周 云 香港《文匯報》2007-09-06
究竟生命是怎樣起源的？究竟能人、直立人和人類(lèi)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(huà)題。原來(lái)，所有這些問(wèn)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次史上最大規模的異常事件。這可能導致了原始低級生命基因的突變、重組，繼而大規模的動(dòng)物及人類(lèi)的「祖先」才迅速繁殖起來(lái)。
生命大爆發(fā)留下大堆問(wèn)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(zhù)名的「大冰期」。大量如微生物之類(lèi)的原始生命，被冰封在地下，無(wú)法實(shí)現生命的進(jìn)一步突破。奇怪的是，到了5.8億年前的「寒武紀」，動(dòng)物生命在毫無(wú)征兆的情況下繁榮起來(lái)，一派生機勃勃的情景，三葉蟲(chóng)、小春蟲(chóng)等等動(dòng)物都大量出現了。動(dòng)物品種的豐富令專(zhuān)家咋舌，于是科學(xué)家把這個(gè)時(shí)代定為「寒武紀大爆發(fā)」。但是，冰川是如何過(guò)渡到生命突然繁榮的時(shí)代呢？歷史留下了一大堆的問(wèn)號。
地質(zhì)學(xué)上的證據顯示出在地球整個(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，從寒武紀起，經(jīng)奧陶紀、志留紀至泥盆紀，漫長(cháng)的2.5億年中；整個(gè)中生代至新生代的新第三紀的約2億多年，氣候都是以溫暖為優(yōu)勢，當然其中肯定包含間隔著(zhù)若干個(gè)短暫的寒冷時(shí)期（冰期）。為冰期所中斷的時(shí)期的持續時(shí)間和影響范圍，難以確認，但僅從對地層沉積物的研究上來(lái)看，似乎在前寒武紀（距今6億年前）和石炭、二疊紀（距今3.5~2.25億年）曾出現過(guò)大冰期。在最近的一百萬(wàn)年中以寒冷氣候為主導，即第四紀大冰期時(shí)期。
3次「浩劫」空前絕后
北極地區的冰蓋向中緯度地區大幅度擴張，最強盛的時(shí)候到達過(guò)北緯57度，某些地方冰蓋的厚度達2千米。大冰期中間隔著(zhù)溫暖的間冰期，冷暖的氣候變遷引起冰川的消長(cháng)進(jìn)退，對歐洲阿爾卑斯山的冰川地貌研究表明，近一百萬(wàn)年的第四紀冰期分為四個(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，中緯度地區的山地雪線(xiàn)升降幅度可超過(guò)1,200米。在我國北方第四紀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。當第四紀時(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(wàn)年以前，氣候轉暖，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(guò)研究確認，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，其規模、強度是空前絕后的。朱茂炎描述，變化過(guò)程極其驚心動(dòng)魄，南極北極磁極倒轉、地球大陸板塊裂解、火山呼嘯噴發(fā)，冰川開(kāi)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(kāi)始急速升高，全球海平面上升。類(lèi)似磁極倒轉這樣的事件如果發(fā)生在現在，可以說(shuō)是人類(lèi)滅頂之災。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(chǎng)景還有待進(jìn)一步研究確認，但是在華南地區，已經(jīng)有研究表明那個(gè)時(shí)期火山和熱水活動(dòng)非常頻繁。動(dòng)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(lèi)生活
「冰河時(shí)代」是個(gè)通名，也是個(gè)專(zhuān)名，地球46億年的歷史，反覆發(fā)生過(guò)大規模的氣候變遷，「冰河時(shí)代」是其中的一種。5,500萬(wàn)年前，也就是新生代古新世結束時(shí)，北極海的氣候像今日的地中海一樣溫暖。他們的證據來(lái)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(lèi)化石，而早些時(shí)候生活在當地水域的物種，卻不見(jiàn)蹤影。換言之，當年水溫在攝氏20度左右。1980年代，海洋地質(zhì)學(xué)家在南極也發(fā)現過(guò)同樣的證據?？茖W(xué)家推測，當時(shí)大氣中可能突然增加了許多溫室氣體，特別是甲烷，才造成那么大規模的氣候變遷。至于那些甲烷怎么來(lái)的，沒(méi)有人知道。
在冰河時(shí)期，1,000萬(wàn)年前左右和300萬(wàn)年前，地球大多數地方冰天雪地，沒(méi)有植物，動(dòng)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(lèi)化石，都在非洲出土，說(shuō)明在冰河期，非洲熱帶雨林氣候最溫和，這是靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物大發(fā)展的理想地點(diǎn)，也是人類(lèi)祖先與大猩猩分道揚鑣，成為兩個(gè)物種的地點(diǎn)。
千萬(wàn)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(wàn)年前類(lèi)人猿的牙齒化石?？茖W(xué)家說(shuō)，這些「石頭牙」與現代大猩猩的牙齒有些相像，如果這種類(lèi)人猿確實(shí)是現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(xiě)。
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)現一顆裸露于地面的類(lèi)人猿犬齒化石，今年又在該化石周?chē)l(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(wàn)年前的類(lèi)人猿。這是科學(xué)家追溯人類(lèi)起源和發(fā)源地的一次重大突破。
一直以來(lái)，人類(lèi)起源有兩種說(shuō)法，第一種說(shuō)法是五百萬(wàn)年前，人類(lèi)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(shuō)法，類(lèi)人猿起源于非洲，大猩猩和現代人都有共同的類(lèi)人猿祖先，類(lèi)人猿的祖先后來(lái)在非洲分道揚鑣，一支演變成黑猩猩，另一支演變成現代人；所有現代人的祖先都是發(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(guān)點(diǎn)—「出非洲論」。這種觀(guān)點(diǎn)的論據，就是人類(lèi)的起源和發(fā)展，都同地球的氣候演變有關(guān)。
