消滅這個星球上的傳統居住者,砍伐熱帶雨林,污染空氣和水源,也許還在改變全球的氣候。在此過程中,許多動物正在滅絕。有些科學家驚詫地大聲疾呼,另一些雖然表面平靜,內心卻也深感不安。地球的生態系統不堪一擊到了什麼程度?人類的表現是不是會最終導致其自身的滅亡?
誰也說不準。由於從來沒有人對物種滅絕問題進行過有組織的研究,所以,有關其他地質年代物種滅絕速度的資料,即使有,也是一鱗半爪。於是科學家們開始仔細研究過去的物種滅絕現象,以期解答目前存在的種種令人憂慮的問題。
第二個情況是,對恐龍絕跡問題的新認識。長期以來人們一直認為,所有恐龍都是在大約6500萬年前白堊紀末期這一段相對比較短的時間裡絕跡的。人們對恐龍絕跡的速度問題一直爭論不休,莫衷一是:有些古生物學家認為其速度之快幾乎是災難性的;另一些則認為,恐龍絕跡不是一個很快的過程,而是在1萬至1000萬年之間逐漸發生的。
1980年,物理學家路易斯·阿爾瓦雷茨和他的三位合作者發現,從白堊紀末到第三紀初——即所謂的K-T之交(用字母K代表白堊紀,是為了避免使它與寒武紀或其他地質年代的代字母相混淆)——的岩石中,銥元素的含量很高。地球上的銥十分稀少,可是小行星上卻相當多。阿爾瓦雷茨的團隊認為,K-T紀之交的岩石中銥含量極高的現象說明,當時曾經有一顆直徑數英里之巨的小行星撞擊過地球。他們從理論上闡述說,由這次撞擊而引起的塵埃和碎片遮天蔽日,中斷了植物的光合作用,造成植物和動物的死亡,從而結束了恐龍一統天下的局面。
這一富有戲劇色彩的理論引起媒體和公眾的極大興趣,進而引發了一場長達數年之久的大辯論。這顆小行星撞擊地球所留下的坑在哪裡?各種見解爭相鳴放。過去總共有過五次大的物種滅絕時期——是不是都是由小行星撞擊引起的?是不是存在著一個2600萬年的災難大循環?是不是又有一場災難性的大碰撞將要降臨地球?
十多年過去了,這些問題依然沒有得到解答。激烈的爭論一直持續到1993年8月。當時,一位叫伊恩·馬康姆的反傳統的數學家,在聖菲研究所每週一次的研討會上提出,所有這些問題都無足輕重,所謂小行星撞擊地球的爭論,不過是「一種非常無聊、毫不相干的推測而已」。
「現在談一談數量問題,」馬康姆站在講台上,眼睛看著聽眾說道,「在我們這個星球上,如今有五千萬種動物和植物。我們認為,物種的多樣性確實浩如煙海,然而,和這個星球上曾經有過的物種數量相比,這個數字就如同小巫見大巫了。我們估計,自從有生命以來,這個星球上現有的和曾經有過的物種總數達500億之多。這就意味著,目前這個星球上的物種只佔這個總數的千分之一。百分之九十九點九的物種已經滅絕。其中因遭到大規模劫難而絕跡的,只佔這個總數的百分之五。絕大部分物種都是一個一個地先後滅絕的。」
馬康姆說,實際情況是,地球上的生命絕跡現象是連續的,其速度是基本不變的。從總體上看,一個物種在地球上存在的平均時間跨度為400萬年,其中哺乳動物的存在時間只有100萬年。接下來,這個物種就會滅絕。實際上,在這幾百萬年時間裡,每個物種都經歷著一個發展、昌盛並逐漸走向滅絕的模式,在地球上的生命發展史中,平均每天就有一個物種絕跡。
「這是為什麼呢?」他問道,「地球上物種的400萬年生命興衰週期是什麼原因造成的呢?
「答案之一是,我們並不瞭解我們這個星球處於怎樣一種積極活動的狀態。過去的5萬年在地質史上不過是個短暫的瞬間,然而在這段時間裡,熱帶雨林的面積曾經嚴重地縮小,後來又有所擴大。雨林並不是這個星球上亙古不變的特徵,它們的歷史實際上並不算太長。就在1萬年之前,也就是在美洲大陸出現狩獵的人類時,曾有一股流冰一直延伸到相當於現在紐約的地方。那段時間裡,許多動物滅絕了。
「地球的大部分歷史已經說明,動物的生存和滅絕是和一個非常活躍的背景密切相關的。這大概可以解釋百分之九十的物種滅絕的原因。如果海洋乾涸或者鹽分含量增加,那麼海洋中的浮游生物將會全部死亡。然而像恐龍這樣的複雜動物則要另當別論,因為它們已經把自身和這些變化隔離了開來,從『隔離』的字面意義上和實際來看,都是如此。那麼,複雜動物為什麼也會滅絕呢?它們為什麼不能適應這些變化呢?從身體方面來說,它們似乎具備生存下去的能力。它們的絕跡似乎難以解釋。可是它們卻絕了跡。
「我想說的是,複雜動物之所以絕跡,不是因為它們對環境的適應能力發生了變化,而是因為它們自身的行為。我認為,混沌理論(或者叫作非線性動力學)的最新發展,為解釋這一現象的發生提供了誘人的啟示。
「這一理論認為,複雜動物的行為有時變化非常快,而且並不總是朝著好的方向發展。這一理論認為,行為有時可能會停止對環境作出反應,從而導致物種的衰落和滅亡。它認為,動物有可能不去適應環境。這是不是恐龍絕跡的原因呢?這也許永遠是個謎。但是人類對恐龍滅絕問題的興趣絕不是偶然的。恐龍的衰亡使得哺乳動物(包括我們人類)的發展昌盛成為可能。於是我們就想知道,人類是否會重蹈恐龍的覆轍,有朝一日也走向絕跡?從深層次上來說,如果出現這種情況,那它是不是由我們自身的行為所造成的,而不是什麼命中注定——不是來自天上的某個熾熱的流星所造成的?此時此刻,我們還沒有答案。」
接著,他笑了笑說:「不過,我倒是有幾條建議。」