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現代世界的誕生:新生代

2021-03-03 07:43:22地上波
科學Fans 2021年2期

地上波

新生代,一個聽起來生機勃勃的名字,卻脫胎于一場殘酷的浩劫:KT/K-Pg 大滅絕①的一聲巨響,結束了恐龍對地球長達1.64億年的統治。此后的6600萬年,地球進入了新的紀元。

新生代這個地質年代離我們最近,化石挖起來容易,辨認起來簡單,和現存生物的關系明確,分類和進化研究得透徹,因此可以清晰地分為三個紀七個世,從古到今依次是——

古近紀:古新世、始新世、漸新世

新近紀:中新世、上新世

第四紀:更新世、全新世

其中,古近紀和新近紀并稱第三紀,第四紀的全新世一直持續至今。也有人在全新世之后著急提出“人類世”的概念,至于地質意義上的人類世應該從哪年算卻成了問題,有的說是要從務農時候算,有的說要從大航海算,有的說從工業革命算,目前還沒有討論好,在可預見的一段時間內也不會有結果。

“是誰帶來遠古的呼喚……”

我們都聽過這首歌詞里的天問——青藏高原是怎樣形成的。其實,它是整個新生代古地史的一個大事件。我們知道,現在喜馬拉雅山脈和青藏高原會發現三葉蟲等化石,證明在遠古時候,這里還是一片汪洋大海。但海面之下,印度洋板塊和亞歐板塊早已摩擦很久。

在新生代早期,泛大陸在經歷了分分合合之后開始了又一輪碰撞和分裂,比如澳洲大陸離開南極洲向北漂移,北美、格陵蘭也逐漸遠離亞歐板塊。而始新世與漸新世之間,印度洋板塊則一頭撞向亞歐板塊,強烈的撞擊抬高了這片區域的地勢,使得海水退去,地勢上升,形成今天的青藏高原和喜馬拉雅山。這是來自南北方向的撞擊,因此喜馬拉雅山脈呈現東西走向。而多余的板塊物質則從東西兩頭擠出來,又形成了南北方向的褶皺,這些緊密的褶皺就是今天貫穿我國西南地帶的橫斷山脈,這些仿佛永遠沒有盡頭的山脈造就了我國獨特的西南和多民族環境。

板塊構造一直沒有停歇,在2000萬年前,還撕裂了非洲,形成觸目驚心的東非大裂谷。第四紀以來的地質運動稱為新構造運動,它奠定了現在大洲和大洋的格局,但板塊與板塊之間的摩擦至今仍是地震多發區,喜馬拉雅山的海拔也還在升高,就像是自然在提醒我們它的偉力。

幸存篇

新生代前的滅絕者包括非鳥恐龍、翼龍、滄龍和蛇頸龍等大型海洋爬行動物,以及許多無脊椎動物。在早期鳥類中,反鳥亞綱完全不見了,它們的爪子曾經可以充分地抓握樹枝,還有一口小尖牙。一部分扇尾亞綱也難逃厄運,比如長得像現在的水禽的黃昏鳥和長得像海鷗的魚鳥。活下來的鳥類非常少,里面就有現代鳥類的原始祖先。合弓綱中,只剩下一些矮小的小獸存活,就是后來哺乳綱的祖先。

于是,在三類羊膜動物中,爬行動物的霸主地位不保,但恐龍的黯然退場也提供了空前的生態位大空缺,讓鳥類和哺乳動物得以濃妝重抹,開始廝殺。植物方面也呈現類似的局面:藻類、蕨類、灌木的恢復倒是不在話下,被子植物則借助開掛一樣的傳播花粉和種子的能力,使森林逐漸擴散開來,而那些高大的云杉等裸子植物則失去了往日的輝煌。

劫后余生的世界滿目瘡痍,在距今約5600萬年前,還有一次古新世-始新世極熱事件迎頭痛擊,不過問題不大,地球只是需要幾場物種大輻射,煥發全新活力。

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南方紅豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)是裸子植物的一員,起源于恐龍時代,繁盛于新生代,是我國一級重點保護野生植物。它生長在山谷、溪邊、緩坡腐殖質豐富的酸性土壤中。(圖、文:胡林)

鳥類篇

鳥類很快看中翼龍的遺產——大地的上空。相比翼龍,鳥類有很多更突出的優勢,比如由飛羽組成的翅膀比翼龍的皮膜更加模塊化,方便修補替換,因此也可以在山林間飛行。在第三紀,有一萬多種新的鳥類披著恐龍時期的鮮艷羽毛輻射出來,現存95% 的鳥類的祖先都起源于這一時期,也為現代鳥類能進化出如此豐富的多樣性打下基礎,讓它們能在大海、高山、平原、森林等大部分環境中都生存得很好。

其中在北半球,巨大的不飛鳥類和哺乳動物激烈地競爭著陸地的生態位,但敗在了哺乳動物的牙齒和胎生等法寶之下。為了保護卵和雛鳥,鳥類變得更傾向于把卵產在高處和水體中。

在中新世,全球氣候逐漸轉冷,草本植物崛起了,地球上終于出現了蒼茫的草原。森林不斷地被破碎分隔開來,或者成為草原中稀疏的樹叢,使得脊椎動物開始分化。大型鳥類中出現了阿根廷巨鷹這類大到恐怖的飛行猛禽。它的翼展可以達到7米,在高處睥睨草原,用它的鷹眼觀察地面上的獵物,然后俯沖捕獵。

而小型鳥類中,雀形目崛起了。一直到現在,它們也是地球上分布最廣、數量也最多的鳥類,其特點是小型化和善于鳴叫,因此可以被籠統地稱為鳴禽,發聲器官是鳴管,和哺乳動物的聲帶結構不同。也許在雀形目的大輻射里,鳴叫是一個很重要的武器,它有點類似語言。當然,雀形目的崛起還有很多更重要的原因,比如開花植物尤其是草原會快速大量地產生草種作為食物,供給這些小小鳥。但是,這種輻射的必要條件是在多樣的大陸地形和諸多孤島之間往來,或遷徙或定居,或雜交或地理隔離,這樣才能分化出足夠多的物種。

阿根廷巨鷹,生活于新近紀晚期的大型飛禽。

哺乳篇

其實哺乳類的各種基本形態在恐龍時代就已經存在,并不都是猥瑣小耗子的形象,也有的體型龐大,有的類似蜜袋鼯可以滑翔,但在爬行巨獸的壓制下,沒能全面發展,直到新生代才繼承了合弓綱的榮耀,把這些祖傳的手藝重新拾起來。

哺乳類基本都不會飛,海獸也相對較少,因此泛大陸的分離與重組對它們的分化更加具有影響力,它們的故事和鳥類并不完全一致。如果一段時期內大陸是連接的——比如更新世的漫長冰河期就提取了海洋里的水,露出更多陸地——則陸生動物的遷徙和雜交會使得趨同性逐漸明顯,大差不差。最多的就是有蹄類(牛馬等食草動物的祖先)、食肉類(獅虎豹等吃牛馬的祖先)、長鼻類(象等的祖先)三種,并且演化出許多巨獸,和鳥類競爭,而后迅速將后者壓制。

反之,如果大陸孤懸海外,那么這塊大陸上的哺乳動物則會一直和其他物種隔絕,形成獨有的生態特征,比如澳洲大陸一直泡在太平洋里,沒和其他大陸接觸過,所以才保留了很多有袋類、單孔類、不飛鳥什么的,直到近代還能冒出鴨嘴獸這種四不像的怪胎震驚世人。在沒有巴拿馬大陸橋的時候,南美洲也經歷過這么一段時期。

人類篇

在哺乳動物和鳥類的長期競爭中,可以感性地說,到目前為止哺乳類更勝一籌,其中一個原因是哺乳動物中誕生了人類和文明。最初,在食肉類、長鼻類和有蹄類等巨獸的舞臺一角,靈長類低調地演化著。大約2000萬年前,非洲的熱帶森林中,開始大量地出現猿類。接著,森林面積大幅度縮小,許多猿類沒有扛過這個打擊,但有一群猿活了下來,并在以后的日子里成為人類和黑猩猩的祖先。在上新世,有幾批黑猩猩曾經數次和同伴揮手作別,想要走下地面。凡是這樣嘗試過的物種我們統稱為人猿,但其中只有南方古猿真正成功了。

南方古猿腳踏大地,所要面臨的是高大的新生代巨獸們。相比被巨獸踩死或者吃掉,贏過它們其實能獲得不少肉類,但此時的人科動物還是卑微地吃著果子。更可怕的是,第四紀大冰期到來了。那是從距今200萬-300萬年前開始,結束于史前一萬年的漫長寒冷期,是由許多小的冰期和間冰期組成的。在冰期早期,能人和魯道夫人艱難地生存著,到了更新世,匠人和直立人脫穎而出。后者有我們熟知的北京周口店猿人、云南元謀人等。匠人和直立人能使用火,制作石器,但只有少部分撐過冰期,產生丹尼索瓦人和尼安德特人等古人后代。

遠在歐洲的尼安德特人不會知道,距今20萬年前,非洲又演化出一類新的人科生物,那就是真正意義上的現代人——智人。他們身材纖細,大腦容量可以不斷增加,可以制造更先進的武器,建立更強大的社群。他們走出非洲,用雙足踏遍世界,隨手之處巨獸和鳥類紛紛滅絕,甚至取代古人。連尼安德特人這種在歐洲長期扎根的古人,都謎一般地消失在了這場智人大遷徙之中。前不見古人,后不見來者,最終,人亞科曾經的17個人屬物種就只剩下智人,自立為萬物的尺度,在地球上孤獨地稱王直到今天。

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