如果把一種生物從出現(xiàn)到滅絕的時間,定為這個物種的“壽命”的話,那每個物種的平均壽命為400萬年。
人固有一死,或是自然去世,或是染病而終,或是意外身亡,遺傳因素和生活習(xí)慣影響著人類的壽命。與人類的死亡相似,自然界的生物也終會滅絕。如果把一種生物從出現(xiàn)到滅絕的時間,定為這個物種的“壽命”的話,那每個物種的平均壽命為400萬年。然而,各個物種的壽命長短相差甚遠。最長壽的物種壽命長達1.6億年,而短壽的物種,例如人類所在的靈長類,只有100萬年的壽命
自然的,就如同人們探究百歲老人長壽的秘密,科學(xué)家也對物種壽命問題興致勃勃。從拉馬克開始,在歷經(jīng)數(shù)個世紀(jì)的研究之后,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),在很多生物滅絕之前,它們都得了同一種病——特化。
特化,是指物種適應(yīng)于某一獨特的生活環(huán)境,對該環(huán)境適應(yīng)而變得難以適應(yīng)其他環(huán)境的現(xiàn)象。
生物的特化就像人類經(jīng)過學(xué)習(xí)特定的知識,在長大后從事不同的職業(yè)。當(dāng)社會不需要某個職業(yè)時,該職業(yè)的人就會失業(yè);同樣,當(dāng)環(huán)境改變,原本的溫度,食物等適宜條件消失,特化的生物也會因為不適應(yīng)新環(huán)境,導(dǎo)致數(shù)量減少甚至滅絕。
地球上的物種,多多少少都有“特化”病,這是自然選擇的結(jié)果。物種長期生活在某個特定環(huán)境下,適應(yīng)該環(huán)境的個體生活得更好,能夠留下更多的后代。一代又一代,適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的比例越來越多,而適應(yīng)其他環(huán)境的數(shù)量就少了。在環(huán)境改變時,難以在改變后環(huán)境生存的生物就會大量死亡。
從這個角度來說,特化就像是一種降低物種對環(huán)境變化抵抗力的疾病。它隨著一代一代的自然選擇傳遞,逐漸降低生物對環(huán)境變化的抵抗力,最終讓生物死于難以適應(yīng)溫度,缺少食物,無法逃離危險等并發(fā)癥。在物種壽命的末期,還會出現(xiàn)各種并發(fā)癥的組合襲擊,最終殺死物種。
住的挑,吃的挑,凍死餓死少不了
特化導(dǎo)致的常見“抵抗力降低”癥狀,最主要的有狹溫性、食性專一、共生與寄生、個體過大、生長發(fā)育緩慢和低生殖率。當(dāng)一個物種出現(xiàn)了主要癥狀之一或更多,也就意味著這個物種的壽命不會很長了。
“狹溫性”的典型病例是北極熊。它們長期生活在低溫的北極的冰蓋上,以捕食海豹為生,因此演化出了厚實的保溫皮毛和白色的保護色,讓它們在北極如熊得雪。然而,皮毛的強大保溫能力導(dǎo)致北極熊適宜溫度范圍狹窄,在氣候變暖后便很難生存。
在歷史上,狹溫性尤其對熱帶和寒帶物種危害巨大,因為當(dāng)?shù)厍颦h(huán)境變暖和變冷時,它們沒有逃脫空間,而溫帶物種更可能隨著溫度改變轉(zhuǎn)移陣地。
得了“食性專一”病例的是劍齒虎。食性特化使生物只吃少數(shù)種類的食物,或是寄生在特定寄主身上。當(dāng)它依賴的生物數(shù)量減少或消失時,也會導(dǎo)致自己數(shù)量驟減甚至滅絕。在劍齒虎生活的更新世,大型、移動緩慢,但皮膚厚實堅韌的猛犸象和野牛等食物特別豐富,劍齒虎長長的劍齒能夠穿透獵物的厚皮殺死獵物。然而,當(dāng)更新世時期,大型植食性動物滅絕,劍齒虎缺少食物,也便隨之一同滅絕了。
“共生與寄生”包括各種共同生活的生物。如蟲黃藻生活在珊瑚蟲體內(nèi),為珊瑚蟲提供營養(yǎng),而珊瑚蟲則為之提供無機鹽,當(dāng)蟲黃藻因為溫度過高死亡時,珊瑚蟲也會因營養(yǎng)不足死去;寄生則是生活在特定生物上的寄生蟲,當(dāng)寄主滅絕時,寄生蟲也免不得唇亡齒寒了。
長得大,生的少,一到滅絕就難跑
在穩(wěn)定的環(huán)境中,大個頭更有優(yōu)勢,因為它們可以吃更大的食物,同時降低被捕食的幾率。但大的個體需要更多的食物來維持自身,當(dāng)環(huán)境惡化,食物減少,相比小個頭,它們更容易被餓死。
回顧白堊紀(jì),翼龍是“個體過大”的典型病例。翼龍的翼膜結(jié)構(gòu)使其在大型化上比起鳥類更有優(yōu)勢,但對于小個體的鳥類,它們的羽毛更加易于保溫,個小也更容易在密林中移動,因此翼龍在與鳥類的競爭中變的越來越大。
在晚白堊紀(jì)的桑托階—坎帕階動物群中,翼龍的尺寸遠遠超過了鳥類。白堊紀(jì)末期的翼龍翼展都在5m以上,最大的甚至達到11米,這導(dǎo)致它們在白堊紀(jì)末的滅絕中由于食物缺乏和風(fēng)暴全軍覆沒,而小個體鳥類則活了下來。
同樣,在地史上最大規(guī)模的滅絕——二疊紀(jì)末大滅絕中,存活下來的生物幾乎全在5cm以下,這說明在二疊紀(jì)末的環(huán)境更適合小個體生物生存。
患上“低生殖率和生長發(fā)育緩慢”的病例是旅鴿。低生殖率,生長緩慢可以讓每個孩子都得到親代的良好照顧,提高下一代的成活率,在穩(wěn)定的環(huán)境下能夠促進生物數(shù)量的增長。而在災(zāi)難中,生物數(shù)量受到嚴(yán)重打擊時,低生殖率和緩慢的生長發(fā)育會導(dǎo)致數(shù)量再難恢復(fù),導(dǎo)致滅絕。
19世紀(jì),旅鴿是北美甚至可能是世界上數(shù)量最多的鳥類。在它們數(shù)量的鼎盛時期,一個鳥群能達到約1600米寬,480千米長的巨大規(guī)模,飛過村莊時遮天蔽日。但在短短不到百年內(nèi),因為人類捕殺,旅鴿從幾十億種群走向滅絕。
究其原因,除了人類的殺害外,旅鴿的繁殖行為需要在群體內(nèi)才可以進行,且一次僅產(chǎn)一枚卵,群體對其精心照顧,才有了“子子孫孫無窮盡也”的景象。然而,一旦遭到人類捕殺,生的少,無法補充群體的旅鴿便迅速滅絕。
浮游生物像“股票”
如同降低人類免疫力的疾病,“艾滋病”一般,“特化”并不會立刻殺死一個物種,而是通過降低物種對環(huán)境變化的抵抗力而減少物種的壽命,殺死物種的,是環(huán)境。不同的環(huán)境,殺死物種的癥狀也不甚相同。
浮游生物是海洋中數(shù)量最大,也是最易取得的食物,只要一張嘴,吸進海水,便能將浮游生物吃進肚子。在這方便易取,取之不盡的餡餅的誘惑前,許多物種演化為以浮游生物為食,由此出現(xiàn)了一系列的特化癥狀:浮游、表層生活、濾食性以及低移動能力。
近水樓臺先得月,浮游和表層生活可以讓物種接近浮游生物所處的位置,大口吞吃它們,如三葉蟲中的球接子,將自己變成貝殼模樣,在水中抓取食物;菊石的幼體生活在水上層,以浮游動物為食;
濾食則是把自己變成過濾器,像吸塵器一樣將不善游動的浮游生物吸入口中,如藍鯨和座頭鯨;
低移動能力則病的更加嚴(yán)重:海百合和腕足動物為了節(jié)省能量,干脆動都不動,固定在一個地方,通過擾動水流或用觸手對浮游生物直接進行海底撈。
在環(huán)境優(yōu)越的時候,浮游生物資源豐富,這些動物活得十分滋潤,藍鯨甚至靠吃磷蝦吃成了世界上最大的動物。
然而,天上沒有免費的餡餅。浮游生物對環(huán)境變化尤為敏感,一有風(fēng)吹草動便會成片死亡。因此,每當(dāng)?shù)搅谁h(huán)境惡化之時,依靠浮游動物為生的物種總是首當(dāng)其沖。球接子滅絕于奧陶紀(jì),而其它三葉蟲大多數(shù)都生活的很好;菊石在白堊紀(jì)末的滅絕中消失,而它底棲的近親鸚鵡螺則得以幸存;至于那些移動能力低的物種,更是只能躺著“等死”。腕足動物和海百合在二疊紀(jì)末的滅絕中近乎全滅,海百合只有能自由移動的類型活了下來,但也從此一蹶不振,直到現(xiàn)在,它們在海洋中仍然是邊緣角色。
但相對于陸地而言,海洋對“特化病”的包容度更高。早在對滅絕生物研究剛剛起步的時候,拉馬克就推測海洋生物比陸地生物更不容易滅絕,因為海水對環(huán)境變化有更多的“緩沖”,使海洋的環(huán)境比陸地更穩(wěn)定。
事實也是如此。海洋物種的生存時間明顯比陸地物種生存時間長,珊瑚能夠生存2500萬年,貝類可以生存2300萬年,而陸地上的馬只能生存400萬年。比起馬來,更加“特化”,飛行的鳥類只能生存250萬年而已。
至于那些十分特化,聚集了一大堆癥狀在身上的物種,壽命就更短了。
保護瀕危生物
除了上述的癥狀,特化的其他癥狀還有營養(yǎng)價值高(美味誰都想吃)、壽命長(老年搶占青年的生存空間)、形態(tài)和行為復(fù)雜(某個器官或生存環(huán)節(jié)出了問題就難以生存)、遷徙行為(一個遷徙地環(huán)境改變就無法生存),以及數(shù)量低、分布范圍狹窄、豐富度變動劇烈(數(shù)量低時很容易降到危險水平)、季節(jié)性群集(容易被一網(wǎng)打盡)和遺傳變異率低(面對環(huán)境改變難以有個體能存活)等。
有些癥狀可能單拿出來無傷大雅,但某些時候,兩個或更多的癥狀聚在一起,便足以讓物種宣判死刑了。
大海牛于 1741 年在白令海峽發(fā)現(xiàn),而在1768年便由于人類大量捕殺而滅絕,從被人類發(fā)現(xiàn)到滅絕,中間只隔了27年。大海牛消失的原因,除了自身,主要還是人類的貪婪。
大海牛有諸多的特化癥狀,它們食性特化到僅以北極的海藻為食,在人類未到來時,巨大的體型使它們少有天敵,安然生活。
然而,當(dāng)環(huán)境變化——人類的捕殺開始,它們的特化便成為了種族滅絕的原因。它們狹溫性,只適應(yīng)寒帶氣候;數(shù)量少,只有1000-2000頭;分布范圍狹窄,僅限于白令島與銅島的近海水域;體型大,長達7.5米,繁殖能力差,生長緩慢;食性單一,只以海藻為主食,當(dāng)人類殺死與之共存的海獺以獲取毛皮時,海藻林失去了海獺的保護而大片減少,大海牛也隨之變的食物缺乏。更重要的是,它們集中了“營養(yǎng)價值高,美味”和“行動能力差,好抓”兩點在貪婪的捕食者面前幾乎不可能存活的癥狀。大海牛的肉十分美味,可以保鮮很長時間,美味傳說讓大海牛成了歐洲船隊一道不能錯過的特色菜,然而,它們甚至不懼怕人類,在被人類捕捉時不會逃跑…于是,在人類的捕殺之下,從被人類發(fā)現(xiàn)到滅絕,中間只隔了27年。
而我們的國寶大熊貓,也是憑“本事”活成了瀕危動物:只吃竹子,只分布在四川和陜西,壽命長,生的少,竹子開花就挨餓。但與大海牛不同的是,它們得到了人類的充分保護,成為世界的“團寵”,數(shù)量也在不斷回升。然而,在世界上,仍有許許多多的生物因為人類的環(huán)境破壞和殺害,從生活無憂變得數(shù)量減少、分布范圍狹窄,甚至瀕危。
人得了疾病,醫(yī)生不會見死不救,而是會千方百計延長他的壽命;在人類出現(xiàn)之后,人類的活動在各種層面上改變了環(huán)境,使特化病提前爆發(fā),大大加速了物種滅絕的速度。對于得了特化病的物種,人類絕不能落井下石,以其生存能力差為由不加保護。
畢竟,不要忘了,人類也是生物的一員,也是集大個體、低生殖、長壽命、生長緩慢、遺傳變異率低于一身的高度特化的生物,還因現(xiàn)代生活患上了移動能力低,狹溫性等更多的“特化病”。如果生存環(huán)境被破壞,失去了現(xiàn)代生活的人類,大多數(shù)都根本無法生存下去。
保護特化的生物,也就是保護我們自己。
我們?nèi)祟?,“晚期智人”出現(xiàn)至今不到5萬年。如果我們繼續(xù)破壞環(huán)境的話,靈長類物種100萬年的平均壽命,人類還能達到嗎?
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