互动科普

46亿年历史的地球，孕育并陪伴了至少38亿年之久的生命。生命的演化历程如同一株不断生长、枝繁叶茂的参天大树，它根植于地球远古的记忆中，绝大部分的树身都被历史的长河所淹没，现代生物学家能够看到的只不过是这株巨树露出水面的树梢。因此，我们要了解生命演化的真谛和历史全貌，就离不开对地球历史和环境的认识。

生命演化的实质就是生物与环境不断交织、协同演化的过程。从地球生命诞生的那一刻起，生物就一刻不停地改造着其赖以生存的地球环境，从肉眼看不见的细菌到曾经称霸一时的恐龙，再到如今似乎无所不能的人类，很难说谁才是生命世界真正的主宰。有研究表明，27亿年前的地球连天空都不是蓝色的，是蓝藻的出现逐渐改变了这一切，它们将大气中的甲烷等组分不断替换为氧气，带给了地球一个蔚蓝色的天空。22亿年前，蓝藻光合作用从大气中吸收了大量的二氧化碳，这导致地球变得越来越冷，直至进入了地球历史上第一个大冰期。

环境对生命演化的影响无疑是巨大的。地球环境对生物的影响可谓形形色色，可以是波涛汹涌，也可为涓涓细流。沧海桑田、海陆变迁，如同变幻的舞台，芸芸众生穿梭其间。大海的风云变幻，大陆的聚合离散，真可谓是“分久必合，合久必分”，伴随的是生物的“亲离子散”。置身如此的环境变故中，生命方显如此弱小。曾经还是南极洲、澳洲和非洲兄弟的印度板块，5000万年前在北征的途中和欧亚大陆相聚。没有这次历史的碰撞，我们今天将无法领略喜马拉雅最高峰的宏伟，更不会看到青藏高原生物独特的风景。

没有生命的地球尽管也不寂静，但有了生命，地球才从此变得生机勃勃，绚丽多姿。在地球生命38亿年的演化史中，细菌和藻类曾长时间占据统治地位。由于蓝藻在茫茫大海中繁忙地进行光合作用，导致大气中的氧气含量越来越多，终于有一天，大气中有了足够的氧气，生命才开始了复杂化的过程，变得充满了活力。地球生命在渡过了6亿～8亿年前被称为“雪球地球”的大冰期之后，迎来了新的生机。6亿年前有了多细胞的生物，5亿多年前的寒武纪出现了生命“大爆发”，开启了海洋动物的乐园和三叶虫的时代，然后是腕足动物的大发展，“鱼类的时代”也随之也登场。

到了4亿年前，植物开始了大规模的登陆，逐渐有了最原始的森林，植物的到来让陆地发生了天翻地覆的大变化，从一个毫无生机的荒凉世界变成了大海之外的第二个生命乐园，地球的表面第一次有了土壤和更加绚丽的色彩。紧接着，昆虫成为新一轮的“登陆者”，四足动物的登陆也接踵而至，从此地球变得更加热闹和喧嚣。

地球环境的剧变注定了生物的演化也不是一帆风顺的。地球历史上曾经发生过几次引人注目的大灭绝事件（其中最著名的恐怕是2.5亿年前的有史以来最大规模的生物灭绝，以及6600万年前那次恐龙等生物的灭绝），生物种类因此急剧减少，如同生命演化乐章中的一个个休止符。至于原因究竟是大规模的火山喷发还是小行星的撞击，抑或是海平面的快速下降，科学家们还在孜孜不倦地探索。

地球生命发源于海洋，而后登上陆地，最后才飞向天空。最早征服蓝天的生物是昆虫，3亿年前大自然造就了第一对翅膀；2亿年前翼龙学会了飞翔；1.5亿年前轮到了鸟类；再往后，大约4000万年前才是蝙蝠。昆虫、翼龙、鸟类和蝙蝠都是成功的飞行家，不过成功者的背后还有着许许多多的探索者，它们只是学会了滑翔或简单的飞行，其中有四只翅膀的恐龙，滑翔的蜥蜴、恐龙和哺乳类等。鸟类征服了无际的天空，才获得了发展的广阔空间，成为了6600万年来的空中主宰。

都说环境造人，从人类演化的角度来看确实如此。人区别于古猿的一大特征是两足行走。从四足到两足，对地面的依赖减少了一半，而手的解放，让人类获得了应对环境的利器。大约700万年前，我们的祖先失去了熟悉的森林，却赢得了更广阔的草原，这才开始了向现代人演化的征程。

人类文明的发展使得我们不得不认真思考生物与地球环境的和谐，人类未来的发展也必将与地球的演化交织在一起。

（本文发表于《科学世界》2015年第10期）