是偶然还是必然-恐龙灭绝原因新探

恐龙曾经长期称霸横行在地球上，6千6百万年前它们突然被灭绝的原因是当时有一颗小行星撞击地球，这基本已成定论[1]。当然各种质疑一直没有停过，也不可能会停。研究者总想知道是否还有其它因素导致恐龙最后的灭绝，也有人怀疑恐龙这个物种已经走上了穷途末路，小行星的撞击只不过是压垮它们的最后一根稻草。但最新的有关研究对这些问题有了一种全新的回答，研究结果表明，恐龙实在是太倒霉了，只要这颗小行星早到一点或晚来一刻，它们完全有可能从这场灾难中走出来并繁洐生息至今天[2]。

为了弄清恐龙灭亡前夕其种群的生态学变化，科学家使用形态差异特征值来分析恐龙的生态多样化。形态差异特征值实则上是生物多样化的解剖学测试值，它是生物体大小尺寸、形状和其它解剖描述的量化后的综合数值。一个生物物种的多样化不仅取决于它们拥有不同种群（species）的总数，更决定于形态差异特征值的大小。科学家决定用这个特征值来分析白垩纪末期恐龙的生态多样化。

研究发现在小行星撞击地球前的10-15（百万年）期间，大部分的恐龙种群的形态差异特征值是相对穏定的，这其中包括食肉类兽脚类恐龙（theropods），蜥脚类恐龙（sauropods）以及中小型食草类恐龙（例如肿头恐龙 pachycephalosaurs）。但是有两个恐龙亚种的多样化却在急剧下降，它们分别是三角龙（triceratops）和鸭嘴龙（duck-billed dinosaurs)[3]。这两种恐龙均是大型食草类恐龙，它们消耗地面上大量的植被。如果有幸生活在66（百万年）前，在地面上看到最多的就是这两种食草恐龙，它们就是白垩纪时期的奶牛，是生态食物链的最重要一环，没有了它们食肉恐龙的日子真难过。

就在这个研究结果发表同时，另一组英国大学和英国自然博物馆合作的研究小组从不同的视角分析研究恐龙灭绝事件。他们的研究发现在小行星撞击地球时，恐龙作为一个整体其种群数量（species）仍是多样化的，但是三角龙和鸭嘴龙的种群数量在下降。这两个科学家小组的研究结果是互补和一致的。

P1）接近6千6百万年时，无论是全球或北美地区的恐龙总体多样化是正常的，但食草类恐龙多样化有严重问题，见自右往左的第二、第三列。

大型食草类恐龙种群多样性和形态差异特征值的降低究竟是如何影响整个恐龙的生态呢？芝加哥大学的一个小组用计算机建立了白垩纪恐龙的食物链关系网，然后以数值模似来判断在缺失某些种群后恐龙生态的穏定性。模拟结果指出恐龙在78-75（百万年）前的食物链关系网是穏定而且坚固的，但到了71.6-66（百万年）时由于大型食草类恐龙的缺失，整个恐龙的食物链关系网变得异常脆弱（详见下图）。

P2）左边是穏定坚固的食物链网络结构，78-75（百万年）
右边是缺失食草类恐龙后脆弱食物链网络结构，71.6-6（百万年）

对恐龙来说，这颗撞击地球的小行星来得可真不是时候。如果小行星早来几百万年，有着丰富多样化种群的恐龙极有可能熬过小行星的撞击灾难并生存下来。而如果小行星晚到几百万年，食草恐龙种群的多样化又可能丰富起来，这在恐龙一亿多年漫长的进化过程中实属常事，那么恐龙就能从灾难中挺过来一直生活到今天。恐龙的灭绝即非必然，小行星撞击地球也非压垮恐龙的最后一根稻草，这完全是偶然中的偶然，是一颗小行星在错误的时间出现在了错误的地方。由此也可见生物的进化方向是完全无序隨机的。

不早不晚，偏偏在6千6百万年一头撞击在墨西哥的那颗小行星无疑是恐龙家族的丧门星，但它却是哺乳类动物的福星。恐龙横行霸道在地球上的漫长岁月里，哺乳类动物在它们的阴影下生活了至少有1亿年。那时的哺乳类动物整天里是狐奔鼠窜，惶惶不可终日。恐龙的灭绝为哺乳类的发展扫清了道路，几乎是一瞬间，哺乳类动物开始了体型的大幅增长和进食来源和行为模式的多样化，进而导致了智人的出现。没有那颗小行星在关键时刻的一击，绝对轮不到我们人类在这颗星球上称王称霸的，可能我们今天还不会出现在地球上。

历史的教训值得注意，恐龙的灭绝也为我们敲响了警钟。恐龙-这个白垩纪末期雄步全球的物种，竟然在意外的天災中被彻底亡种灭族。要知道恐龙在这颗星球上足足横行了1亿6千万年，仅仅因为物种内部多元化的一小点的缺失，在外来小行星撞击地球的意外中，忽喇喇似大厦倾，一瞬间灰飞烟灭。反观在同一颗星球上非常自以为是的人类仅仅存在了几十万年，却丧心病狂地破坏环境，导致生物物种正以百倍千倍的速度消失，这颗星球上的生物圈扺抗天灾人祸的能力已经十分脆弱危在旦夕。真心希望我们能在恐龙的经历中学到一点什么。

文章写到这里忽然觉得恐龙的命运似乎与大明王朝的崩溃有着某种相似之处，我由不得再多说上几句。进入十七世纪的明王朝财政紊乱、内外交困，自明宣宗后很少皇帝能专注于国事，文官集团结党营私，政斗吵闹之中却无一定的目标，也就不能自辞其咎。但纵观历史，又有哪一个朝代没有这些问题？像明朝这样一个拥有1亿5千万人口，对外贸易长期出超的王朝竟然被北方不足百万人口的满州人征服的悲剧真是难以置信。其实背后的逻辑与恐龙的灭绝极为相似。一个千年难遇的“小冰河期[4]”恰恰开始于明朝的那位玩世不恭的万历皇帝执政期间，于是乎明王朝灭亡的命运已被注定，再有十个袁崇焕也挽救不了。万历帝的孫子崇祯帝在王朝崩溃的前夜悲叹道：“吾非亡国之君”，这句话也不全错，怪只怪“小冰河期”恰恰发生在万历年间！那一刻中华民族无可奈何地步入了命运的最低谷。

文献资料：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/brv.12128/full

有关生物种群多样花的另一篇博文“写在枇杷花开时”

[1]小行星撞击地球假说的最有力的证据来自在K-T（白垩纪和古近纪）地质界线上发现的铱异常和冲击石英。科学家推测，这种高含量的铱元素就是哪颗撞击地球的小行星带来的，冲击石英就是在撞击过程中形成的。这层岩石被地质学家称为K-T边界（K-T boundary），意思是白垩纪-第三纪界限的标记线。下层岩石中含有丰富的恐龙化石，但在K-T边界以上，恐龙消失了，消失的时间与小行星撞击地球时刻高度一致。研究人员还在中美洲犹加敦半岛的地层中找到了小行星撞击地球的大坑。据推算，这个坑的直径在180公里到300公里之间。

[2]严格地说，会飞行的恐龙逃过了一劫。自从20世纪70年代以来，许多研究指出现代鸟类极可能是兽脚亚目恐爪龙类恐龙的直系后代。大部分科学家视鸟类为唯一幸存发展至今的恐龙，而少数科学家甚至主张它们应该分类于同一纲之内。

[3]6千6百万年前大型食草类恐龙（主要是三角龙和鸭嘴龙）多样性缺失的原因还不清楚，它可能与当时短期的海平面降低导致可供食物的陸地面积大幅变化有关。

[4]明朝所遭遇的“小冰河期”（Little Ice Age）的冬天非常寒冷，尤其是末期的1580-1644最为寒冷，在一千年里是最冷的，在一万年里也是第二位的，在一百万年里也能排进6-7位，是相当寒冷的，可以说人类进入文明时期以来，这是最寒冷的时期。

明朝小冰河时期极度寒冷的气候导致粮食产量骤然下降，这对于一个人口庞大的帝国来说是致命的打击。北方的酷寒使降雨区域普遍南移，这导致了明朝全国各地几乎连年遭灾。先秦晋，后河洛，继之齐、鲁、吴越、荆楚、三辅，并出现全国性的大旱灾。同时大灾之后的瘟疫也开始蔓延，波及华北数省的鼠疫起先在山西爆发，一直蔓延到了京畿地区。

需要提醒的是，“小冰河期”引起的连年灾荒 也是造成北方游牧民族自相残杀、并拼命南下抢劫的一个重要原因。

        图注：秦汉以来中国气候变化图，中科院地理所《地球科学进展》制图