毁灭能带来创新?
2019-09-15 21:47

毁灭能带来创新?

本文来自公众号:原理(ID:principia1687),作者:Nick Longrich(巴斯大学古生物学高级讲师),封面来自视觉中国


在过去的5亿年时间里,地球一次又一次地遭受大规模的物种灭绝事件,让无数物种都惨遭灭绝。但每一次,生命都能从这些毁灭性的事件中恢复,并最终绽放出丰富多彩的物种多样性。


这是因为生命有着令人难以置信的韧性,还是另有原因?莫非大规模灭绝事件有助于生命的多样化?如果是的话,它又是如何做到的?


鉴于我们目前正面临另一场灭绝事件,因而研究大规模灭绝对物种多样性有何影响显得尤为紧迫。


在化石记录中,大规模灭绝可能是一种最醒目的模式,这是一种在全世界范围内发生的让大量物种、乃至整科的物种都同时在短时间内迅速消失的事件。


如此大规模的灭绝事件通常是由某种全球性的环境性灾难引发的,它们非常严重、发生得非常迅速,以至于物种无法演化,而是消失了。


○ 灾难性的火山爆发是大规模物种灭绝的主要原因。| 图片来源:Wikipedia 


大规模的火山爆发导致了泥盆纪、二叠纪和三叠纪末期的物种灭绝。全球变冷和强烈的冰川作用导致了奥陶纪-志留纪灭绝事件。一颗小行星导致了发生在白垩纪末期的恐龙的灭绝。这是五次最受关注的物种灭绝事件,因为它们的规模最为庞大。但与此同时,在这些事件之间也穿插了许多不那么严重但仍对文明构成了威胁的事件,比如二叠纪末之前的灭绝事件。


这些事件具有难以形容的破坏性。希克苏鲁伯小行星对地球的撞击不仅导致了白垩纪的终结,也导致光合作用停止了数年,并让全球在数十年内都变得格外寒冷。那是一种任何物种都无法躲避的寒冷,也让大多数动物物种无法在那样的黑暗中觅食,导致它们都一一灭绝了。当时,可能有90%的物种在短短几年内就全部消失了。


但生命开始复苏,它们的恢复速度很快。虽然这颗小行星消灭了90%的哺乳动物物种,但它们却顽强地恢复了,并且在30万年之内,继而演化成了马、鲸、蝙蝠和我们的灵长类祖先。鸟类和鱼类也经历了类似的快速恢复和发散。许多其他生物,比如蛇、金枪鱼和剑鱼、蝴蝶和蚂蚁、草、兰花和紫菀,也同样得到了演化或变得多样化。



○ 蝴蝶和紫菀都在大规模灭绝变得之后多样化。| 图片来源:Wikipedia


这种恢复和变得多样化的模式在每一次大灭绝事件之后都会出现。在二叠纪末的大灭绝事件中,类哺乳动物物种遭受了很大的打击,但自那之后爬行动物变开始繁荣起来。当爬行动物在三叠纪末期遭受毁灭性灾难之后,地球就被幸存的恐龙接管了,并且它们开始变得多样化。虽然又一次大规模灭绝彻底地终结了恐龙,但它们最初能得以演化也全都是拜大规模灭绝事件所赐。


尽管历经如此多混乱的局面,但在过去的5亿年间,生命还是慢慢地多样化了起来。事实上,有好几件事情都表明物种灭绝推动了物种多样性的增加。首先,物种多样性增长最快的时期发生在大规模灭绝之后。而更令人震惊的是,物种的恢复不仅仅是由物种种类的增加而推动的。


在恢复的过程中,动物会不断地革新以寻找新的生存方式。它们开发新的栖息地、新的食物、新的移动方式。例如,在泥盆纪末期灭绝事件之后,鱼类的祖先第一次爬上了陆地。


演化革新


灭绝不仅推动了物种形成的过程,它也推动了演化革新。生命历史上最大的一批革新事件就是在寒武纪大爆发事件中的大量复杂动物的演化,这发生在埃迪卡拉动物群灭绝之后,而且这并非巧合。


革新可以增加物种共存的数量,因为它使得物种进入新的生态位,而不是在旧的生态位继续争夺资源。爬到陆地上的鱼不会与海里的鱼竞争。夜间用声纳捕猎的蝙蝠不会与白天活动的鸟类竞争。


革新意味着演化不是一场零和博弈。物种可以在不导致其他物种灭绝的前提下变得多样化。


○ 超过1000种蝙蝠在演化过程中没有直接与鸟类形成过竞争关系。| 图片来源:Wikipedia


但为什么灭绝会推动革新呢?革新可能会受到稳定的生态系统阻碍。一只现代的狼可能比迅猛龙要危险多了,但在白垩纪,由于迅猛龙的存在,任何小型哺乳动物无法演化成狼。任何食肉性的实验都会以糟糕的结局告终,因为适应性差的哺乳动物会与已经适应得很好的迅猛龙发生竞争,或者被迅猛龙吃掉。


但是,在物种灭绝后的休眠期,演化或许能在那些初始适应性较差但具有长远潜力的物种身上奏效。随着舞台中央的大明星的离去,在演化这出戏剧中的那些替补演员们终于得有机会证明自己。


迅猛龙的灭绝给哺乳动物提供了探索新的生态位的自由。起初它们的捕食能力很差,但在没有恐龙与它们竞争或吃掉它们的情况下,它们并不需要具有非常高超的生存技能,而是只需要和当时周围的其他动物一样好便可以了。因此,它们在一个生态真空中繁衍生息,最终演化成大型、快速、聪明的猎群。


创造性破坏


生命不仅是有韧性,它还能在逆境中茁壮成长。生命甚至能从目前由人类引发的灭绝浪潮中复苏。


如果我们明天就消失,那么物种就会演化以取代猛犸象、渡渡鸟和旅鸽,生命甚至有可能会变得比以前更加多样化。但是,这并不是我们自鸣得意的理由,在我们的有生之年并不会看到这一幕的发生,甚至不会在我们人类的有生之年内发生,它只可能出现在数百万年之后。


“灭绝驱动了革新”这一观点甚至也可以适用于人类历史。冰河时代的大型动物的灭绝必然导致了狩猎采集带的大量减少,但与此同时它也可能为农业带来了发展的机会。黑死病给人类带来了无尽的痛苦,但那时政治和经济体制的剧变或许导致了文艺复兴。


经济学家谈论创造性破坏,即创造新的秩序意味着要摧毁旧的秩序。但演化表明,还有另一种创造性破坏,那就是旧系统的破坏创造出了一个真空,它实际上推动了新事物的创造,而且往往是更好的创造。


当事情最糟的时候恰恰是机遇最大的时候。


原文标题为“Mass extinctions made life on Earth more diverse – and might again”,于2019年9月13日首发于The Conversation,原文链接:https://theconversation.com/mass-extinctions-made-life-on-earth-more-diverse-and-might-again-122350,中文内容仅供参考,一切内容以原文为准。


本文来自公众号:原理(ID:principia1687),作者:Nick Longrich(巴斯大学古生物学高级讲师)

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