大灭绝时代 8.8分
读书笔记 第1页
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大灭绝时代

第一章 第六次大灭绝

巴拿马金蛙(Atelopus Zeteki)

巴拿马金蛙正在消失

介绍两栖动物的进化史,有极强的环境适应能力。

因此正在消失这件事令人疑惑。蛙类的消失似乎不仅限于人口密集、环境受到极大影响的地区,还包括相对未受人类破坏的地区。(举了几个例子)引出对原因的思考。

最后发现是蛙皮肤上的一类叫做壶菌的真菌,新的种类简称Bd。干扰了蛙类通过皮肤吸收重要电解质的能力,导致“心肌梗塞”。

提到「背景灭绝速率」的概念。通常表达为每百万物种中的物种灭绝数量。有别于背景的嗡嗡声,大灭绝会是一声巨响。

目前没有两栖动物背景灭绝速率的严谨计算结果,部分因为两栖动物化石非常罕见。

Bd有能力自行移动,但引起蛙类灭绝应该还是因为人类活动的参与(引入)

寻找过程中提到的蛙:

* 圣何塞柯克兰蛙(玻璃蛙)

* 丘盗蛙

* 沃氏蛙

* 巴拿马盗蛙

* 突角囊蛙

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第二章 乳齿象的臼齿

美洲乳齿象(mammut americanum)

“灭绝”这个概念并不是由来已久的,在之前关于生物的研究中或忽略了动物发展的历史,或没有区分现存和消亡的物种。

“灭绝”最终作为一个概念被提出来是在法国大革命时期,由博物学家居维叶在盐焗美洲乳齿象的牙齿时提出。他在通过牙齿倒推物种时注意到包括美洲乳齿象、大地懒(Megahterium)在内的4种物种曾出现但已经灭绝。并提出大胆的理论:物种会灭绝。在当时是看待生命的全新方式,不单单是孤立的事件,而是广泛存在的现象。

【scan】长鼻目中两个种群的的演化史

由此,居维叶开始寻找其他已经灭绝的动物留下的可以发现的痕迹,并不断发现已经灭绝的物种。除了与现存物种存在联系的以外,还有完全没有线索的,因而发现“史前世界”。

消息传到大西洋彼岸,美国的艺术家皮尔(Charles Willson Pearle)拼回了一副“巨兽”乳齿象的骨架,并开启了付费的展览,并引发了一波“猛犸热”。

凭居维叶的努力,发现了49种灭绝的脊椎动物。

19世纪早期额,收藏化石在上流社会变得极为流行,鱼龙、蛇颈龙和尚未命名的恐龙化石不断被发现。尽管地层学研究还在萌芽中,但人们已经知道不同的岩石地层形成于不同的时期。上述三种均形成于第二层(中生代)。这令居维叶对生命的历史产生了新的认识:生命的历史是有向的。

但居维叶是进化论(当时在巴黎称为“物种转变论”)的反对者,他信任解剖学,认识核心是“部分之间的相关性”,认为一只动物的各个部分要彼此融洽,并为其特定生活方式做出最优设计。而转化论的支持者认为“消失的物种”全都发生了彻底的转变。

摒弃了物种转变论,居维叶无法解释:新生物如何出现;为什么不同时期的世界会被不同类型的动物所占据。

随着灭绝物种名单加长,他的立场发生改变,认为发生过多次大灾变,生物是灾难的受害者。认为大灾变理论是解剖学的引申,既然高度适应,没有发生灾变没有理由灭绝。虽然他认为的部分证据现在看来是错误的,但在乳齿象问题上,高度正确。【scan】

第三章 最初的企鹅

大海雀(Pinguinus impennis)

灾变学家(catastrophist)-威廉·休厄尔(William Whewell)

均变论者(uniformatarian)-查尔斯·莱尔(Charles Lyell),从地质学角度反对灾变理论、生命的历史具有方向性(动植物的顺序发展是没有地质学理论基础的),出版了《地质学原理》。

达尔文在本书中登场,开始了“小猎犬”之旅,带回了多种生物的标本。与其说是自然选择理论的发现之旅(实则是他返回英格兰后,其他博物学家整理了他带回的标本后才发展他的理论),是对莱尔的发现之旅。旅程接近终点时遇到了珊瑚礁(生物学与地质学的相互作用)。

P70[scan1]珊瑚礁理论

该论述超越了莱尔的理论,甚至在一定程度上与莱尔的理论相悖。

莱尔从未论述过新物种的起源,只认为是创造性奇迹(神的力量或超自然力量)。

达尔文却认为哪怕是微小的变异,累积起来,新的物种会从旧的物种中浮现出来。此时莱尔和达尔文的关系以破裂。

达尔文物种起源的理论进一步又发展为物种如何消亡的理论。“新形式的出现与旧形式的消亡是捆绑在一起的”,共同的推动力是“为生存而进行的奋斗”,给适应者奖励,给不适应者以消亡。在达尔文的设定下预测物种灭绝和自然选择的速率相同,灭绝的发生是渐进式的。因此理论上认为新物种的出现和物种灭绝都是缓慢不可观察到的。

大海雀的灭绝使达尔文的理论和事实发生了矛盾。大海雀因为人类行为在较短时间内灭绝。

第四章 菊石的运气

新泽西盘船菊石(Discoscaphites Jerseynesis)

科学家阿尔瓦雷斯在研究意大利半岛是如何形成的过程中,注意到了古比奥灰岩层序列中下层许多有孔虫物种突然消失的问题。(当时教育奉行的是“差不多是算是绝对的均变主义思想”,认为任何一种类生物的消失必然是一个逐步的过程,one by one,是莱尔和达尔文思想的承继。)

大尺寸的有孔虫与已知的最后恐龙物种灭绝时一起消失。提出问题那层(下层?)一厘米厚的黏土层代表多长的时间区间。

在父亲路易斯的协助下,用元素铱(地球表面非常稀有,但在陨石中很常见)来确定黏土年代,并提出了大撞击假说,父子俩发表了论文《白垩纪-第三纪灭绝事件的地外成因》(1980年),引起了强烈的反响。

根据化石记录中的断层,将对生命历史的划分为古生代、中生代、新生代。

断层的缝隙代表了全球性改变,但在当时莱尔看来只是化石记录的断层,中间区间是一个很长久的地质时期(类似断代史?)。包括达尔文也对菊石及其历史视而不见,因而继承者们接过了“相当缓慢的灭绝”的衣钵。在当时“绝对的均变主义思想”语境下,大撞击假说比错误还要糟糕(声称解决了从未发生过的事件)。

但与此同时,支持该理论的证据在不断积累。(1)“冲击石英”的微小颗粒(突然爆发的高压破坏了晶体结构)。(2)德克萨斯州南部一个属于白垩纪末期的沙石层(海啸←撞击)。成为撞击说的决定性证据-末日陨石坑(Chicxulub Crater)。

K-T界线上众多生物灭绝(well-known as 恐龙)。

每一个物种都有所谓的“保存可能性”,即个体变成化石的几率,受多种因素影响(常见程度、生活范围、躯体组成.etc),厚壳的海洋生物比骨头中空的鸟类有更大的机会变成化石,从而保存下来。

signor-lipps effects,和Lilliput effect。

今天还存活着的所有生命都是大撞击幸存者的后代,但不能得出结论,说他们对环境适应得更好。在极端压力的环境下,“适应”的概念已失去本来的意义,甚至某种生物得以占有优势的性状,一朝之间就成为其致命因素。“菊石什么也没做错。”

第五章 欢迎来到人类世

波纹双鹤笔石(Dicranograptus ziczac)

提到“范式转换(Paradigm Shift)”的概念。

灭绝的科学发现史是一系列的范式转换,梳理了之前几个篇章中提到的转换。在之前篇章介绍基础上,出现的“新灾变论”,认为地球只有在不发生剧烈变化的时候才缓慢变化。“偶尔被恐慌打断的长久安逸”。

“人类世”(anthropocene)术语由德国化学家Paul Crutzen发现,他认为人类在这个地质时期占据着主导地位,人类已经改变了大气的组成。

第六章 环绕我们的海洋

地中海射线帽贝(Patella caerulea)

人类活动对大气成分的改变会打破平衡:溶解(气体)的量和释放的量基本一样,从而成为人类持续向大海中注入二氧化碳,引起海水pH值降低(变酸,相较于18090年提高了30%)。

由于海底洞口持续涌出的二氧化碳,阿拉贡堡周围的海水为全球范围内的海水提供了一个几乎完美的预演。举例飓风中螺的壳上花纹被腐蚀;地中海射线帽贝的外壳受到严重的破坏。阿拉贡堡周围的洞口制造了一种pH值梯度。霍尔-斯宾塞做的生物研究,发现在不受洞口影响的区域发现的物种中,有1/3没有出现在pH值7/8的区域。

此处的多项实验证实了二氧化碳浓度提高带来的危害。

没有单一的机制可以解释历史上的所有物种大灭绝,海洋成分的改变似乎是一个很好的指示器,海洋酸化至少在五次大灭绝中的两次(二叠纪末期和三叠纪末期)起了一定作用。

酸化的危险性原因多种,影响基础胜利过程,改变微生物种群的构成从而改编关键营养物质的可获取性,等等。最严重的一个或许要牵涉到被称为“钙化者(calcifier)”的一群生物。(钙化者包括了任何能够用碳酸钙矿物来构建外壳或外骨骼的生物,除动物之外,也包括用碳酸钙矿物来建造内部架构的水生植物。)酸化增加了钙化的成本,因为可以用于生产碳酸钙的碳酸根离子浓度下降了。→离阿拉贡堡洞口太近的帽贝壳上出现穿孔。

人类排放二氧化碳不仅规模大,而且速度快。

第七章 落酸

生物球2号实验,珊瑚在霰石饱和度变低建设变慢甚至停滞,停止钙化。珊瑚礁就生命形式的多样性而言可以类比雨林,据估计,至少有50万种生物在珊瑚礁中度过自己的一生或部分生命。

海水立体分层-热力结构(海水清澈见底的原因?)热带的水体趋向于缺乏营养物质,比如氮和磷。热带的海水-沙漠,珊瑚礁-绿洲,不协调感-“达尔文悖论”。

气候变化是另一个危害。

珊瑚虫个体是动物,有虫黄藻(植物)宿主,通过光合作用产生碳水化合物,珊瑚虫能够收获碳水化合物。当温度升高,共生关系被破坏,虫黄藻开始产生氧自由基,达到危险的程度,珊瑚虫会将虫黄藻排出体外,看起来就变成了白色,“珊瑚漂白”。漂白的珊瑚群落不再生长。

珊瑚的集体排卵,“出芽”无性繁殖方式,大多数排卵者雌雄同体,即一只珊瑚虫能同时排出卵子和精子,包裹在小巧的囊泡里。发生在日落以后。

第八章 森林与树木

轮生双翼果树(Alzatea Verticillata)

热带(低纬度)地区物种更丰富,可能的原因有三类:(1)生物在低纬度地区能产生更多代,基因突变的几率变大;(2)生物对环境更挑剔(如较窄的温度适应范围)(3)古老(时间长)

实验证明随气温升高,树木正在不断上移。

“物种-面积关系(SAR)”:研究对象所占面积越大,物种数量越多,非线性关系。研究团队推测:全部物种的24%将走向消亡。

第九章 陆上孤岛

鬼针游蚁(Eciton Burchellii)

亚马孙群岛的“森林碎片的生物学动态研究项目”(BDFFP)

“避难者效应”,但随后隔离导致多样性下降。大陆岛将花费千年完成“弛豫”(relaxation-系统受到扰乱之后重新恢复平衡的过程)过程。

鸟类观察者发现任何一个特定的物种从岛上消失的几率都可以画成一条曲线,斜率随夫妇数的增加而呈指数趋势下降。物种局地灭绝的主要特征性事件-较小的种群规模

蚁-鸟-蝴蝶行军队相互依赖

世界改变迫使生物移动到其他区域,同时世界的改变造成了移动的壁垒。

第十章 新泛古陆

由小棕蝠的白鼻综合征,说到物种的引入。

第十一章 犀牛做超声

若干条证据倾向于人类导致了巨兽的灭绝。

第十二章 长羽毛的东西

谈第六次大灭绝,即人类世的大灭绝

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