没有多样性，就没有人类文明

威廉·C. 伯格

《生命大趋势：从生物多样性到人类文明的未来》[ 美] 威廉·C. 伯格 著吴勐 译海峡书局出版社2021年6月

地球拥有丰富的生物多样性，诸如成群结队的昆虫、种类繁多的鸟类、遍地盛开的花朵……随着地质时代的变迁，植物和动物的种类似乎也越来越多样，形态也越来越复杂。

现今，人类已经发展出了多种文明和上千种语言，可我们仍在不断利用高速发展的技术手段让世界变得更加复杂。其实，人类成功的基础正是自然世界的多样性。数百年来，理解生物多样性这一概念和无数种生物共处的机制，一直是生物学科的一个难题。但当我们讨论生物多样性时，是指什么呢？

生物多样性背后的能量

一般来说，植物多样性是生物多样性的基础，原因有二。植物能够将阳光中的物理能量转化为化学能量，支持其栖息地的食物链。生物的生存和繁殖离不开持续的能量供给，而陆地植物、藻类和蓝细菌（旧称蓝绿藻）的光合作用，正是这种能量的来源。在海中，微小的浮游植物吸收了大部分太阳的能量，而在陆地上，绿色植物则是整条食物链的“地基”。

除了获取能量，大型植物还以其本身特定的外部形态构成陆地环境。一片地域的鸟类多样性，尤其受制于该地区有多少适合筑巢的地点。而可筑巢地点的数量，正取决于当地树木的数量。同时，不同种类的植物越多，果实、种子、嫩芽的种类和数量也就越多，这正是许多昆虫、鸟类和哺乳动物所需要的。大部分情况下，一片栖息地中陆生动物数量和高等植物种数都是正相关的。

谈生物多样性离不开栖息地。我们将这些栖息地与其中的生物合称为不同的生物群系。从本质上来说，生物群系就是当地所有植物和其他生物组成的群体。通过观察植被的外形、密度、生产力和年周期生命活动特征，我们就可以区分不同的生物群系。

许多生物群系由于在很大程度上受到环境压力的制约，其内部的物种数量也相差巨大。另外，在讨论生物群系时，常常被提及的还有两个概念：生物带和生态系统。爬一座热带的高山，你就能体验不同的“生物带”—起点是湿润炎热的热带雨林，途中会经过气候凉爽的山地云雾林，最终到达没有树木的高山草甸。生物群系和生物带，都是生物世界的重要概念。

宇宙层面上的多样性

我们早已发现，多样性无处不在。恒星的大小、亮度，甚至连颜色都不同，星系的形状和大小也是各有千秋。借助行星际探测器，20世纪后半叶人类最重大的发现，就是我们的太阳系内部居然也存在差异性。木星卫星“欧罗巴”的表面似乎覆盖着一层光滑坚硬的冰，冰面之下很可能存在液态海洋。而木星另一个卫星“伊娥”的外表色彩斑斓，原因是其表面频繁而剧烈的火山活动。土星的卫星也是类似情况。

在科幻小說里经常被描绘得热气腾腾、布满森林的金星，实际上却拥有厚重的大气层和炎热的地面。火星也一样，不同于人们的想象，它表面隐约的颜色变化并不是季节性的植被更替，而是冰冷的沙漠上偶然刮起的沙尘暴。就连从天而降的石头—陨石，结构和成分也不一样。以上这些天文发现，和每个星球各自的历史发展都是相关联的。一个更有趣的结论是，太阳系形成之初的环境极其复杂，所以地球能拥有适宜生命生存的环境，纯属幸运—这个“幸运”，指的是有几颗岩质行星比地球更接近太阳，同时还有巨大的气态行星在更远处。事实上，木星的存在很可能就是地球拥有丰富生物多样性的另一个原因。大冲击假说声称，曾有一个火星大小的物体和早期地球擦肩而过，而那次撞击给地球增加了质量，甚至还在地球轨道上遗留了一些碎片。这些碎片经过压缩，集合成了今天美丽的月球。

如果没有月亮，地球的自转轴就可能在几百万年的历史中左右摆动，变动的角度能达到40度之多。多亏了月亮，地轴摆动的角度才能被控制在2度以内。通过牵制这种摆动，月亮为地表生物创造了更加稳定的地球环境。同时，大冲击假说还认为，早期太阳系的环境十分混乱。月球和水星的表面遍布环形山，这些环形山记录了它们被小行星和彗星不断撞击的早期历史。这些太阳系内彗星、小行星的撞击，说不定也是地球史上的幸事。因为，越靠近太阳系外边缘的地方湿度越大，这样的撞击相当于给地球注入了大量水分。要是没有这些珍贵的水，地球表面也不会被海洋覆盖，降雨也不会润泽广袤的陆地，而我们人类，自然也不会诞生。

一颗幸运的行星

我们出现在地球上其实源于一系列幸运的事件，这些偶然事件让地球变成了适宜生存的家园。首先，地球环绕太阳公转，且处于太阳系的宜居带。地球表面与太阳之间的距离，正好能让地球表面的温度既不太热也不太冷。多亏了地球表面一层薄薄的温室气体锁住了太阳的热量，大部分地表的水才得以保持液态。

还有一点也很重要—地球的轨道接近正圆。如果地球轨道更接近椭圆形（轨道离心率更高）的话，地球的季相变化就会更明显。

早期的地球曾被月球撞击，这可能也是一大幸事，因为正是这次撞击让地轴产生了约23度的倾斜。这个倾斜偏角的作用可大了。如果地轴没有倾斜，将只有赤道附近一条极窄的带状区域会不断降雨，但地轴的偏角让降雨区域扩展到整个热带地区。这个偏角还让北极地区在短暂的夏季白天变长，温暖了北极冻原上的植被，让西伯利亚的森林得以存活，也让加拿大阿尔伯塔地区长出了小麦。

此外，地球的大小也刚刚好！如果体积更大的话，引力也会更强，使得像猴子这样灵活的陆生动物无法存在。体积更大的行星还会拥有更厚重的大气，比如金星的大气层，而这有可能会让地表生物无法呼吸。相应地，体积小的行星引力也小，大气层也相对较薄，而这对地表生物的存活至关重要。

不仅如此，地球的自转速度还使得白天不会太热，夜晚也不会太冷。如果地球自转速度加快，就有可能形成不停歇的飓风，斩断陆地植物的活路，而自转速度减慢则会导致夜晚寒冷漫长，而白天炎热炙烤。在这种情况下，海洋生物也许还有一条活路，但陆地上肯定毫无生机了。