周 云 香港《文匯報(bào)》2007-09-06
究竟生命是怎樣起源的？究竟能人、直立人和人類的演變關(guān)系是怎樣的？至今仍然是科學(xué)界爭論不休的話題。原來，所有這些問題的謎底，都與地球的氣候變化有密切的關(guān)系。全世界的科學(xué)家正在研究地球氣候的重大變化時(shí)期，氣候變化對于生物的進(jìn)化條件有什么影響，能否找出其規(guī)律性？這是自然科學(xué)十大謎題之一。最近，中德兩國科學(xué)家公佈了一項(xiàng)最新重大研究，大約在5—6億年前，地球上發(fā)生了3次史上最大規(guī)模的異常事件。這可能導(dǎo)致了原始低級生命基因的突變、重組，繼而大規(guī)模的動物及人類的「祖先」才迅速繁殖起來。
生命大爆發(fā)留下大堆問號
大約7.5—6.5億年前，地球上白雪皚皚，平均溫度在零下30攝氏度以下。這就是地球史上著名的「大冰期」。大量如微生物之類的原始生命，被冰封在地下，無法實(shí)現(xiàn)生命的進(jìn)一步突破。奇怪的是，到了5.8億年前的「寒武紀(jì)」，動物生命在毫無征兆的情況下繁榮起來，一派生機(jī)勃勃的情景，三葉蟲、小春蟲等等動物都大量出現(xiàn)了。動物品種的豐富令專家咋舌，于是科學(xué)家把這個(gè)時(shí)代定為「寒武紀(jì)大爆發(fā)」。但是，冰川是如何過渡到生命突然繁榮的時(shí)代呢？歷史留下了一大堆的問號。
地質(zhì)學(xué)上的證據(jù)顯示出在地球整個(gè)的自然歷史中，至少有十分之九的時(shí)間是溫暖氣候所主宰的時(shí)代，如古生代早期，從寒武紀(jì)起，經(jīng)奧陶紀(jì)、志留紀(jì)至泥盆紀(jì)，漫長的2.5億年中；整個(gè)中生代至新生代的新第三紀(jì)的約2億多年，氣候都是以溫暖為優(yōu)勢，當(dāng)然其中肯定包含間隔著若干個(gè)短暫的寒冷時(shí)期（冰期）。為冰期所中斷的時(shí)期的持續(xù)時(shí)間和影響范圍，難以確認(rèn)，但僅從對地層沉積物的研究上來看，似乎在前寒武紀(jì)（距今6億年前）和石炭、二疊紀(jì)（距今3.5~2.25億年）曾出現(xiàn)過大冰期。在最近的一百萬年中以寒冷氣候?yàn)橹鲗?dǎo)，即第四紀(jì)大冰期時(shí)期。
3次「浩劫」空前絕后
北極地區(qū)的冰蓋向中緯度地區(qū)大幅度擴(kuò)張，最強(qiáng)盛的時(shí)候到達(dá)過北緯57度，某些地方冰蓋的厚度達(dá)2千米。大冰期中間隔著溫暖的間冰期，冷暖的氣候變遷引起冰川的消長進(jìn)退，對歐洲阿爾卑斯山的冰川地貌研究表明，近一百萬年的第四紀(jì)冰期分為四個(gè)冰期，為三個(gè)相對溫暖的間冰期所分隔。冰期與間冰期相比較，中緯度地區(qū)的山地雪線升降幅度可超過1,200米。在我國北方第四紀(jì)沉積層所出土的化石中，代表寒冷氣候和溫暖氣候的生物，前者如披毛犀、猛象、虎耳草和陰地蕨等，后者如梅氏犀、水牛、榆屬、柳屬等，證明了第四紀(jì)時(shí)期我國的氣候變遷；再如廣泛分佈于西北和華北的黃土沉積和其下的紅土層，顯示出溫暖氣候向寒冷干燥氣候的變遷。當(dāng)?shù)谒募o(jì)時(shí)，不僅我國的西部高山，而且中、東部的秦嶺太白山、臺灣玉山都分佈有冰川。大約1萬年以前，氣候轉(zhuǎn)暖，冰川退縮，地球再次進(jìn)入了溫暖的間冰期。
中國科學(xué)院南京古生物研究所的朱茂炎研究員介紹，經(jīng)過研究確認(rèn)，在6.3億年前、5.5億年前、5.4億年前地球上肯定發(fā)生了3次明顯的異常事件，其規(guī)模、強(qiáng)度是空前絕后的。朱茂炎描述，變化過程極其驚心動魄，南極北極磁極倒轉(zhuǎn)、地球大陸板塊裂解、火山呼嘯噴發(fā)，冰川開始溶解，滾燙的熔漿與冰碰撞后發(fā)生巨大的聲音，地球氣溫開始急速升高，全球海平面上升。類似磁極倒轉(zhuǎn)這樣的事件如果發(fā)生在現(xiàn)在，可以說是人類滅頂之災(zāi)。但在那時(shí)，確使冰封許久的原始生命一下爆發(fā)，冰火的激情碰撞容易激發(fā)新的生命基因。雖然上面的這幅場景還有待進(jìn)一步研究確認(rèn)，但是在華南地區(qū)，已經(jīng)有研究表明那個(gè)時(shí)期火山和熱水活動非常頻繁。動物生命很可能起源于火山和熱水附近。
非洲氣候適合古人類生活
「冰河時(shí)代」是個(gè)通名，也是個(gè)專名，地球46億年的歷史，反覆發(fā)生過大規(guī)模的氣候變遷，「冰河時(shí)代」是其中的一種。5,500萬年前，也就是新生代古新世結(jié)束時(shí)，北極海的氣候像今日的地中海一樣溫暖。他們的證據(jù)來自北極南方兩百公里的海底沉積層，其中有只能在亞熱帶海域生存的藻類化石，而早些時(shí)候生活在當(dāng)?shù)厮虻奈锓N，卻不見蹤影。換言之，當(dāng)年水溫在攝氏20度左右。1980年代，海洋地質(zhì)學(xué)家在南極也發(fā)現(xiàn)過同樣的證據(jù)。科學(xué)家推測，當(dāng)時(shí)大氣中可能突然增加了許多溫室氣體，特別是甲烷，才造成那么大規(guī)模的氣候變遷。至于那些甲烷怎么來的，沒有人知道。
在冰河時(shí)期，1,000萬年前左右和300萬年前，地球大多數(shù)地方冰天雪地，沒有植物，動物稀少，氣候最溫和的地方是非洲東部，這里森林覆蓋面積廣，適合猿人、能人、直立人生活。最古年代的古人類化石，都在非洲出土，說明在冰河期，非洲熱帶雨林氣候最溫和，這是靈長類動物大發(fā)展的理想地點(diǎn)，也是人類祖先與大猩猩分道揚(yáng)鑣，成為兩個(gè)物種的地點(diǎn)。
千萬年牙齒 埃塞沙中藏
日本和埃塞俄比亞的研究人員在埃塞俄比亞沙漠地層里發(fā)掘出1,000萬年前類人猿的牙齒化石?？茖W(xué)家說，這些「石頭牙」與現(xiàn)代大猩猩的牙齒有些相像，如果這種類人猿確實(shí)是現(xiàn)代大猩猩的直系祖先，那么大猩猩的進(jìn)化歷史有可能改寫。
2006年他們在埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴以東約170公里的一處溪谷，發(fā)現(xiàn)一顆裸露于地面的類人猿犬齒化石，今年又在該化石周圍發(fā)掘出8顆臼齒化石。從化石周邊地層的地質(zhì)年代分析，這些化石源自生活在距今至少1,000萬年前的類人猿。這是科學(xué)家追溯人類起源和發(fā)源地的一次重大突破。
一直以來，人類起源有兩種說法，第一種說法是五百萬年前，人類分別在世界各地演化發(fā)展，有多個(gè)發(fā)源地，蒙古人種有自己的發(fā)源地，高加索人種有自己的發(fā)源地，非洲的人種有自己的發(fā)源地。第二種說法，類人猿起源于非洲，大猩猩和現(xiàn)代人都有共同的類人猿祖先，類人猿的祖先后來在非洲分道揚(yáng)鑣，一支演變成黑猩猩，另一支演變成現(xiàn)代人；所有現(xiàn)代人的祖先都是發(fā)源于非洲，然后分支在各大洲繁衍，演化為不同人種。筆者持第二種觀點(diǎn)—「出非洲論」。這種觀點(diǎn)的論據(jù)，就是人類的起源和發(fā)展，都同地球的氣候演變有關(guān)。
