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地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!

從終極共祖到現代人類,生命的進化持續了億萬年,在此過程中,地球上的霸主依次更替,今天就讓我們一起跟隨文字和圖片,看看地球上過往的霸主們。(考托福雅思的小夥伴,更要好好看看這篇文章,增加一些背景知識,在做閱讀和聽力時可以更快理解文章)


著名物理學家霍金(Stephen Hawking)


幾乎每年都會就人類的命運發出警告


內容包括外星文明、人工智慧的威脅


以及全球氣候的變化等等

2017年5月3日


他發出了最新一次警告



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


(人類必須在100年內殖民外星,以避免滅絕)


100年


一個迫在眉睫的大限


各國媒體立即將警告傳遍了世界


我們不知道是否已經有人開始著手準備了


不過回顧地球生命史

人類的先祖至少遭遇過5次大劫


當地球上98%的物種已經滅絕時


人類卻成功進化,坐上地球霸主的寶座


我們憑什麼能在這個藍色星球上立足?


又能否再一次擺脫劫難?


(1972年12月7日阿波羅17號拍攝的地球照片,名為藍色彈珠;圖片源自NASA)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



要回答這兩個問題

必須從我們先祖的好運氣


以及歷任地球霸主的壞運氣講起


大約40億年前


一種單細胞生物出現在地球上


它是地球上所有現存及已滅絕生命的共同祖先


被稱為終極共祖


(LUCA,Last Universal Common Ancestor)


(LUCA為生命起源的其中一種假說,並且有多種譯法;後續內容中也存在諸多科學爭議,本文只闡述整體地史事件,不做細節討論,以下同;圖片源自RevistaTransilvania.ro)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!


之後的數十億年中


月升日落、繁衍不息


小小的終極共祖最終演化為一個超級家族


包括870萬種形態萬千、習性各異的物種


(生命之樹,請將手機橫屏並點擊放大觀看,圖片源自美國進化論教育機構Evogeneao)


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這些家族成員從來都不是和平主義者

藍色星球的霸主之爭早已上演


第一任霸主出現在5.3億年前的寒武紀


奇蝦


它體長1米,最長可達2米


強壯的嘴部結構可以輕鬆穿透貝類的外殼


而當時其它多數物種大小都不超過10厘米


(後期又出現了鸚鵡螺等新霸主;下圖為奇蝦復原圖,繪圖@Olof Helje)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!


同一時期


人類先祖則是一種發現於雲南的原始魚類


昆明魚


體長只有2-3厘米


(首次發現於雲南澄江,昆明魚復原圖,繪圖@Masato Hattori)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



對於胃口極大的奇蝦而言


此時人類的祖先如同不值一顧的蚊子肉

(奇蝦與人類先祖、現代人類大小對比圖,圖片源自Wikiwand)


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時間到了距今4.4億年左右


就在奇蝦們橫行天下時


第1次大滅絕


毫無徵兆地發生了


此時正值地質年代中奧陶紀與志留紀之交


因此得名奧陶紀-志留紀大滅絕

這次滅絕共造成地球上85%的物種從此消失


奇蝦所在的整個葉足動物門更是慘遭「滅門」


一代霸主從此深埋地下


今天我們在美麗的雲南撫仙湖北岸


澄江國家地質公園


依靠著地質學家、古生物學家的挖掘


才得以一窺它的雄姿


兩個巨大的附肢依然張牙舞爪


威風有如在世


(圖片源自美國俄亥俄州立大學@Loren Babcock)

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今天的科學家一直為此次大滅絕的原因爭論不休


有人認為是全球氣候變冷


地球幾乎變成了「冰球」


並殺死了大量生物


(冰凍地球想像圖,圖片源自COURTESY PHOTO/NEETHIS)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



也有人認為6000光年外的一顆超新星爆發


摧毀了地球一半的臭氧層


使得太陽釋放出的紫外線穿過大氣層


將地表生物大量殺死


(著名的超新星1993J爆發想像圖,圖片源自NASA,作者G.Bacon)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



無論真相如何


奇蝦們都只能無奈退出地球舞台


舞台上原來擁擠的生存空間突然出現了空缺


事實上


地球上的物種都擁有自己固定的生存空間


我們將其稱為生態位(specific niches)


以一顆雲杉為例


不同種類的鳥會生活在不同的高度


互不干擾、各取所需


(圖片源自svvsd.org)


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接下來


誰會重新填滿奇蝦們騰出的生態位呢?


答案是人類先祖所在的魚類


奇蝦眼中不值一顧的它們開始迅速繁衍


數量和種群大幅增加


「魚類時代」全面到來


魚類之間的競爭也隨之加劇


到了距今4億年左右的泥盆紀時期


魚類中的盾皮魚開始稱霸海洋


最大的一種名為鄧氏魚(Dunkleosteus)


體長約6至8米、重達1.1噸


是比第一代霸主更強大、更兇猛的捕食者


就連同一時期出現的鯊魚


也經常成為它的果腹之物


(製圖@3mern)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



面對如此強悍的對手


以及愈發擁擠的海洋


人類先祖直接被逼到氧氣含量較低的淺海


開始在海陸相接的邊緣生存


它名為提塔利克魚(Tiktaalik)


是魚類和兩棲動物之間的過渡物種


它的鰭已經可以像四肢一樣支撐身體


必要時還能爬上岸邊


(製圖@Zina Deretsky)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



然而鄧氏魚的霸主寶座還沒坐熱


3000萬年後


也就是3.7億年前的泥盆紀晚期


第2次大滅絕


再次降臨地球


史稱泥盆紀大滅絕


這次滅絕共造成82%的海洋物種消失


鄧氏魚所在的整個盾皮魚綱被「滅門」


又一任地球霸主歸於泥土


直到1966年


修築俄亥俄州際公路的工人們


才將它挖出了地面


昔日榮光得以重現


(頭骨保存於美國克利夫蘭國家自然博物館,是目前保存最完整的鄧氏魚化石)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



這次大滅絕的原因同樣眾說紛紜


原因可能包括藻類的大量孳生,使得海底嚴重缺氧


以及海底火山大規模爆發


火山排出的有毒物質使得海水酸化


大量動物窒息而死亡


(大面積火山爆發的想像圖,作者@Orourke)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



但無論哪種說法都指向了一點


即海洋生態環境的惡化


那些稱霸海洋的物種往往最適應原有的生態環境


但當環境突變


它們也就成了最不適應新環境的物種


反而是那些被擠壓到邊緣的弱者


擁有適應新環境的最強能力


現在


人類的祖先提塔利克魚


開始離開被污染的海洋走向陸地


陸地也開始進入一個植被的超級繁茂期


(石炭紀的陸地森林想像圖,這一時期植被形成的煤炭,占當今全球煤炭儲量的一半以上。製圖@Sergey Krasovskiy)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



憑藉茂盛的植物資源


從兩棲類到爬行類


動物們迅速分化出諸多新的物種


並形成新的競爭


陸地上同時出現了眾多霸主


最為知名的是體長可達5米的


麗齒獸(Gorgonops)


它是首次長出犬齒的動物


可以輕易撕碎任何獵物


是恐龍出現之前陸地上最強大的掠食者之一


直到今天犬齒依然是頂級陸生獵食者的標誌


(繪圖@Masato Hattori)


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而它的近親犬齒獸也同樣長出了犬齒


犬齒獸也便是當時的人類先祖


它體型要比麗齒獸小很多


以犬齒獸中稍晚一點出現的


三尖叉齒獸(Thrinaxodon)為例


體長僅30-50CM


比家貓還要略小


只能以小型動物和昆蟲為食


(雖然麗齒獸、犬齒獸都長著犬齒,但它們還沒有進化出現代犬類一樣的胎生,而是像鳥類一樣卵生;


繪圖@Masato Hattori)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



此時


距離上次大滅絕已經過去了1億多年


生命似乎正在沿著自己的道路前進


一切平靜而順利


但是上帝並不這麼認為


就在距今約2.5億年前的二疊紀末期


第3次大滅絕


毫不猶豫地爆發了


史稱二疊紀大滅絕


這是地球歷史上最嚴重的一次物種滅絕事件


共造成96%的海洋物種、70%的陸生物種滅絕


時任地球霸主麗齒獸位列其中


於是


今天人類的自然博物館得以再添新丁


(發掘於坦尚尼亞的麗齒獸化石,展出於德國國家博物館,攝影師@H.Zell)


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如此大規模的滅絕極有可能是諸多因素合力營造


包含多顆隕石的撞擊


中國華南、西伯利亞在內的大規模火山噴發


以及海床釋放出大量甲烷


總之


整個地球都燒成了火球


(第3次滅絕想像圖)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



在這次大滅絕中


整個生物鏈被徹底洗牌


從海洋到陸地所有霸主全部歸零


高的、矮的、強的、弱的


上帝一律照單全收


而我們的祖先犬齒獸


也許是被上帝遺漏了


它們在新的世界僥倖存活


開始向哺乳動物緩慢進化


而另一群被遺漏的動物


鱷類(鑲嵌踝類主龍)


則把握住了幾乎一片空白的地球


迅速成為三疊紀當之無愧的霸主


比如令人膽寒的波斯特鱷(Postosuchus)


它體長達12米


是當時最大的陸生肉食動物


幾乎可以獵殺任何動物


(製圖@Masato Hattori)


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然而三疊紀就像是過渡期一樣


剛從上一次滅絕中恢復


又一次滅絕便接踵而至


距今2億年前


第4次大滅絕


正式開始


史稱紀大滅絕


這次滅絕共造成76%的物種消亡


其發生原因是歷次大滅絕中爭論最多的


包括海平面上升、岩漿活動對大氣的擾動等等


但無論真相如何


有一點非常清楚


這次滅絕幾乎是定向性的


那些近岸生物、底棲生物受到了更多直接打擊


時任霸主鱷類就屬此列


經此打擊雖然沒有絕種,卻也從此一蹶不振


地球「歷代帝王遺像」中又多了一位


(位於德州理工大學的波斯特鱷化石,攝影師@達拉斯·克倫策爾)


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此時我們的祖先仍然沒有完成向哺乳動物的最終進化


由於鱷類及其它捕食者的壓制


它們的體型甚至從之前的家貓大小


變成了只有老鼠大小


雖然生活卑微


但地下的陰暗生活也讓它們躲過了此次大滅絕


(下圖為當時的人類祖先大帶齒獸MEGAZOSTRODON,製圖@Alexey Katz)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



命運完全相反的是


之前同樣被鱷類壓制的恐龍


則逐步填滿了鱷類留出的生態位


隨後的故事我們已經耳熟能詳


恐龍遍布全球


統治了陸地


(繪圖@Masato Hattori)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



不得不承認


恐龍是這個星球上最成功的統治者


它們統治地球超過1.6億年


遠比人類更久


直到6500萬年前一顆小行星撞擊地球


第5次大滅絕


從天而降


撞擊不但留下了一個180公里寬的隕石坑


全球性的風暴、海嘯、地震與火山爆發也隨之而來


陽光被大氣層中布滿的灰塵長期遮擋


植物的光合作用幾乎停止


包括恐龍(不含鳥類)在內75%的物種從此滅絕


頗有「天欲亡汝,安得不亡」的意味


(現在又出現了新的滅絕假說,此處不做討論;小行星撞擊後地表的隕石坑想像圖,繪圖@Detlev Van Ravenswaay/《Science》雜誌)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



一代雄主恐龍


也未能逃脫塵歸塵、土歸土的宿命


(世界上現存最完整的暴龍化石,綽號為Sue,發現於美國南達科他州夏延河印第安保留地,攝影師@J. Nguyen~commonswiki)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



此時


人類的祖先已經熬過了40億年


從奇蝦到盾皮魚


從麗齒獸到巨鱷


再到恐龍


五代霸主已經全部逝去


地球上所有現存和曾經存在的物種


有98%已經滅絕


所有有能力壓制人類的物種全部與世長眠


人類


終於可以正式站到舞台中央


恐龍滅絕之後


哺乳動物們小心翼翼地從陰暗的地下走出


250萬年前


它的一個靈長類分支


完成了從猿到人的演化


人類星球誕生了


(圖片源自人教版歷史教材)


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



40億年的漫長等待


在如此渺茫的生存概率中一次又一次躲開劫難


在歷代霸主及其它物種一層層不斷夯實的地基之上


終於嬴得了人類星球250萬年的存在


從這個角度而言


人類的勝利堪稱奇蹟


地球上的各位霸主,一路走好——超棒的科普文,清晰明了!



然而


距離上一次大滅絕


已經過去6500萬年


它會否再次降臨?


人類能打破霸主必亡的宿命嗎?


本文授權來自星球研究所


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