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人类星球的诞生

文 | 星球研究所

著名物理学家霍金（Stephen Hawking）

几乎每年都会就人类的命运发出警告

内容包括外星文明、人工智能的威胁

以及全球气候的变化等等

2017年5月3日

他发出了最新一次警告

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Humanity must colonize another planet within 100 years if we are to survive  

（人类必须在100年内殖民外星，以避免灭绝）

100年

一个迫在眉睫的大限

各国媒体立即将警告传遍了世界

我们不知道是否已经有人开始着手准备了

不过回顾地球生命史

人类的先祖至少遭遇过5次大劫

当地球上98%的物种已经灭绝时

人类却成功进化，坐上地球霸主的宝座

我们凭什么能在这个蓝色星球上立足？

又能否再一次摆脱劫难？

（1972年12月7日阿波罗17号拍摄的地球照片，名为蓝色弹珠；图片源自NASA）

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要回答这两个问题

必须从我们先祖的好运气

以及历任地球霸主的坏运气讲起

大约40亿年前

一种单细胞生物出现在地球上

它是地球上所有现存及已灭绝生命的共同祖先

被称为终极共祖

（LUCA，Last Universal Common Ancestor）

（LUCA为生命起源的其中一种假说，并且有多种译法；后续内容中也存在诸多科学争议，本文只阐述整体地史事件，不做细节讨论，以下同；图片源自RevistaTransilvania.ro）

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之后的数十亿年中

月升日落、繁衍不息

小小的终极共祖最终演化为一个超级家族

包括870万种形态万千、习性各异的物种

（生命之树，请将手机横屏并点击放大观看，图片源自美国进化论教育机构Evogeneao，星球研究所标注）

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这些家族成员从来都不是和平主义者

蓝色星球的霸主之争早已上演

第一任霸主出现在5.3亿年前的寒武纪

奇虾

它体长1米，最长可达2米

强壮的嘴部结构可以轻松穿透贝类的外壳

而当时其它多数物种大小都不超过10厘米

（后期又出现了鹦鹉螺等新霸主；下图为奇虾复原图，绘图@Olof Helje）

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同一时期

人类先祖则是一种发现于云南的原始鱼类

昆明鱼

体长只有2-3厘米

（首次发现于云南澄江，昆明鱼复原图，绘图@Masato Hattori）

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对于胃口极大的奇虾而言

此时人类的祖先如同不值一顾的蚊子肉

（奇虾与人类先祖、现代人类大小对比图，图片源自Wikiwand，星球研究所标注并有修改）

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时间到了距今4.4亿年左右

就在奇虾们横行天下时

第1次大灭绝

毫无征兆地发生了

此时正值地质年代中奥陶纪与志留纪之交

因此得名奥陶纪-志留纪大灭绝

这次灭绝共造成地球上85%的物种从此消失

奇虾所在的整个叶足动物门更是惨遭“灭门”

一代霸主从此深埋地下

今天我们在美丽的云南抚仙湖北岸

澄江国家地质公园

依靠着地质学家、古生物学家的挖掘

才得以一窥它的雄姿

两个巨大的附肢依然张牙舞爪

威风有如在世

（图片源自美国俄亥俄州立大学@Loren Babcock）

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今天的科学家一直为此次大灭绝的原因争论不休

有人认为是全球气候变冷

地球几乎变成了“冰球”

并杀死了大量生物

（冰冻地球想像图，图片源自COURTESY PHOTO/NEETHIS）

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也有人认为6000光年外的一颗超新星爆发

摧毁了地球一半的臭氧层

使得太阳释放出的紫外线穿过大气层

将地表生物大量杀死

（著名的超新星1993J爆发想像图，图片源自NASA，作者G.Bacon）

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无论真相如何

奇虾们都只能无奈退出地球舞台

舞台上原来拥挤的生存空间突然出现了空缺

事实上

地球上的物种都拥有自己固定的生存空间

我们将其称为生态位（specific niches）

以一颗云杉为例

不同种类的鸟会生活在不同的高度

互不干扰、各取所需

（图片源自svvsd.org）

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接下来

谁会重新填满奇虾们腾出的生态位呢？

答案是人类先祖所在的鱼类

奇虾眼中不值一顾的它们开始迅速繁衍

数量和种群大幅增加

“鱼类时代”全面到来

鱼类之间的竞争也随之加剧

到了距今4亿年左右的泥盆纪时期

鱼类中的盾皮鱼开始称霸海洋

最大的一种名为邓氏鱼(Dunkleosteus)

体长约6至8米、重达1.1吨

是比第一代霸主更强大、更凶猛的捕食者

就连同一时期出现的鲨鱼

也经常成为它的果腹之物

（制图@3mern）

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面对如此强悍的对手

以及愈发拥挤的海洋

人类先祖直接被逼到氧气含量较低的浅海

开始在海陆相接的边缘生存

它名为提塔利克鱼（Tiktaalik）

是鱼类和两栖动物之间的过渡物种

它的鳍已经可以像四肢一样支撑身体

必要时还能爬上岸边

（制图@Zina Deretsky）

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然而邓氏鱼的霸主宝座还没坐热

3000万年后

也就是3.7亿年前的泥盆纪晚期

第2次大灭绝

再次降临地球

史称泥盆纪大灭绝

这次灭绝共造成82%的海洋物种消失

邓氏鱼所在的整个盾皮鱼纲被“灭门”

又一任地球霸主归于泥土

直到1966年

修筑俄亥俄州际公路的工人们

才将它挖出了地面

昔日荣光得以重现

（头骨保存于美国克利夫兰国家自然博物馆，是目前保存最完整的邓氏鱼化石）

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这次大灭绝的原因同样众说纷纭

原因可能包括藻类的大量孳生，使得海底严重缺氧

以及海底火山大规模爆发

火山排出的有毒物质使得海水酸化

大量动物窒息而死亡

（大面积火山爆发的想像图，作者@Orourke）

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但无论哪种说法都指向了一点

即海洋生态环境的恶化

那些称霸海洋的物种往往最适应原有的生态环境

但当环境突变

它们也就成了最不适应新环境的物种

反而是那些被挤压到边缘的弱者

拥有适应新环境的最强能力

现在

人类的祖先提塔利克鱼

开始离开被污染的海洋走向陆地

陆地也开始进入一个植被的超级繁茂期

（石炭纪的陆地森林想像图，这一时期植被形成的煤炭，占当今全球煤炭储量的一半以上。制图@Sergey Krasovskiy）

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凭借茂盛的植物资源

从两栖类到爬行类

动物们迅速分化出诸多新的物种

并形成新的竞争

陆地上同时出现了众多霸主

最为知名的是体长可达5米的

丽齿兽（Gorgonops）

它是首次长出犬齿的动物

可以轻易撕碎任何猎物

是恐龙出现之前陆地上最强大的掠食者之一

直到今天犬齿依然是顶级陆生猎食者的标志

（绘图@Masato Hattori）

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而它的近亲犬齿兽也同样长出了犬齿

犬齿兽也便是当时的人类先祖

它体型要比丽齿兽小很多

以犬齿兽中稍晚一点出现的

三尖叉齿兽（Thrinaxodon）为例

体长仅30-50CM

比家猫还要略小

只能以小型动物和昆虫为食

（虽然丽齿兽、犬齿兽都长着犬齿，但它们还没有进化出现代犬类一样的胎生，而是像鸟类一样卵生；

绘图@Masato Hattori）

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此时

距离上次大灭绝已经过去了1亿多年

生命似乎正在沿着自己的道路前进

一切平静而顺利

但是上帝并不这么认为

就在距今约2.5亿年前的二叠纪末期

第3次大灭绝

毫不犹豫地爆发了

史称二叠纪大灭绝

这是地球历史上最严重的一次物种灭绝事件

共造成96%的海洋物种、70%的陆生物种灭绝

时任地球霸主丽齿兽位列其中

于是

今天人类的自然博物馆得以再添新丁

（发掘于坦桑尼亚的丽齿兽化石，展出于德国国家博物馆，摄影师@H.Zell）

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如此大规模的灭绝极有可能是诸多因素合力营造

包含多颗陨石的撞击

中国华南、西伯利亚在内的大规模火山喷发

以及海床释放出大量甲烷

总之

整个地球都烧成了火球

（第3次灭绝想像图）

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在这次大灭绝中

整个生物链被彻底洗牌

从海洋到陆地所有霸主全部归零

高的、矮的、强的、弱的

上帝一律照单全收

而我们的祖先犬齿兽

也许是被上帝遗漏了

它们在新的世界侥幸存活

开始向哺乳动物缓慢进化

而另一群被遗漏的动物

鳄类（镶嵌踝类主龙）

则把握住了几乎一片空白的地球

迅速成为三叠纪当之无愧的霸主

比如令人胆寒的波斯特鳄（Postosuchus）

它体长达12米

是当时最大的陆生肉食动物

几乎可以猎杀任何动物

（制图@Masato Hattori）

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然而三叠纪就像是过渡期一样

刚从上一次灭绝中恢复

又一次灭绝便接踵而至

距今2亿年前

第4次大灭绝

正式开始

史称三叠纪大灭绝

这次灭绝共造成76%的物种消亡

其发生原因是历次大灭绝中争论最多的

包括海平面上升、岩浆活动对大气的扰动等等

但无论真相如何

有一点非常清楚

这次灭绝几乎是定向性的

那些近岸生物、底栖生物受到了更多直接打击

时任霸主鳄类就属此列

经此打击虽然没有绝种，却也从此一蹶不振

地球“历代帝王遗像”中又多了一位

（位于德州理工大学的波斯特鳄化石，摄影师@达拉斯·克伦策尔）

▼

此时我们的祖先仍然没有完成向哺乳动物的最终进化

由于鳄类及其它捕食者的压制

它们的体型甚至从之前的家猫大小

变成了只有老鼠大小

虽然生活卑微

但地下的阴暗生活也让它们躲过了此次大灭绝

（下图为当时的人类祖先大带齿兽MEGAZOSTRODON，制图@Alexey Katz）

▼

命运完全相反的是

之前同样被鳄类压制的恐龙

则逐步填满了鳄类留出的生态位

随后的故事我们已经耳熟能详

恐龙遍布全球

统治从陆地到海洋

从海洋到天空的全部空间

（绘图@Masato Hattori）

▼

不得不承认

恐龙是这个星球上最成功的统治者

它们统治地球超过1.6亿年

远比人类更久

直到6500万年前一颗小行星撞击地球

第5次大灭绝

从天而降

撞击不但留下了一个180公里宽的陨石坑

全球性的风暴、海啸、地震与火山爆发也随之而来

阳光被大气层中布满的灰尘长期遮挡

植物的光合作用几乎停止

包括恐龙（不含鸟类）在内75%的物种从此灭绝

颇有“天欲亡汝，安得不亡”的意味

（现在又出现了新的灭绝假说，此处不做讨论；小行星撞击后地表的陨石坑想像图，绘图@Detlev Van Ravenswaay/《Science》杂志）

▼

一代雄主恐龙

也未能逃脱尘归尘、土归土的宿命

（世界上现存最完整的暴龙化石，绰号为Sue，发现于美国南达科他州夏延河印第安保留地，摄影师@J. Nguyen~commonswiki）

▼

此时

人类的祖先已经熬过了40亿年

从奇虾到盾皮鱼

从丽齿兽到巨鳄

再到恐龙

五代霸主已经全部逝去

地球上所有现存和曾经存在的物种

有98%已经灭绝

所有有能力压制人类的物种全部与世长眠

人类

终于可以正式站到舞台中央

恐龙灭绝之后

哺乳动物们小心翼翼地从阴暗的地下走出

250万年前

它的一个灵长类分支

完成了从猿到人的演化

人类星球诞生了

（图片源自人教版历史教材）

▼

40亿年的漫长等待

在如此渺茫的生存概率中一次又一次躲开劫难

在历代霸主及其它物种一层层不断夯实的地基之上

终于嬴得了人类星球250万年的存在

从这个角度而言

人类的胜利堪称奇迹

（人类文明的“地基”，图片源自Dylangibsonillustration.co.uk）

▼

然而

距离上一次大灭绝

已经过去6500万年

它会否再次降临？

人类能打破霸主必亡的宿命吗？

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P.P.S.本文在写作过程中得到了地质科普作家马志飞先生的帮助，特此致以谢意

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