书城童书探索百科(中国儿童课外必读)
7639600000002

第2章 对生命的探索(1)

恐龙灭绝探索

依据达尔文的进化论,一些科学家认为恐龙自身种族的老化,以及在与新兴哺乳动物的进化竞争中的失败导致恐龙最终灭绝。

还有一些观点则认为慢性食物中毒导致了恐龙的灭绝。原来,曾在中生代遍布全球的苏铁、羊齿等裸子植物,为了保护自身的生存和繁衍,在自己体内产生了一些有毒的生物碱,如尼古丁、吗啡、番木硷等,一些食草恐龙吞入这些植物,也就相当于吞下了“毒药”,在食物链的作用下,食肉恐龙也间接中毒。这样恶性循环下去,毒素在恐龙体内越积越多,由于毒素侵袭,恐龙神经变得麻木,直至最后整个种群都消失灭绝。

另外类似的观点,还有氧气过量说、便秘说,等等。但这些观点都是纯粹基于生物学角度来看问题。现代科学家们认为,这些观点的不足之处在于:生物学意义上的物种灭绝是需要一个极为漫长的过程的,而人们目前已经掌握的资料显示,恐龙是在距今大约6500万年前“很短”的一段时期内突然灭绝的。因此,这些生物学假设现在受到很大质疑。

现在,支持宇宙天体物理变化导致恐龙灭绝这种观点的科学家越来越多。1979年,美国加州大学伯克利分校着名物理学家、诺贝尔奖获得者路易斯·阿尔瓦雷兹提出了着名的“小行星撞击说”,为人类开辟了一条恐龙灭绝探索的新道路。

1983年,根据各自的研究,美国物理学家理查德马勒、天文学家马克·戴维斯、古生物学家戴维·罗普和约翰·塞考斯基以及轨道动力学专家皮埃·哈特等人,共同提出了“生物周期性大灭绝假说”,也叫“尼米西斯假说”。他们的观点是,地球上类似恐龙消失这种“生物大灭绝”是具有周期性的,在地球上大约以2600万年为一个周期。其原因是银河系中的大多数恒星都属于双星系统,太阳当然也不例外,它有一颗人类从未见过的神秘伴星——“尼米西斯星”。“尼米西斯星”在太阳系的外围,大约每隔2600万~3000万年运转一周。在其影响下,冥王星外飘荡着的近10亿颗彗星和小行星就会脱离原来的轨道,组成流星雨进入太阳系,其中难免有一两颗不幸撞击或者落在地球上,而也许正是这概率极小的偶然,使一些生物遭到灭顶之灾。

还有一些科学家认为,太阳系在银河系中的“死亡穿行”是恐龙灭绝的主要原因。众所周知,九大行星在太阳系中围绕着太阳旋转,而太阳系又以银河系为中心旋转,旋转一周需要2.5亿年。在受到从中心释放出的强烈放射性物质的影响下,一块“死亡地带”在银河系的一部分地区形成了。距今6500万~7000万年前,太阳系刚好在这个“死亡地带”中穿行,放射性射线袭击了所有的地球生物,恐龙也在这次灾难中惨遭灭顶之灾。

另外一些科学家的观点是,6500万年前这场灾难的罪魁祸首是人们根本无法看见的宇宙射线。苏联科学家西科罗夫斯基称,太阳系附近一颗超新星的爆发导致了恐龙的灭绝。据科学家们推算,在距今7000万年前,一颗非常罕见的超新星在距太阳系仅32光年的地方爆发。爆发释放出的巨大能量和许多宇宙射线向整个宇宙发散,包括地球在内的整个太阳系都难逃此劫。强烈的辐射把地球的臭氧层和电磁层完全摧毁了,地球上大多数生物都没能幸免于这场“飞来横祸”。在宇宙射线的侵蚀下,就连庞大的恐龙都几乎完全丧失了自我防御的能力。那些躲在洞穴或地下的小型爬行动物和哺乳动物,作为幸存者生存了下来。

此外,还有一些观点认为,地球本身的改变造成了这场灾难。科学家们发现,大约每20万年地球就会有一次地磁磁极反转的现象发生。在这可能长达1万年的漫长岁月中,地球会暂时得不到磁场的保护,这时宇宙射线就会袭击地球,从而成为恐龙这样的地球生物纷纷灭绝的原因。

最近的科学研究发现,恐龙的灭绝实际上也是一个持续了几十万年的过程,与此同时,恐龙至少经历了两次大规模的死亡。因此,所谓恐龙突然灭绝的这个突然不是绝对意义上的。而对地球产生短期影响的“飞来横祸”和地球自身的突变,不可能持续几万年,甚至几十万年。看来,这些观点都无法成为解答恐龙灭绝探索的完满答案。

“始祖鸟”探索

目前,从对世界各地的化石研究发现,科学家普遍认为恐龙是鸟类的祖先。把鸟类称为“活着的恐龙”或是“会飞的恐龙”。但是恐龙如何脱离地面演化成蓝天中的精灵——鸟类?演化的具体环节是什么?这些问题却一直是个谜。

目前,关于鸟类起源的化石资料并不是很多。因为鸟类的骨骼脆弱,又是在天空中飞的,形成化石的机会很少。世界上已发现的原始鸟类的化石只有5例。这5例原始鸟类化石距现在已有1.5亿年了,都是在德国巴伐利亚州的石灰岩层中发现的。这些化石被证明为始祖鸟。这些化石有与现代鸟类相似的特征。如在化石上有清晰的羽毛印痕,而且分为初级和次级飞羽,还有尾羽。它的前肢进化成飞行的翅膀,后足有4个趾,三前一后;锁骨愈合成叉骨,耻骨向后伸长等等。但奇怪的是,化石上还具有和爬行类极为相似的特征,它的嘴里长着牙齿,翅膀尖上长着3个指爪;掌骨和趾骨都是分离的,还有一条由许多节分离的尾椎骨构成的长尾巴。经研究证明,它是爬行类向鸟类过渡的中间阶段的代表,所以被称为“始祖鸟”。据测定,始祖鸟最小飞行速度是每秒7.6米,它可以鼓翼飞行,但不能持久。始祖鸟是怎样从地栖生活转变为飞翔生活的呢?

对于这个谜,100多年来,学术界一直存在着两大推论:树栖说和地栖说。树栖说认为飞翔是由栖息在树上的生物借助重力,经过一个滑翔阶段形成的;而地栖说则认为,居住在地面上的生物在用力奔跑的过程中学会了飞翔。

一直以来,地栖说在学术界占有主导地位,与树栖说相比得到更广泛的认可,更容易被人接受。美国蒙大拿大学生物飞行实验室的肯·戴乐教授发现一些幼鸟在爬坡时拍打翅膀,帮助它们向上爬。基于这一发现,他推测鸟类的祖先在奔跑的同时拍打翅膀,从而学会了飞翔。

中国科学院古脊椎古人类研究所的徐星博士认为,从逻辑上来讲,戴乐教授所支持的地栖说是可行的。他说:“对恐龙的行为研究表明,恐龙是典型生活在地面上的奔跑型动物。通过对化石的研究,可以推测恐龙在奔跑的过程中演化出飞行需要的一切结构,并且能够达到起飞所需要的速度。有很好的模型和数据可以描述这一过程。”

但是,他又说:“戴乐教授的推测是很冒险的。我们是在用现代的眼光来推测古代的行为。古代行为产生的原因很多,我们并不知道。(地栖说)从生物力学的角度来说是可行的。”

虽然大家都赞成鸟类是从恐龙演化而来的,有人预测一些恐龙长着羽毛,但是在此之前从来没有人发现过化石证据。相反,许多化石证明恐龙长着鳞片,像爬行动物一样。世界上已经命名的恐龙一共有1200多个属,但其中很多是无效的,目前得到认可的恐龙大约有300~400属。在中国,除了海南、福建和港澳台地区外,其他地区都发现过恐龙化石,从化石的数量和种类上看,云南、四川、新疆、内蒙古、辽宁的恐龙化石资源最为丰富。尤其是近年来在辽宁大量发现的化石正在使我国成为世界恐龙研究的中心。1996年以来,在辽西连续发现了“中华龙鸟”、“原始祖鸟”、尾羽龙、北漂龙、中国鸟龙、小盗龙等恐龙化石,这些化石都表明恐龙长着羽毛,有的是原始羽毛,有的是现代羽毛。

相对于地栖说,树栖说也有自己的优势。与滑翔或飞行相关的动物几乎都生活在树上,比如蝙蝠。一般来说,飞行动物祖先的身体结构还不会完全适应飞行,因此飞行最初借助重力更容易。徐博士和同事们认为,鸟类的祖先最先利用重力学会了滑翔,然后才有了鸟类的拍打飞行。从恐龙前后肢上羽毛的形态和排列方式来看,它们与鸟类的翅膀完全相同。

加州大学伯克利分校的帕丁教授评论说:“这一发现的潜在重要性和始祖鸟一样。”英国利兹大学的进化生物学家瑞讷博士称,四翼恐龙是始祖鸟之后在鸟类演化研究领域最重要的发现,但是,现在只有顾氏小盗龙一种恐龙可以证明4个翅膀的滑翔阶段是向鸟类进化的必经阶段,要想在演化树上代表一种必经阶段,还需要有其他的恐龙化石予以佐证。

也有些科学家提出四翼恐龙化石可以用其他方式进行解释,也就是说,4个翅膀不一定是恐龙向鸟进化的必经阶段,也许只是进化过程中的一个旁支。

但并不是所有的科学家都对徐星等人所做出的推论表示认同。美国芝加哥大学的保罗·塞里诺教授认为只有找到腿上长有羽毛的其他恐龙的化石之后才能肯定小盗龙(中国四翼恐龙)代表了鸟类进化过程中的必经阶段。

推测和事实相比,我们更加相信事实。从上述的内容中,我们可以知道,尽管科学家们目前认为恐龙是鸟类的祖先,但是还没有足够的证据来证明这一点。鸟类的祖先是否为恐龙还有待于推敲。

太平洋怪兽探索

1977年4月25日,日本大洋渔业公司的一艘名叫“瑞洋丸”号远洋拖网船,在新西兰克拉斯特彻奇市以东50多千米的海面上捕鱼。当船员们把沉到海下300米处的网拉上来时,竟然是一只庞然大物。网里是一具见所未见的怪兽尸体。为了看清楚它的全貌,船员们用起重机把它吊了起来。尸体散发出一股强烈的腐臭,一小部分肌肉和尸体上的脂肪,拉着长长的黏丝掉在甲板上。这下人们看清楚了:这是一个类似爬虫类动物的尸体。尽管尸体已经腐烂,但整个躯体却完整地保存着,可以清楚地看到它的脖子长长的,脑袋小小的,肚子很大(腹部已空,五脏俱无),而且长着4个很大的鳍……怪兽身长大约10米,颈长1.5米,尾部长2米,重量近2吨,估计死去已经月余。它肯定不是鱼类,也不像是海龟,在海上捕鱼多年的船员谁也不认识它。人们正在议论纷纷之际,船长闻讯赶来,见大家在欣赏一具腐臭的怪物,大发脾气,为了避免自己船舱里的鱼受到损失,他命令船员们把怪物立即丢到海里去!所幸的是,随船有位矢野道彦先生,觉得这是个不寻常的发现,在怪兽被抛下大海之前,拍摄了几张照片并做了相关记录。

消息传到日本之后,举国震动,尤其是动物学家、古生物学家们更是兴奋,他们在对照片进行了分析之后认为:“这不像是鱼类,一定是非常珍贵的动物。”“非常惊人呀!这是不次于发现矛尾鱼那样的世纪性的大发现。”“20世纪最大的发现——活着的蛇颈龙”……消息随之传遍了全世界,各国报刊都很快转载了照片,发了消息。各国着名生物学家都对这件事给予了极大的关注。

但怪物已经被丢弃了,尽管大洋渔业公司立刻命令在新西兰海域的所有渔船,到现场去重新捕捞怪兽尸体,但由于消息发表之日(7月20日)与丢弃怪物之日已相隔3个月,人们只能徒劳而返。不过,这次发现总算给生物学家们保留下了3个线索:一是怪兽的4张彩色照片;二是四五十根怪兽的鳍须(鳍端部像纤维一样的须条);三是矢野道彦先生在现场画的怪兽骨骼草图。

(1)照片:从照片来看,它的头部甚小,与现存的所有鲸鱼类的头骨截然不同,而且颈部奇长,特别是有4个对称的大鳍,这就没有其他海洋动物或鱼类可以与它相提并论了。

(2)鳍须:这是留下的唯一重要物证。它是怪兽鳍端的须状角质物。长23.8厘米,粗0.2厘米,呈米黄色的透明胶状,尖端分成更细的3股,很像人参的根须。

(3)骨骼草图:草图左上方写着“10时40分吊起,尼西拍了照片”。怪兽骨骼长10米,头和颈部长约2米,其中头部45厘米,颈的骨骼粗20厘米,尾部长2米,根部粗12厘米,尾端部粗3厘米,身体部分长约6.05米。

虽然上述这些记录和证据是非常宝贵的,而且成为科学家们研究、鉴定、探讨的依据,但是要依靠它们来确定怪兽究竟属于哪一种动物,还缺少根本性的依据。因为没有实物,无法与已知的各种动物和古生物的化石骨骼做比较,也就无法对比鉴定。所以,科学家们至今还为这个怪物到底是什么的问题争论不休。

有人怀疑它是7000万年前便已绝灭了的蛇颈龙的子孙。其中一个主要的依据是它的长颈。许多学者据此认为它是“活着的蛇颈龙”。日本横滨国立大学的鹿间时夫教授认为:“从照片上看,仅限于爬行类,然而可以考虑太古生息过的蛇颈龙,可以说是发现了名副其实的活着的化石。”这种说法曾经轰动一时,甚至有报纸认为:“这是20世纪的最大的发现!”

但是不久,东京水产大学对怪物须条进行了蛋白质的分析后,发现它的成分酷似鲨鱼的鳍须,于是报纸、新闻又转向鲨鱼说,一时间“巨鲨”、“一种未见过的鲨鱼”的说法又充斥了报纸杂志。英国伦敦自然史博物馆的奥韦恩·惠勒说:“这个猎获物大概是鲨鱼,以前在世界各海滨附近曾发现许多别的怪物,结果弄清楚后,都是死鲨鱼。鲨鱼是一类软骨鱼。它们没有硬骨架。当鲨鱼死后,尸体逐渐腐烂时,头部和鳃部先从躯体脱垂,这样就形成一个细长的‘颈’,末端像个小小的头。许多日本渔民,甚至更为内行的人都被类似蛇颈龙的形状所愚弄……”这科说法似乎很有道理,而且一时间许多持有蛇颈龙说法的人也都放弃了自己原来的主张,认为怪兽就是鲨鱼。

但是,对怪物须条进行重复测试后,又不能肯定它是鲨鱼了。一些科学家和日本记者提出了种种否定它是鲨鱼的根据:

其一,鲨鱼的肉是白的,姥鲛的肉是粉红色的,而怪兽则是赤红的。

其二,鲨鱼没有排尿器,体内积蓄的尿是利用海水的浸透压力,从全身排出的;因此,鲨鱼的肉有一种尿特有的臭味,有经验的渔民都会闻出来。“瑞洋丸”的渔民们正是根据这一点而否定了它是鲨鱼。

其三,如果真是鲨鱼,那么具有软骨架的鲨鱼,在死了半年之后,是绝对不会被起重机吊起来的。因为尸体开始腐烂,软骨也开始腐烂,尸体的软骨架绝对经受不住大约两吨的自重。对此,许多鱼类学权威都认为这是否定鲨鱼说的一个重要论据。

其四,怪兽有较厚的脂肪层,包裹在全身的肌肉上,而鲨鱼只在肝脏里才有脂肪。

于是,从鲨鱼说又转回到爬行类动物说。证明怪兽可能是爬行类动物还有一个重要的论据,即怪兽的头部呈三角形,这是爬行类独具的特点。

到现在为止,围绕着这个奇怪的太平洋怪兽到底是什么的问题,科学家们仍然议论纷纷,人们都盼望有一天怪兽会再现踪影。

青蛙200万年长寿探索