地球有變化，物種要進化

呂楠

大約46億年前，在太陽星云的吸積和碰撞后，早期地球形成了。那時的地球荒涼而死寂，了無生機。從46億年前的了無生機到現在的生機勃勃，地球毫無疑問經歷了無數劇烈的變化。而地球上的物種為了在不斷變化的地球上生存下來，不得不發生進化。因此，地球的變化可以推動地球上物種的進化。

接下來我們就來看看其中的幾種變化吧。

大陸漂移創造新物種

我們每天都在地面上行走或奔跑，在認識到大陸漂移之前，我們可能會認為地面是靜止的，只有我們才是運動著的，但事實并非如此。在中生代（大約2.52億年到6600萬年前）之前，地球上的大陸是一塊統一的巨大板塊，這個巨大的板塊被稱為泛大陸。中生代之后，泛大陸開始分裂，分裂開的各個大陸像在水上移動和漂浮一樣，隨著地幔對流的流動而移動，有些移動得快，有些移動得慢。這一運動直接導致了科學家們所說的“大陸漂移”。

那么大陸漂移是如何影響進化的？

當大陸分裂并發生漂移，原本可以交配的物種被海洋隔開，曾經能夠雜交的個體在繁殖上也開始彼此隔絕。同時，分裂的大陸漂移到不同的經緯度，有的物種被帶到了赤道附近，而有的則到了兩極，經緯度的差異導致物種進入不同的氣候環境。為了適應不同環境，物種勢必要發生不同的進化，否則它們將滅絕。進化出的新物種會在這個新地區生存下來，不同地區進化出的新物種之間也不能再發生交配繁殖行為。

簡單來說，大陸分裂漂移會造成物種內的地理隔離，而長期的地理隔離可能會使物種內發生不同方向上的進化，最后造成生殖隔離，形成不同物種。

氣候變化加快進化速度

全球氣候變化可能是當前提及頻率最高的話題之一了。全球氣候變化有時被稱為全球變暖，造成全球變暖的罪魁禍首就是溫室氣體。像二氧化碳這樣的溫室氣體，可以將熱量保持在大氣層內，如果沒有溫室氣體，地球將變得極其寒冷，屆時生命將無法生存。但太多的溫室氣體除了提升地球上所有地方的平均溫度之外，還會帶來許多潛在的問題，如極地冰蓋的融化、更極端的自然災害等，同時它還影響物種的進化。

在查爾斯·達爾文對進化的解釋中，自然選擇決定了進化的方向，當特征適應環境，這個特征就被保留。換句話說，那些具有更適合環境的特征的個體會生存下來并將這些特征遺傳給后代，而不適合這個環境的個體最終會死亡或發生進化。當氣候發生變化，某個地區的環境也會發生變化，物種們為了生存不得不迅速適應這種變化，并創造出更適應環境的個體。

比如，北極熊生活在地球北極那些冰層非常厚的地區，由于非常寒冷，它們需要厚厚的脂肪和皮毛來保暖。冰層下的魚類是它們主要的食物來源，為了獲得食物，它們還成為熟練的冰上“漁民”。但隨著全球氣候變化，極地地區溫度上升，冰層變薄，北極熊的脂肪和皮毛似乎變得多余，薄薄的冰層也承受不住北極熊敦實的重量，學會游泳成為一項非常必要的技能。但北極熊的適應速度沒有那么快，雖然那些成為優秀游泳運動員的北極熊會活得更長一些，但進化是需要經歷很多代時間的，如果氣溫持續上升，北極熊將沒有足夠的時間來進化出適應氣候變化的特征，終有一天，它們將不復存在。

全球氣候變化導致物種不得不加快進化速度，以避免大規模的滅絕。而地球上還有很多其他和北極熊處于同樣困境中的物種，它們同樣沒有足夠的時間來適應變化的氣候，最后走向滅絕。

火山噴發推動適應進化

火山噴發是地球活著的一個明顯標志。如果沒有火山，地球就會變成一個沒有生命的沙漠世界，就像我們的鄰居——火星一樣。在地球早期，猛烈的火山噴發活動改變著大氣，它們不斷噴發出二氧化碳等較重的氣體，取代了當時以氫為主的大氣層。二氧化碳等溫室氣體給地球帶來了溫暖，溫度上升，生物得以穩定生存并進化。

有研究認為，猖狂的火山噴發還導致了寒武紀生物大爆發。那時，大量的火山噴發溫暖了地球，并幫助形成大陸，還促進大量生物發生進化。同時，火山噴發也是碳循環中的關鍵一步，因為火山噴發能將碳以二氧化碳的形式，從地殼釋放到大氣中，如果這一在地殼和大氣層之間進行碳交換的環節斷開，那么我們的世界也不會穩定到足以讓生命進化。

雖然火山噴發的二氧化碳等溫室氣體可以使地球升溫，不至于那么寒冷，但額外的二氧化碳可能會酸化海洋，許多對海洋酸度敏感的生物可能會因不適應酸度增加的海洋而相繼滅絕，或者是為了適應海洋而發生進化。曾有研究小組在實驗室中模擬了海水嚴重酸化的環境，并對其中喂養的南極磷蝦進行觀察，結果發現成年南極磷蝦在海水變酸時仍然能維持正常的生理活動，也就是說，成年南極磷蝦已經進化出適應海洋酸化的能力。

直到現在，地球上的大陸仍在漂移，全球溫室氣體的排放也在繼續，火山噴發活動也時有發生。我們雖然無法阻止大陸漂移和火山噴發，但是可以控制溫室氣體的排放量，如減少直接使用化石燃料， 提高綠化覆蓋率等，減緩全球變暖的速度，讓物種有足夠的時間來適應變暖的環境，生命才能得以延續。

拓展閱讀

什么是地幔對流？

高溫熔融的地核使得地核外圍的地幔受熱，受熱的地幔物質發生膨脹，產生上升熱流。當上升熱流到達地殼底部，熱流發生分流，并做長距離的水平運動。在這個運動過程中，地幔物質溫度下降，隨即又沉降回地幔中，這一過程被稱為地幔對流。地幔對流被認為是大陸漂移的主要驅動力，當地幔做水平運動時，漂浮在地幔上的大陸板塊也被帶動做水平運動，發生移動。

小貼士

二氧化碳為什么會使海洋酸化？

當大氣中的二氧化碳被海水吸收，二氧化碳會和水發生反應，生成碳酸。碳酸在水中被解離成氫離子和碳酸氫根離子。而酸堿度以氫離子的濃度為基準，氫離子濃度越高，pH值越低，代表物質越酸。二氧化碳最終會導致海水中的氫離子增加，所以海水pH值變低，酸度增加。