第六次生物大絕滅

李榮玉

作者單位：布蘭登大學（Brandon University）地質系（lir＠brandonu.ca）

地球上的生命來來往往，物種的絕滅和新生在不同的地方不停地發生著。然而有些時候，會發生一些重量級的絕滅事件，讓全球的大量生物集中在一個時段死亡，這就是“生物大絕滅”。這樣的“大絕滅”到底嚴重到何種程度呢？根據定義，生物大絕滅是指至少有75%的物種在很短的地質時間內（最新的數字從5萬年至276萬年不等）突然消失。我們知道地球有近46億年的歷史，所以即使是幾百萬年，也可以說是彈指一揮間。

這種大絕滅事件在地質歷史上發生過五次。事實上因為絕滅事件，地球上生存過的差不多40億個物種中的99%都已消失。物種消失的情況現在也在發生，不少學者認為地球正在經歷第六次大絕滅。

地質時期的五次大絕滅

1. 奧陶紀末大絕滅

第一次大絕滅發生在奧陶紀晚期，在4.40—4.45億年前，大約85%的物種在這次大絕滅中消失。其中珊瑚、腕足動物、三葉蟲、苔蘚蟲、筆石、牙形石受到的沖擊最大。

這次大絕滅的原因與當時在南極周邊岡瓦納大陸的短期冰川有關。冰川的形成引起海平面的快速降低，淺海水域急劇減少，生活在淺海海域的生物受到沖擊；而冰川融化又會使海平面上升，海水含氧量下降，海洋生物進一步受到影響。大范圍冰川的形成和消融，引發了兩幕大絕滅。那么冰川又是怎么形成的呢？有一種說法是， 因為當時歐洲波羅的板塊（Baltica）與北美勞倫板塊（Laurentia）擠壓造成北美東部的阿帕拉契亞山系迅速抬升，使大范圍的巖石被快速風化，這一風化過程消耗了大量的二氧化碳，從而造成全球變冷、冰川形成。還有一種說法是當時發生了伽馬射線大爆發，伽馬射線分解大氣中的氧氣和氮氣，形成棕色的二氧化氮氣體。二氧化氮一方面阻擋部分太陽光抵達地球，使地球溫度下降；一方面還會破壞臭氧層，使有害的紫外線進入地球，對生物造成傷害。

2. 泥盆紀晚期大絕滅

第二次大絕滅發生在泥盆紀晚期，在3.72—3.74億年前，一系列（8—10個）的事件可能持續了50萬年到2 000萬年，大約75%的物種在這次大絕滅中消失。其中珊瑚、層孔蟲等大批造礁生物受到沖擊，層孔蟲更是消失殆盡。腕足動物的兩個目級分類單元（無洞貝目、五房貝目）以及盾皮魚也全部消失。三葉蟲、筆石、牙形石也再次受到重擊。

這次大絕滅的原因有幾種說法。第一種說法稱，在東西伯利亞地區發生了大規模的巖漿噴發事件，涌出超過一百多萬立方千米的巖漿和氣體，引起一系列環境、氣候變化，從而引發絕滅。第二種說法稱，這一時期沉積的黑色、缺氧頁巖層說明海水含氧量驟然下降，導致生物滅絕。第三種說法稱，小行星撞擊引發了這次絕滅，因為在瑞典發現一個3.77億年前的隕石坑，這個時間恰好落在這次絕滅之前。另外還有超新星爆發導致大氣臭氧層被嚴重破壞然后引發絕滅的說法。由于泥盆紀晚期絕滅事件持續了很長一段時間，很難確定為某個單一的原因，因此也很可能是多種原因共同作用，引發了一系列事件。

3. 二疊紀末大絕滅

第三次大絕滅發生在二疊紀末，即二疊紀、三疊紀之交，在2.50—2.52億年前。這是地質歷史上發生過的最大規模的絕滅事件。在短短6萬年的時間里，96%的海洋物種和75%的陸生物種消失。一些很高級別的分類單元全部消失，比如腕足動物的正形貝目、節肢動物的三葉蟲綱、長得有點像蝎子的板足鱟目，還有皺壁珊瑚、床板珊瑚、有孔蟲中的?類、棘皮動物門的海蕾綱等。

絕滅的原因包括連續性超級火山爆發、海床急速釋放出大量甲烷水合物、隕石撞擊以及由此引起的海平面改變、缺氧、干旱氣候等。撞擊說目前尚未找到確切的隕石坑。在西伯利亞發現的超過200萬立方公里的火山熔巖（主要是玄武巖），以及在華南發現的大面積峨嵋山玄武巖，是超級火山噴發的有力證據。火山噴發帶出的大量二氧化碳和海床上釋放出來的甲烷都是溫室氣體，甲烷是一種比二氧化碳更有效的溫室氣體。這些溫室氣體使得全球溫度升高。有證據顯示該時期的赤道區溫度上升約6°C，高緯度地區上升更多。當時赤道地區的海水表面溫度可能達40°C。那時在赤道地區是沒有魚的。另外，在二疊紀末，各個大陸匯聚到一起，形成了一個聯合古大陸（盤古大陸），導致淺海水域減少，而淺水區域是海洋中最多生物棲息的地方。盤古大陸的形成，也造成了單一的海洋循環系統，以及單一的大氣氣候系統，這些都對海洋生物造成了不良影響。

4. 三疊紀末大絕滅

第四次大絕滅發生在三疊紀末，大致在2億年前。大約80%的物種消失。腕足動物的扭月貝目、牙形石整體消失。許多大型的兩棲類和爬行類（像大型偽鱷類、獸孔目）也消亡。

可能的原因包括大規模火山噴發，當時聯合古大陸開始分開，形成大型中大西洋巖漿活動區域。火山噴發釋放的氣體，會造成氣候變化。還有觀點認為火山噴發釋放出汞元素，從而引起生物的汞中毒。也有隕石撞擊的說法，年代最近的加拿大魁北克省的曼尼古根隕石坑被認為是其證據，但在時間上并不吻合。在法國發現的羅什舒阿爾隕石坑也有時間上的差異。

5. 白堊紀末大絕滅

第五次大絕滅發生在白堊紀末，在6 500萬年前。這次絕滅是最有名的，盡管規模比二疊紀末的大絕滅要小很多。76%的物種在這次事件中消失。大部分動物與植物都受到重創。恐龍全部消失。海洋爬行類滄龍科和蛇頸龍目、翼龍目、無脊椎動物菊石亞綱以及一類長得像單體珊瑚的厚殼蛤類也在這次事件中全部絕滅。

這次大絕滅的原因通常認為與隕石撞擊有關。1990年在墨西哥尤卡坦（Yukatan）半島北端與加勒比海間發現直徑180千米的希克蘇魯伯隕石坑（Chicxulub），被認為是撞擊說的有力證據。撞擊體直徑在11—81千米。撞擊事件造成大量的灰塵進入大氣層，遮天蔽日，時間可能長達1年，妨礙植物進行光合作用，導致各類植物大量消亡，而在食物鏈上層的草食性動物、掠食性動物也跟著滅亡。還有一種觀點認為，該次絕滅是由大型火山噴發引起。在印度和巴基斯坦境內發現的德干玄武巖（Deccan Traps），厚度超過2 000米，面積為50萬平方千米，是這種觀點的佐證。

早在1993年，著名的哈佛大學研究螞蟻的生物學家威爾遜（Edward Wilson）就推測說每年有差不多3萬個物種在消失，相當于每小時就有3個物種消失。有些生物學家認為情況可能更加嚴重，認為繼先前的五次大絕滅后，我們現在正在經歷第六次生物大絕滅。威爾遜當時估計的數字不一定準確，但一個不爭的事實是，有許多物種確實在消失。不妨來看一些著名的例子。

渡渡鳥， 像火雞那么大，僅產于南印度洋馬達加斯加島東側的毛里求斯島上。這種鳥自1505年被人類發現后，在不到200年的時間里，便由于人類的捕殺和人類帶過去的外來物種如豬、狗、貓，而大量減少，并于1662年（也有說法是1690年）徹底絕滅。

大海牛，是一種巨大的哺乳動物，由斯特勒（Georg Steller）于1741年在白令海峽發現，當時的群體已經很小，分布地區也很有限，之后被大量捕殺。人們吃它們的肉、用它們的皮和油脂，使得大海牛絕滅。最后一頭大海牛在1768年被捕殺。

大海雀，又稱大海燕，曾分布于大西洋地區。大海雀滅絕的最主要原因是人類的捕殺。1844年7月3日，在冰島附近的埃爾德島上，最后一對大海雀在孵蛋期間被殺死。

旅鴿，曾有多達50億只生活在美國。因為人類大規模捕食和森林砍伐導致棲息地喪失而絕滅。最后一只旅鴿于1914年9月14日下午1點在辛辛那提動物園去世。這是唯一一次可以精確到分鐘的物種絕滅。

塔斯馬尼亞狼（虎）（袋狼），是近代體型最大的食肉有袋類動物，曾廣泛分布于新幾內亞熱帶雨林、澳大利亞草原等地，后因人類活動只分布于塔斯馬尼亞島。袋狼完全絕滅的原因， 包括其棲息地受破壞、被獵殺，以及歐洲殖民者引入的外來物種野狗的捕食。1936年，最后一只人工飼養的袋狼死亡，這個物種亦宣告絕滅。

北非白犀，一種生活在北非洲草原及大草原林地的犀牛，野外已絕滅（最后一只雄性北非白犀“蘇丹”于2018年3月19日被安樂死，享年45歲）。現時圈養的北非白犀全球只剩2頭，而且全是雌性，因此北非白犀已經功能性絕滅。

西非黑犀，曾一度廣泛分布在非洲中西部大草原， 因被大量偷獵而致數量急速下降，并于2006年被認為已經絕滅。2011年11月10日，國際自然保護聯盟正式宣布此亞種絕滅。

金蟾蜍，曾大量存在于哥斯達黎加的一片狹小的熱帶雨林地帶中，于1989年絕滅。造成金蟾蜍絕滅的主要原因是全球變暖和環境污染。它們生活的地區當時已經是自然保護區，但仍然沒能保住這個物種。

以上這些例子似乎離我們比較遙遠，那我們來看兩個中國的例子：

白鰭豚，是中國特有的一種淡水鯨，曾分布于長江中下游水系與富春江。1988年被列為國家一級保護動物。2006年中科院水生所聯合歐美及日本的科研機構，組成一個近40人的考察團進行過為期38天的考察，最終未觀測到任何白鰭豚，因此認定白鰭豚已經功能性絕滅。絕滅原因包括人類圍湖造田造成湖泊面積減少，修壩阻隔了魚類江湖間洄游，長江水污染的加劇，以及漁民的捕撈。2002年7月14日，世界上唯一一頭人工飼養的白鰭豚“淇淇”存活了22年后，終因年老體衰在武漢的中科院水生生物研究所去世。

長江白鱘，是世界上最大的淡水魚之一，曾被列為國家一類保護動物。中國科學家在2020年的 《全環境科學》（Science of the Total Environment）上發表論文，認為該物種在2005—2010年間絕滅。自1993年起可能就已經功能性絕滅。該物種的絕滅主要是由于過度捕撈和棲息地破碎（1981年建成的葛洲壩是造成其棲息地破碎的一個主要原因）。

以上都是動物的例子，植物的情況也不樂觀，僅舉一個例子：

圣赫倫娜橄欖（雖叫橄欖，卻與其無關，是薔薇類植物），是南大西洋圣赫倫娜島（Saint Helena）的特有物種。野外最后一株于1994年枯萎，而培植的最后一株也于2003年底因為真菌感染而死亡。人類大量砍伐以空出地來種植亞麻是其絕滅的主要原因（另外如山羊的啃食等）。

絕滅的例子不勝枚舉。根據2015年《科學進展》（Science Advances）上記載的一篇研究文章，僅自1900年以來就有477種脊椎動物絕滅。他們還發現，在1500—1900年間有140個脊椎動物物種絕滅。從中我們也可以看出物種消失的速度在加快。

不僅如此，越來越多的物種面臨絕滅的威脅。根據國際自然保護聯盟（IUCN）今年四月份發布的最新評估報告，在已被評估的近1.35萬個物種中有超過3.7萬個物種受到絕滅的威脅，占評估物種數的28%。就是說隨著時間的推移，很多瀕危的物種很可能消失。

背景絕滅速率和大絕滅速率

你可能會說，以上這些數據說明不了什么問題，因為自然界有非常多的物種。的確，如果不放在一個具體的背景中，這些數字就是一個符號。物種跟個體生命一樣，也有產生、消亡的過程，它們的消失或許是自然更替的一部分，就是說物種是有壽命的。根據化石物種在非大絕滅時期存在的時限，可以估算物種的平均壽命。當然，不同類別壽命不一，比如哺乳類物種平均壽命在100萬年左右，海洋無脊椎類在500萬到1 000萬年。物種因為存活壽命終了而自然消失，稱為正常絕滅或背景絕滅。由于各個種類的壽命差異，背景絕滅速率差別也大，每年每百萬個物種中消亡0.1到2.0個物種。就脊椎動物而言，自1500年以來，尤其自1800年以來，其絕滅速率大大高于背景絕滅速率。

近年來，不少生物學家和古生物學家計算發現，現在的絕滅速率比背景絕滅速率要高出100到1 000倍。這說明現在的物種消失不是正常的物種死亡，而是大絕滅正在發生，是繼地質歷史上五次大絕滅后的第六次大絕滅。為什么不同學者得出的絕滅速率會有這么大的差異呢？重要的原因是，不同物種的壽命差異大以及對自然界存在的物種數沒有統一的認識。當今物種總數的估計范圍從300萬到1億不等。2011年莫拉（Mora）等的研究認為（真核生物）物種數在870±130萬，其中陸生650萬，海洋220萬。

因為各學派對絕滅速率的估算存在較大差異，學界對第六次大絕滅發生時間的認識也稍有差別。這方面文獻的題目從marching towards （大踏步抵近），到entering （正在進入），到ongoing（正在發生）都有。不管哪一種觀點，一個不爭的事實是當今物種正在快速減少。

第六次大絕滅的原因及人類的影響

物種減少或第六次大絕滅是我們正面臨的一個很嚴峻的環境問題。是什么原因造成的呢？前五次大絕滅的原因，都是因為“天災”，比如火山噴發、隕石撞擊以及由此引發的氣候變化、冰川形成等。與前五次不同，第六次大絕滅更多是因為人的原因，可以說是“人禍”。在前面講到的11個消亡物種的例子中，我們提到捕殺、過度捕撈、棲息地喪失、氣候變暖、外來物種入侵是造成它們絕滅的主要原因。這些都與人類活動有關，是人的問題：工業化排放大量二氧化碳等溫室氣體造成全球變暖；人類的擴張、開發（包括農業）、森林砍伐造成生物棲息地的破壞、喪失以及環境污染；偷獵、捕殺、過度捕撈使得生物沒有喘息之機；外來物種的入侵又在競爭中將當地一些物種置于不利的境地。

人類對物種的影響在幾萬或十幾萬年前就表現出來了。現在一般認為第四紀更新世（250萬—1.1萬年前）巨型動物群的絕滅就與人類的狩獵有很大關系，盡管氣候變化也有一定影響。這些巨型動物有我們熟悉的猛犸象、乳齒象、古菱齒象、劍齒虎、地懶、披毛犀、洞熊、轉角羚羊等。研究顯示在第四紀絕滅中消失的大型哺乳動物的物種數，不少于178個。

說到猛犸象，2016年的美國《科學》雜志報道了在西伯利亞發現的4.5萬年前的完整的猛犸象骨骼（以及一些軟組織），并在其肋骨、左肩胛骨、左顴骨、下頜骨上發現受傷的痕跡（傷痕上殘留著石器工具碎片）。人們認為這些傷痕是人類用石器工具造成的。這篇文章主要是想說明人類在4.5萬年前就到了西伯利亞，比原先認為的3萬—3.5萬年前要早。但從人類造成的傷痕看，人類在那時就對大型的哺乳動物造成影響了。

至于地懶，2005年《美國國家科學院院刊》的一篇研究文章，通過C14測年法，發現地懶在北美洲、南美洲及加勒比海島嶼上消失的時間并不一致，因此認為它們的絕滅與氣候變化沒有關系。相反，他們發現地懶在各地的消失時間與人類抵達的時間非常接近，因此認為人類的獵殺是造成地懶絕滅的原因。人類在1.2萬年前就已經抵達美洲。

我們不妨再用一組數字來看看人類對物種的影響。《美國國家科學院院刊》2018年刊發了一篇有關地球上生物量分布的研究文章。研究者發現，人類只占全球生物量的0.01%，但其破壞力卻相當驚人。自從人類步入文明以來（或者1.0萬—1.2萬年前有農業開始）造成了83%陸上哺乳類、80%海洋哺乳類、50%的植物、15%的魚類的消失。

至于全球變暖對物種的影響，作為一個例子，我們可以從它對珊瑚礁的影響來看看。由于氣候變暖，海水溫度上升，使得珊瑚白化現象更為普遍。造礁珊瑚是與不同藻類共生的，所以它們有各種漂亮的顏色。珊瑚蟲死亡的話，與其共生的藻類也就不能單獨存活，各種顏色的藻類的死亡使得珊瑚露出白色的骨骼，這就是珊瑚白化現象。海水溫度上升，海洋風暴如颶風、臺風也更為頻繁、猛烈，這些都有可能對珊瑚礁造成物理性破壞。同時二氧化碳的大量排放導致海水酸性增加，不利于鈣質骨骼的珊瑚的生長。珊瑚礁是海洋里面很重要的生態系統，它是高物種分異度的支撐者。珊瑚礁生存狀態的惡化必將對生活于其間的物種造成負面影響。

物種多樣性的重要性

大家或許會說，物種分異度下降、第六次大絕滅，絕滅的是別的物種，我們人類作為“智人”，有智慧，是不會絕滅的，所以不用擔心。暫且不說人類自身是否會面臨絕滅的危險，就從物種多樣性為我們人類提供了豐富的食物、纖維和能量以及各種各樣的藥材來說，它對我們人類自身都是很重要的。人類雖然是食物鏈最頂端的超級捕食者，但到底也是整個生態系統的一部分，物種種類的減少會導致生態系統失衡，進而威脅人類自身的生存。因此保護生物多樣性對人類的可持續發展十分重要。生態系統中的生物多樣性越高，生態系統就越不會因為少數物種的變動而發生重大的改變，因此，維持生物多樣性可以維持生態系統的穩定及平衡。

我們可以舉例稍加說明。在2019年《物種保護》（Biological Conservation）上有一篇綜述性的文章，討論了全球范圍內昆蟲的減少及其發生的原因。分析發現41%的昆蟲物種在過去十年間要么是瀕危，要么是受到威脅，數量都在減少。相較于鳥類、兩棲類、爬行類及陸生哺乳類，這個百分比要高將近一倍。

昆蟲的減少會引發一系列的問題。我們知道很多植物的授粉離不開它們中的許多成員，當然有一些鳥類也可以授粉，比如大家熟悉的蜂鳥。當昆蟲數量減少的時候，許多植物的繁殖會受到影響，而植物作為食物鏈底層的初級生產者，對位于食物鏈上層的動物的影響肯定是很大的。更為重要的是，許多（約75%）農作物的生產，都離不開授粉者，所以昆蟲的減少也會影響糧食安全。

昆蟲的減少主要是因為農業耕作、森林砍伐、農藥和化肥的廣泛使用、城市擴張、濕地改造等。這些又呼應了前面說到的人在第六次大絕滅中的影響。

我們如何應對？

我們從地質歷史上發生的五次生物大絕滅說起，談到了當下的第六次大絕滅。從具體物種消失的例子到背景絕滅和大絕滅的速率，論證了第六次大絕滅發生的事實，還探討了人類在這次大絕滅中的角色，也強調了物種多樣性的重要性。

那么，我們應該怎樣應對或怎樣減緩第六次大絕滅呢？現在各國正在努力應對氣候變化。根據2015年由195個聯合國成員國簽訂的《巴黎協定》，人類應該將全球平均氣溫增幅控制在工業革命前水平的2℃之內，并努力將氣溫增幅限制在工業化前水平的1.5℃之內。這對延緩物種的消失肯定會有幫助。我們前面說過，全球變暖是物種消失的重要原因之一，控制了這個因，果就會慢些出現。

大多數國家都意識到了物種多樣性的重要性，并加強了物種保護。我們前面提到白鰭豚、長江白鱘的絕滅。就在國內外媒體報道白鱘絕滅時，中國農村農業部于2019年12月27日發布了關于長江流域重點水域禁止捕撈的通告，規定在2020年1月1日開始為期10年的禁捕禁撈。盡管對白鰭豚、長江白鱘來說是太晚了，但對現存物種的保護還是有積極意義的。

國際上，對物種的保護（許多物種保護區或自然保護區的設立）也避免或延緩了一些瀕危物種的絕滅。根據2021年第一期的《物種保護通訊》（Conservation Letters）的一篇文章估計，僅在2010—2020的11年間，歸功于物種保護的努力，有21—32個鳥類物種和7—16個哺乳類物種被從絕滅的邊緣拯救回來，并避免了9—18個鳥類物種和2—7個哺乳類物種的絕滅。這是很令人鼓舞的成就。

所以我們有理由相信，當我們摒棄“人定勝天”的那種豪情或者說莽撞，而注重“天人合一”“道法自然”，做到尊重自然、尊重生命時，自然也會與我們和諧共處，做到“萬物并育而不相害”（《禮記·中庸》）。我們將來留給子孫后代的，才有可能是一個依然可以居住、依舊美好的地球。不然，即使有一天我們可以像劉慈欣筆下科幻小說描繪的那樣給地球裝上發動機，帶著地球流浪宇宙，如果那時地球已經破敗不堪或了無生機，那么這種流浪也就沒有意義了。而馬斯克（Elon Musk） 的火星移民計劃，即便可行，因其昂貴，也不是普通民眾可以實現的。

所以，為了人類自身的生存和可持續發展，我們要保護好地球上物種的多樣性，保護好我們賴以生存的星球，讓“萬物各得其和以生，各得其養以成”（《荀子·天論》）。

最后，我想借用美國印第安部族首領西雅圖（Seattle）酋長的幾句話與大家共勉（美國城市西雅圖就是為了紀念他而命名的）。1855年當時的美國總統皮爾斯（Franklin Pierce）寫信給西雅圖，提出要買他們部落的一大片土地。據傳這是西雅圖在回信中的幾句話：

Humankind has not woven the web of life.

人類未曾織就生命之網。

We are but one thread within it.

你我不過網上一線。

Whatever we do to the web， we do to ourselves. 我們所為，我們終將承受。

All things are bound together.

萬物相依。

All things connect.

萬物相連。