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如果把地球生命历史分成两段来写,你觉得该以拿个事件或里程为分界?

能够作为地球生命演化历史的节点事件很多,我梳理了一下其中我认为非常重要的几个,大家自己选里程碑事件吧。

一、25 亿年前蓝细菌出现

约 38 亿年前,出现了最早的生命,其中一种可能是厌氧光能自养型古菌。它可能是地球上第一批会使用阳光获得能量的生物,只不过那时候它们可能进行的是不生氧光合作用。可能在大约 25 亿年前(或者更早),出现了能够进行产氧光合作用的细菌——蓝细菌。

蓝细菌是一种对整个生物演化、对整个地球都起着及其重要作用的生物,可以说,它凭借一己之力将地球改造成如今的模样。

其最重要的一点改造就是氧气的大规模释放,差不多与蓝细菌出现时代同时,地球上的氧气含量突飞猛进。

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PAL 为现代大气圈含氧量

氧气的大规模释放带来三个方面的影响:第一个影响是改变了海洋的环境

之前的海洋可能是绿色的,因为海洋中有大量的二价铁离子。

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硫酸亚铁溶液,可能原来的海洋是原谅绿

但是氧气的释放,首先氧化了海洋中的二价铁,让铁离子变成了三价铁,三价铁难溶于水,于是沉淀下来,形成条带状的铁矿,这种铁矿是现在 80%的铁矿来源。这次事件被称为大氧化事件。

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红色的就是含铁条带

这种改变对于当时的海洋是怎样的我不知道,但是至少对于现代文明的影响是深刻的。

第二个是改善了地球大气的环境。

我们小时候大概都看过下面这个图,南极洲臭氧空洞

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臭氧空洞

臭氧怎么来的?氧气跑到大气层中被电离形成的,没有氧气的时候可没有臭氧层。

所以这一次大规模的释放氧气,让地球外层有了一个保护层,让紫外线大大减弱,从此生命可以在海洋表层和陆地表面活动了。

2、4.76 亿年前,植物登陆

最早的类似于植物的生物就是一些单细胞的藻类(比如我们之前提到过的蓝细菌),这些藻类拥有光合作用的能力,并利用它们光合作用的能力在数十亿年的时间中缓慢地改变地球,最终让地球成为了一个富含氧气的星球。

这些藻类在漫长的演化过程中从单细胞逐渐演化成了多细胞生物,其中的一种——绿藻与植物的关系最为接近:它们具有叶绿素和纤维素成分的细胞壁,并且能够通过光合作用合成淀粉等有机物。

有一种属于绿藻门的植物轮藻,还具有类似植物的“茎”和“叶”,这些特征让它们与植物非常接近。科学家们推测,现生植物可能都是绿藻演化出来的

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单细胞绿藻 图 / 维基百科
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轮藻标本 图 / 维基百科
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水中的轮藻 图 /Twitter

植物是怎么登上陆地的呢?可能是被海水冲上海岸的,这些被冲上海岸的藻类与同样到达陆地的真菌类一起会结合形成地衣,绿藻通过光合作用产生营养物质,而真菌则提供水和矿物质,同时提供保护并防止水分过渡蒸发,这两种生物共生的结果就是地衣可以在严峻的环境中生长,让这两种生物在贫瘠的史前地球陆地上艰难地生活下去。

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墙上的地衣 图 / 维基百科
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玄武岩上的地衣 图 / 维基百科

地衣是一种能够适应极度干旱条件的生物,在植物登陆之前的地球,除了河流和海洋周边,陆地上一片荒凉,那场面可能与火星地表很类似,只不过这个“火星”地表有大量的水。

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那时候的地球看起来可能类似于有水的火星,地表一片荒凉 图 /sci-news
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荒芜的火星地表 图 /NASA

这些早期登陆的物种开始对陆地进行改造,将地表的岩石破碎,这些物种死亡以后遗留下类的有机质也开始让地表肥沃起来。大约在 4.76 亿年前,苔藓植物就开始出现在陆地上了,科学家们现在发现了属于这一时代的植物孢子化石和植物碎片化石。

2.为什么说植物登陆很重要?

植物的出现,迅速地改变了地球陆地的环境,同时为动物的登陆创造了条件。

首先,植物的根系迅速破坏地表的岩石,这些岩石被破碎后产生了更大的表面积与大气和水进行化学反应,再一次大量消耗了空气中的二氧化碳(化学式请参见事件五),地球上的二氧化碳含量再一次开始下降;

其次,植物死亡以后它们的遗体又覆盖在这些被风化的岩石碎片上面,有机物与无机物的混合形成了肥沃的土壤,这些肥沃的土壤给其他微生物和新的植物提供了养分,这是一种正循环,植物→土壤→更多的植物→更多的土壤······在这种正循环下,植物迅速向全球的海滨蔓延扩散,就这样,地球的陆地上最初形成一圈海滨的绿带,澳大利亚的地图可能会给大家一些想象的启示。

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澳大利亚的特征就是沿海一片绿,内陆全是荒地

当植物适应了淡水环境后,迅速沿着河流蔓延,绿色此时延伸到了内陆地带,但是只是沿着河流的一个条带;随后,植物们适应了陆地的纯干旱繁殖环境,于是最终占领了整个地球,让地球一片绿。

不知道大家有没有玩星际争霸的,星际争霸里面有一个虫族,必须要在被菌毯覆盖的土地上才能建造建筑,产生虫族士兵,地球上的这第一批植物就好像菌毯一样,它们迅速扩张产生土壤,土壤的产生才得以让更多的生物登上陆地生活。

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星际争霸中的菌毯

最后,植物登陆后,首先到达的地方是海滨和河滨地带,在这些地带的湿地中开始生长,湿地上的植物产生的有机物对于海洋中的植食性生物来讲是一种很大的诱惑,这种诱惑“勾引”着动物们随着植物的脚步开始登陆,先是海滨,其次就是淡水环境,而后是陆地环境···所以, 从这一点说,植物登陆是动物登陆的先决条件。

3、4.35 亿年前,颌开始出现

对于整个动物演化历史来说,颌的起源与演化绝对是一件开天辟地的大事件。

我这么说可能有点让没有背景知识的人有点摸不到头脑。看到我这段文字的时候,如果无法理解颌的重大意义,那么请各位读者们尝试着往自己嘴巴里面丢一点东西咀嚼一下然后吃下去。

想想你刚刚吃东西的时候发生了什么事情?你的下巴在动!这就是下颌骨,下颌骨与颅骨之间是分离的,经过肌肉的控制能够自由开闭,这能够让我们自由咀嚼和进食。

试想一下,如果我们不存在下颌骨会发生什么事情?有没有老司机玩过口球的?嘴巴里面塞了个口球之后无法闭合也无法咀嚼,如果把口球换成是一个圆环套在嘴巴里面,我们就能够体验到我们那些 5 亿年前的鱼类老祖先的生活方式了:它们没有下颌骨,因而嘴巴无法闭合,所以也就没办法通过咀嚼进食,只能张大嘴巴通过过滤水中或者是泥沙中的微小有机物来获得食物。

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海口鱼想象图,注意它们的嘴巴,这些鱼个头微小,只有 2-3 厘米,以滤食为生 图 /deviantart @zeebow14

这些鱼类没有颌的原因是他们体内存在一个被称为鼻垂体复合体的原始结构,这个结构占据了空间,让下颌骨没有机会发育出来(PS:这是超简化的说法,方便无基础的人看懂,钢筋勿扰) 。这些没有下颌无法咀嚼的原始鱼类有一些演化到了现在,我们称之为圆口纲,比如七鳃鳗,其中部分种现在以寄生吸血为生。

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现存的无颌鱼——七鳃鳗,注意这张圆口,它们依靠这个大嘴巴贴附在鱼类身上寄生吸血 图 /nps.gov
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寄生的七鳃鳗 图 /wikipedia

在无颌的情况下,靠滤食进食方式获取能量的效率低下,鱼祖宗们那时候的生态地位就有点类似于垃圾佬,处于整个生态系统的底层。这种低能量的进食也导致它们的运动能力堪忧,只能在海底慢悠悠地活动。为了躲避那时候的海洋霸主——节肢动物们的捕猎,它们不得不长出厚重的盔甲来,因此我们发现的这一时期的鱼大多长这样:

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图 / 见水印
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图 / 见水印
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图 / N. Tamura

这些鱼可以被统称为“甲胄鱼类”。到了大约 4.35 亿年左右的时候,在这些甲胄鱼类的鼻垂体复合体的结构发生了变化,占据的空间变小,让下颌骨有机会演化出来。这种分化意味着脊椎动物的颌骨即将能够上下开合,变成我们如今咀嚼所必须的嘴巴。这种鱼的化石在 2011 年由中国科学家们在浙江发现,并将其命名为浙江曙鱼,意思是“有颌动物的黎明”。

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曙鱼化石 图 / 中国古动物馆
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曙鱼复原图,注意,它没有颌,它是无颌到有颌的过渡 图 /GAI Zhi-kun

在此之后,有颌鱼类迅速演化出来。能够开合的嘴巴成为了它们的有利武器,鱼类从此迅速崛起,成为海洋的主宰,并很快登上陆地,依演化成为我们所熟知的各种史前巨兽,以及我们自己。

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鱼类有颌之后很快成为海洋霸主,这是邓氏鱼化石,不用放复原图大家就能想象到它有多凶残了 图 /wikipedia
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大家喜闻乐见的恐龙,血盆大嘴是所有恐龙图片必备的元素了 图 /scitechdaily

4、3.7 亿年前,鱼类登陆

到 3.7 亿年前左右的时候,鱼类们演化出颌来已经又过去了 5000 万年左右。这些长出来的下颌成为了鱼类有力的武器,它们利用能够开闭的嘴巴进行狩猎,获取了远超以往底栖滤食时候的能量。

充沛的能量摄入让它们终于翻身农奴把歌唱,一下子把过去 1 亿多年间骑在它们头顶作威作福的节肢动物和软体动物们都干翻在地,一跃成为了泥盆纪海洋中的霸主。海洋中从此开始游荡着各种各样的鱼类,泥盆纪也成为了一个鱼类的世界。

要是选取当时它们中最成功的那一支,可能很多人都会投票给邓氏鱼。这种肉食性鱼类体型最大能到 9 米,其头部由厚重的甲壳包裹,甲壳在嘴部演化出锐利的边缘,形成类似嘴喙的结构,能够轻易咬碎各种节肢动物和软体动物的外骨骼,是当时海洋中最大型的掠食者。

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邓氏鱼的体型与人类体型对比 图 /sebmeyerart.com

除了邓氏鱼外,从鱼类中还很快演化出一些长有肉鳍的鱼类,这些鱼被称为肉鳍鱼。肉鳍鱼最大的特点就是它们的鳍变成了肉肢状,在肉肢内部开始出现支撑性的骨骼。目前发现比较早的肉鳍鱼是生活在 4 亿年前左右的爪齿鱼。

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爪齿鱼 图 /wikipedia

可能有些人会认为这些肉鳍的出现是鱼类主动适应陆地环境,为了爬上陆地才演化出来的。但是有些科学家们认为并不是这样,这种肉状鳍的出现只是生物演化过程中多样性变异的一种:在演变过程中,有些完全生活在深海的鱼逐渐演化出了肉鳍,这些肉鳍最初并没有让它们的生存率下降,于是就一直保存了下来。随后,有一些肉鳍鱼逐渐开始向浅海环境进发,在这个过程中,肉鳍可能让它们在海底爬行更有优势,于是这些肉鳍鱼就开始适应海底爬行的生活。

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掌鳍鱼,适合海洋生活的肉鳍鱼 图 /landbeforetime.com
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掌鳍鱼内部骨骼状态,它们肉鳍的骨骼与现代的辐鳍鱼有很大区别 [25]

随着它们继续演化,其中一些海底爬行的肉鳍鱼开始从海水中进入河流中生活,并很快适应了河流、湖泊等淡水环境,而另外一些则依旧在海洋中生活,不过也开始从浅海试图登陆到陆地上。

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潘氏鱼,个头可达 1.5 米,长有肉鳍,能爬上陆地 图 /DK findout
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潘氏鱼内部骨骼 [25]

我们现在在全世界各地的地层中都发现了不少这些泥盆纪晚期的四足动物们——说它们是四足动物,是因为它们确实是长了四条腿,但是由于它们的身体结构明显更加适应水底游动,而且也没有明显了两栖动物特征,科学家们断定这些动物绝大部分时间都生活在水中,可能只是极少的情况下才登陆到陆地上。因此,科学家们虽然给它们起了诸如鱼石螈、棘螈、澳洲螈、图拉螈等名称,但是它们依然是一种鱼!只不过是从鱼向两栖动物过渡的鱼。

这些现在发现的泥盆纪四足动物化石个头都不小,比如鱼石螈,个头在 0.7-1.2 米左右,对于这些生物而言,登陆实际上是一件非常困难的事情,不仅仅是要从水中呼吸转变为空气中国呼吸,而且更重要的是重力的变化。在水中的时候,由于有浮力,所以其骨骼密度和肌肉的强度都不需要非常大,但是一旦登陆之后,没有了浮力的抵消,所有的重力都压在了身上,骨骼密度和肌肉都要加强,就连内脏也会下垂,因此也需要有更加强大的内部结构才能支撑它们长久在陆地的活动。

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鱼石螈复原想象图,可以看到身体臃肿,四肢短小,依然是适合水中生活的模样 图 /animals.fandom.com
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棘螈,身上同时具备了鱼和两栖类的特征 图 /Brian Choo

正因为面对如此大的问题,人们一直在推测它们登陆的原因。在经典的解释中,由于泥盆纪气候炎热,河流、湖泊等经常干旱,所以这些肉鳍鱼不得不不断迁徙,寻找未干涸的水域。在迁徙中,它们不可避免的要在陆地上爬行前进,于是最终它们也开始适应陆地上的生活,变成了原始的两栖类动物(如现代的青蛙、蝾螈等)。

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泥盆纪气候炎热,水塘中水体经常干旱 图 /Zdeněk-Burian

但是最近有科学家认为,驱使这些肉鳍鱼登陆的因素是食物。在泥盆纪末期的时候,森林已经在陆地上广泛分布了,节肢动物也早已登上了陆地,这些植物和节肢动物都让陆地成为一个富含食物的天堂。于是肉鳍鱼们开始偶尔登陆捕食,随着时间的流逝,它们越来越适应陆地生活,开始从鱼类变成两栖类。

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泥盆纪概念图 图 / 见水印

不过不管怎么样,这些登陆的鱼类即将打开一个新世界的大门,属于脊椎动物的时代到来了。

5、2.05 亿年前,哺乳动物出现

如果一路向前追溯,哺乳动物的起源可以一直追溯到石炭纪时期的盘龙目生物,从盘龙目生物中演化出了兽孔目,兽孔目中的犬齿兽类被认为是最早显示出哺乳动物特征的生物,犬齿兽最早出现在晚二叠纪,比如原犬鳄龙属。

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早期盘龙目基龙属 wikipedia
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名字很霸气,复原图很呆萌的原犬鳄龙属 图 /wikipedia

在二叠纪末期的生物大灭绝之后,盘龙目消失了,犬齿兽中的大部分也灭绝了,但是其中的少数几个支系却存活了下来,一直坚持到三叠纪时期地球环境好转起来。可能由于二叠 - 三叠之交的大灭绝中生存压力过大的影响,这些犬齿兽身上出现了更多的哺乳类特征,比如三尖叉齿兽的脊椎骨显示出更适宜快速奔跑的特性,以及更适宜站立或者是直立的特征,这让它们与运动缓慢的爬行类分离了开来。大家应该都对那个急支糖浆的 SB 广告非常有印象,想象那个猎豹是怎么跑动的?它的四肢直接位于脊椎下方,膝关节是直立的,跑动的时候是脊椎上下摆动,这提供了强大的运动能力。与之相比,鳄鱼的膝关节则是弯曲的,上臂与地面平行,靠下臂支撑身体,它们运动的时候脊椎左右摆动。这种结构让鳄鱼运动能力远不及猎豹。

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三尖叉齿兽 图 / 见水印
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莫名其妙追着急支糖浆的猎豹是这样跑的
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鳄鱼的运动与站立与猎豹完全不同

随后在三叠纪的演化中,从三尖叉齿兽中演化出真犬齿兽类,这些真犬齿兽类的听觉系统、摄食系统都相对爬行动物更加发达,这给了它们强大的反应能力和运动能力。比如它们的牙齿,真犬齿兽类的牙齿相对于原始爬行动物产生了分化,比如我们人类的牙齿中分为犬齿、门齿、臼齿等,每一种牙齿都有不同的功能,这给予它们更高的进食效率;此外,它们的牙齿替换速率也变得缓慢起来,这种变化是有好处的,比如我们人类的牙齿只有乳齿向恒齿这一次替换,这样上下牙的咬合面可以精准匹配,而爬行动物持续性的牙齿替换则无法形成精准咬合。

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属于真犬齿兽的奇尼瓜齿兽 图 /wikipedia

这些真犬齿兽们继续演化,可能在大约 2.25 亿年前就演化出了最早的哺乳动物:隐王兽,不过隐王兽只发现了一个头颅骨骼,因此只能通过颅骨的特征判断其很有可能属于哺乳动物。

真正有完好的化石保存的早期哺乳动物是摩根齿兽类,最早的摩根齿兽化石发现于 2.05 亿年前的地层中,从其骨骼化石的分析来看,它们个头比较小,而且生长繁殖快速,代谢率较高,可能靠食虫为生,而且是夜行性的!

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隐王兽 图 / 见水印

除了摩根齿兽之外,早期的哺乳动物还包括中国尖齿兽和大带齿兽,这些生物的出现时间都在 2 亿年前左右,比如中国尖齿兽,发现于 1.95 亿年前的早侏罗纪地层中,而大带齿兽则出现在 2 亿年前的地层中。正因为隐王兽化石不全,而其他早期哺乳类基本上都出现在 2 亿年左右,因此我将哺乳类出现的时间写在了 2.05 亿年前。

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中国尖齿兽 图 /wikipedia

在随后的三叠纪末期生物大灭绝中,这些个体普遍比较小的哺乳动物们跟恐龙们一起熬到了侏罗纪时期,开始了它们波澜壮阔的新征程。

6、1.99 亿年前,有花植物(被子植物)出现

在 2 亿年前左右经历过三叠纪末期生物大灭绝之后,地球上的生物们再一次面临大洗牌,许多旧的物种消失了,新的物种开始崛起,其中就有大名鼎鼎的恐龙。不过我们本节的主角不是恐龙,而是花!而且,可能从某些意义上来说,花以及开花植物在整个地球演化历史上的重要性要比恐龙重要的多。

如果我们能够回到 2 亿年前侏罗纪早期或者是的森林中,我们将会看到那时候的森林与如今的森林既相似,也有不同。说它们相似,是因为那时候的森林,大型木本植物主要由松柏类植物构成,在某些地方可能则是大规模的银杏树林,这些植物一直到现代都还在繁盛的生长,我们能够在许多地方都看到由这些树木构成的树林。不过如果仔细看,就会发现不同之处:那时候的森林中极少能够看到花!当然也就看不到采蜜的蜜蜂和在花朵边飞舞的蝴蝶了!

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侏罗纪早期,或者是更早一些的森林中,有树有草也有恐龙,但是可能没有花,或者极难见到花 图 /shutterstock

有花植物都属于被子植物,而松柏类植物则属于裸子植物,这是两类完全不同的植物类型,按照我们如今初高中生物学上的说法,被子植物是目前植物界中最高等的类群,也是进化程度最高、物种多样性最高的类群。要是从对我们人类的重要性来看,我们目前的农业几乎全部仰仗被子植物,其中禾本科是最重要的一科,稻米、玉米、小麦、大麦、燕麦、甘蔗、高粱等是养活了我们全人类的主食;而豆科、茄科、葫芦科、十字花科、芸香科、蔷薇科等则为我们提供了油料、蔬菜和水果;其他的一些开花植物,则为我们提供纸张、纤维(棉花、麻等)、药物等原材料。

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水稻的花 图 /flickr
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冬小麦的花 图 /wikicommons

所以实际上,这些开花植物的演化无论是从生物演化的角度还是从对我们人类的重要性上来看,都是意义极为重大的。这些开花植物是什么时候出现的?这个问题科学家们研究了上百年,最近的主流认为这些植物至少在早侏罗纪就已经出现了。

科学家们目前发现的时代最早的被子植物化石被称为施氏果,最早的施氏果化石在 1833 年发现于德国,随后上个世纪 80 年代在中国也采集到了这种植物的化石,不过一直到 2007 年才有科学家意识到这可能是一种被子植物,这种植物中,成对的花呈串生长在一个花序轴上,花瓣包围着具有两个腔室的子房,胚珠在子房壁上保留了清晰的印痕,毫无疑问,这是典型的被子植物的模样。

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施氏花化石及复原图,最右侧为结构可能与之相似的白鹤芋 图 /gmpao.org

这种化石在德国的采集地是三叠纪 - 侏罗纪的界限附近,也就是说可能是 2.0-1.9 亿年前左右,不过没有更加具体的定年数据,而在中国发现的化石则在中侏罗纪,其精确的年代大约为 1.6 亿年前。此后,中国的科学家们在中国辽宁发现了更多的被子植物化石,比如中华星学花、潘氏真花、渤大侏罗草、道虎沟雨含果等[29-30],这些多样化的花的化石告诉我们,至少在 1.6 亿年前的中侏罗纪,开花的被子植物们就已经出现,并已经在森林中繁盛生长了。

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潘氏真花 图 /livescience

此外,还有科学家在三叠纪的地层中发现了一些与被子植物花粉极为相似,甚至无法区分的花粉,因此他们也认为被子植物在三叠纪就已经出现了;另外,还有一些科学家从分子钟和系统分析的方面进行估算,得出的结果也认为被子植物出现的时间可能在三叠纪时期就出现了。考虑到以上几点,我将被子植物的故事放在了 1.99 亿年这个时间点上。

7、700 万年前,人类出现

最早的灵长类在大约 5500 万年前就已经出现了,目前很多科学家认为这种灵长类就是出产于湖北松滋的阿喀琉斯基猴,是人类和各种猿猴最近的共同祖先。这个小东西体长只有 7 厘米,体重只有 30 克左右,可能是一种树栖、食虫的小动物。

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阿喀琉斯基猴 图 / 中科院 - 倪喜军

这些灵长类随后经过数千万年的演化,从中分离出各种猿类和猴类,这些猿猴们自由生活在全世界各地,尤其以非洲为盛,其中就有我们与黑猩猩的共同祖先。到了大约 700 万年前,我们的祖先开始与黑猩猩分道扬镳了:它们开始变成两足站立行走的动物,同时脑容量也开始增大。这两个变化让它们与黑猩猩区别开来,站立行走释放了它们的双手,增大的脑容量则让它们能够制作和使用工具,并提高了学习能力——人亚族动物出现了。2002 年,科学家们在中非乍得共和国发现了距今 600~700 万年的乍得沙赫人,这是迄今为止世界上发现的最古老的人,解剖学的证据表明沙赫人可能就处在人亚族和黑猩猩亚族分叉的位置,因此有科学家认为沙赫人是人亚族与黑猩猩亚族分离后人属这一支最早的生物。

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乍得沙赫人复原模型 图 /flickr Tim Evanson

为什么人亚族动物与黑猩猩亚族动物会分离呢?一个经典的理论就是“裂谷学说”。科学家们在研究古气候的时候发现,非洲中部在 1500 万年前降水充分,森林茂密,其中就生活有人和猿的共同祖先。到了大约 800 万年前,由于地质活动,沿着红海、埃塞俄比亚、肯尼亚、坦桑尼亚一线裂开成为大裂谷,这就是我们如今所见到的东非大裂谷。在这个过程中,在东非大裂谷的西部边缘形成了一系列的山脉,这些山脉改变了原本的大气环流。裂谷西部手大西洋的影响仍然维持着原本湿润多雨的气候,而裂谷东部则因为山脉的阻挡和其他因素的影响,气候开始变得干燥,植被也逐渐从森林演变为稀树草原,然后又缓慢变为草原。在这个气候变化的过程中,分布在西部的人猿共祖仍生活在树上,成为今天的黑猩猩和大猩猩,但是分布在东部的人猿共祖则为了适应稀树草原和草原的环境,而学会了下地行走,这就是人类的祖先。

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裂谷学说中,居住在稀树草原上的时候,需要时刻站立身体才能看到草丛中的猛兽,这是驱动人类祖先站立起来的一个主要原因 图 /pixels.com

当然这个理论其实也受到了很多质疑,不过受限于本回答篇幅我们先介绍这一个。

在这些古老的人亚族动物出现之后,从人亚族中出现一系列向现代人(智人)过渡的物种。一部分科学家将其划分为不同的演化阶段:人猿过渡阶段、南方古猿阶段、能人阶段、直立人阶段、古老型智人阶段、海德堡人阶段、智人阶段。

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人类演化阶段

8、1945 年,人类第一次核试验

从大约 700 万年前人类与猿类分离开始,地球上最重要的事件就只有一件了——人类文明的发展。

如果选择一个事件作为我们人类文明的标志的话,我会选择 1945 年人类历史上第一次核试验。选择这个事件并不是因为它是人人谈之色变的巨大威胁,而是因为它是我们不断认识世界改变世界的象征

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人类历史上第一次核试验“三位一体”引爆数十秒后的影像 图 /wikipedia

其实我们人类文明发展的过程就是我们认识世界和改造世界的过程:数百万年前,我们人类只不过是对世界一无所知的野兽而已,所有的行为都靠着本能驱使,但是利用石头敲开坚果可能让这些野兽祖先们第一次开始思考:什么形状的石器才是好用的石器?选择什么样的岩石才能制作好用的石器?这种制作石器的思考和制作石器的技艺正是文明诞生的关键。

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对于这些不规则的简陋石块的有意识的制造,可能是我们人类文明诞生的关键。图中是 230 万年前的石核 图 /Smithsonian Institution

制造石器的时候要有意识的探索未知区域,选取不同的岩石,这需要去主动辨识岩石和探索不同的岩石材质,这是认识世界的开始;制造石器之前需要进行虚构性的设想,这个石器应该怎么打制,哪里需要有棱角,哪里需要更圆滑,它的大小应该是多少?这需要想象的能力,这种想象的能力不仅仅让我们能够制造石器,还让我们诞生了美的概念——从此时起,这些野兽们就能称之为文明人(我们)了。

对美的追求,让我们从简单的岩石壁画发展出复杂的文字。文字的出现让我们的经验积累摆脱了简单的言传身教,而是能够一代代不断积累;有意识的探索世界,让我们发现了能够种植的粮食,从而迈入农耕时代,为了种植这些粮食养活更多人口,我们开始定居到肥沃的平原,但也正因为农田无法搬走,我们不得不与灾害和天气作斗争,集中起来建设大规模的水利工程,在这个过程中诞生了国家。

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良渚古城就是古代建设水利工程,发展农业文明的典范 图 /In Zhejiang

最早的时候,我们只是误打误撞掌握了某些自然现象,并利用这些现象改善我们的生活。比如冶炼青铜器,可能只是源自于想要把绿色的铜矿石放在火中烧成绿色颜料粉末的尝试,但却出乎意料地出现了金属铜,我们的老祖宗们不知道为什么会这样,只知道不同的矿石放到火中烧,就有可能冶炼出金属来。这并不妨碍他们由此制作出金属工具,让我们的文明大跨步向前。同时,为了冶炼金属得找矿、开挖矿井……这些技术就好像一个个连环套,有了一个需求,就会探索更多的未知领域,积累更多的知识

到了近代,老祖宗们的经验一代代积累下来,我们开始从繁杂的表象中归纳出概括性的规则来,这些规则就是我们所学到的物理、化学和数学知识,这些规则向我们解释了世界的运行规律,我们也开始利用这些规律更大规模地改造世界,创造更好的生活。比如我们知道金属的冶炼实际上就是利用还原性物质在高温下将金属原子与氧原子分离,由此我们可以更有效率地冶炼金属,搭建近现代文明社会的钢铁骨架。

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2019 年全球粗钢产量 18.7 亿吨,都来源于先进的炼钢高炉 图 /GETTY IMAGE

再比如雨水的形成,来源于太阳加热水体,使得水蒸气蒸腾上天,飞上天的水蒸气遇冷凝结降落就形成了雨水。风的形成也与之类似,太阳在地表照射不均匀,导致热量分布有差异,这就造成了空气的流动。由此,我们已经能利用这些规律进行天气预报和局部改变天气了(人工降雨)。

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利用卫星对云层、温度、水汽等数据的追踪,能够帮我们预测未来的天气 ,这背后的原理其实就是水的蒸发和冷凝

而第一次核试验不仅象征着我们对世界的认识相比于以往大大加深,而且也代表了我们已经有能力探索世界的本质——原子。将一切纷乱的表象抽丝剥茧之后,只剩下最简单的理论:我们的世界由中子、质子和电子构成,中子和质子构成了原子核,电子围绕着原子核运动,共同组合形成了原子。原子中质子数和电子数的不同,就形成了不同的元素,元素们相互组合就形成了各种分子,由这些分子相互组合,就构建出了整个世界。这个世界,归根结底就是一大团电子、中子和质子,万事万物的运转规律都能在它们身上找到答案。或许当有一天我们彻底掌握了这些微观粒子的规律,我们就能迈出地球文明的范畴,进入恒星系文明,或者是银河系文明的程度。

当然,第一次核试验也意味着我们对世界的改造能力上升到了一个前所未有的高度——我们可能是地球诞生以来,第一个能在全球范围内快速改变地球环境的物种。无论是我们面临着的全球变暖的威胁,还是(日本福岛核电站)核(污水排泄)污染遍布海洋的威胁,这其实都是我们科技发展程度的一个反应。我们现在对地球的影响如此之大,已经大大超过了自然变化对地球的影响,以至于科学家们已经同意,认定地球已经进入一个新的地质时代——“人类世”。

而“人类世”的起点,很多科学家就认定为 1945 年的第一次核试验。我们人类整个的演化历程就好像一个指数图形,在前期发展缓慢,影响低微,无论是从 700 万年来的人类演化历程来看,还是从 1 万年来人类文明的发展来看都是如此,但是量变最终产生质变,当我们的发展超过某一个临界点之后,就如同爆炸一样大大加速,而1945 年的第一次核试验,无疑可以看作就是这个临界点。超过这个临界点之后,人口的爆发、工业化对自然资源的消耗和对地球的改造都与之前不可同日而语了。这也是我选择这一年作为人类文明影响的原因。


当然,除了以上的事件之外,其实五次生物大灭绝可能都能算是重大的事件,因为如果没有发生生物大灭绝,整个历史线可能又会走向另外一个方向了。

所以,从我个人的角度来看,很难把地球截然两分,地球的演化就是一个环环相扣的故事,没有前面的铺垫,自然就不会有后面的发展。从我们人类的角度来看,当然可以说核爆炸是一个将地球故事前后两分的临界点,但是若是从地球本身来讲,每一次突破都可以算作是一个将地球分为两个部分的重大进程。

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