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我們的地球,由生命塑造

2022-11-26 19:35 作者:黃先生斜杠青年  | 我要投稿

達(dá)爾文是第一個看到所有生命形式的人,從蠕蟲到珊瑚等等……它們改變了地球。

這對我們來說意味著什么?

我是斜杠青年,一個不務(wù)正業(yè)的“雜食性”學(xué)者!

查爾斯·達(dá)爾文估計(jì),蠕蟲每年每公頃移動18.98至45.49噸土壤。照片來源:維基共享


我想從一個命題開始:如果地球從未活過來,它將是一個截然不同的世界。相反:今天的星球在很大程度上是由生命形式的活動創(chuàng)造出來的。在這個地球漫長的歷史中,這一歷史可以追溯到45億多年前,生命形式塑造了巖石、水、空氣,甚至天空的顏色。永生地球甚至沒有那么多不同種類的礦物。

這是現(xiàn)代生命和地球科學(xué)繪制的肖像,這是生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)的融合,旨在了解地球的曾經(jīng),并將細(xì)菌代謝研究等明顯無關(guān)的領(lǐng)域與大氣物理學(xué)結(jié)合起來。對這項(xiàng)事業(yè)的核心觀察是,隨著時間的推移,生命形式深刻地改變了這個星球的結(jié)構(gòu),這反過來又改變了生命形式演變的環(huán)境。

然而,生命形式可能會改變地球的想法并不新鮮。

法國自然哲學(xué)家Georges-Louis Leclerc伯爵在他的百科全書《Histoire naturelle, générale et particulière》(1749年)中評論了構(gòu)成許多巖層的大量化石貝殼,并表示石灰石、粉筆和大理石等物質(zhì)盡管它們沒有生命性質(zhì),但仍然是生命形式活動的結(jié)果。在布馮的門徒讓-巴蒂斯特(Chevalier de Lamarck)的《水文學(xué)》(1802年)中,Chevalier de Lamarck更進(jìn)一步指出了這一點(diǎn),認(rèn)為生命形式的活動塑造了地球的礦物成分。但據(jù)我所知,首先試圖衡量生命形式帶來的變化,以及最清楚地知道它們?yōu)槭裁磿a(chǎn)生影響的人,正是查爾斯·達(dá)爾文。在思考人類世——人類對地球的影響時代——時,他工作成果的教訓(xùn)從未如此重要。

當(dāng)然,達(dá)爾文以其關(guān)于進(jìn)化的工作而聞名。他的《物種起源》(1859年)一書提出了進(jìn)化發(fā)生的大量證據(jù),并提出了一種機(jī)制——自然選擇——如何進(jìn)化。盡管此后學(xué)到了很多東西,他的許多想法也得到了擴(kuò)展、糾正或完善,但起源仍然是現(xiàn)代生物學(xué)的創(chuàng)始文本,也是達(dá)爾文作品的頂峰。但達(dá)爾文的第一本科學(xué)專著和他的最后一本——可以說是他思想的兩個書擋——都是關(guān)于動物如何在很長一段時間內(nèi)改變景觀的。

據(jù)我所知,這兩部生物地質(zhì)學(xué)著作——一篇是關(guān)于珊瑚礁的,另一本是關(guān)于蚯蚓的——是有史以來首次出版的關(guān)于該主題的詳細(xì)研究。在隨意檢查中,它們似乎是無關(guān)的事業(yè),只是達(dá)爾文漫長而折衷的利益清單的一部分,還有藤壺、蘭花、食肉植物、孔雀尾巴、人類和其他動物的情感、南美洲的火山等。這兩部作品的風(fēng)格差異很大,相隔近40年出版,這一事實(shí)增強(qiáng)了這種印象——《珊瑚礁的結(jié)構(gòu)和分布》于1842年出版,而他關(guān)于蚯蚓的書《植物霉菌的形成,通過蠕蟲的作用,對它們的觀察》于1881年出版,大約在他去世前六個月出版。(蔬菜模具是你和我所說的表土)。但是,實(shí)際上,這兩本書反映了終生的興趣,并與他關(guān)于進(jìn)化的工作相結(jié)合,展示了地球的完整性和宏偉范圍的愿景。達(dá)爾文對世界的工作原理有一個非常完整的概念,預(yù)計(jì)當(dāng)前關(guān)于生命和地球共同進(jìn)化的想法將超過一個多世紀(jì)。

來源:美國國家醫(yī)學(xué)圖書館

美國版《物種起源》(1860年)中的板塊:圖表顯示了達(dá)爾文的進(jìn)化論,每個字母(A到L,水平)代表一個屬的物種,水平線(羅馬數(shù)字I到XIV)之間的每個間隔代表1000代。

達(dá)爾文一生都對大量的小事感興趣——多年來、幾十年和幾個世紀(jì)以來,緩慢行動——以產(chǎn)生巨大影響。在這件事上,他受到Charles Lyell爵士工作的啟發(fā),他辯稱,地質(zhì)變化是通過長時間積累的緩慢、漸進(jìn)的過程進(jìn)行的。達(dá)爾文接受了這個想法,并將其應(yīng)用于生物學(xué),使其成為他關(guān)于珊瑚、進(jìn)化和蠕蟲工作的統(tǒng)一見解。這是一個簡單的洞察力,但奇怪的是,很難培養(yǎng)一種感覺。人類大腦已經(jīng)進(jìn)化到以小時、天、月甚至幾年的角度進(jìn)行思考。構(gòu)思幾十年、幾個世紀(jì)、數(shù)千年及以內(nèi)的總和的變化,這些變化將轉(zhuǎn)化為令人眼花繚亂的地球歷史跨度——這要困難得多,也更難以捉摸。一條蚯蚓沒有特別的意義。但達(dá)爾文認(rèn)為,如果有足夠的蠕蟲和時間,整個景觀就會改變。珊瑚動物也是微小的;然而,有了豐富的珊瑚,再加上幾百萬年,珊瑚可以建造巨大的結(jié)構(gòu)。正如達(dá)爾文所說:

當(dāng)旅行者告訴我們金字塔和其他大廢墟的巨大尺寸時,我們感到很驚訝,但與各種微小而溫柔的動物所積累的這些石頭山相比,其中最大的是多么微不足道!

他在《小獵犬之旅》(1839年)中寫了這些話,講述了他在五年環(huán)球航行中的冒險經(jīng)歷。該船于1831年12月27日從英國啟航,當(dāng)時達(dá)爾文只有22歲。在這次航行中,他訪問了南美洲、新西蘭和澳大利亞,以及一些小島嶼,包括佛得角、加拉帕戈斯群島、塔希提島、科科斯(基林)和毛里求斯。

2009年美國宇航局地球觀測站捕獲的科科斯(基林)群島。來源:美國宇航局

在航行中,達(dá)爾文發(fā)展了一種形成珊瑚環(huán)礁的理論,珊瑚環(huán)礁是圍繞中央瀉湖周圍的低矮平坦島嶼環(huán),這些環(huán)點(diǎn)在太平洋和印度洋上。值得注意的是,他在參觀環(huán)礁或看到珊瑚礁之前就發(fā)展了自己的想法,而是從他在研究南美洲西海岸地質(zhì)時的觀測中進(jìn)行演繹。直到許多個月后,當(dāng)小獵犬號于1836年4月前往印度洋的科科科斯島(基林島)時,就在該船返回英國前六個月,才有機(jī)會親自視察環(huán)礁。

每個環(huán)礁都是火山的安魂曲。或者,正如達(dá)爾文所寫的那樣——“一個島上的紀(jì)念碑現(xiàn)在已經(jīng)丟失了

這艘船在島上呆了12天,給了達(dá)爾文足夠的時間去探索。有一天,當(dāng)大海平靜,潮水低落時,他“借助跳極”將自己推向珊瑚礁的外緣,好奇地檢查“打破公海暴力”的珊瑚。年輕而充滿活力,在椰子棕櫚樹和蔚藍(lán)的天空的背景下,五顏六色的魚在附近瀉湖平靜的水域里飛奔。

環(huán)礁有很多令人費(fèi)解的特征。首先,它們都是低矮和平坦的。正如達(dá)爾文所說,“太平洋和印度洋有大片地區(qū),每個島嶼都是珊瑚形成的,只上升到海浪可以投射碎片,風(fēng)堆積沙子的高度?!逼浯危鼈兺蝗怀霈F(xiàn)在海洋的深處。它們傾向于聚集在一起。最后,由于它們是由喜歡生活在溫暖、陽光明媚、淺水中但又發(fā)生在海洋深處的生命形式建造的,因此每種生命形式都必須建在某種潛艇結(jié)構(gòu)之上。

當(dāng)時,這些結(jié)構(gòu)被想象成淹沒火山口的邊緣,達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)這個想法“可怕”,而且“幾乎太荒謬了,無法提及”。他輕蔑視它,部分原因是單個環(huán)礁的直徑可以超過130公里(80英里),這將假設(shè)存在數(shù)百個聞所未聞的火山口,這些火山口都靠近海面,但奇跡般地從未突出過海面。

達(dá)爾文對科科斯(基林)環(huán)礁的手繪橫截面視圖。CUL DAR 44:24。來源;劍橋大學(xué)圖書館


相反,達(dá)爾文建議在正在緩慢下沉的火山斜坡上形成環(huán)礁。以下是這個想法的簡要概述:

一座火山噴發(fā),在海洋中央建造了一個島嶼。珊瑚動物在斜坡上定居,在溫暖、淺淺的陽光明媚的水域中游蕩,并開始建造石灰石骨骼,這些骨骼將一起形成珊瑚礁。如果海底開始消退,火山將逐漸沉回海浪下——但珊瑚將繼續(xù)向上生長,以保持在淺水區(qū)。只要火山下沉得不快,珊瑚就可以跟上它的下降速度。在南美洲西海岸,達(dá)爾文觀察到地震將大片土地向上抬高;

在這里,他顛倒了這個想法,并考慮了如果土地下沉?xí)l(fā)生什么?

每個島嶼都是由生命形式建造的,這一事實(shí)有一個重要的推論。石頭很硬;但只要有足夠的時間和足夠的腳,石頭臺階可以白穿。然而,就環(huán)礁而言,石頭不斷重建?;蛘?,正如達(dá)爾文所說:

海洋將水潑到廣闊的珊瑚礁上,似乎是一個無敵的、全能的敵人;然而,我們看到它以起初看起來最弱和效率最低的方式進(jìn)行了抵抗,甚至被征服……如果不相信一個島嶼雖然是用最堅(jiān)硬的巖石建造的,但讓它成為斑巖、花崗巖或石英,最終會屈服并被這種不可抗拒的力量摧毀,就不可能看到這些波浪。


然而,這些低矮、微不足道的珊瑚島屹立不前,并取得了勝利:因?yàn)樵谶@里,另一個大國作為對手,參加了比賽。有機(jī)力將石灰碳酸鹽原子逐一與泡沫斷路器分離出來,并將它們聯(lián)合成一個對稱的結(jié)構(gòu)。讓颶風(fēng)撕裂它千塊巨大的碎片;然而,這對無數(shù)建筑師日復(fù)一月地工作積累的勞動有什么影響呢?

由于珊瑚無法在暴露于空氣中存活,它們不會生長在海面以上——這解釋了為什么環(huán)礁如此平坦。與此同時,海浪會散射出破碎的珊瑚碎片,風(fēng)堆積沙子,形成低矮的小島和沙洲。椰子和其他種子被沖刷和發(fā)芽,創(chuàng)造植被,并因此形成典型的沙漠島嶼。最終,火山可能會在遠(yuǎn)處消失在海浪下,只留下珊瑚作為其存在的標(biāo)志。每個環(huán)礁都是火山的安魂曲。

或者,正如達(dá)爾文所寫的那樣——“一個島上的紀(jì)念碑現(xiàn)在丟失了”。

他的論點(diǎn)做出了一個明確的預(yù)測:在每個環(huán)礁的某個地方,在這些巨大的生命建造的巖石堆下,這些石灰?guī)r山脈下,你會發(fā)現(xiàn)火山的殘余。

達(dá)爾文沒有辦法鉆進(jìn)環(huán)礁,直接測試他的想法。相反,回到英國后,他開始了一項(xiàng)大規(guī)模的研究,一種比較珊瑚礁學(xué)。這是他一次又一次在工作中部署的詳盡分析。他花了好幾個月的時間閱讀早期航行和仔細(xì)研究海圖的描述,根據(jù)珊瑚礁是環(huán)礁、堡礁還是靠近海岸的邊緣珊瑚礁進(jìn)行分類。他認(rèn)為這三種類型的珊瑚礁是連續(xù)體的一部分,認(rèn)為在海底沉降的地區(qū),珊瑚礁將從邊緣礁開始,發(fā)展成屏障礁,并作為環(huán)礁結(jié)束。在他的工作過程中,他匯編了有史以來第一張全球珊瑚礁地圖。

達(dá)爾文的珊瑚礁地圖首次發(fā)表在《珊瑚礁的結(jié)構(gòu)和分布》上。來源:劍橋大學(xué)圖書館


在這個計(jì)算機(jī)時代,你可以坐在辦公桌前,飛過任何你喜歡的環(huán)礁,甚至可以在某個遙遠(yuǎn)的小島的海灘上虛擬漫步,達(dá)爾文的地圖有一種辣眼睛的東西。地名過時了——澳大利亞被標(biāo)記為“新荷蘭”;夏威夷被標(biāo)記為“桑德威奇群島”;印度次大陸標(biāo)記為“欣杜斯坦”——這提醒人們他工作了多長時間。進(jìn)一步理解這一點(diǎn),當(dāng)時沒有人知道珊瑚生活在淺水中,因?yàn)樗鼈兲N(yùn)藏著需要陽光生長的共生單細(xì)胞生命形式;地球偉大時代的建立在未來還有一個多世紀(jì)。他書的附錄詳細(xì)介紹了他從哪里獲得信息,以及他如何決定每個珊瑚礁的性質(zhì)。語氣干燥多塵,可以治愈大多數(shù)失眠病例——“星巴克Isld(5 ?S.,156 ?W.);在拜倫勛爵的《金發(fā)女郎之旅》中被描述為由平坦的珊瑚巖組成,沒有樹木......”——但這部作品是不朽的,令人印象深刻。

然而,盡管他的推理清晰,證據(jù)也很大,但并不是每個人都相信。在生命的盡頭,達(dá)爾文對懷疑者感到沮喪,他希望“一些雙重富有的百萬富翁能想到在太平洋和印度[海洋]環(huán)礁上制造無聊的東西”。他認(rèn)為鉆孔深度達(dá)到500或600英尺(152-183米)就足夠了。如果事實(shí)證明他的想法是錯誤的,那么“我越早被敲打頭部,消滅得越多越好?!?/p>


在希望被證明是錯誤的,幾個月后,達(dá)爾文發(fā)表了他對蚯蚓的研究。當(dāng)時,這本書非常受歡迎,第一個月就賣出了3500冊。然而,今天,它很少被閱讀,經(jīng)常被認(rèn)為是一個生活即將結(jié)束的偉人的古怪事后想法。

但這不是事后的想法。誠然,達(dá)爾文幾十年來一直研究蚯蚓。1837年11月,在環(huán)游世界僅一年多后,他在倫敦地質(zhì)學(xué)會發(fā)表了一篇關(guān)于這些動物的簡短演講,幾年后,他發(fā)表了一篇關(guān)于它們的簡短論文。在本文中,達(dá)爾文描述了他和叔叔一起參觀過的幾個領(lǐng)域。幾年前(盡管沒有人確切記得是什么時候)的每個領(lǐng)域都覆蓋著一層表面材料,如煤渣。但是,在每種情況下,該層都神秘地消失了。當(dāng)達(dá)爾文在田野上挖洞時,他發(fā)現(xiàn)覆蓋的材料現(xiàn)在在地表以下的某個深度。他的叔叔推測,這是由于蚯蚓的活動。他叔叔建議,當(dāng)它們在土壤中挖洞時,蠕蟲就像慢動作犁一樣??偠灾?,這些觀察非常有趣,以至于當(dāng)時著名的地質(zhì)學(xué)家威廉·巴克蘭認(rèn)為達(dá)爾文已經(jīng)確定了“一種新的地質(zhì)力量”。

Down House,查爾斯·達(dá)爾文在肯特郡的家。J R Brown的木雕。來源:大英百科全書


隨著他們的家庭開始擴(kuò)張,達(dá)爾文和他的妻子決定搬出倫敦。因此,1842年8月,在他的《珊瑚礁書》出版幾個月后,達(dá)爾文一家在鄉(xiāng)下買了一棟房子;它附帶了一些土地。搬進(jìn)來后不久,他留出一些土地來測試他叔叔的假設(shè)。從一開始,這是一個長期項(xiàng)目:達(dá)爾文打算讓這個領(lǐng)域多年不受干擾。在他的科學(xué)中,就像在關(guān)于世界運(yùn)作的思考中一樣,他接受了漫長而緩慢的觀點(diǎn)。

蚯蚓通過食用土壤來挖洞;它們還啃食枯葉等有機(jī)物。為了排便,它們通常會浮出水面,正如達(dá)爾文所說,在那里他們噴射出被稱為鑄件的“小腸形堆”。根據(jù)他與叔叔的談話,達(dá)爾文懷疑蠕蟲正在耕種土壤,將細(xì)顆粒從地下深處帶到地表。

達(dá)爾文開始了實(shí)驗(yàn),看看蠕蟲是如何感知世界的。他們是有品味的生物嗎?

他認(rèn)為,由于這些反復(fù)的行動,土壤將慢慢翻過來混合。新的土壤將被提升,而地表上的物體將被泥土撒滿,隨著時間的推移,將逐漸被埋藏起來。為了衡量這樣的葬禮可能需要多長時間,1842年圣誕節(jié)前夕,達(dá)爾文在一邊的田野上鋪了一塊破碎的粉筆。29年后,他在田野上挖了一條戰(zhàn)壕。粉筆現(xiàn)在在土壤中形成一條線,在地表下約18厘米(7英寸)。據(jù)此,達(dá)爾文計(jì)算出,在接下來的幾年里,蠕蟲都用一層表土覆蓋地面,平均厚度為0.56厘米(0.22英寸)。1843年,一排石板也發(fā)生了類似的事情,他把它放在一邊,可以穿過花園草坪?!霸趲啄甑臅r間里,這條路被除草和掃蕩;但最終雜草和蠕蟲占了上風(fēng),園丁停止了掃蕩?!笔^逐漸消失在草地下。

從來沒有人滿足于任何證據(jù),達(dá)爾文并沒有止步于此。他再次從盡可能多的來源收集了大量材料來支持他的主張,并壓倒?jié)撛诘姆磳σ庖?。他開始了實(shí)驗(yàn),看看蠕蟲是如何感知世界的。他們是有品味的生物,有積極的偏好嗎?

是的,他們喜歡吃卷心菜葉,但不屑于百里香和鼠尾草。此外,樹葉不僅可以作為食物。達(dá)爾文觀察到,蚯蚓經(jīng)常在洞穴里排列樹葉,也許是為了“防止它們的身體與寒冷潮濕的泥土密切接觸”。他還匯編了其他人的大量意見,得到了他的四個兒子以及印度、澳大利亞、巴西和委內(nèi)瑞拉等不同地方的記者的幫助。

這項(xiàng)工作大多不吸引人,包括收集和稱重那些小腸形的排泄土壤。他的侄女露西·卡羅琳·韋奇伍德是幫助做出了最勇敢的努力之一。一年來,她幾乎每天從兩個指定的地塊收集和稱重蚯蚓鑄件,每個地塊的面積都不到一平方米。在生產(chǎn)力較低的地塊上,蠕蟲每年每平方米只養(yǎng)出不到2公斤的土壤,這聽起來并不多。但跨時空擴(kuò)大這些數(shù)字,結(jié)果就令人印象深刻。達(dá)爾文估計(jì),蠕蟲每年每公頃移動18.98噸至45.49噸(每年每英畝7.56至18.12噸),具體取決于它們居住地。他估計(jì),考慮到英格蘭和蘇格蘭對蠕蟲的友好地區(qū),蚯蚓將在一百萬年內(nèi)移動超過325萬億噸土壤。

如果蠕蟲埋葬粉筆碎片,達(dá)爾文估計(jì)它們也會埋葬掉落在地上的其他物品——硬幣、黃金首飾、古代工具。這也不是他們權(quán)力的終結(jié)。通過與花園里正在下沉的石板類比,他懷疑蠕蟲可能導(dǎo)致古代廢墟的埋葬。通過在下面挖洞,蠕蟲會導(dǎo)致建筑物沉降并沉入土壤;通過將土壤浮出水面,他認(rèn)為它們會逐漸導(dǎo)致廢墟被掩蓋。

想象一下1877年8月炎熱的一天。到目前為止,達(dá)爾文是一位老人,他留著長長的白胡子,這讓他看起來模糊地像《舊約》先知,或者正如他的一位悼詞家所寫的那樣,“一位古代哲學(xué)家”。他離家很遠(yuǎn),參加了薩里郡田野下發(fā)現(xiàn)的一座羅馬別墅廢墟的挖掘工作。

在別墅的中庭被挖掘和掃地后的幾個早上,達(dá)爾文跪下來檢查瓷磚地板——并發(fā)現(xiàn)蠕蟲留下的幾堆小堆土壤。事實(shí)證明,蠕蟲是通過瓷磚之間的小縫隙出現(xiàn)的。通過搶走新鮮的鑄件,達(dá)爾文甚至設(shè)法在撤退到洞穴中時讓幾只蠕蟲感到驚訝。根據(jù)他在現(xiàn)場的觀察,達(dá)爾文得出結(jié)論,蠕蟲一直是埋葬的主要媒介。他宣稱:“考古學(xué)家可能不知道他們?yōu)楸Wo(hù)許多古董而欠蠕蟲多少錢?!?/p>

達(dá)爾文將他的結(jié)果放在一起,表明蚯蚓有幾種重要影響。動物不僅通過將更深的材料帶到表面來混合土壤。通過咀嚼落葉,并將這些葉子拉入洞穴,他們還創(chuàng)造了新的土壤,并用營養(yǎng)堆肥豐富土壤。此外,當(dāng)蚯蚓在土壤中吃東西時,它們會將其磨成較小的顆粒,分解小石頭,并將土壤磨成更細(xì)的稠度。蚯蚓洞穴——在某些地方,深可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一米——也作為灌溉和充氣土壤的渠道,使植物更容易從根部輸送下來。

隨著時間的推移,這些活動改變了景觀。蠕蟲鑄件并不總是保持不變:雨、風(fēng)和重力共同移動蠕蟲起伏的一些土壤,傾向于將其送下坡。通過測量不同陡峭斜坡上風(fēng)雨前后的蠕蟲鑄造,達(dá)爾文表明,每年蠕蟲排泄的土壤中都有一部分向下坡。雖然從一年到下一年,這將是一個難以察覺的蠕變,但幾個世紀(jì)以來,它加起來。或者,正如達(dá)爾文所說:

當(dāng)我們看到一片廣闊的草皮覆蓋的廣闊地帶時,我們應(yīng)該記住,它的光滑度在很大程度上取決于它的美麗,主要是由于蠕蟲慢慢平整的所有不平等。在任何這種廣闊的廣闊地上,整個表面霉菌已經(jīng)過去,并將每隔幾年再次穿過蠕蟲的身體,這是一個奇妙的反映。犁是人類最古老和最有價值的發(fā)明之一;但早在他存在之前,這片土地實(shí)際上就經(jīng)常被犁地,并且仍然繼續(xù)被蚯蚓犁作。

蠕蟲可能看起來微不足道,但由于蠕蟲太多了,它們一點(diǎn)一點(diǎn)地塑造了世界的輪廓。

當(dāng)埃內(nèi)瓦塔克的珊瑚開始生長時,珠穆朗瑪峰在未來還有數(shù)百萬年

1882年達(dá)爾文去世十多年后,“一位雙重富有的百萬富翁”正式出現(xiàn),渴望發(fā)現(xiàn),在每個環(huán)礁的某個地方,你是否真的發(fā)現(xiàn)了一座火山的沉沒殘余。為了測試這個想法,1896年,這位百萬富翁打著倫敦皇家學(xué)會的幌子,派遣了一支探險隊(duì)前往南太平洋的富納富提環(huán)礁。經(jīng)過兩年的掙扎和錯誤的開場,該團(tuán)隊(duì)設(shè)法鉆到340米(1114英尺)的深度——這是一項(xiàng)了不起的成就,因?yàn)樗麄冋谑褂糜扇济赫羝麢C(jī)驅(qū)動的鉆頭。(所有價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過140噸的煤炭都必須運(yùn)入。)但是,盡管鉆得如此之深——實(shí)際上比達(dá)爾文建議的180米(600英尺)還要深——但他們只發(fā)現(xiàn)了珊瑚和其他珊瑚礁建筑生命形式的殘留物。20世紀(jì)30年代,日本人派遣了一支探險隊(duì)前往菲律賓海的北大島島,這個島曾經(jīng)被歐洲人稱為北博羅迪諾島。這支隊(duì)伍鉆到431米(1416英尺);但同樣,他們只發(fā)現(xiàn)了石灰石和貝殼。在這兩種情況下,珊瑚礁建設(shè)者顯然是在淺水區(qū)生長的,這一發(fā)現(xiàn)與沉降的想法是一致的;但達(dá)爾文假設(shè)的有力證據(jù)仍然難以捉摸。

以山姆大叔的邪惡形式,進(jìn)入一個新的、更富有的百萬富翁時代。

20世紀(jì)40年代和50年代,美國政府在馬紹爾群島測試了數(shù)十枚核武器,這是位于赤道以北一點(diǎn)的太平洋偏遠(yuǎn)地區(qū)的一系列環(huán)礁。這吸引了許多科學(xué)家——地質(zhì)學(xué)家、生物學(xué)家、海洋學(xué)家——來研究該地區(qū)。1952年,一組地質(zhì)學(xué)家深入埃內(nèi)瓦托克環(huán)礁。在1283米(4208英尺)處,他們擊中了玄武巖,火山巖。

這說明達(dá)爾文是對的。

在玄武巖上方的石灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)的化石表明,埃內(nèi)瓦托克環(huán)礁的珊瑚礁在5000多萬年前開始生長。那時,這個星球是另一個世界。大西洋比今天窄得多,南極洲的大部分地區(qū)都覆蓋著森林,喜馬拉雅山脈尚未起伏。奇怪的是,當(dāng)埃內(nèi)紐塔克的珊瑚首次開始生長時,珠穆朗瑪峰是當(dāng)今世界的最高峰,在未來還有數(shù)百萬年。

Enewetak(埃內(nèi)韋塔克 )珊瑚的生長不是持續(xù)的:有時海平面下降,要么環(huán)礁上升,使珊瑚暴露在空氣和雨中,殺死生命形式,并使海面上方的巖石被侵蝕。即便如此,今天,構(gòu)成環(huán)礁的石灰石和生命建造的巖石的體積估計(jì)超過1000立方公里,即250立方英里以上。在一個環(huán)礁上。這相當(dāng)于建造吉薩大金字塔40多萬次。這一點(diǎn),以及大金字塔本身主要是由生命形式建造的石灰石建造的。在這種情況下,不是珊瑚礁,而是由貨幣蟲(古無脊椎動物)貝殼的巨大堆積而成的巖石——在珊瑚首次在埃內(nèi)韋塔克島上生長后不久,這些單細(xì)胞生命形式就大量存在和死亡。

但如果達(dá)爾文對珊瑚的看法是對的,那么在一個基本方面,他對蠕蟲的看法是錯誤的。在書的結(jié)尾,他評論道:“人們可能會懷疑,是否還有許多其他動物像這些組織不善的生物一樣,在世界歷史上發(fā)揮了如此重要的作用?!比欢?,在這方面,他嚴(yán)重低估了其他生命形式帶來的變化的規(guī)模。

首先,達(dá)爾文描述的耕作過程不僅限于蚯蚓,不同的穴居動物在不同規(guī)模上都有影響。例如,螞蟻往往會產(chǎn)生最好的沙子或土壤顆粒。在柏林,你可以經(jīng)??吹靳Z卵石邊緣堆積著小堆積的細(xì)沙,如果你仔細(xì)看,你經(jīng)常會看到螞蟻在努力工作。雖然谷物通常一次只養(yǎng)幾個,但在一些地方,螞蟻非常豐富,它們每年每公頃會移動許多噸的土壤。在一項(xiàng)直接受達(dá)爾文關(guān)于蚯蚓——熱帶美洲螞蟻地質(zhì)工作(1910年)的研究啟發(fā)的研究中,作者約翰·卡斯珀·布蘭納估計(jì),巴西的螞蟻每年每公頃的土壤比英格蘭的蚯蚓移動量要多得多。與此同時,獾等大型穴居動物挖掘出巨大的土堆,創(chuàng)造了可以持續(xù)幾個世紀(jì)的小山丘,更不用說海貍、花栗鼠、地鼠、貓鼬、老鼠和鼴鼠的地球移動活動了,或者穴居鳥類和埋葬甲蟲的活動了。

而且它不僅僅是在陸地上。當(dāng)你走到海邊,穿過海灘或泥灘的那部分時,潮水高時被海浪覆蓋,但在潮低時暴露在外,你可能會看到小螃蟹,不比你的指甲大,一次挖掘一臂沙子。戴上潛水裝備,看看海浪下,你會發(fā)現(xiàn)各種各樣的動物在挖洞穴。

由于氧氣是活性物質(zhì),它的到來導(dǎo)致了新礦物質(zhì)的擴(kuò)散。地球開始生銹了

此外,穴居動物并不是唯一對行星產(chǎn)生重大影響的生命形式。遠(yuǎn)非它。在大約4億年前第一批樹木進(jìn)化之前,河流不太可能擁有蜿蜒曲折和牛弓以及其他使它們能夠涉水面的特征。植物也大大增加了泥漿。古代珊瑚礁和貝殼群不僅留下了一大堆石灰石的遺產(chǎn),還改變了山脈的形狀:隨著巖石的消失,石灰石相對具有延展性,因此,當(dāng)古老的珊瑚礁和貝殼成群在山鏈升起時被壓碎和煮熟時,石灰石的存在將影響山脈的折疊方式。石灰石越多,褶皺就越多。經(jīng)過處理的石灰石也經(jīng)常被壓碎并煮成大理石。許多世界上最偉大的雕塑和紀(jì)念碑都是用生命建造的巖石創(chuàng)造的,然后在建造山脈時被地球改造。如果你有機(jī)會去看米開朗基羅的大衛(wèi)雕像時,請記住,它是由破碎的生命巖石形成的大理石建造的,古羅馬的許多宏偉的建筑和結(jié)構(gòu)也是如此。

米開朗基羅的大衛(wèi)(1501-04)。來源:維基共享


此外,早在動物或植物進(jìn)化之前,地球就被細(xì)菌和古菌等更小的生命形式雕刻。(其中,細(xì)菌要廣為人知。這是因?yàn)楣啪钡?0世紀(jì)70年代才被發(fā)現(xiàn)。通過顯微鏡觀察,古菌表面上類似于細(xì)菌——兩者都很小,往往呈桿狀或球體等形狀。因此,直到分子工具的開發(fā),才發(fā)現(xiàn)這兩組是不同的)。

我不會列舉這些生命形式的所有影響,因?yàn)檫@需要太長時間。相反,我只舉兩個例子來說明它們的影響。首先,某些古菌物種負(fù)責(zé)甲烷的生物生成,甲烷是一種溫室氣體,可以溫暖氣候。其次,如果不提到藍(lán)藻,關(guān)于生命形式對地球的影響的對話都不會完整。在我看來,這些生命形式,以前被稱為藍(lán)綠藻,是地球歷史上最重要的生命形式。在它們進(jìn)化時,即23億多億年前,地球的空氣中沒有氧氣分子可言。相反,所有的氧原子都被綁在水和巖石中。藍(lán)藻進(jìn)化為利用太陽的輻射能將水分子分開,這個過程大約在地球歷史的一半將導(dǎo)致大氣中含有氧分子。

那時,大氣中的氧氣不足以支撐你或我。然而,它的外觀有幾種變革性的影響。由于氧氣是活性物質(zhì),它的到來導(dǎo)致了新礦物質(zhì)的擴(kuò)散。事實(shí)上,地球開始生銹了。與此同時,氧氣的出現(xiàn)導(dǎo)致了臭氧層的形成,保護(hù)地球表面免受太陽最有害射線的傷害。這一層的存在從根本上改變了陸地上生命形式隨后演變的環(huán)境。由于天空的顏色是大氣層構(gòu)成的結(jié)果,生命形式也伸出手,描繪了上面的天空。

我可以繼續(xù)。但是,與其列出生命形式帶來的所有變化,我寧愿以不同的方式呈現(xiàn)其影響,回到永生地球的想法,并描述如果沒有生命形式出現(xiàn)在這里,今天的行星會是什么樣子。

如果這個星球從未活過呢?如果這里沒有生物呼吸、游泳、挖洞或飛禽走獸呢?地球現(xiàn)在會有什么不同,它的歷史已經(jīng)超過45億年了?

起初,答案似乎很簡單:只需刪除生命形式。剝掉樹木、草和灌木叢。把苔蘚和地衣從巖石上刮下來。消滅動物,消滅蘑菇,消滅微生物。安靜鳥兒、青蛙、蟬。清空魚類、水母、章魚、鯨魚、螃蟹的海洋;掠動浮石和浮渣的池塘。然后,隨著所有生命形式的消失,你就完成了。對吧?

沒那么快。移除生命形式只是開始。要創(chuàng)造一個從未有生命的地球,你還必須帶走生命的碎屑——當(dāng)然,人類制造的所有東西,還有落葉、珍珠、蜘蛛網(wǎng)。你必須從風(fēng)中篩開花粉,并清空土壤中的孢子和種子。你必須從蝙蝠棲息的洞穴和海鳥筑巢的島嶼上挖出鳥糞。你必須填滿麻雀沐浴在灰塵中的壁球,并修復(fù)海底鯨魚生根覓食的坑。你必須夷平鼴鼠山、螞蟻巢和白蟻丘,并打破海貍的水壩。

一旦你處理了今天的生活,你就必須將注意力轉(zhuǎn)向過去。你必須清除化石——散落在這個星球上的大量骨頭和貝殼,廣闊的石化森林,古老的珊瑚礁。你必須抹去恐龍的足跡,填滿早已死去的蠕蟲的洞穴,并擦掉落花的印記。你必須去掉琥珀色,吸走油,鏟掉大山的煤。

你仍然不會完成。你必須撤銷生活帶來的轉(zhuǎn)變,這些轉(zhuǎn)變起初似乎與它無關(guān)。你必須扔掉所有的粉筆,大部分大理石,一些鉆石。許多類型的礦物——一半以上——也必須去除。你必須從空氣中吸走氧氣,并帶走臭氧層。你必須撲滅大火,清除木炭,并擦洗巖石上的煙灰。你必須從地面掃除表土,銳化山脈的邊緣,并拉直河流中的蜿蜒曲。

人類對生命-地球系統(tǒng)的影響比以往任何生命形式都要大

更推測的是,天空可能不是藍(lán)色的。月球可能與地球的距離不同,一天的長度可能不同。氣候會更熱,更干旱。

簡而言之,永生地球不會是今天的地球,只是沒有綠色。這將是截然不同的:一個外星星球。在那里被施魔法的人或其他動物會在瞬間被窒息的空氣和致命的輻射水平所征服。

它將是一個不僅沒有生命的星球,而且是致命的。

隨著越來越多的人涌入世界各地的城市,越來越多的人表示他們感到與大自然脫節(jié)。在我曾經(jīng)參加過的一個活動中,通過虛擬現(xiàn)實(shí)促進(jìn)與自然的“聯(lián)系”;個人獨(dú)自坐在室內(nèi),戴著口罩,脫離現(xiàn)實(shí),觀看身臨其境的電影。這活動的目的是為了慶祝一位世界著名生態(tài)學(xué)家的生日。因此,具有諷刺意味的是,綜上看,人類現(xiàn)在與自然的聯(lián)系比以往任何物種都多。

人類不是第一個改變地球的物種。但通過我們的活動,人類對生命-地球系統(tǒng)的影響比以往任何生命形式都大——而且影響積累得更快??斓枚唷N覀儗Φ厍虻挠绊懛秶乔八从械?,速度是前所未有的。

同樣,一個塑料袋不會變成垃圾場。但做一個達(dá)爾文,總結(jié)累積的影響,將人類制作的所有塑料袋加在一起,你會發(fā)現(xiàn)效果是戲劇性的。類似的總結(jié)也適用于飛機(jī)飛行和汽車旅行的影響,紙杯和塑料吸管,化肥的使用,或你想命名的人類活動的任何其他方面。但是,如果我們以我們影響的規(guī)模和速度來區(qū)分,我們也會以我們的意識來區(qū)分。據(jù)任何人所知,人類是唯一能夠研究世界并知道我們做什么的生命形式——這帶來了機(jī)會。也許,我們可以一起減少我們的影響,并發(fā)展一種新的行星護(hù)理精神。

我想以個人的筆記結(jié)束。思考生命和地球交織在一起的歷史改變了我看待世界的方式。它增強(qiáng)了我對所有生命形式的興趣,無論多么謙虛,也增強(qiáng)了我與空氣、水、巖石的聯(lián)系感。我發(fā)現(xiàn),想到我呼吸的空氣和我踩踏的巖石是由多年前生活和死亡的無數(shù)生命形式塑造的,這是雄偉的。對我來說,這種生命和地球的景色是辛酸、美麗和宏偉的。

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