文/胡铁瓜

话说地球上曾经有这么一类生物,当年遍布全球海洋,硬生生在海底造出了绵延几百公里的巨型建筑,比咱们熟知的热带珊瑚礁早了四亿多年,是实打实的地球第一代基建狂魔。结果突然之间,整个族群连根拔起,连支旁系后代都没留下,整个大类直接从地球上被抹得干干净净,连个沾边的近亲都找不到!

打开网易新闻 查看精彩图片

这是真实发生在五亿多年前的事情。它不是一个物种灭绝,也不是一个科、一个目的消失,而是整整一个“门”——生物学分类里最高级的大类之一,彻底灭门。

很多人对“门”这个概念没什么感觉,觉得不就是个分类单位吗?这差别大了去了。咱们人,跟水里游的鱼、天上飞的鸟、地上爬的蛇,长得完全不一样吧?生活方式天差地别吧?可我们全都属于同一个门——脊索动物门。一个门就是一套完全独立的生命设计图纸,大到身体骨架怎么长,小到神经怎么排布,都是一套完整的方案。

你平时听说的物种灭绝,比如渡渡鸟没了,白鱀豚没了,那都只是最底层的一个物种消失,同一个属里还有别的亲戚,同一个科里还有近似的物种,就算一个属都没了,上面还有科、目、纲,根基还在。但一整个门没了,那就是从根上断了,连图纸都烧了,彻彻底底没了。

当年恐龙灭绝,够有名吧?那么大的类群,说没就没了。可恐龙也只是蜥形纲下面的两个目,连纲都没算整个灭了,而且人家还留下了鸟类这么个后代,也算续上了香火。而咱们今天说的这个主儿,是真真正正的灭门,整个大类,从大的分类到小的物种,一个不剩。

这类生物,就是生活在寒武纪早期的古杯动物。

光听名字你大概就能猜出来,这东西长得像杯子。还真没说错,它的外形基本就是个圆锥状的小杯子,单个个头不大,一般也就一到三厘米高,大点的能长到三十厘米,跟个小酒盅差不多。但它的结构可比普通杯子精细多了,不是一层壁,是内外两层套在一起的圆锥壁,中间是空的间隔腔,还有放射状的隔板撑着。内外两层壁上都密密麻麻布满了小孔,内壁围出来的中间空间叫中央腔,整个结构特别规整。

打开网易新闻 查看精彩图片

它们怎么活呢?靠身体底部的根状结构,牢牢固定在海底的泥沙或者岩石上,杯口朝上。海水从外壁的小孔流进间隔腔,再穿过内壁孔洞进到中央腔,最后从顶端的大口排出去。就这么一圈水流下来,水里的有机颗粒、浮游生物就被截留下来,成了它们的食物,典型的滤食生活。

就这么个看起来简单的小东西,当年可是了不得。早寒武世的时候,它们遍布全球各个海域,从西伯利亚到澳大利亚,从摩洛哥到西班牙,连咱们中国的南方、新疆都有它们的化石。而且它们不是单个生活,是扎堆群居,密密麻麻长在海底,再跟蓝藻这些微生物搭伙,一点点堆积,硬生生造出了地球历史上最早的生物礁。

就拿西伯利亚地台发现的古杯礁化石来说,宽三百多公里、长八百多公里,规模大得惊人。咱们现在熟悉的热带珊瑚礁,是六射珊瑚造的,那都是新生代之后才慢慢发展起来的,比古杯动物造的礁晚了足足四亿多年。就算和古生代那些四射珊瑚、床板珊瑚造的礁比,古杯礁也早了将近六千万年。古杯动物才是地球上第一个学会“造城”的主儿,当年的寒武纪浅海,到处都是它们建的“海底城市”,无数小生物躲在礁体的缝隙里生活、觅食、躲避天敌,它们就是当时整个浅海生态的基石。

前些年咱们国家澄江生物群的研究还发现,以前都以为古杯动物只能活在温暖的碳酸盐岩浅海,挑环境挑得厉害,结果在硅质碎屑的陆架环境里也找到了完整的古杯化石,说明人家的适应能力比咱们想的强得多,生态位比之前认为的宽不少。

可风光了没多久,它们就突然从地球上销声匿迹了。这事还得从它们的分类说起。早年科学家刚发现它们化石的时候,都以为这是一类海绵,毕竟长得像,都多孔,都滤食,都钉在海底不动,所以很长时间都叫它们“古杯海绵”,归在多孔动物门里。

打开网易新闻 查看精彩图片

但越研究越不对劲。海绵的骨骼是细小的骨针凑起来的,就像用小棍子搭起来的架子,孔也是骨针之间的缝隙。可古杯动物的骨骼是整块的钙质骨板,是碳酸钙形成的硬壳,还有完整的内外壁、隔板结构,这套构造普通海绵根本就没有。两者只是生活方式像,身体底层设计完全是两码事。

早年学界觉得它和海绵差异太大,单独给它立了个古杯动物门,这些年随着显微研究深入,越来越多学者认为它其实是一类特化的钙质海绵,应该归回多孔动物门。至今学术圈还没完全吵明白,但有一点没人否认——它这套双层杯状的身体结构,在生命史上是独一份的,前无古人,后无来者。

也正因为独一份,它们灭绝了才更可惜——等于地球上再也不会有这种设计的滤食动物了,这套生命图纸彻底失传了。

古杯动物的辉煌期其实特别短,满打满算也就两千多万年。早寒武世的时候还盛极一时,到处都是,到了中寒武世立马就不行了,数量锐减,只剩下零星几个地方还有,熬到晚寒武世,彻底就没了,连最后一个种都没留下。

好好的怎么就没了?古生物学家研究了这么多年,基本认定是祸不单行,好几件倒霉事赶一块了。首先是大环境出了问题,当时地球发生了寒武纪中期碳同位素漂移事件,全球碳循环乱了套,海洋紧跟着出现大面积缺氧,浅海的含氧量一下子掉了下来。古杯动物是固着生物,钉在海底动不了,缺氧又没法跑,直接就死一批。

紧接着海水的化学成分也变了,碳酸盐的饱和度降低。它们的骨骼是碳酸钙做的,水里钙不够,就像盖房子没砖头,长不出新的骨骼,小的长不大,老的修不了身体,自然就活不下去。再加上海平面忽上忽下,水温也来回波动。古杯动物就认温暖、浅透、矿物质足的碳酸盐台地环境,海平面降了,浅海干了,直接晒死,海平面升太多,水太深了,食物不够,也活不了。

打开网易新闻 查看精彩图片

光是环境差也就算了,偏偏这时候竞争对手和天敌也都来了。寒武纪大爆发嘛,各种新生物都冒出来了。普通海绵开始快速分化,种类越来越多,跟古杯动物抢地盘、抢食物,而且海绵耐造,环境差一点也能活,竞争力比古杯动物强。更要命的是出现了主动捕食的动物,比如各种带硬壳的节肢动物,还有奇虾那样的顶级捕食者,都会啃食古杯动物。

以前海里都是软乎乎的微生物和简单生物,古杯动物往海底一钉,安安稳稳滤食,日子过得别提多舒服。结果突然环境恶化,饭碗快没了,旁边竞争对手还抢饭吃,头顶还有天敌来咬,几重打击叠在一起,再成功的类群也扛不住。就这么着,一代海底基建狂魔,慢慢就从地球上消失了。

说到这你可能也反应过来了,寒武纪不都是说生命大爆发吗?怎么还会有这么大门类直接灭绝了?

很多人对寒武纪大爆发有个误解,觉得那时候就是生命疯狂往外冒,只有新物种出现,没有消失的。其实根本不是那么回事。寒武纪大爆发确实是地球生命史上最剧烈的一次演化辐射,大概在5.4亿年前开始,前后也就两千多万年,几乎所有现代动物的门类都出现了,节肢动物、软体动物、棘皮动物、脊索动物,全都在那个时候扎堆亮相。

但爆发的同时,淘汰也在同步进行。就像风口来了,一堆创业公司都冒出来,最后能活下来的没几家。演化也是试错,各种身体结构、各种生活方式都拿出来试,适应环境的就活下去,继续演化;不适应的,就直接被淘汰。古杯动物就是第一批试错失败的大门类,它们的设计方案曾经很成功,但环境一变,就跟不上了。

而且在寒武纪之前,地球生命已经存在三十多亿年了。那三十多亿年里,绝大多数时候就只有细菌、藻类、原生生物这些单细胞生物,结构简单,演化得也慢。中间也出现过多细胞生物,比如埃迪卡拉纪的那些软体生物,长得奇形怪状,像果冻一样铺在海底,连硬骨头都没有,所以化石都模模糊糊的,而且大多也没留下后代,到寒武纪之前就基本都没了。

打开网易新闻 查看精彩图片

所以寒武纪大爆发,本质上是一次生命的大换血。旧的软体生物没了,新的带硬壳、有复杂结构的动物起来了。但新起来的这些,也不是都能笑到最后,古杯动物就是第一批出局的。

当然了,跟后面的五次生物大灭绝比,古杯动物的灭门还只是小场面。在那之后的五亿多年里,地球还经历了五次规模更大、损失更惨重的大灭绝,每一次都是生物圈的大洗牌,无数物种消失,甚至很多纲、很多门都直接团灭。大灭绝从来不是一个个物种的消失,而是从门、纲层级的批量清零,淘汰的是整套生命设计方案。

古生物学界把寒武纪到现在这段显生宙的历史里,最严重的五次灭绝事件,合称为“五大灭绝”。每一次拿出来,都是惊心动魄的末日场景,每一次都有整门整纲的生物彻底消失。

头一回大灭绝,发生在4.43亿年前的奥陶纪末期。那时候正是海洋生物的黄金时代,三叶虫、腕足动物、笔石、珊瑚,各种无脊椎动物遍布海洋,多样性特别高。结果突然全球就降温了,冈瓦纳大陆漂到南极附近,形成了大规模的冰盖,总规模是现在南北极冰盖加起来的六倍还多。大量海水冻成了冰川,海平面急剧下降,一下掉了一百多米。

浅海是生物最密集的地方,海平面一下降,大片的浅海栖息地直接就没了,无数生物暴露在空气中,死得干干净净。再加上海水温度降低,很多暖水生物也扛不住。就这么一次降温加海退,直接抹掉了85%左右的海洋物种。三叶虫、腕足动物、珊瑚都遭了重创,笔石动物遭了毁灭性打击,大半类群直接消失。

还有人提过超新星爆发的猜想,说伽马射线扫穿了臭氧层,但这个说法没什么实锤,学界基本不认。但不管原因是什么,第一次大灭绝就给所有生物提了个醒:地球说变脸就变脸,根本不带打招呼的。

打开网易新闻 查看精彩图片

第二次遭重,是3.72亿年前的晚泥盆纪。这次灭绝不是一下子来的,是分好几波,持续了几百万年,属于脉冲式的打击,前前后后大概75%的物种没挺过去。

最有意思的是,这次海洋生物的灭顶之灾,居然和陆地植物的崛起有很大关系。那时候维管植物刚刚在陆地站稳脚跟,长出了发达的根系,深深扎进土壤里,加速了岩石风化。大量的矿物质和有机质被雨水冲进河流,最后都进了海洋。

海里营养一下子过剩,就爆发了藻类水华,藻类死亡之后被细菌分解,消耗了海水中大量的氧气,结果海底就变成了缺氧区,底栖生物死了一片又一片。相当于陆地植物的大发展,间接给海洋生物带来了一场灾难。

海洋生物是重灾区,珊瑚礁生态系统直接崩溃,差点就彻底没了,大量的鱼类、无脊椎动物都消失了。当年称霸海洋的盾皮鱼类,就是那种披着骨甲的巨型鱼类,比如邓氏鱼,整个大类直接销声匿迹,妥妥的纲级灭门。陆地生物反而受影响小一点,植物还越来越繁盛。当然也有全球降温、火山活动的因素,甚至也有人提小行星撞击,但都没有定论。反正这次灭绝之后,海洋又换了一拨主角。

第三次,也是地球历史上最惨烈的一次大灭绝,2.52亿年前的二叠纪末大灭绝。这一次,海洋里大约96%的物种消失了,陆地脊椎动物也没了70%,是真正意义上的“大死亡”,差一点就让地球生命彻底归零。

有多惨?当年三叶虫在海洋里横行了两亿多年,种类多、种群大,结果就这一次灭绝,直接全没了,彻彻底底从地球上清零,连个后代都没剩下。还有四射珊瑚、䗴类、很多腕足动物的类群,全都直接清零。整个地球的生态系统,差一点就直接重启了。

造成这次末日的元凶,是西伯利亚的大规模火山喷发,也就是西伯利亚暗色岩事件。那火山不是喷一次两次,是持续不断喷了几十万年,海量的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢和各种有毒气体,源源不断排到大气里。

打开网易新闻 查看精彩图片

二氧化碳多了,温室效应直接拉满,全球平均温度直接猛升了8到10摄氏度,是地质史上有数的极端升温事件。海水温度也跟着涨,溶解的氧气就少了,而且还触发了海底甲烷水合物的分解,甲烷也是强效温室气体,更是火上浇油,温度越升越高。

二氧化硫到了天上就变成硫酸,下的雨都是酸的,陆地植物大量死亡。海里更惨,不仅缺氧,还积累了大量的硫化氢,又毒又臭,整个海洋都变成了一潭死水。又热、又缺氧、又有毒,海里的生物怎么可能扛得住?陆地也好不到哪去,高温、干旱、酸雨,食物链从底层开始崩溃。

那次灭绝之后,地球花了足足五百万年才慢慢缓过来,一点点重建生态系统。这是地球生命离彻底归零最近的一次,也是最惨烈的一次灭顶之灾。

到了2.01亿年前的三叠纪末期,第四次大灭绝又来了。这次大概76%的物种消失了,同样是火山搞的事。

那时候泛大陆开始裂解,中大西洋地区发生了大规模的火山活动,也就是中大西洋火成岩省喷发,又是大量二氧化碳被排到大气里,引发全球升温、海洋酸化和缺氧。剧情跟二叠纪末差不多,只是规模小一点。

当年跟恐龙抢生态位的大型合弓动物、原始主龙类,还有很多两栖类群,大部分都没挺过来,很多类群直接灭门。但这次灭绝,给恐龙的崛起铺平了道路。

在三叠纪的时候,恐龙还不是陆地霸主,有很多别的爬行动物跟它们竞争,生态位都被占得满满的。结果一次大灭绝,大部分竞争对手都没了,空出来的生态位正好让恐龙填上。之后恐龙就快速发展,越变越多,越变越大,统治了地球一亿多年。所以说,灭绝从来都是末日和机遇并存。扛过去了,后面就是广阔天地;扛不过去,就成了别人的垫脚石。演化从来都是这么现实。

最后一次,也是大伙最熟悉的,就是6600万年前的白垩纪末大灭绝。这次名气最大,因为恐龙就是这次灭绝的,大概75%的物种在这次事件中消失了。

一颗直径十公里左右的小行星,撞在了墨西哥的希克苏鲁伯地区,威力相当于上百万颗氢弹同时爆炸。撞击直接引发了超级地震、全球范围的火山活动和巨大的海啸,几百米高的浪头扫过沿海地区。

打开网易新闻 查看精彩图片

但最致命的还不是撞击本身,是撞击之后,无数的尘埃、灰烬和硫酸气溶胶被抛到平流层,遮天蔽日,阳光照不到地面,一下就是好几年。植物没法光合作用,先大批量死亡,然后植食动物没了食物,跟着死,肉食动物最后也撑不住。食物链从下往上彻底崩溃,最后包括所有非鸟类恐龙、翼龙、蛇颈龙、菊石在内的一大半物种,都消失了。非鸟恐龙整整一个总目,直接团灭,没留下任何直系后代,只剩下鸟类这一支旁系续了香火。

当然也不全是小行星的锅,那时候印度的德干高原已经在大规模火山喷发了,喷了好几十万年,环境本来就已经很脆弱了,小行星这一下,就是压垮骆驼的最后一根稻草。

这次灭绝之后,哺乳动物的春天就来了。以前哺乳动物都是巴掌大的小东西,昼伏夜出,躲着恐龙生活。恐龙一消失,生态位全空了,哺乳动物就开始快速演化,大大小小的种类都出来了,占据了陆地、海洋甚至天空,最后演化出了灵长类,再然后才有了我们人类。

说起来也挺有意思,人类能走到今天,其实全靠当年的一系列巧合。要是二叠纪末灭绝再狠一点,要是三叠纪末恐龙没崛起,要是白垩纪末小行星没撞地球,任何一个环节变了,都不会有现在的人类。

回头看这五次大灭绝,再回头看古杯动物的灭门,你会发现一个道理:演化从来不是谁强大谁就能活到最后,很多时候拼的是运气,是能不能扛过环境的剧变。

古杯动物当年不强大吗?遍布全球,造礁几百公里,是寒武纪早期的生态基石,结果环境一变,天敌一来,直接就没了。三叶虫不厉害吗?在海洋里繁衍了两亿年,种类成千上万,结果一次大灭绝就彻底清零。恐龙不霸气吗?统治陆地一亿多年,站在食物链顶端,结果天上掉下来一块石头,就团灭了。

反倒是那些看起来不起眼的,比如海绵、水母,从寒武纪之前就存在,经历了所有五次大灭绝,硬生生活到了今天。它们没什么攻击力,也没站在食物链顶端,就是结构简单,皮实,对环境要求低,反而活得最久。

现在很多人都在讨论,我们是不是正处在第六次生物大灭绝的前夜?这事到底是不是危言耸听?

咱们先看数据:正常的地质年代里,物种的背景灭绝率,大概是每百万年里,每一百万个物种灭绝0.1到1个。按IPBES2019年的权威评估,当前灭绝速率已经达到背景值的100到1000倍,还有部分研究估算的数值更高,能到上万倍。每年都有大量物种消失,很多我们还没来得及研究、没来得及命名,就已经没了。

就拿珊瑚来说,当年二叠纪末灭绝四射珊瑚全灭,后来的六射珊瑚慢慢发展起来,建起了现在的珊瑚礁。可现在因为海洋变暖、酸化,全球珊瑚已经白化了一半以上,按照这个趋势,本世纪末热带珊瑚礁可能就彻底没了,整个珊瑚虫纲都面临灭门的风险。这不是遥远的地质历史,是正在发生的事。

以前的五次大灭绝,诱因都是天灾,是火山喷发、小行星撞击、气候波动这些地球自身或者宇宙的事件。但这一次,主要是人祸。栖息地破坏、环境污染、过度捕捞捕猎、全球气候变化、外来物种入侵,这些都是人类活动直接或者间接造成的。

打开网易新闻 查看精彩图片

有人觉得人类活动哪有那么大的能量,能跟地质事件比?你可别小瞧人类的能量,单说每年二氧化碳的排放速率,现在人类年排碳量上百亿吨,已经超过了当年西伯利亚大火山喷发的峰值水平。全球气温上升的速率,也远远超过了历史上大部分自然变暖的时期。

当然,现在就说这是第六次大灭绝,确实还为时尚早。毕竟地质意义上的大灭绝,是要消失百分之七八十以上的物种,而且要放在地质时间尺度上看。但如果我们继续这么折腾下去,这个趋势不扭转,早晚有一天会走到那一步。

到那时候,会不会又有整个的门、整个的纲彻底消失?甚至我们人类自己,会不会也成为灭绝名单里的一员?

很多人觉得人类有科技,有文明,肯定能扛过去。可你想想,人类文明满打满算也就几千年,工业革命到现在才几百年,搁地质时间里,连眨个眼的功夫都不到。我们根本没经历过真正的全球级大灾难,没经历过持续几十万年的火山喷发,没经历过小行星撞击,我们的那点科技,在真正的地质灾难面前,其实很脆弱。

地球四十多亿年了,什么大风大浪没见过?五次大灭绝,每次都惨不忍睹,但用不了几百万年,生态系统又能恢复过来,又是一派欣欣向荣。但消失的物种,是真的再也回不来了。灭绝的门类,再也不会出现了。

古杯动物消失了五亿年,如今只剩下石头上的印记,让我们知道地球上曾经有过这么一种生命,有过这么一套独特的设计。再过五亿年,会不会也有别的智慧生物,挖开岩层,看着人类的化石,研究我们是怎么灭绝的?

这事想想挺感慨的。我们总说人类是万物之灵,是地球的主宰,可其实我们只是生命演化长河里的一个过客,跟当年的古杯动物、跟恐龙,本质上没什么区别。我们只是运气好,赶上了这一万多年的稳定气候,才发展出了文明。

打开网易新闻 查看精彩图片

所以啊,真别觉得地球离了人类不行。地球离了谁都转,生物灭了一波又一波,人家照样好好的。真正需要拯救的从来不是地球,是我们人类自己。我们只有这一个家园,只有这一次机会,别等真到了灭门的那一天,才后悔当初没好好珍惜。