關(guān)于生物集群的生態(tài)期問題

宇宙理論家杰夫認(rèn)為，人類的歷史是擴(kuò)張的歷史。只有通過宇宙擴(kuò)張，我們才能解決生物圈的污染。我認(rèn)為這是人類的唯一選擇。從經(jīng)濟(jì)增長的角度來看，它每10-20年增長一次，但生物圈非常小，人類潛力巨大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類對生物圈的能力。只有進(jìn)入太空時代，才能從根本上解決能源、人口、污染等一系列世界問題。基于上述想法,天文學(xué)家在努力尋求地外生物圈。但現(xiàn)代天文學(xué)直到目前為止,在太陽系和銀河系還沒有找到能支持生命系統(tǒng)的生物圈。董妙先提出了多四季論,它對我們在星際水平上理解生物進(jìn)化是有啟示的。多四季論的核心內(nèi)容是:地球在橢圓軌道上圍繞太陽公轉(zhuǎn)、形成四季,周期為一年。在它參與太陽系圍繞太陽系及其最近的星系的質(zhì)心公轉(zhuǎn),乃至周圍銀河系的銀心和更大星系公轉(zhuǎn)時,由于不同強(qiáng)度熱源距離、輻射角的變化而形成多種不同程度的四季變化。較大的四季中包含著若干個較小的四季,較小四季的冷暖程度由它所處較大四季的階段來決定。太陽系的各行星具有自己的多四季,分別在特定的階段進(jìn)入生態(tài)期,因此生物圈周期性地從一個行星轉(zhuǎn)移到另一個行星。地球上曾經(jīng)歷過不同周期的多四季變化,分別為1年、500年、1000年、1萬年、50萬年、500萬年、2600萬年、2.5億年乃至更長周期的大四季。這意味著生物圈在地球上不止一次出現(xiàn),但都在多四季的冬季(大冰期)消失,又在間冰期或大四季的春天重新形成生物圈。從地質(zhì)地理、水文、氣候等意義上說,在一定的大四季里,也表現(xiàn)為春、夏、秋、冬的季節(jié)變化。受多四季理論的啟發(fā),我們提出大生態(tài)期的概念:生物的發(fā)展是受大冰期限制的,在不小同的大冰期之間存在著允許生物發(fā)展進(jìn)化的生態(tài)期。大冰期則造成了脆弱生態(tài)期甚至使生態(tài)期中斷,這就是生物集群滅絕的主要原因,顯生宙以來,生物集群大滅絕至少有3次,即奧陶紀(jì)末、二疊紀(jì)末、白惡紀(jì)末。這恰與每隔2億～2.5億年為周期的大冰期相吻合,但據(jù)現(xiàn)有資料還無法證明白惡紀(jì)末的那次生物集群滅絕是否有大冰期相對應(yīng)。中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物所的專家在我國云南澄江帽天山發(fā)現(xiàn)距今5.3億年(5.3億年前這里曾是一片汪洋大海)的寒武紀(jì)早期動物化石群,其中動物化石與現(xiàn)代動物形態(tài)基本相同,如節(jié)肢類、脊索類以及海綿和蠕形動物80多種分屬40多個高級生物類別。地球雖然已有46億年的歷史,大約在誕生3.5億年前后生命誕生了,但在其后的漫長歲月里,這些生命卻是藻類低等生物。到距今5.3億年前的寒武紀(jì),海底生物突然活躍起來,形成多種動物門類。這種突發(fā)性演化,只有1億年左右的時間,但這在地球史上是短短的瞬間?？梢詳喽?寒武紀(jì)(5.42億～4.88億年前)初期,產(chǎn)生生命大爆發(fā),也就是那一輪生態(tài)期的開始,可以成為地球地質(zhì)歷史演化過程的大冰期與生態(tài)期的“劃界分時線”。根據(jù)生態(tài)期理論(大冰期1.6億年、生態(tài)期0.8億年組成一個周期),自寒武紀(jì)初以來,地球經(jīng)歷了“0.8億年生態(tài)期(結(jié)束距今4.62億年)——1.6億年大冰期(結(jié)束距今3.02億年)——0.8億年生態(tài)期(結(jié)束距今2.22億年)——1.6億年大冰期(結(jié)束距今0.62億年)”,本次生態(tài)期已開始6200萬年,距下次大冰期來臨還有1800萬年。眾所周知,現(xiàn)今的結(jié)論認(rèn)為,恐龍滅絕距今6500萬年,從表面上看恰恰與距本次大冰期結(jié)束的時間相近,其實恐龍滅絕距今應(yīng)該是(1.6億年的大冰期加6200萬年的生態(tài)期)2.22億年。因為開始于距今2.22億年的大冰期到來會使所有的生物滅絕。西班牙《世界報》2009年7月11日報道“在澳大利亞發(fā)現(xiàn)距今1.06億年的恐龍地下巢穴”,這就說明恐龍可能利用這種巢穴來抵抗抵擋惡劣的氣候條件,因為大冰期使全球性的氣候變冷,恐龍無法通過遷徙來改變生存環(huán)境。另外,由于大冰期中各種生物停止活動,必然會造成了地層的缺失而形成的地層不連續(xù)的假象,所以澳大利亞的恐龍巢穴可能是距今2.22億年。我們?nèi)祟愓x下次大冰期來臨還有1800萬年,雖然多四季是生物圈周期性的大滅絕主要原因之一。地球上經(jīng)過了許多次生物由低級向高級周期性循環(huán)進(jìn)化過程,但是這種周期性的滅絕并非完全由多四季造成的,也許每一輪中的生物活動也可能在一定時間尺度內(nèi)延長或縮短生態(tài)期。例如,關(guān)于恐龍大滅絕就有科學(xué)家認(rèn)為,地球上無節(jié)制繁殖的恐龍排放了太多的甲烷致使全球氣溫升高反過來導(dǎo)致地球生物大滅絕。這一輪的生態(tài)期,人類誕生了,智慧圈在加速這種滅絕過程還是延長地球生態(tài)期的問題上是有所作為的。工業(yè)文明才有200多年的歷史,就造成這樣規(guī)模的污染、溫室效應(yīng)和臭氧空洞。如果以這種速度發(fā)展,地球的生態(tài)期還能持續(xù)多久呢?究竟是幾億年、幾萬年、幾千年還是幾百年呢?難道我們?nèi)祟愓娴南ＭS著生物圈從一行星轉(zhuǎn)移到另一個行星時一起遷移嗎?人類能等到那一天嗎?現(xiàn)在,生物圈的進(jìn)化決定于人類的行為方式,生態(tài)文明史的長短由人類自己來寫。冰川的形成與融化、海平面的上升與消退、氣候的嚴(yán)寒與高溫都是由大四季所決定的,生物圈在地球上能持續(xù)的時間長短是由大四季和智慧圈共同決定的。用生態(tài)文明觀看,智慧圈參與生物圈的全面建造,當(dāng)大冬季來臨時,能夠有效地保存基因、保存信息,在下一個春季來臨時,再利用基因發(fā)展生物圈,利用信息增殖發(fā)展人類社會。有的學(xué)者認(rèn)為,地史上所謂的幾次大滅絕,在全球范圍看,只是發(fā)生在同一個地質(zhì)時間而已(例如二疊紀(jì)末或白惡紀(jì)末的大滅絕),但在地球年時間下,它們之間都存在著早、晚關(guān)系,這種早晚關(guān)系有時可相差很遠(yuǎn),進(jìn)而從真滅絕和視滅絕的角度否定了生物集群滅絕問題的提出前提。與上述對立,現(xiàn)代天文學(xué)已確認(rèn)銀河系是一個外形扁平、中間稍凸的旋渦星系,太陽系位于銀道面偏外,距銀心2.3萬光年,離銀道面25光年,以250千米/秒的速度帶領(lǐng)太陽系的各天體繞銀心公轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)一周約需2.5億年,兩次穿越銀道面。由于星云對太陽光的吸收作用,可能會給地球帶來冰期,但星云的密度不均,會有主冰期和副冰期。前南斯拉夫數(shù)學(xué)家米蘭科維奇的冰期理論認(rèn)為到達(dá)地球的太陽輻射變化的天體運動因素是地球軌道的偏心率、地軸的傾斜度、歲差現(xiàn)象。地球的偏心率以9.2萬年為一周期,地軸的傾斜度以4.1萬年為一周期,歲差平均以2.1萬年為一周期。米氏理論在解釋第四紀(jì)冰期、間冰期的氣候變化方面是較成功的。但是,米氏冰期理論無法解釋在整個地史的時間尺度上為何周期性地出現(xiàn)過5次大冰期(一般認(rèn)為,地史上曾有過5次大的冰期:其中先寒武紀(jì)有過兩次較廣泛的冰川發(fā)育,一次出現(xiàn)在距今23億年,另一次出現(xiàn)在距今8億～6億年;古生代時期也有過兩次較大而廣泛的冰川運動,一次發(fā)生在距今約4.5億～4億年的奧陶——志留紀(jì)之間,另一次發(fā)生在距今約3億年的石炭二疊紀(jì);第五次大冰期則發(fā)生在距今約300萬～200萬年的第四紀(jì)時期)。地球形成距今約46億年,在距今38億年左右,地球表面已有流水作用,到距今23億年的先寒武紀(jì)中,當(dāng)太陽系在銀心中穿越星云時便出現(xiàn)了距今23億年的第一次大冰期(23億年之前尚缺乏有冰川期的證據(jù)),按2.5億年的周期算,其后有過5次大小不等的冰期。先寒武紀(jì)中最后一次大冰期距今約8億～6億年,以后每隔2.5億年左右出現(xiàn)一次大冰期。古生代以來,第一次發(fā)生在距今5億～4.5億年奧陶——志留紀(jì)之間的大冰期使生態(tài)環(huán)境越來越脆弱漯,以至于引起了距今4.5億年奧陶紀(jì)末的藻菌植物、無脊椎動物和脊椎動物的集群滅絕。因此只有將基因信息保留下來采,才有可能在下一個生態(tài)期來臨時,使信息迅速增殖,暴發(fā)性地創(chuàng)造出更多適合新環(huán)境的物種,從而使上一個生態(tài)期余下的生物向蕨類植物和兩棲動物進(jìn)化。從信息范型的角度看。寒武紀(jì)生命大爆炸的研究在證實了生物世界在經(jīng)歷了突變過程的同時,也對達(dá)爾文進(jìn)化論中的漸變論提出了挑戰(zhàn)。當(dāng)太陽系的結(jié)構(gòu)信息與銀河系星云的結(jié)構(gòu)信息相互作用時,其交換信息的增殖是使生物發(fā)生突變的內(nèi)在機(jī)理,之所以寒武紀(jì)發(fā)生生物大爆炸,是因在寒武紀(jì)之前,雖然太陽系多次穿越銀河系星云,但是當(dāng)時地球的結(jié)構(gòu)信息質(zhì)低、量少,在與銀河系星云的結(jié)構(gòu)信息的作用中,不足以產(chǎn)生強(qiáng)大的信息增殖,無法產(chǎn)生地球生命大爆炸。因此,可以推論,如果我們不注重保護(hù)物種多樣性,待太陽系再一次穿越銀河系星云時,我們將失去了物種增加的機(jī)會。到了距今約3億年的石炭—二疊紀(jì)大冰期(一般大冰期持續(xù)1億年左右)引起了距今2.3億年的二疊紀(jì)末的蕨類植物和兩棲類動物集群滅絕,以信息增殖方又在下一個生態(tài)期會爆發(fā)式地產(chǎn)生更多適應(yīng)新環(huán)境的物種,上一個生態(tài)期的生物又向更高一級的裸子植物和爬行動物進(jìn)化。以次類推,距今7000萬年的白堊紀(jì)末生物集群滅絕,也應(yīng)該是距今約1億年的白堊紀(jì)大冰期引起的,地質(zhì)學(xué)家在地史中一定能找到白堊紀(jì)大冰期的證據(jù);裸于植物和爬行類動物又會以信息增殖方式在下一個生態(tài)期爆發(fā)式地產(chǎn)生更多物種,從而又向更高一級的被子植物和哺乳動物進(jìn)化?，F(xiàn)在所謂的距今300萬～200萬年的第四紀(jì)冰期其實并不是大冰期,根據(jù)每隔2億～2.5億才出現(xiàn)一次大冰期來推算,至少再過1億年才真正進(jìn)入有人類出現(xiàn)以后大冰期。第四紀(jì)冰期只不過是自白堊紀(jì)至下一個大冰期中間的小波動而已,人類正處于白堊紀(jì)大冰期之后的生態(tài)期,下個大冰期來臨距今還有1億年之久。但是,人類是以智能參與地球生物圈建造的,其作用強(qiáng)度千百萬倍地超過了非智能生物的參與強(qiáng)度,如果不加限制,則可千百萬倍地縮短這一輪生態(tài)期,因而,人類會有可能迅速進(jìn)入生物集群滅絕階段。建立全球生態(tài)文明觀的目的就是要人類的生存不僅要持續(xù)到這輪生態(tài)期末,其發(fā)展的終極目標(biāo)是如何超越下一個大冰期,避免包括人類在內(nèi)的生物的集群滅絕。人類只有更自覺地提高生態(tài)文明程度和生態(tài)意識及生態(tài)倫理,才能利用生態(tài)期發(fā)展自身,完成對大冰期的最終超越。只有在這種意義上才能鑒別什么是真正的真、善、美,才能促進(jìn)人和自然的和諧,進(jìn)而從最根本上保證人類的可持續(xù)發(fā)展。氣候變化通常是一種自然現(xiàn)象,不論是冰期或間冰期,文明的人類應(yīng)該能夠跨越冰川期而延續(xù)發(fā)展。因為人類正是出現(xiàn)在第四紀(jì)大冰期中,人類的演化發(fā)展時期幾乎全部都是在這個大冰期中度過的。當(dāng)然