分享 http://blog.sciencenet.cn/u/chnweiwang 追根溯源,需要一颗执着好奇的少年心

博文

假如人类不曾在地球上出现 精选

已有 6027 次阅读 2014-5-24 15:53 |系统分类:科研笔记

假如人类不曾在地球上出现

If we had never existed


充满智慧的人类是地球40多亿年以来最具优势的生物。尤其是近1万年里,进入现代人类期的人口数量从数百万猛增至70多亿,人类赖以生存的城市、农田和牧场侵占了地球陆地超过1/3的面积。

据估计,人类现在霸占了地球40%的生产力。喧嚣的人类活动造成的直接后果包括草原退化、森林减少、耕地增加、污染排放、物种入侵、生物绝灭、生态失衡……现在,让我们假想一下,如果地球上不曾出现过人类,那么今天的地球将是什么样子呢?

 

地球孕育出成千上万的物种

我们生活的地球是一个生物多样性极大丰富的星球。目前已发现并分类的生物物种超过120万种,据保守估计地球上现存生物可能达870多万种(PLoS Biol., 2011, 9:e1001127)。如果算上地球上曾经出现过的物种,那么这个数字将远不止这些。无论是陆地、海洋,还是天空,都遍布着形形色色、各式各样的生命踪迹。这些生命形式在地球上构建了一个绿色的大生态,它们生存、繁衍、生生不息。

在这些地球生物里,目前统治着这个星球的是人类。人类之所以能够享有目前这么“尊贵”的地位,可以说是得益于地球环境的变化和一系列天文学、地质学和生物学事件的发生。蓝细菌的光合作用向地球大气层释放大量氧气,使得早期单细胞地球生命演化产生多细胞真核生物;陨石撞击、火山喷发、冰期发生及其引起的气候变化,使得对气候适应能力不同的生物此消彼长,甚至引起大规模生物灭绝事件。例如,发生于6500万年前白垩纪-第三纪之交的大灭绝事件中,物种的灭绝率高达约85%,而诸多证据显示这次事件的诱因正是陨石或彗星对地球的撞击。这次撞击将地球曾经的霸主——恐龙赶下了历史舞台。在之后群雄争霸的数千万年漫长岁月里,逐渐学会使用工具的人类粉墨登场,成为地球新的统治者。

地球孕育和改变着众多生命,反过来地球上的生命也无时无刻不在改造着地球。例如,光合细菌产生的氧气不仅改变着地球大气的成分,同时也影响着岩石圈的组成和运动。而在晚期智人出现之后,对地球环境的最大改造,无疑来自地球的统治者——人类。人类为了满足自身日益提高的生活起居要求,对各种资源进行恣意掠夺。森林在减少,耕地在增加;河川被截流,道路在延伸;矿产在消失,房屋在隆起……整个地球看起来生机勃勃,实则满目疮痍。

 

时光倒流回到人类出现早期

我们不禁要想,假如不曾出现过人类,地球又是怎样一番光景?让我们将地球环境的演变过程想象成一幅幅电影画面,来玩一场倒带游戏。随着时光的倒流,昔日的地球一幕幕重现。每一分钟,相当于10个足球场那么大的森林和林地被恢复;过了一年,略大于3个北京市的一片区域重新被树木覆盖;就这样,大约只需要150年,地球曾经失去的森林便可恢复大半;与此同时,绵延的钢筋混泥土城市如潮汐般退去。大都会萎缩成城镇,城镇退化成村庄,直至重现未开化的葱茏;河流不再受到羁绊,海底不见了沉船和电缆,臭氧层也得以恢复;地球上曾经生活过的约1080亿人在地表留下的遗迹被逐一抹去,煤、石油、天然气等化石燃料以及各种珍贵的宝石和矿产重新回到地层中,亿万吨污染物(包括二氧化碳和二氧化硫)从大气中抽离……

最终,我们停止在距今12.5万年之前。那时,地球正处于一个被称作伊缅期的间冰期。它夹在两段漫长的冰川期之间,时间跨度为1.5万年左右。对南极深层冰芯的氧同位素分析表明,那是一个气候温润的时代,比现在还要暖和一些。全世界分布着一些大型动物,如海洋中的鲸、北极地区身披长毛的猛犸、欧洲的大型猫科动物、美洲的马,还有野牛、狼等群居动物等。那时候,人类还没有对地球产生太大的影响。最初的人类可能出现于700500万年前的非洲。而大约20万年前出现在东非的早期智人在经历了先前炼狱般的严寒洗礼之后,在伊缅期温暖气候条件下开始安定地繁衍生息,人口增至110万。这些人以采集和打猎为生,并开始向新的生息地迁徙。




在人类文明史上,这个时期属于旧石器时代早期。此时,人类已经学会了使用火和一些简单的工具,继而在不知不觉中将自己置于自然的对立面,开始改变这个世界。人类像随风飘洒的种子一样散布到世界各地。12.5万年前,人类定居于非洲东北部和亚洲西南部地区;5万年前,开始栖身南亚;4.3万年前,出现在欧洲;4万年前,到达澳大利亚;3万至1.5万年前,现身美洲;占据最后一块可居住陆地——新西兰,则是在大约700年前。每到一处,人类都带去了新的作物和动物。而向一个精细平衡的天然生态系统引入外来物种,无疑会对当地的生态环境造成不可逆转的影响和破坏。

随着农业和畜牧业的出现,天然植被被人为破坏或被农田取而代之。特别是水稻的种植,对整个生态系统的影响是毁灭性的。美国马里兰大学环境学家厄尔·埃利斯认为,人类因农业灌溉修建了许多小型堤坝,这必然改变河流流域内的沉积物运动、破换当地的地形地貌以及原始生态系统。整个地球近一半的陆地表面和淡水资源被人类以不同方式利用。

 

人类活动严重破坏地球生态

随之发生的是,人类活动进一步膨胀。公元前2000年左右,世界人口仅为数千万,到公元1700年是6亿。如今,全世界的人口已超过70亿,而这个数字正在以每天大约增加22万人的速度增长 。这还只是人类。根据联合国粮食及农业组织的统计,全球牲畜存栏总量为14亿,其中包括大约10亿头猪和羊;全世界每时每刻都有190亿只鸡,几乎相当于每人3只。这背后当然还伴随着能源消耗。据2009年的一项统计显示(发表在International Journal of Oil, Gas and CoalTechnology上),自1870年以来,大约有1350亿吨石油从地下被开采出来。仅在2011年,美国便开采了超过10亿吨煤炭(中国的数字更是3倍于此)

12.5万年前,全世界还分布着许多群居大型动物。然而,学会使用工具的人类在悄悄地改变着它们的命运。很多物种都因人类的干扰和捕杀而走向灭亡,其中最著名的是渡渡鸟(最后一次被发现是在1662年)。其他因人类而消失的物种包括:大海牛(1768年)、蓝马羚(约1800年)、毛里求斯蓝鸠(1826年)、大海雀(1844年,另有说1852年)、海貂(约1860年)、福克兰狼(1876年)、旅鸽(1914年)和加勒比僧海豹(1952年)。随着人类的扩张和恣意妄为,不知有多少物种曾经灭绝或正在走向消亡。尽管灭亡的原因颇具争议,但诸多证据都指向人类。

1.5万年前,人类已经从西伯利亚进入北美洲。当时美洲西部和北美大平原的生物多样性,远超今日坦桑尼亚的塞伦盖蒂平原。除了猛犸和乳齿象,还有剑齿虎、马、骆驼、大地懒等。然而,该地域所有这些动物都在约1.5万年前很短的时间内相继消失。美国弗吉尼亚大学气候学家比尔·拉迪曼认为,这正是由于人类入侵和猎杀所导致的。这些大型食草、食叶和猎食动物群的灭亡,也必然改变着北美洲的植被和地貌。

此外,人类还肃清了海洋。2010年的一份报告指出,要想捕到同样数量的鱼,英国渔船要比19世纪80年代多付出17倍的工作量。据联合国粮食及农业组织估计,全世界超过一半的近海渔场遭到了过度捕捞。捕鲸业已经将海洋搞得面目全非。到了20世纪,好几种鲸已经被猎杀到灭绝的边缘,它们的数量至今没有恢复。《科学》杂志上一份引起争议的研究报告称,捕鲸业出现之前鲸的种群数量远远超过先前的估计;座头鲸应该曾经一度多达150万头,而不是国际捕鲸委员会认为的10万头。小须鲸、弓头鲸和抹香鲸的情形也都大抵如此。

人类还改变了气候。今天,地球大气中的二氧化碳含量已然超过了400ppm(百万分率),而12.5万年前,这一数字还只有约270ppm。二氧化碳含量的增长主要来自煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧,此外还与森林砍伐有关。二氧化碳的温室效应导致世界范围内的冰川退却,在一些地方冰川甚至已经消失。位于科罗拉多大学的美国国家冰雪数据中心的资料显示,全球13万多处冰川中有一些冰川在扩张,但更多的是在消融,而且每一处增长的冰川至少对应着10处消退。美国蒙大拿州冰川国家公园于1910年成立时,估计有150处冰川,如今仅有大约30处,而且规模都在缩小。2009年,曾拥有世界最高滑雪缆车的玻利维亚查卡塔亚冰川消失。不仅如此,连极地冰盖也正在瓦解,大小堪比一座城市的冰块分裂出来,漂进海洋。

 

珍惜自然选择,开创人类未来

至此,通过时光回转,我们看到的是人类的出现对地球环境的诸多破坏和影响。假想一下,如果12.5万年以前我们的祖先像恐龙那样在一次自然灾难中灭绝了,让历史再重演一次,那今天的地球看起来又是什么样子呢?

这很难想象。

或许地球上正分布着更广袤的森林和草原,以及物种更丰富的生物,却全然没有道路、农田和城镇等人类生存的痕迹。植物的光合作用使得大气中氧气浓度比今天要高,从而增加了进化出像恐龙那样体型庞大的动物的可能。绵亘于世界各地的草原之上,犀牛、大象和草原猛犸四处游荡,成群的野马、野牛和羚羊在狮子的追赶下四处逃窜;茂密的森林或丛林之中,栖息着各种各样的鸟类,以及熊和老虎等。更广阔的空间和更丰富的食物来源,使得食物链中每一级生物的种类和数量都远胜于今天。陆地上的大型动物、海里的鲸等从12.5万年前一直延续下来,但没有一个物种能够进化出语言和智慧并独自主宰地球。

或者地球在经历伊缅期的一番繁荣景象之后,至今仍一直沉浸于后来的沃姆冰期。一旦抹掉人类活动的影响,大气中二氧化碳浓度以及温室效应会减少很多。当冰期再次来临时,地球表面平均温度会更低,冰期时间也会更长。由于大型动物需要更多的能量来维持体温,它们逐渐被淘汰。动物更多是在靠近赤道的区域努力寻找生存空间。在地球的北部,海冰会明显增多,北极圈附近会分布着更多的冻土带,北方针叶林会退缩,不少北部地区,如洛基山脉北部、加拿大群岛地带、西伯利亚北部等处的冰盖会大大增加。

还有一种可能,那就是如果没有人类,与早期智人同时代生活在地球上的东亚直立人以及北非和欧洲尼安德特人等其他人科动物会迅速崛起,改弦易张,并以它们的方式改变和统治着地球。对此,美国自然历史博物馆人类学家伊恩·塔特索尔持谨慎态度,而美国科罗拉多州丹佛自然与科学博物馆天体生物学家戴维·格林斯彭却深以为然。格林斯彭持一种“趋同演化”的观点,即一件事情即使我们不做,也会有其他人去做。其他人科动物会经受同样的选择压力,从而走上与我们相同的发展道路:发明语言和符号、发展农牧业等。格林斯彭坚信,如果真的只是智人灭绝而地球环境背景保持不变,后来类似的事情还是会发生。

简而言之,也许地球成为我们今天看到的样子,是偶然中的必然。在大自然面前,人类是渺小的。人类的出现依赖并受制于大自然,而人类自身却并不能决定世界的未来。我们是幸运的,因为大自然造就和选择了人类。而如果我们一以贯之地将自己置于自然的对立面,依旧我行我素、一路“疯狂”,或许终究走向灭亡。


本文已发表在《科学画报》上,其中:1)第二节和第三节部分内容和数据参考自美国作家Christopher Kemp发表于NewScientist杂志上的“Rewind,erase, rerun”一文(201311月刊,34-38页,由《画报》杂志社提供,无知识产权争议);2)绿色字体文字为笔者注;3)图片源自网络,不在正式刊出文章之中。


推荐阅读:1)人类历史还能延续多少年?;2)

生命演化可以重新来过吗?3)第一次呼吸----地球氧气演化史新说







http://blog.sciencenet.cn/blog-5545-797305.html

上一篇:实验室中的进化
下一篇:手机与健康

20 吕洪波 陈永金 刘洋 孙学军 徐晓 冯珞 吕喆 张云扬 汪晓军 蒋继平 王春艳 武夷山 赵新铭 梁洪泽 侯成亚 唐凌峰 biofans tuner jlx1969 luxiaobing12

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (28 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2019-10-17 16:56

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部