呂楠

大約46億年前，在太陽星云的吸積和碰撞后，早期地球形成了。那時的地球荒涼而死寂，了無生機(jī)。從46億年前的了無生機(jī)到現(xiàn)在的生機(jī)勃勃，地球毫無疑問經(jīng)歷了無數(shù)劇烈的變化。而地球上的物種為了在不斷變化的地球上生存下來，不得不發(fā)生進(jìn)化。因此，地球的變化可以推動地球上物種的進(jìn)化。

接下來我們就來看看其中的幾種變化吧。

大陸漂移創(chuàng)造新物種

我們每天都在地面上行走或奔跑，在認(rèn)識到大陸漂移之前，我們可能會認(rèn)為地面是靜止的，只有我們才是運(yùn)動著的，但事實并非如此。在中生代（大約2.52億年到6600萬年前）之前，地球上的大陸是一塊統(tǒng)一的巨大板塊，這個巨大的板塊被稱為泛大陸。中生代之后，泛大陸開始分裂，分裂開的各個大陸像在水上移動和漂浮一樣，隨著地幔對流的流動而移動，有些移動得快，有些移動得慢。這一運(yùn)動直接導(dǎo)致了科學(xué)家們所說的“大陸漂移”。

那么大陸漂移是如何影響進(jìn)化的？

當(dāng)大陸分裂并發(fā)生漂移，原本可以交配的物種被海洋隔開，曾經(jīng)能夠雜交的個體在繁殖上也開始彼此隔絕。同時，分裂的大陸漂移到不同的經(jīng)緯度，有的物種被帶到了赤道附近，而有的則到了兩極，經(jīng)緯度的差異導(dǎo)致物種進(jìn)入不同的氣候環(huán)境。為了適應(yīng)不同環(huán)境，物種勢必要發(fā)生不同的進(jìn)化，否則它們將滅絕。進(jìn)化出的新物種會在這個新地區(qū)生存下來，不同地區(qū)進(jìn)化出的新物種之間也不能再發(fā)生交配繁殖行為。

簡單來說，大陸分裂漂移會造成物種內(nèi)的地理隔離，而長期的地理隔離可能會使物種內(nèi)發(fā)生不同方向上的進(jìn)化，最后造成生殖隔離，形成不同物種。

氣候變化加快進(jìn)化速度

全球氣候變化可能是當(dāng)前提及頻率最高的話題之一了。全球氣候變化有時被稱為全球變暖，造成全球變暖的罪魁禍?zhǔn)拙褪菧厥覛怏w。像二氧化碳這樣的溫室氣體，可以將熱量保持在大氣層內(nèi)，如果沒有溫室氣體，地球?qū)⒆兊脴O其寒冷，屆時生命將無法生存。但太多的溫室氣體除了提升地球上所有地方的平均溫度之外，還會帶來許多潛在的問題，如極地冰蓋的融化、更極端的自然災(zāi)害等，同時它還影響物種的進(jìn)化。

在查爾斯·達(dá)爾文對進(jìn)化的解釋中，自然選擇決定了進(jìn)化的方向，當(dāng)特征適應(yīng)環(huán)境，這個特征就被保留。換句話說，那些具有更適合環(huán)境的特征的個體會生存下來并將這些特征遺傳給后代，而不適合這個環(huán)境的個體最終會死亡或發(fā)生進(jìn)化。當(dāng)氣候發(fā)生變化，某個地區(qū)的環(huán)境也會發(fā)生變化，物種們?yōu)榱松娌坏貌谎杆龠m應(yīng)這種變化，并創(chuàng)造出更適應(yīng)環(huán)境的個體。

比如，北極熊生活在地球北極那些冰層非常厚的地區(qū)，由于非常寒冷，它們需要厚厚的脂肪和皮毛來保暖。冰層下的魚類是它們主要的食物來源，為了獲得食物，它們還成為熟練的冰上“漁民”。但隨著全球氣候變化，極地地區(qū)溫度上升，冰層變薄，北極熊的脂肪和皮毛似乎變得多余，薄薄的冰層也承受不住北極熊敦實的重量，學(xué)會游泳成為一項非常必要的技能。但北極熊的適應(yīng)速度沒有那么快，雖然那些成為優(yōu)秀游泳運(yùn)動員的北極熊會活得更長一些，但進(jìn)化是需要經(jīng)歷很多代時間的，如果氣溫持續(xù)上升，北極熊將沒有足夠的時間來進(jìn)化出適應(yīng)氣候變化的特征，終有一天，它們將不復(fù)存在。

全球氣候變化導(dǎo)致物種不得不加快進(jìn)化速度，以避免大規(guī)模的滅絕。而地球上還有很多其他和北極熊處于同樣困境中的物種，它們同樣沒有足夠的時間來適應(yīng)變化的氣候，最后走向滅絕。

火山噴發(fā)推動適應(yīng)進(jìn)化

火山噴發(fā)是地球活著的一個明顯標(biāo)志。如果沒有火山，地球就會變成一個沒有生命的沙漠世界，就像我們的鄰居——火星一樣。在地球早期，猛烈的火山噴發(fā)活動改變著大氣，它們不斷噴發(fā)出二氧化碳等較重的氣體，取代了當(dāng)時以氫為主的大氣層。二氧化碳等溫室氣體給地球帶來了溫暖，溫度上升，生物得以穩(wěn)定生存并進(jìn)化。

有研究認(rèn)為，猖狂的火山噴發(fā)還導(dǎo)致了寒武紀(jì)生物大爆發(fā)。那時，大量的火山噴發(fā)溫暖了地球，并幫助形成大陸，還促進(jìn)大量生物發(fā)生進(jìn)化。同時，火山噴發(fā)也是碳循環(huán)中的關(guān)鍵一步，因為火山噴發(fā)能將碳以二氧化碳的形式，從地殼釋放到大氣中，如果這一在地殼和大氣層之間進(jìn)行碳交換的環(huán)節(jié)斷開，那么我們的世界也不會穩(wěn)定到足以讓生命進(jìn)化。

雖然火山噴發(fā)的二氧化碳等溫室氣體可以使地球升溫，不至于那么寒冷，但額外的二氧化碳可能會酸化海洋，許多對海洋酸度敏感的生物可能會因不適應(yīng)酸度增加的海洋而相繼滅絕，或者是為了適應(yīng)海洋而發(fā)生進(jìn)化。曾有研究小組在實驗室中模擬了海水嚴(yán)重酸化的環(huán)境，并對其中喂養(yǎng)的南極磷蝦進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成年南極磷蝦在海水變酸時仍然能維持正常的生理活動，也就是說，成年南極磷蝦已經(jīng)進(jìn)化出適應(yīng)海洋酸化的能力。

直到現(xiàn)在，地球上的大陸仍在漂移，全球溫室氣體的排放也在繼續(xù)，火山噴發(fā)活動也時有發(fā)生。我們雖然無法阻止大陸漂移和火山噴發(fā)，但是可以控制溫室氣體的排放量，如減少直接使用化石燃料， 提高綠化覆蓋率等，減緩全球變暖的速度，讓物種有足夠的時間來適應(yīng)變暖的環(huán)境，生命才能得以延續(xù)。

拓展閱讀

什么是地幔對流？

高溫熔融的地核使得地核外圍的地幔受熱，受熱的地幔物質(zhì)發(fā)生膨脹，產(chǎn)生上升熱流。當(dāng)上升熱流到達(dá)地殼底部，熱流發(fā)生分流，并做長距離的水平運(yùn)動。在這個運(yùn)動過程中，地幔物質(zhì)溫度下降，隨即又沉降回地幔中，這一過程被稱為地幔對流。地幔對流被認(rèn)為是大陸漂移的主要驅(qū)動力，當(dāng)?shù)蒯Ｗ鏊竭\(yùn)動時，漂浮在地幔上的大陸板塊也被帶動做水平運(yùn)動，發(fā)生移動。

小貼士

二氧化碳為什么會使海洋酸化？

當(dāng)大氣中的二氧化碳被海水吸收，二氧化碳會和水發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸。碳酸在水中被解離成氫離子和碳酸氫根離子。而酸堿度以氫離子的濃度為基準(zhǔn)，氫離子濃度越高，pH值越低，代表物質(zhì)越酸。二氧化碳最終會導(dǎo)致海水中的氫離子增加，所以海水pH值變低，酸度增加。