生命进化为何长久停滞?

来源 :大科技·科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w3xiaoyan
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  在地球上,生命的进化并非按部就班地进行的。我们知道,最早的细胞生命大约是在35亿年前诞生的。可是在大约17~7亿年前这差不多10亿年的时间里,生命一直停留在蓝藻和微生物的水平。这段单调而漫长的岁月,被称为“进化的停滞期”。进化的进程直到大约7.5亿年前才开始重启,到了距今约5.2亿年前的寒武纪,终于迎来了一场大爆发——在相对较短的时间内,涌现了大量复杂的生命。关于寒武纪大爆发,大家已经提出过很多解释。至于生命为何在那10亿年的时间里停滞不前,却长久以来是个谜。
  我们现在或许已经有了答案:这一切都跟地球内部的活动有关。
  地质运动后来才加剧
  大约18亿年前,地球表面只有一块大陆,叫“泛大陆”。它的大部分位于今天的热带和亚热带地区。科学家发现,泛大陆惊人地稳定。这块超级大陆直到7.5亿年前才开始分裂。换句话说,泛大陆存在的时间刚好跟“进化的停滞期”吻合。
  是什么导致地球经历了如此长久的稳定期?这又跟地球的冷却过程有关。
  地球在诞生之初,是一个炙热的火球,后来逐渐冷却,温度最低的外层率先结块,形成像鸡蛋壳一样薄薄的地壳。但与真实的鸡蛋壳不同的是,由于此时的地壳仍受着内部高温地幔物质的炙烤,是非常柔韧的。柔韧意味着不容易发生断裂,也就没有剧烈的地质活动。直到地幔冷却到一定程度,在大约32~25亿年前,地壳的各个部分才开始在容易变形的地方产生裂缝或者下冲(即一块钻到另一块下面去)。
  然而,这个时候的地幔还是太热了。今天,当地壳下冲的时候,可以把一整块陆地都拉下去。而那时,下冲的地壳一钻到地幔,就被迅速熔化,根本来不及拉别人“下水”。所以,这一时期的板块活动规模都不大。只有当地幔进一步冷却,到距今7.5亿年前,“现代风格”的板块下冲才开始。这意味着,自此以后,地质活动才开始频繁和剧烈起来。
  停滞期为更上一层楼做准备
  此外,科学家还发现,进化停滞的那10亿年跟其他岁月相比,在很多事情上非常不一样。譬如说,在那10亿年里,大气中的含氧量非常稳定,而之前、之后的岁月里,则变化极大。
  所有这些地质活动和大气层的变化,都与生物圈的变化息息相关。所以,当地壳和大气都长时间保持稳定的时候,生物进化也停滞,就不用奇怪了。譬如,当地质活动多起来之后,环境的变数增加,对于生命来说,以前那段“美好的岁月”已一去不复返,那么根据物竞天择的道理,它们就需要加速进化,才不至于被淘汰。
  有人认为,停滞期对于进化出真核生物(即细胞中有细胞核的生物)是非常关键的。没有停滞期的“闭关修炼”,大概就不会有真核细胞。这是因为生命从无到有,从原核生物(即细胞中没有细胞核的生物)进化成真核生物,是破天荒的大事,是生命质的飞跃。在质的飞跃完成后,接下来就需要一段较为平静稳定的时间来完善各项功能。这样才能在未来更上一层楼。如果缺乏这样一段稳定期,接踵而至的岁月里,环境的变化非常剧烈,那么很多功能未来得及完善,无法应对急剧变化的环境,可能就被淘汰了。结果是顾此失彼,疲于应付,生命就很难进化出更复杂的形式。
  外星人也需要“修炼期”
  如果这一说法属实,那么地球上的复杂生命,包括我们自己的产生,又多了一重偶然因素,即“地壳要在很长时间里保持稳定”这一条件。尽管进化论上说,环境变化越快,生物进化也越快。但真核生物是生命进化的关键阶段,是生物进化的基础。环境变化“越快”,不能保证生命进化“越复杂”:今天一个圆形的细菌,明天进化成了一个梭形细菌,快是快了,但复杂程度没有变化。只有地壳在很长时间里保持稳定,给新生生命的完善提供稳定的“修炼”环境,才能为后续的复杂生命的进化创造条件。
  地壳需长时间保持稳定,这个条件并非普遍,换成别的星球,即使其他方面跟地球非常相似,但也未必能具备这个条件。没有长时间稳定的“修炼”环境,即使有了原始的低级生命,也难于进化成高级的智慧生命,这在一定程度上降低了外星人存在的概率。
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