宇宙自然生命简史:52 在 KT 撞击前,恐龙到底是什么情况?
我们经常说,属于恐龙的爬行动物时代结束后,哺乳动物就崛起了,从地质年代的尺度来理解没有错。但是,就我们普通人能够真实感受到的尺度来说,哺乳动物离一哄而上地抢占每一块地盘那还差的很远。正如古生物学家斯坦利写道,“进化可能是厌恶空白的。但填补空白却需要很长的时间。”可能在此后的1000万年中,哺乳动物都谨慎地保持着较小的体形。在第三纪早期,如果你有山猫那么大,你就可以称王了。
但是,一旦哺乳动物崛起,它们的体型就开始膨胀,有时甚至大到了荒唐的地步。曾经有那么一段时间,豚鼠长到了犀牛那么大,而犀牛差不多二层楼高。在食物链中,哪里有空缺,哪里就会有哺乳动物崛起来填补。早期的浣熊家族成员迁居到了南美洲,发现了一个空缺,便演化成了像熊一样巨大而凶猛的动物。鸟类也大得不像话。有这么几百万年的时间,北美洲最凶猛的一种食肉动物可能是一种叫泰坦鸟的巨鸟。它体形巨大,不会飞行,但无疑是史上最威武的鸟类。它能长到 2.5 米高,比姚明还高一个头,超过 150公斤。对于它讨厌的任何小动物,它可以用它的喙轻易地把它们的脑袋给撕下来。这种巨鸟家族称霸了5000万年,可是,要不是1963年在佛罗里达发现了它的第一具骨骼化石,我们至今也不会知道还有这样的史前巨鸟。
化石记录的贫乏,正是我们对大灭绝不了解的另一个重要原因。我曾经给你讲过,骨头要变成化石有多么的不容易。其实,化石的数量比你想象中的要少得多。就拿我们最熟悉的恐龙为来说,博物馆可能给了你一个恐龙化石极为丰富的深刻印象。其实,博物馆中展出的大都是人工制品。在伦敦自然历史博物馆的大厅入口中,显赫摆放着一副巨大的梁龙骨架,为几代游客带去了快乐,增长了知识,但它其实全部是用塑料制成的。它是卡内基(Andren Carnegie)1903年在匹兹堡定做并赠送给博物馆的。而在美国纽约自然历史博物馆大厅的入口,则有一个更加宏大的场面:一只张牙舞爪的异龙骨架,正扑向一只包罗龙的幼崽,另外一具巨大的包罗龙骨架则奋力保护着它的孩子。这个展品的效果极其震撼,令人印象深刻,包罗龙的骨架高达9米,直抵高高的天花板。但是,这完全是假的。展品中的几百根骨头每一根都是模型。参观全世界任何一个大点的自然历史博物馆,不论是巴黎的、维也纳的、法兰克福的,还是北京、上海、布宜诺斯艾利斯的,迎接你的都是古旧的模型,而不是古老的化石。
真正的科学事实是,关于恐龙,我们并不是真的知道很多。对于整个恐龙时代,我们只发现了大约700个种类。其中只有大约一半有比较完整的标本,可以证明它是独特的不重复的种类。有完整头骨和骨骼的标本大约占 20%。这 700 个种类分散在 300 个恐龙的“属”下面,夸张的是,有一半的属都是通过研究一件标本推测得出的。现在估计,大约还有 700-900 个恐龙属等待我们去发现。700个恐龙的种类就算都是不重复的,这个数量还不到今天已知的所有的哺乳动物的五分之一。但是请别忘了,恐龙统治地球的时间可是哺乳动物历史的差不多三倍。
所以,要么就是恐龙的种类真的特别稀少,要么就是我们只抓住了它们的一点儿皮毛。
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在整个恐龙时代,有差不多一百万年的时期中,我们连一块恐龙化石也没有找到。即便是在我们研究最多的白垩纪晚期,归功于我们对恐龙灭绝原因的持续兴趣和长期研究,在那一时期活着的恐龙,大约还有四分之三的种类是我们尚未发现的。或许,还有比梁龙更大,比霸王龙更凶猛的动物,它们在地球上漫步了数千年,而我们却一无所知。说出来可能会让你感到吃惊,我们对那一时期恐龙的全部知识仅来自于大约99 具白垩纪晚期北美洲东部恐龙的部分或完整的标本。
关于恐龙灭绝,目前最广泛的见解是在 KT 撞击之前,恐龙就已经开始走向没落了。据 BBC 2016年4月的报道,美国国家科学院院刊发了一篇文章,支持恐龙在小行星袭击发生前 5000 万年就已经提前没落的说法。文章发布者英国雷丁大学的古生物学家坂本博士认为,恐龙长期处于衰落状态,原因是它们无法应对地球的变化,当时气候变凉、海平面变化也加剧。坂本博士带领的团队研究了恐龙从 2.31 亿年前到它们灭绝时的化石遗骸,分析表明,2 亿多年前时,恐龙的物种以爆发式的速度增长,但到了 1.6 亿年前,增长速度放缓,到了 1.2 亿年前时,物种数量则走上了下坡路。坂本博士表示,他们并没有预料到会是这样的结果,虽然最终导致恐龙灭绝的是小行星的撞击,但在撞击发生前 5000 万年,它们已经穷途末路了。
同时对这篇论文及其观点进行报道的还有英国知名报刊《卫报》,美国的《洛杉矶时报》也做了报道,其他一些科学网站也有报道,比如 sciencedaily。
但是,对于这个观点,古生物界也是有反对声音的,比较有名的一位反对者是美国密尔沃基公共博物馆的古生物学家希恩(Peter Sheehan)。他指责同行并没有对各种骨头进行细致入微的研究。他表示很多骨头很像,造成了物种被少算了。上世纪 80年代末期,希恩搞了一次实验。他在蒙大拿州著名的赫尔克里克地层精心选定了一片区域,然后招募了数百名志愿者,对此区域做了一番彻底的化石普查。他们一丝不苟地收集每一颗牙齿、每一根脊骨、每一小片骨头,所有这些都是被之前的挖掘者所忽略掉的。这个工作一干就是两年。当他们结束工作时,也就是 1991 年,一共发现了超过 1000 种恐龙的遗骸,人类所拥有的恐龙化石的数量已经翻了两倍。他们认为,这次调查说明了KT撞击之前,恐龙并没有在逐渐灭绝。2011 年,科学杂志刊载了一篇文章,其中也提到了西恩的研究,这篇文章主要报道了耶鲁大学的古生物学家泰勒·莱森的研究,他说恐龙在小行星撞击前数量实际上是在上升的。
不过,从总体上来看,支持恐龙提前走向没落的古生物学家还是更多一些。但有一个研究成果已经得到了古生物界的公认,那就是恐龙其实并没有真正的灭绝,他们的直系后代就是今天的鸟类。
今天凌晨,我收到一个痴迷血型与性格研究的朋友发来的文章,他说他有一个最新研究成果,可能是人类学一个重要发现。他说他通过研究人和各种猩猩的血型后,认为黑猩猩可能是人类的祖先直立人的祖先。他说由于类人猿中只有黑猩猩是 O型,所以也可以反推人类是黑猩猩和其他类人猿杂交进化而来。这位朋友的本职工作是做奶茶店连锁经营管理的。我对他这种学习和思考的精神表示肯定,但是我真心不建议在没有搞懂所有已知的科学成果之前,自己去做所谓的研究。至少得先搞明白进化树是啥意思吧,他是真把黑猩猩当成人类的祖先了。不过,我还是给这位朋友回了一个晕的表情。意思表达的含糊一点,他不听我的节目的。
我们总是习惯于认为,人类成为这颗行星上的统治物种是不可避免的。现在,科学研究却表明,人类的出现很可能是拜几次天外撞击和一些偶然事件所赐,这种结果要让一些宗教人士理解并相信,显然是非常困难的。我们与其他所有活着的生物有一点是相同的,那就是在将近40亿年的时间中,大家的祖先总是能及时地滑入一扇正在关闭着的门中。古尔德有一句名言简要地表达了这个意思:“人类之所以今天能在这儿,是因为我们的生命之线从未中断过,在10亿个有可能把我们从历史中清除的点上,我们一次也没被清除。”
讲到这里,我要给你总结一下这几期节目的核心论点:1. 生命渴望生存;2. 生命并不总是想要有所作为;3. 生命一次又一次地被灭绝。现在可能还可以增加一点,你很快就会听我讲到,生命往往以令人极为震惊的方式前进着。
在伦敦自然历史博物馆,有一些秘密的门,它们有时出现在灯光昏暗的走廊的某个凹进处,有时又出现在一瓶瓶矿物标本、鸵鸟蛋以及其它一些历史已经超过一个世纪的杂物之间。说它们秘密的意思是说它们从不会引起游客们的注意。在很偶然的情况下,你可能会看到某个人,长着一头的乱发,很有学者范儿,心事重重地从其中的某一个门中走出来,匆匆走过走廊,然后又消失在另外一个门后面。这样的情形并不多见。这些门大多数时候都一直关着。一点儿也看不出,在这些门的后面,其实存在着另外一个平行的自然历史博物馆,它同样巨大,甚至比公众知道和爱慕的那个博物馆更精彩。
伦敦自然历史博物馆总共收藏了7000万件藏品,它们来自地球的每一个角落,涵盖了生命的每一个领域。并且,每年还会增加数十万件藏品。但是,只有当你了解了门后的那些东西,你才能真正地体会这是多么巨大的一个宝藏。在那些大大小小的柜子中,在排着一排排架子的长长房间中,几万件动物标本浸泡在瓶子中,几百万只昆虫标本别在方卡纸上。在一个个的抽屉中,装满了闪亮的软体动物标本、恐龙化石、早期人类的头骨,还有数不清压得平平的植物标本。走在里面就好像漫步在达尔文的脑海中。在活体储藏室中,陈列架的总长超过20公里,一罐又一罐的动物标本被保存在甲醛溶液中,也就是福尔马林中。
这里保存着班克斯(Joseph Banks)采自澳大利亚的标本、洪堡(Alexander Von Humboldt)从亚马逊流域收集的标本以及达尔文在乘“贝格尔”号远航时采集的标本。所有这些标本要么是极为珍稀的,要么就极具历史意义,或者两者兼而有之。很多人看到它们就会忍不住摸上一下,还有少数人则更进一步。1954年,博物馆从一位叫迈纳茨哈根(Richard Meinertzhagen)的资深收藏家手中获得了一批很棒的鸟类标本。此人是《阿拉伯半岛鸟类研究》和其它几本学术专著的作者。他有好多年一直泡在博物馆中,几乎天天来做笔记。当那批鸟类标本的箱子送到后,管理人员兴奋地撬开了箱子想一睹真容。结果,说得好听一点是吃惊地发现,有好多的标本赫然贴着博物馆自己的专有标签。显然,这位迈纳茨哈根先生多年来一直在博物馆中为自己“收集”标本。这也解释了他的一个怪癖:大热天也穿着大衣来博物馆。
又过了几年,在软体动物区的一位常客,他还是一位“相当杰出的绅士”,在往某种架子的空心腿中塞值钱的海贝壳时被抓了个现行。
福泰在带领比尔参观这个巨大的门后的博物馆时,若有所思地对比尔说:“我丝毫不怀疑这里的任何一件东西都会有人垂涎三尺。”他们漫步穿过一个又一个部门,一群人坐在一张张大桌子前,认真地研究着节肢动物、棕榈叶子和一盆盆泛黄的骨头。到处都可以看到人们在一种不慌忙的氛围中从事着一项巨大的事业,因为永远也干不完,所以不必着急。比尔看到博物馆1967年发表的一份报告,这是关于莫里(John Murray)考察队在印度洋的一次考察,但这份报告发表于考察结束后的44年,你可见事后的整理研究工作有多么耗时。这是一个有着自己独有的工作节奏的世界,在一部小小的电梯中,有一位学者模样的老先生也在里面,福泰与他亲切地攀谈起来,电梯以沉积物的速度缓缓地下落。
那人走了以后,福泰说,“他是个很可爱的家伙,叫诺曼,他花了42年的时间研究一种叫金丝桃的植物。他1989年就退休了,但依然每周都来。”
在一种植物上怎么能花上42年的时间呢?福泰为此只是轻描淡写地回答说“显然,他研究得很深入。”,然后他们抵达了植物区,这里有一个静悄悄的但无比庞大的苔藓世界。
爱默生很有诗意地谈到过苔藓,并且发现苔藓总是长在树木的北侧,他有一句诗是这样写的:“在漆黑的夜晚,树干上的苔藓就是北斗星”。但是,他发现的其实是地衣,不是苔藓。在十九世纪时,人们往往无法区分出苔藓和地衣。真正的苔藓是不会挑剔自己生长的地方的。所以,它们是无法充当天然罗盘的。实际上,苔藓什么也充当不了。1956年出版的《怎样识别苔藓和叶苔》一书中,作者柯纳德(Henry S. Conard)有点儿沮丧地写道,“恐怕这世界上没有哪种这么大的植物群落像苔藓这样毫无经济价值。”
然而,苔藓的繁殖能力很强。即使不算地衣,它们也是一个熙熙攘攘的群体。大约有700个“属”,1万多个“种”。史密斯写的那本厚厚的《英国和爱尔兰的苔藓群》超过700多页,而英国和爱尔兰根本不算是盛产苔藓之地。研究苔藓的专家埃利斯说,“到了热带,你才知道它们有多丰富。”他是一个话不多的人,在伦敦自然历史博物馆已经工作了27年,自1990年起开始担任这个部门的主管。他说,“如果你去马来西亚的热带雨林,很容易就可以发现一个新品种。我不久前就去过,随便低头一看,就看到了一个过去从未记载过的新品种。”
你或许会认为世界上没有多少人会花费毕生心血去研究这么不起眼的东西。但事实上,全世界至少有上百人钟情于苔藓,而且他们对自己选择的课题感情很深,会议还开得很勤快,争论的话题也不少。
“比如说”,埃利斯翻开一本厚厚的参考书,上面有很多苔藓的插图,但在我这种外行人的眼里,这上面画的苔藓最显著的特点就是它们出奇的相似。他敲着一幅苔藓图说,“就它们,过去被认为都属于镰刀藓属,现在却被认为分属三个属:镰刀藓属、范氏藓属、细绿苔藓属。“这是一位美国学者挑起的争议。”埃利斯笑着说。“其实,他是有道理的,理由也很充分。但是那意味着有大量的标本要重新分类了,一大批书也会因此过时。所以呢,你懂的,大家免不了有些牢骚要发。”
实际上,苔藓世界的谜也还有不少。有一个著名的例子,至少在研究苔藓的圈子里挺出名的:有一种很少见的品种叫斯坦福湿地藓,它们是在加州斯坦福大学的校园中首次被发现的,后来又在英国康沃尔半岛的一条小路边发现了该品种。但是,在这两处相隔万里的中间地带,却从未发现过它们,这是怎么回事,没人猜得出来。植物学家们每当发现一种新苔藓,都要与旧有的苔藓记录做仔细的比对,以确认它不是已知的品种。
为了改变这种现状,《连线》杂志的联合创始人凯文·凯利(Kevin Kelly),就是写《失控》的那位,于2001年发起成立了“全物种基金”,旨在把所有的物种都录入数据库。这项事业的预计花费是13亿到300亿英镑。到2002年春天,这个基金会募到的资金仅有75万英镑,四名雇员。不过,我查到的后续资料显示,该基金会也受到了一些批评。因为有人认为物种间的差异并不显著,要收集全所有的物种只有理论上的可能,你很难客观地分辨一个生物到底是单个物种还是多个物种。现在,这个基金会已经停止运营了。
如果按某些人的推测,尚待发现的昆虫数量就有上亿种。而我们发现新品种的速率保持现状的话,则需要15000年才能把所有的昆虫都定义出来。要完成其余的动物王国所需的时间就更长了。
可能有些人会产生这样的疑问,感觉上博物学已经有了几百年的历史,甚至有些观点认为有了上千年的历史,吴国盛老师就认为《本草纲目》就可以算做一本博物学著作。但是,为什么实际上我们对自然界的物种只知道个皮毛,下一期,我们就来谈谈大自然依然对我们保持神秘的原因。