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第55章 地球生物几度灭绝之谜

人们知道恐龙在6500万年前因为小行星撞击地球而灭绝,美国数位科学家在2001年出版的一期《科学》杂志上撰文指出,小行星撞击地球导致物种灭绝的灾难在地球的历史上并非只发生过一次:早在2.5亿年前,还有一颗小行星曾经撞击地球,破坏性比令恐龙灭绝的那一次更加严重。有关的证据来源于一种球状碳分子。

研究人员认为这些碳分子不是地球上的,因为它们内部包裹着的气体的同位素比例不同一般,表明它们是在地球和太阳诞生前一颗恒星爆炸的环境下生成的。这些提供线索的碳分子是从日本、中国和匈牙利的不同地区采集的。那些地区有二叠纪和三叠纪交替时期的沉积岩层。

研究人员说,在交替期岩层上方和下方的岩层中,这种碳分子密度都很低,只有在物种灭绝时期的岩层中密度异常高。

科学家推算,这颗小行星或彗星直径在6—12千米,体积和导致6500万年前恐龙灭绝的那颗冲击地球的小行星相仿。这颗小行星或彗星撞击地球释放的能量相当于20世纪最大一次地震的100万倍。

科学家们认为,这一冲击和地球物种的迅速灭绝几乎同时发生,其间还发生了地球上最大的火山运动:在不到100万年时间里,从现在的西伯利亚地区地下喷出的火山岩浆足够为整个地球表面铺上3米厚的岩浆。这些变化使90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物绝种。这是目前人类已知最大规模的一次物种灭绝。

(1)恐龙时代

巴基斯坦在俾路支省首府奎塔西北500千米处发现了1500多块恐龙化石。这些化石是在巴尔坎地区的维达格里的16个不同地点被发掘的,距今约6500万年。

一些古生物学家特意将这些化石与史前巨鲸和远古大型爬行动物的化石做了比较,断定这是不同种类的恐龙化石,其中大部分为恐龙的椎骨和腿骨。这是一次重大的科学发现,对研究史前恐龙活动及灭绝过程提供了良好的契机。

首先,恐龙化石在巴基斯坦出现,表明巴基斯坦接近史前恐龙灭绝的地理范围。这将使人们从一个全新的角度,探索恐龙古时在地球上的迁移路线,研究目前中亚和东南亚地区在白垩纪时的陆地联结状况。

其次,由于此次恐龙化石多在地质上层被发现,科学家们普遍相信在该地区还能发现更多的恐龙化石。

最后,研究表明这批化石均属远古食草类的恐龙,这使人们意识到,巴基斯坦信德省和俾路支省的大部分地区是一块丰美的草场,而非当前一派贫瘠和荒芜的景象。这为科学家们研究地球的气候和地理变化,提供了又一条通道。

此外,尽管一些科学家认为古时陨星撞击地球,引发大规模火山运动从而改变地球内气候和地理环境,是造成恐龙灭绝的原因,但恐龙并非瞬息灭绝,其过程经历了约200万年。

一些科学家据此认为,恐龙并未在地球上销声匿迹,而是受气候影响产生了物种变异。他们相信,当前生活在巴俾路支省等地区的一些鸟类和蜥蜴,就是史前恐龙的后裔。类似的种种推测,人们只能对恐龙化石进行更深入的研究后,才能得出答案。

(2)恐龙灭绝的原因

1980年,美国科学家在6500万年前的地层中发现了高浓度的铱,其含量超过正常含量几十甚至数百倍。这样浓度的铱在陨石中可以找到,因此,科学家们就把它与恐龙灭绝联系起来了。

根据铱的含量还推算出撞击物体是相当于直径10千米的一颗小行星。这么大的陨石撞击地球,绝对是一次无与伦比的打击,以地震的强度来计算,大约是里氏10级,而撞击产生的陨石坑直径将超过100千米。

科学工作者用了10年的时间,终于有了初步结果,他们在中美洲犹加敦半岛的地层中找到了这个大坑。据推算,这个坑的直径在180~300千米之间。现在,科学工作者们还在对这个大坑做进一步的研究。

科学家们开始为我们描绘6500万年前那壮烈的一幕。有一天,恐龙们还在地球乐园中无忧无虑地尽情吃喝,突然天空中出现了一道刺眼的白光,一颗直径10千米相当于一座中等城市般大的巨石从天而降。

那是一颗小行星,它以每秒40千米的速度一头撞进大海,在海底撞出一个巨大的深坑,海水被迅速气化,蒸汽向高空喷射达数万米,随即掀起的海啸高达5千米,并以极快的速度扩散,冲天大水横扫着陆地上的一切,汹涌的巨浪席卷地球表面后会合于撞击点的背面一端,在那里巨大的海水力量引发了德干高原强烈的火山喷发,同时使地球板块的运动方向发生了改变。

那是一场多么可怕的灾难啊。陨石撞击地球产生了铺天盖地的灰尘,极地雪融化,植物毁灭了,火山灰也充满天空。

一时间暗无天日,气温骤降,大雨滂沱,山洪暴发,泥石流将恐龙卷走并埋葬起来。在以后的数月乃至数年里,天空依然尘烟翻滚,乌云密布,地球因终年不见阳光而进入低温中,苍茫大地一时间沉寂无声。生物史上的一个时代就这样结束了。

不论以上的事情是否真的发生过,恐龙的全部灭绝都将是一个奇特的事情。好在我们现在获得了一些珍贵的恐龙化石,使科学家们的研究工作能够进行。我们相信在不久的将来,这个谜一定会解开。

同时我们应该知道,任何一种生物都要经历产生、繁荣、灭亡的过程。这是大自然的规律,并不会因为哪一物种庞大强盛而改变。

恐龙灭绝了,随后出现了一个崭新的时代,更多的更高级的生物世界把地球装点得更加美好。

我国地学专家杨超群提出了有关恐龙灭绝的新假说:“由于古气候及地质——地球化学因素的影响,据今6500万年前的白垩纪末期,雄性恐龙出现了性功能障碍,大量的恐龙蛋未能受精,导致了恐龙最终灭绝。”这一观点已得到一些知名地质、古生物专家的肯定。支持这一观点的例证,是英国一名化石商人在来自中国的70个恐龙蛋中,只发现一个有胚胎化石,也说明恐龙蛋的受精率颇低。

在恐龙繁盛的侏罗纪时期,雌雄恐龙的生殖能力都很强,大量的受精蛋均孵化出了恐龙,因此出现了保存大量恐龙骨骼化石而未见恐龙蛋化石的情况。

到了晚白垩纪,雌性恐龙的生殖功能仍较强,但雄性恐龙却出现了性功能障碍,大量的蛋未能受精,因此出现了大量的蛋化石而骨骼化石则相对十分稀少的情况。

而且,从晚白垩纪早期到晚期,地层中的恐龙蛋化石逐渐减少,说明恐龙的一生生殖功能逐渐衰退,恐龙的数量不断减少,最终灭绝。

根据晚白垩纪至早第三纪地层中常见有膏盐(石膏、岩盐等)矿物及膏盐层的事实,分析导致恐龙生殖功能衰退的古气候及地质——地球化学因素,可认为当时是在持续炎热干旱的气候条件下,由于强烈的蒸发浓缩作用,使湖水中的矿化度逐渐增高而演变成盐湖。

恐龙在饮用了的盐湖水后,特别是盐湖水中的硫酸根的浓度大大增高时,极可能对它们的生殖功能造成破坏。

此外,华南与含恐龙蛋化石同时代的地层中,有的地方还发现含铀砂岩,铀的核辐射对恐龙的生殖能力也有一定的负面影响。

在中国新疆西部伽师县和岳普湖县一带流行的一种男性不育、女性不孕的地方病——伽师病的例子,说明其病因是由于病者饮用了硫酸根、氯、钠、镁含量过高的克孜河河水所导致,这与恐龙生殖功能的衰退有类似之处。

(3)恐龙没有灭绝之说

2001年4月,美国古生物学家罗伯特·巴克在一所大学里举行讲座时,发出了一个惊人之语:恐龙,并不是像我们所想像的那样,而且现在,它们正在天空飞翔!此论一出,举座震惊。其实,这是继20世纪70年代古生物学界爆发的那场论战的延续。当然也是罗伯特·巴克毕生研究的最终成果。

国际古生物学界在20世纪后半叶,围绕着恐龙是不是热血动物、恐龙是否灭绝展开了一场论战。认为恐龙不是变温的冷血动物而是恒温的热血动物这一学说的提出,改变了古脊椎动物学上的许多陈旧提法。

有研究者认为恐龙并未灭绝,鸟类就是恐龙的后裔,由此提出鸟与恐龙在分类学上应列为同一个纲。

此外,对恐龙的生态及生活习性也提出了新的看法。难怪有人说,热血恐龙理论的出现,是古生物学上的一场革命。

其实,对恐龙化石的研究已经有170多年的历史。“恐龙”这一名称最早是由英国的古生物学家欧文(Owen,1804~1892)在1842年创建的。

欧文在创建这一名称时,主要想概括当时已被发现的一些个体较大,样子有点叫人可怕的像蜥蜴一样的古代爬行动物,他把它们叫做“恐怖的蜥蜴”(Dinosauria),我国的地质古生物工作者最初把它译为“恐龙”。

人们把恐龙描绘成像蜥蜴那样的动物这种观念为恐龙的灭亡提供了口实:在物种演变的竞争中,恐龙因其懒惰、迟钝,总之因为它是低级动物而输给了哺乳动物,于6500万年前灭绝了。这种观点直到20世纪60年代,一直在人们的看法和科学家的见解中占支配地位。

美国耶鲁大学教授奥斯特罗姆在研究了一块1964年出土的恐龙化石后向传统学说发出了挑战,他认为,恐龙非常善于捕杀猎物,因此,它必定是一种动作非常敏捷、非常活跃的食肉动物。1969年他大胆地提出了看法,反对把恐龙看成是冷血和呆头呆脑的爬行动物。

作为学生的巴克,认为老师奥斯特罗姆言之有理,决定对恐龙的生活方式亲自进行调研。

巴克以分析耶鲁大学自然历史博物馆里的恐龙标本作为对恐龙这方面研究的开始。恐龙的标本那时都做成像蜥蜴:前脚都向外张开,长着一个拖地的大尾巴。在他完成为期两年的对恐龙解剖学研究时,他深信标本的这种姿态是完全不对的。

他研究得出的结论是,恐龙跟大象等其他大哺乳动物一样是哺乳动物,恐龙也跟其他哺乳动物一样能够调整体温,动作迅速。这一个还在引起争论的观点马上就赢得了支持者,他们认为这也是一个最有希望和前途的想法。它提出了一些需要思考的新问题,并展示了一些新的启示,像异军突起般给人们揭示了恐龙是一种完全崭新的形象。

与此同时,巴黎大学的里克莱通过完全是另一种的途径,几乎与奥斯特罗姆同时独立地作出了相同的结论。

里克莱在研究了多种典型的化石和现代动物骨骼的内部构造后,于1969年提出,从生理学上来看恐龙更近于哺乳类动物而非爬行类。

他强调指出,恐龙骨骼很像哺乳动物的骨骼,而非常不同于冷血的爬行类和两栖类,可能就说明它们是热血的。

1968年获得耶鲁大学硕士学位的罗伯特·巴克对这种新的思想作了全面的探索,他在《发现》杂志上发表的文章中进一步提出:“如果恐龙真是行动缓慢的一堆冷血的肉,那么它怎能在数百万年中征服那些行动迅速的温血动物呢?”由此,他挑起了一场关于恐龙是温血动物还是冷血动物的大辩论。

尽管这场辩论引起传媒对恐龙见解的注意,但巴克的论点,就像他后来的许多工作一样,没有被他的同行们轻易地接受。

事实上,他关于恐龙是温血动物或吸热动物的理论,使他成了少数派。他不顾一些同行的反对,仍努力寻找能证实他论点的有力证据。

直到1984年,他发现了一块支持他关于恐龙是温血动物论点的化石。这块化石显示恐龙走动速度很快,它捕捉猎物时的速度可与今日的食肉动物相比,这种速度只有能够保持体温不变的动物才能达到。

另外,恐龙有巨大的肋骨架,这就是说恐龙有巨大的心脏,这是快速新陈代谢的先决条件。这也是支持巴克关于恐龙是温血动物之说的一个证据。

巴克认为,在侏罗纪(2.13亿年到1.46亿年前)恐龙的栖息地不是像以前想像的沼泽地,而是随季节的变化时而干燥时而潮湿的地方,就像今天的非洲:有植物丰盛的雨季和植物枯萎的旱季。

巴克认为,恐龙必须像今天东非的大象那样随着雨水迁移,以便得到足够的食物。这样来回奔跑,冷血动物是做不到的。

爬行动物不可能有这种长途跋涉的持久能力。蜥蜴能蹦很短的距离,但不能作这种远程巡游。只有新陈代谢很快的动物才能做得到。

长期以来,在大多数人印象中,恐龙是在6500万年前左右被一颗大陨星撞死的似乎已成定论。

但实际上,迄今为止,科学家们提出的对于恐龙灭绝原因的假想已不下十几种,比较富于刺激性和戏剧性的陨星说不过是其中之一而已。

有关学者还开列出其他几种原因:①500万年前地球气候陡然变化,气温大幅下降,造成大气含氧量下降,令恐龙无法生存。

②恐龙是冷血动物,身上没有毛或保暖器官,无法适应地球气温的下降,都被冻死了。

③白垩纪末期可能下过强烈的酸雨,使土壤中包括锶在内的微量元素被溶解,恐龙通过饮水和食物直接或间接地摄人锶,出现急性或慢性中毒,最后一批批死掉了。

④地球上曾经有一段被子植物时期,这些植物含有毒素,恐龙吃它们吃得太多了,体内毒素聚集过多,都被毒死了。

⑤恐龙年代末期出现了最初的哺乳类动物,这些动物属啮齿类,可能以恐龙蛋为食。这种小动物缺乏天敌,越来越多,最终吃光了恐龙蛋。

小行星撞击论很快获得了许多科学家的支持。1991年在墨西哥的尤卡坦发现一个发生在久远年代的陨星撞击坑,这又进一步证实了这种观念。

但也有许多人对这种小行星撞击论持怀疑态度,因为事实是:蛙类、鳄鱼以及其他许多对气温很敏感的动物都顶住了白垩纪而生存下来了。

这种理论无法解释为什么只有恐龙死光了。巴克认为,疾病是导致恐龙死亡的真正原因,但恐龙并未因此灭绝。

巴克相信,恐龙不仅不习惯于海上生活,而且也没有灭种。1975年,他在美国《科学》杂志上发表的一篇文章中大胆宣布:“有证明显示恐龙从未灭绝,仍有一种族活着,这个种族我们称之为鸟!”