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你看你看,地球的一天

2015-03-13 08:00:38馬志飛
科學大眾(中學) 2015年2期
關鍵詞:人類

馬志飛

地球,是我們人類與動植物共同的家園,是浩瀚無垠的宇宙中一顆最美麗、最有生機和活力的藍色星球。在長達46億年的滄桑巨變里,地球不僅創造了江河湖海、山川溝壑、高原盆地,而且滋養和哺育了萬千生靈。這一切,都是如何演化的呢?

為了更直觀地理解地球的演化歷史,法國科學家里夫把46億年的時間壓縮成了一天:這一天的前1/4時間,地球上是一片死寂;等到了清早6點鐘的時候,最低級的藻類開始在海洋中出現,它們持續的時間最長;一直到了晚上8點鐘,軟體動物才開始在海洋與湖沼中活動;晚上11點半,恐龍出現,但只“露臉”了僅僅10分鐘便匆匆離去;最后20分鐘里,哺乳動物出現,并迅速地分化;11點50分,靈長類的祖先登臺,最后2分鐘的時間里,它們的大腦擴大了3倍,成為人類。

里夫的描繪就好比是一場演出,將各類生物比作舞臺上的演員,它們依次登臺,你方唱罷我登場,演繹了一場精彩晚會。接來下,就讓我們仔細欣賞一下這臺晚會吧。

晚會開始,我們可以先休息一陣兒,因為,這前6個小時都是靜悄悄的,還沒有演員登場,后臺正在緊鑼密鼓地準備著。

這個準備過程,其實就是地球的誕生過程。

在整個宇宙中,我們的地球仿佛只是一粒塵埃,地球的誕生只是150億年前那場宇宙大爆炸的結果。簡單地說,地球的誕生經歷了3個步驟:首先,大量的星際物質相互吸引、聚積,形成一個物質均勻的原始地球;然后,形成原始的大氣圈和水圈;最后,誕生了生命。

在地球誕生之后的很長一段時間里,都是一片死寂。雖然這時候還沒有生命,但地球母親正在為孕育生命而創造各種條件,那就是原始地球內部物質的分化。在重力的作用下,一些較重的物質開始慢慢向地心下沉,比如鐵、鎳等,形成地核;另外一些較輕的物質逐漸上浮,就組成了地幔;地幔的表層慢慢散熱冷卻,變成了堅硬的外殼,也就是原始地殼。相對于巖石而言,大氣和水是比重最輕的,它們也是來源于地球內部,在“重者下沉,輕者上浮”的總體趨勢下,大氣和水移動到了地球的最外層。大氣中的水遇冷凝結,變成雨降落到地表,逐漸在低洼地帶匯聚,于是就形成了海洋,這里才是原始生命的誕生地。

實際上,這一過程從未停止,一直持續到現在。

美麗的早晨,意味著新的開始。在早上的6點鐘,地球上才開始出現生命。原始的巖石圈、水圈和大氣圈在地球表面逐漸形成,也就給生命的誕生做好了充分的準備。

根據目前的推理,地球上最早的生命應該是始于38億年前。科學家在南非巴布頓地區發現了單細胞細菌狀化石,經測定,距今是38億年;而在澳大利亞西部發現的類似化石,則距今35億年。這些是迄今為止人類所發現的最古老的生物化石,它們不僅揭示了原始生命出現的時間,而且展現了原始生命的形態,即單細胞生命。這種最低等的原始生命不需要氧氣即可生存,但它們不能制造食物,必須依靠原始海洋中的有機物來獲得養料。

軟體動物,屬于無脊椎動物的一類,雖然它們的形態結構變異較大,但基本結構是相同的,身體柔軟,具有堅硬的外殼,身體藏在殼中,藉以獲得保護,由于硬殼會妨礙活動,所以它們的行動都相當緩慢。

地球上軟體動物的首次爆發是在距今6億年前后,發生在澳大利亞的伊迪卡拉山;但是,該動物群延續不久就整體滅絕了,歸根結底應該是演化方式失敗了。而在5.4億年前的寒武紀時代,我國云南昆明附近澄江地區的生物大爆發演化成功,出現了大量的腔腸動物(水母)、節肢動物(三葉蟲)、環節動物(蠕蟲)和其他一些門類。到寒武紀晚期,海洋中出現了一類種類繁多的軟體動物——鸚鵡螺類,其身體被一層硬殼包裹著,頭從殼體寬大的一端伸出,靠觸手在海底爬行覓食,到了奧陶紀時代,極為興盛,分布十分廣泛。

海洋,一直是生命發展和繁盛的美好家園。隨著地殼運動,海域逐漸收縮,大陸迅速增長。在大約4億年前的時候,一些藻類開始適應陸地的生活,逐漸演化成為原始陸生植物,實現了從“水生”到“陸生”的重大飛躍。此時,海洋中開始繁盛最古老的脊椎動物——魚類,它們統治著幾乎整個泥盆紀時代,故而被稱為“魚類時代”。到了3.7億年前,一種能生活在沙漠環境水域中的古老鰭魚類在經常遭受周期性枯水的壓力下,逐漸演變為兩棲類動物。

然而,在距今約2.5億年的二疊紀末期,地球上發生了一次最嚴重的生態災難,約95%的海洋生物物種和75%的陸地生物物種滅絕。這逼迫大量的兩棲類動物、蕨類植物被更高級的爬行動物和裸子植物所取代。

恐龍,身軀龐大,體態各異,是地球歷史上最龐大的生物之一,曾統治整個地球。它們不僅橫行于大陸,而且占領了天空和水域,是當之無愧的霸主。

按照法國科學家里夫的說法,恐龍出現于“晚上11點半”,也就是距今大約1億年前;但現在的研究結果發現,最早的恐龍生活在2.3億年前。我國四川盆地發現的一種素食蜥腳類恐龍——馬門溪龍,身長22米,體重大約30~40噸,距今有1.6億年的時間。這足以表明,恐龍的登場應該稍早于“晚上11點半”。

遺憾的是,相比藻類和軟體動物這些低等生物而言,恐龍的“登臺時間”很短暫,在距今6 500萬年的時候,就匆匆退場了。

這一天的最后20分鐘,是最熱鬧的時刻。也就是說,6 500萬年前,恐龍滅絕之后,為被子植物和哺乳動物時代,各種食草和食肉的哺乳動物空前繁盛。

哺乳動物是一類恒溫、脊椎動物,大部分都是胎生,并由乳腺哺育后代,它們是動物發展史上最高級的階段,也是與人類關系最密切的一個類群。哺乳動物的出現并非是在恐龍滅絕之后。根據英國《自然》雜志的報道,哺乳動物多樣性通過兩個重要階段逐漸形成,在大約9 300萬年前經歷了首次多樣化大爆發,第二次多樣化發生在大約3 500萬年前,此時距恐龍的衰落已經過了漫長的歲月。有位美國學者這樣形容哺乳動物:它們在恐龍滅絕之前來參加聚會,但只是在附近徘徊,而它們的遠親過得很快樂。在恐龍滅絕以后,哺乳動物才逐漸接管了它們的地盤,并繁衍成非常龐大的家族。

其實,依據科學家最新的研究成果,人類登場的時間還不足1分鐘,也就是距今只有250萬年的時間。以180萬年前的印尼爪哇直立人化石、50萬年前的北京周口店直立人化石等為代表的典型證據,充分證明了由猿到人的科學事實。人類的出現,是地球演化史上最重要的一次事件,標志著生物圈中最高級的智能圈開始形成。

雖然法國科學家里夫把地球演化的46億年時間壓縮成一天并不是十分準確,卻十分生動地展現了生命出現的先后次序。縱貫整個地球歷史,我們會發現,人類歷史何其短暫,然而就在這短短的幾百萬年之中,我們人類依靠雙手大大改變了地球的模樣,讓我們美麗的地球變得更加生機勃勃。

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