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第10章 冷熱交加

生命是虛榮的、背信棄義的。是的,它渴望被發現!同時,它又喜歡小秘密。關于生命登上陸地的時間,學界莫衷一是。確定無疑的一點是,生命登岸的那一天應發生在很久很久以前。在很長一段時間里,人們一直相信生命在4億4000萬年前的志留紀就已登上了陸地,然而地質學和古生物學研究永遠在追逐證據,每有新的發現,原先的研究局面就會發生變化,往往是在一夜之間,之前的理論就失去了效力。學界只能忍痛咬牙承認:每次發現新的化石,即便最篤定無疑的事實也會有全盤崩潰的危險。本書也并不奢望成為絕對真理,相反,這本書只是2006年之前的一個縮影。

逃出奧陶紀擁擠的海洋——浮游生物“開疆辟土”

我們已經知道,寒武紀出現了一些異乎尋常的新事物,比如說腿足和眼睛。早在埃迪卡拉紀,已有某些生物長出了極小的根足,能夠在海底款款而行,它們還擁有對光敏感的細胞。生出了甲殼之后,這些運動部位的結構更趨復雜。腿具有多種功能,既能追逐自己的午餐,也能在自己變成午餐時逃之夭夭。此外,動物們還能逃脫可怕的自然災害。在大多數情況下,獵手和獵物的時間都不多,結果當然是腿多者獲勝。所以三葉蟲才大大咧咧地長著15對腿,而其他家伙的腿腳還在襁褓中呢。

既然長了腿腳,當然要出去走動走動。比如說,有些家伙想去加拿大看看。當然,5億年前的地球上還沒有加拿大,所謂的加拿大只是一汪不知名海洋的海灘而已。我們在安大略湖附近的地區發現了一些原始度假者的足跡,這些足跡被永遠封存在沙石中,清晰可見,研究者不難推測出足跡的主人:這些離家飄零的生物是原始螯蝦。視覺上,這些小先鋒有點像土鱉,長著尾巴和附足。證據顯示,它們成群結隊地逃離了海洋。海洋中永遠危機四伏,因此,它們只得無奈地登上了陸地,雖然很不情愿,更何況那時的陸地乏善可陳。但是陸地卻能令它們避開那些無法登陸的敵人們。

目前,研究者認為,生命大約于5億4000萬年前踏上了干燥的陸地。此外,人們還在后來的奧陶紀中發現了最早的陸地植物痕跡——可能是維管植物,至于究竟是什么,目前尚無定論。這些植被對高爾夫球愛好者沒有什么吸引力。植被或許一直生長在海岸附近的巖礁上,上面鍍著一層輕柔的深綠色。目前所有的證據顯示,奧陶紀是孢子植物的誕生期。

進化女神在寒武紀中辛苦勞動了半天之后,現在開始細細打磨自己的造物。奧陶紀開始于4億8800萬年前,這一時期的氣候狀況很有意思。在兩份知名雜志上發表的文章中,我曾分別發現了以下截然相反的敘述:“奧陶紀是地球最寒冷的時期之一。”以及“當時的氣候十分溫暖,或許是地球上最溫暖的時期之一。”事實上,這兩種說法都有道理。

志留紀開始于4億4400萬年之前,在那之前的4400萬年中,地球比之后的任何一個時期都更溫暖。而到了奧陶紀的尾聲,炎熱潮濕的氣候突然來了一記大逆轉,再次變得寒冷刺骨。那些談論自然平衡的生態浪漫主義者很有必要去查一查地球歷史的沉浮,看看每個時期的總體天氣情況。大自然包羅萬象,遠甚于單純的平衡。大自然不時從一個極端跳到另一個極端,就像冰河期造成物種滅絕一樣。

在溫暖的時代,生命迅速茁壯成長,海綿、刺胞動物、海蜇、蠕蟲、腕足動物①、棘皮動物、文昌魚和甲殼綱家族的人丁日漸興旺。新的藍圖也產生了,并引發了奧陶紀初期最重要的事件:廣闊的海洋被占領了。

稍等。海洋不是早就被占領了嗎?既然海洋是生命的搖籃,為什么那些家伙卻只聚在海岸附近和淺水區,而沒有進駐到其他所有的水域呢?

其實很簡單。舉個例子說,你想出門吃飯。你可能會在城內或去附近的村莊尋找一家不錯的餐廳,但絕對不會穿越大沙漠或冰雪覆蓋的南極洲去找飯吃。奧陶紀的初期也是如此。海岸附近的巖礁和火山口為早期生物提供了豐富的食物,在這種條件下,為什么還要巡游廣闊的海洋呢?大陸架上有大量微生物能夠消化的食物,因此細菌趨之若鶩。這些細菌是地表生物們的美食,而這些生物同時又是其他動物的獵物。

群落環境宛如國際大都市,擁有各種基礎設施,有面包房、肉店、公寓,甚至健身房。我不是開玩笑,今天的很多海洋生物不時會造訪礁石,享受一些提供衛生清潔的魚類服務——那里甚至還有牙醫,這些牙醫可比人類的同行們更有責任感。水中的牙醫會完全鉆進病人的嘴巴里,清除牙齒里的剩飯殘羹和寄生物。今天的地球擁有科隆、巴黎和洛杉磯等各種各樣的大都市,而這些群落環境卻不會常常更換自己的基地,因為居民們喜歡過安逸的生活,只有當外界災害摧毀整個城市時,它們才去尋找新的落腳處。

當時的深海中沒有美食,因為食物鏈還未形成。

海面附近有靠陽光過活的浮游紅藻、綠藻和棕藻,此外,海潮中也有很多自由自在的細菌生物,可是這些對三葉蟲或海蝎沒有什么吸引力,因為它們喜歡踏著堅實的土地行走。可以說,如果沒有一群筆石動物引起了生物的興趣的話,廣袤的海洋到今天或許依然是一片荒蕪。

筆石動物是什么?

是一種生物,長得類似于今天的珊瑚蟲。這些家伙大部分時間都守在自己的小殖民地上,靜靜待在小小的囊鞘中。只有這些囊鞘保存到了今天。封存在巖石中的筆石動物外觀看起來很像書寫在石頭上的象形文字,并由此得名。在奧陶紀初期,這些象形文字般的生物慢慢離開了安穩的海床,進駐到廣袤的大洋中,開始迅速繁衍。它們的食物是海中的藻類和單細胞生物,其小小的觸須可以從海水中過濾出自己的美食。筆石動物被視為最早的浮游生物,不僅因為它們開發了一片全新的生活空間,同時它們也為更大型的生物開辟了大海的荒原,自此之后,這些生物才能以浮游生物為食。遠洋中的所有生命都得歸功于浮游生物的奉獻,如果沒有它們,就沒有完整的食物鏈。對于鯨類而言,浮游生物好似我們今天的薯片,只不過比薯片要健康得多。

奧陶紀還出現了第一批雙殼綱的軟體動物。這些雙殼綱的二枚貝與腕足動物可不一樣,腕足動物只是因為同樣有兩片殼,所以看起來像它們。有機會的話,你可以在海邊或海鮮店仔細觀察一番,如果兩片殼像汽車兩側的車門一樣互相對稱,就是雙殼綱——例如蛤仔或海瓜子。腕足動物,如海豆芽,則是單片殼自身左右對稱,但兩片殼形狀大小不相同,開合如同汽車的引擎蓋。腕足動物與雙殼綱最大的區別是前者長著肉乎乎的足部,它們借助這樣的足部將自己固定在海底或礁石上,或靠它前行,而雙殼綱則優雅地將一切都藏在內部。

珊瑚也是奧陶紀的重要生物之一,它們建起了巨大的礁石,為各種各樣的生命群落提供了居住地。魚類也漸漸增多,雖然它們還沒長出頜骨,只能被稱為無頜魚。它們生活在海底附近,在泥濘中碌碌謀生,壓根兒沒有想過自己那些長著頜骨的后輩會在歷史中扮演多么重要的角色。或許因為面對著諸多龐然大物,它們有些自慚形穢吧。很多大烏賊在它們面前游來游去,比頭還大的觸手得意揚揚地搖擺著。這些烏賊是奧陶紀的秘密君主,就像所有的帝王一樣,它們令人望而生畏,當然,它們也戴著氣派的王冠。仔細算來,這個王冠最長可達8米。只有這些“王冠”保存到了今天。一般情況下,權杖總是比自己的主人活得更長久。

首次發現那些石灰管狀物的化石時,人們完全不知所措。等到幾年之后人們才知道,這些長達幾米的狹窄管套下曾生活過烏賊。請你想象一下,一只烏賊在自己巨大的眼睛上方竟戴著一頂長長尖尖的奇特禮帽,聽起來雖然很好笑,但這些小紳士卻是實實在在的兇猛動物。當時很多其他的烏賊都配有流行的卷曲外罩,相當時髦前衛。顯然,進化女神在這一階段受時裝設計的影響很大,她也不愿讓這些多臂的禮帽模特兒們消失在歷史中。我們今天看到的烏賊已脫下了帽子,唯獨鸚鵡螺作為活化石留存了下來,在南非的海灘上招搖過市,如果到了其他地方,它只能算是一個不合時宜的家伙。

宇宙怪物遮陽計劃——第二次物種滅絕

本來,一切可以像寒武紀一樣如火如荼地繼續進行下去。

不幸的是,在奧陶紀到志留紀的過渡階段,地球上再次發生了大規模的生物滅絕事件,原因是暖氣壞了。大約4億4000萬年前,三分之二的物種都慘遭凍死。其實,當時的生物應該已適應了冰冷的氣候,此外,它們也遠比被冰河期整慘了的小小的軟體動物更高等。到底在這個冰河期發生了什么事情,使得地球上的物種第二次大規模滅絕呢?

堪薩斯大學的天文學家阿德里安·梅洛特認為事情肯定不會太簡單。令他非常疑惑的是,為什么持續了幾百萬年熱帶氣候的地球突然再一次冰雪覆蓋?根據主流說法,罪魁禍首是一顆邪惡的隕石。一個10公里到12公里大小的小行星或隕石的威力相當于100億顆轟炸廣島的原子彈,能在地球上掀起巨大的煙塵。這層濃厚的煙塵緊緊裹住地球,在之后無數年的時光中,陽光再也無法透射進來。當灰塵聚積到幾厘米厚的時候,地球的溫度大幅下降,無數動植物一命嗚呼。

然而讓梅洛特百思不得其解的是,為什么只有那些生活在水面附近的生物——三葉蟲——慘遭毒手?三葉蟲是第一批在寒凍中夭折的生物,而生活在深水中的生物卻安然無恙地渡過了這一劫。梅洛特和他的研究小組開始研究當時的三葉蟲化石,結果發現了一個令人瞠目結舌的事實。

物種滅絕的始作俑者很可能不在地球上,而是來自宇宙深處的一個怪物。

一顆超新星②導致了生命的死亡。

要理解這一理論,我們得先離開地球,將目光投向宇宙。

只有一顆恒星的內部融合反應帶來的壓力和自己的重力達到平衡時,恒星才能保持穩定。如果只有自身的重力,恒星會不斷地向內坍縮。只有當它不斷地從核心向外輻射能量時,才能避免坍縮的發生。一個瀕臨死亡的恒星將經歷各個階段,在這些階段中,它的燃料會緩緩耗盡,最后膨脹成一顆紅色的巨星。它的內核會坍縮并導致一場巨大的爆炸,外殼則會在這場爆炸中四散紛飛。

我們可以用天文望遠鏡來觀察遙遠宇宙中的超新星。超新星看起來并不像一場大爆炸,而像一個新恒星的誕生——因此我們稱其為新星。超新星的亮度會在頃刻間增加到原先的幾十億倍,無數伽馬射線進入太空,大多數沿著其旋轉軸的方向運動,這些射線和物質也被拋進了宇宙的深處。

當地球運行到一顆鄰近的超新星的旋轉軸方向上時,只需一道伽馬射線就能在幾分鐘內完全摧毀地球的臭氧層。突然之間,地球承受的紫外線輻射增長了50倍。雖然水能夠抵擋宇宙射線,但只有一定深度的水下才是真正安全的地方。這種說法才能解釋海面附近生物大規模死亡而深水區卻安然無恙的現象。此外,超新星還令地球外部蒙上了一層厚厚的灰幕,造成地球溫度大幅度下降。一切就這樣發生了。這一輪冰凍期持續了50萬年。冰河期結束后,我們抵達了時間旅行的下一站:志留紀。

在很長一段時間中,沒有人愿意相信伽馬射線的假設。而今天的人們都知道,僅一顆鄰近的超新星爆炸就足以毀滅地球。目前我們還無須操這份心。現在的威脅來自于離我們150光年處的一顆白矮星HR8210③。這顆白矮星很有可能在不久的將來爆炸,而150光年委實只是咫尺之遙。不過即便如此,我們也無須現在就開始著急地建造海底城市——地質學意義上的“不久的將來”指的是幾億年的時間。況且宇宙一直在不停地膨脹。等到爆炸發生的那一天,或許我們已經拉開了一個安全距離,能夠避開伽馬射線之害。

梅洛特的理論目前還頗受爭議,這一點并不奇怪。超新星遺留了很多宇宙塵霧和黑洞,然而其產生的時間已無法確定。此外,梅洛特也認為,今天距當時的大爆炸已過去了太久,銀河系本身也在不停地旋轉,要找到證據實在不亞于大海撈針。

因此,海洋的歷史同時也是太空的歷史。萬宗歸一,西加拿大的印第安人則說,hishuk ish ts'awalk。沒有外層空間就沒有現在的地球。太空塑造著地球,并不停地在地球上留下自己的足跡。

注釋

①腕足動物(Brachiopoden):它們經常被當成貝類,其實不然。像貝殼一樣,它們有兩片殼和一個折紐,但構造完全不同。它們還有一只肉質或纖維質的腳探在外部,以便將自己固定下來。

②超新星(Supernova):巨型恒星的死亡。恒星耗盡自己的能量之后,在自身引力的作用下崩塌。有時它們會形成黑洞,并釋放出伽馬射線。

③HR8210是一顆雙星系統中的白矮星,當其伴星成為紅巨星時,伴星的外層物質會受到重力影響流向白矮星,當白矮星的質量超過其自身能夠承受的范圍時,就會發生爆炸。

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