地質(zhì)學家是怎樣得出“彗星撞擊論”的？

進化與滅絕——一個科學之迷
滅絕現(xiàn)象不簡單，生存下來不容易

霸王龍

　　如果達爾文關于生物為了生態(tài)位而競爭的設想正確，那么新物種形成的速率應該與舊物種滅絕的速率達到平衡。但是，恐龍的滅絕是在短時間內(nèi)突然發(fā)生的，迄今為止，還沒有任何關于比馬斯特里奇白堊更新的地層中發(fā)現(xiàn)過恐龍化石的可靠報道。是哺乳動物消滅了恐龍嗎？這樣的想法恐怕讓每個人都會覺得是天方夜談。當時的哺乳動物都很小，根本無力擊敗那些龐然大物；而且，它們的生態(tài)位與霸王龍或三角龍之類并不相擾，因此也不會發(fā)生激烈的生存競爭。

三角龍

　　因此，科學家就這個問題應該探究的決不是生存競爭，而應該是生物與環(huán)境之間的相互作用。根據(jù)化石記錄和動物的選擇性繁殖，達爾文明了生物的演化是及其緩慢的，生物個體在生命期限內(nèi)發(fā)生不了多大的變化。例如，一種生物不能因為氣候日益干旱而變成駱駝，只有經(jīng)歷了許多代的干旱之后，生物才能形成能夠忍耐缺水的習性，或者形成某種防止失水的功能，并能夠獲得某種比那些沒有形成類似習性與功能的物種稍強的繁殖優(yōu)勢。在這一過程中，無疑會有一些生物個體沒有留下后代，因為即使是生態(tài)環(huán)境中連續(xù)發(fā)生的緩慢變化，對生物的適應能力來說也是太快了。

駱駝

　　但是，地質(zhì)記錄本身也反映了兩種截然不同的演化速率。有一段時間是平靜時期，大多數(shù)物種保持不變，演化形成的新物種與滅絕的舊物種數(shù)量基本上保持平衡。但是也有一些時間里，物種形成速率極快，或者生物的滅絕速率極快。這些事件并不同時發(fā)生。首先，歷史上出現(xiàn)諸如恐龍滅絕這樣的大規(guī)模生物滅絕事件，隨后是一個間歇期，這時期生物就像馬爾薩斯所說的那樣像兔子一樣成倍地增長，然后分化形成新的物種，有時演化速率之快簡直可以用“爆炸”來形容。

　　科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種有趣的聯(lián)系，就是快速的環(huán)境變化必然加速生物滅絕的速率，使之超過新物種的形成速率，因為任何生物通過演化而適應環(huán)境變化的速率是有限的。這時，舊物種的滅絕與新物種的形成所引起的競爭根本無從說起，只能證明那些趨于滅絕的生物不能適應環(huán)境變化而已。這時候再來套用達爾文所強調(diào)的生物之間相互作用的理論顯然不對。

　　以此推理，環(huán)境變化速率就應該成為生物滅絕問題的核心。因此，恐龍滅絕很可能是由環(huán)境的劇烈變化引起的。如果有一種災變能夠證明對某種生物滅絕現(xiàn)象的解釋是正確的，那么達爾文的“規(guī)律”就會從根本上發(fā)生動搖。如果我們不能通過鑒定古生物化石和現(xiàn)代物種的研究來預測哪種生物將會滅絕、哪種生物可以幸存，那適者生存又有什么意義呢？

　　預測結(jié)果是對適者生存學說的最后檢驗�？梢哉f適應能力是是判斷幸存者的標準，也可以定義適應能力是生物個體適應生態(tài)位的程度，甚至可以預言哪一種農(nóng)作物具備從一場為時短暫的旱災中幸存下來的能力。但是如果環(huán)境發(fā)生了災難性的變化，科學家能夠預言哪一種生物具備最快的適應能力嗎？即使能夠猜度未來災變情況，又能預言即將產(chǎn)生的生態(tài)位的情況嗎？現(xiàn)在的生態(tài)系統(tǒng)中沒有食草蛇類的生態(tài)位，因為根本不存在食草的蛇類。假設有一場災變引起了昆蟲、嚙齒動物以及小型鳥類的急劇減少，科學家并不能根據(jù)蛇的適應能力來預測它們是否能夠靠取食植物而幸存下來，也無法預測這些蛇類能夠經(jīng)過幾代的變化而有機會創(chuàng)造出一種生態(tài)位來保障它們免于滅絕。

　　從這個角度來看，適者生存學說只是根據(jù)幸存者來定義適應能力，卻沒有獨立的標準作為預言的基礎，因此它可能沒有什么意義。如果大多數(shù)生物物種的絕滅都是由災變引起的，那么決定生物生死存亡的將是機遇而不是它自身所謂的優(yōu)越性。由此推理，控制生物演化的全過程的也是機遇，而不是從所謂的劣等種族向所謂的優(yōu)等種族的緩慢上升。

　　許靖華教授正是因為深深地思考了上面講過的所有的這些問題，才開始從進化論的角度來審視恐龍滅絕問題。他曾經(jīng)用麻將、撲克和“齋司”三種游戲做例子來表達他對絕滅與幸存的感悟。

　　麻將是中國人最喜歡玩的游戲，是一種適應能力的比賽。過于剛愎自用的人，不顧必然規(guī)律而蠻干，結(jié)果往往會痛失良機，輸個一敗涂地。而那些福至心靈的人卻可以經(jīng)常取勝。中國人常說，福無雙至，禍不單行，命運可能會降臨到每個人的頭上。這與道教或佛教的哲學一致。因此，中國人重視每一種生命形式或生活方式的價值，他們也相信，每一個人都可能從不期而遇的機會中收益。

　　撲克則是美國人愛玩的把戲，是一種實力的較量。有些人能夠靠虛張聲勢來贏牌，但是必須有足夠的籌碼。比賽的結(jié)果往往是強者為勝，而這正符合美國人的生存哲學。

　　“齋司”是瑞士的國粹。許靖華先生移居瑞士后也學會了這種游戲。就是這種一般人習以為常的游戲，卻令許靖華悟出了許多深刻的道理，這是因為1968年8月23日他玩了一次“齋司”，而這次玩“齋司”讓他終生難忘。那天，正是蘇聯(lián)派軍隊入侵捷克斯洛伐克之際。許靖華和一位同樣是“齋司”老手的瑞士人為一方，許太太和一位同樣是初出茅廬的新手為另一方。他們在旅館里玩了一整天，窗外呼嘯著槍聲，使人無時不在感覺著蘇軍坦克向布拉格推進的駭人場面。碰巧，兩位新手大獲全勝。此情、此景、此境使許靖華感慨萬分�！褒S司”是一種賭運氣的游戲，勝負根本無法按照參賽者的技巧預測。很多人說，成為瑞士人是幸運的，但是許靖華此刻卻不以為然。他知道，一個瑞士人除非碰巧出身于有社會地位的家庭，否則幾乎沒有任何出人頭地的機會。

　　許靖華由此悟出了三條不同的成功之路。其一是成功屬于自己，那些能夠掌握命運并戰(zhàn)勝對手的人才能成功；其二是成功就是運氣，誰也無法控制；其三是成功屬于那些能夠忍辱負重的人，他們不管命運如何，總是能夠因勢利導地加以利用。這三條成功之路正好對應了撲克、“齋司”和麻將的取勝之道。

　　正是這樣的感悟使許靖華認為物競天擇并不是生物進化的真諦。于是他就有了一種推動力，試圖探討研究最詳盡的陸地災變事件和地質(zhì)歷史上生物大規(guī)模滅絕事件的證據(jù)。

　　有了研究的目標和動力，接下來的問題就是，怎樣進行科學的研究？

　　許靖華教授選擇了一種歷史分析的方法，著重于追蹤地質(zhì)學家、古生物學家和地球物理學家的發(fā)現(xiàn)，來解答諸如此類的問題：究竟是對生存條件的爭奪決定了恐龍的命運，還是來自于外部的事件造成的環(huán)境變化引起了恐龍的滅絕？如果是災變割斷了一些生物連續(xù)進化的鏈條，其它的生物卻為什么能夠幸存下去？是否可以說幸存者是適者，還是應該說幸運者僅僅是幸運兒而已？

［上一頁］［下一頁］