日韩免费一区二区三区在线-日韩免费影院-日韩免费专区-日韩男女-福利片国产-福利片免费一区二区三区

地球上滅絕的物種成千上萬，人們卻對恐龍、猛犸象等巨獸最感興趣。隨著古生物學的發展，越來越多遠古巨獸被發現。大約在石炭紀和侏羅紀期間，很多生物的體型都非常巨大。那么為什么如今的世界再無巨獸?

大個頭生存大不易

記者/李鵬

編輯/丁林 視覺設計/張林 校對/李云鳳 供圖/視覺中國

隨著遠古時代化石的不斷發現，眾多史前生物的面紗也被慢慢揭開。熟悉地質學的讀者都知道，大約在石炭紀和侏羅紀之間，很多生物的體型都非常巨大，特別是恐龍，小一點的也有幾噸重、幾米高，某些植食性恐龍，身體竟然能達到二三十米長、五六層樓高。科學家們發現許多體重超過數十噸的恐龍的化石，2-3只恐龍的身體連接起來就和足球場一樣長，人類在其面前就如同螞蟻。

直到萬年以前，地球陸地上依舊生活著體型高大的長毛犀牛、猛犸象等一些巨獸，但是后來它們也消失了。為何現在地球的陸地上再也看不到這樣的史前巨獸了呢?不同的研究有不同的說法。

空氣含氧量下降導致物種變小?

在地球物種進化的漫漫長河中，不同時期的地質、氣候及環境特征造就了不同特點的動物類型。研究表明，地球如今的氣候其實并非最適合生物繁榮發展。3億-1億年前，地球的生態環境比現在要好的多，不像現在有那么多沙漠，空氣中氧氣和水汽的含量也比現在高一點，溫度也略高一點，所以那個時代地表上的生物數量比現在還要多，比如它們的遺體多到都變成了地層中大量的煤和石油，可以想象那個時候地球的生物多樣性以及數量有多么豐富。

后個頭發生了變化，將后代移回普通氣壓，它們的體型也會恢復。

北京自然博物館副研究員王寶鵬告訴北京科技報記者，在恐龍生活的時代，地球上的含氧量也比現在高很多。有研究表明，在距今約2億年前，地球上曾經爆發了劇烈的火山運動，火山使得當時地球上的二氧化碳含量劇增，造成了溫室效應。這種情況下，整個地球很快就變成了一個溫熱潮濕的“熱帶雨林”，植被增加的同時也使得當時陸地上的大氣含氧量異常充足，大約是當今的1.5倍，由于含氧量高，地球具有更為旺盛的生產力，物種要比現在繁盛得多，這也讓恐龍等一些巨獸的食物來源極為豐富，而豐富的食物來源讓眾多遠古生物在競爭中趨向于更大的個體進化，結果就導致巨獸越來越多。這種進化其實就像后來的一些動物物種在隔絕的大陸中個體越來越小一樣，都是適者生存在起著內在的作用。

但是后來爆發在地球上的大型災難，導致地球環境起了變化，恐龍等巨獸一步步走向了滅亡。由于空氣中的含氧量也越來越低，幸存下來的個體為了生存和繁衍，在進化的道路上個體也變得越來越小。

并且科學家們通過化石記錄發現，在恐龍之前，地球上就有巨大的物種存在，它們就是3億年前石炭紀的巨型節肢動物，包括超大的昆蟲和蝎子，吊蘭大小的蜘蛛，還有1.5米長的千足蟲等等。其中，最有特點的一種巨脈蜻蜓，翼展可以達到接近1米，有老鷹那么大。那個時候，地上爬行的蝎子以及許多蟲類體長也都在1米以上，遠古蜈蚣蟲的身長甚至可以達到驚人的2.6米。王寶鵬說，現在已經有眾多的科學研究證實，石炭紀的許多昆蟲個體巨大，與大氣中的含氧量高具有很大的關系。

3億年前，這些體型巨大的昆蟲曾經昌盛一時。但經過大約5000萬年，從二疊紀的中期到晚期，隨著地球大氣中含氧量的下降，眾多大型昆蟲的個頭也越來越小了。

近些年，有科學家通過對果蠅的研究發現，有的果蠅在高氧環境中體型增大，有的并沒有。但在氧氣含量高、氣壓也高的環境下，接受試驗的果蠅生活到第五代，身體尺寸增長了20%。因此一些研究的科學家認為，或許氣壓高低也與物種個體的大小有很大的關系。

地球引力增大導致遠古巨獸消亡?

有一種觀點認為，在遠古時代之所以巨獸眾多，可能與地球引力具有很大的關系，地球引力越小，地球上的生物個體越大;引力越大，生物個體就越小。而那時的地球引力，可能要比現在小很多。這主要是有科學家通過對阿爾卑斯山的調查研究，推斷地球的半徑比2億多年前，即阿爾卑斯山開始形成時縮短了2千米。根據萬有引力定律，當地球的半徑大而質量不變時，地球上物體所受到的引力更小。因此一些人認為，在恐龍時代地球上的生命所受的引力比現在小，因此物種的個體都很大，也會有眾多巨獸的誕生。

“這種說法有道理，但是未必正確。”中國科學院高能物理研究所研究員張雙南對記者表示，如果那個時候的地球半徑大一些，的確物體所受引力就會小一些，但是這樣的觀點還需要可靠的證據，他本人現在也不相信這個說法。

實際上，從地球的遠古時代到現在，地球究竟是在變大還是在變小，目前在科學界依舊沒有定論。近些年，國際學術界另外一種觀點認為，從遠古時代到現在，我們的地球處于持續膨脹中，也就是其體積在持續增大，依據相關專家的推測表明，我們地球的直徑，是每百年以約3-5米的平均增長速度發展的，計算起來恐龍時代的地球直徑對比現在要少25千米左右。由于地球的質量處于動態平衡的狀態，每年逃逸的大氣質量和落入地球的質量差不多，也就是說，從遙遠的恐龍時代甚至更遠的年代，地球的質量并沒有太大的變化。這意味著現在物體所受引力要比恐龍時代小一些。如果地球的引力真的對地球生命個體影響巨大的話，現在的生命個體應該比恐龍時代還要大才對。很顯然，這樣的推論并不符合事實。

行星科學家、中國科學院國家天文臺研究員鄭永春也對記者表示，地球引力的變化導致巨獸消失并沒有充分的依據，更有可能的是在地球生物鏈或者生態系統的早期，由于地球的生態系統還不是特別復雜，允許一些巨獸的存在，后來由于生態系統越來越復雜，就逐漸不允許巨型生物個體的存在，因為食物就不夠了。

實際上，現在我們可以看到，就是在同樣地球引力的環境下，同樣的某種動植物，在相同的年齡階段依舊有體積上的差異，比如同一年齡的大象，也不是都長得一樣大。再如我們人類，個體也是不盡相同。這里面主要是遺傳基因在起著控制作用。

食量太大使巨獸更脆弱?

美國佛羅里達大學生物學博士候選人、巴拿馬史密森尼熱帶研究所的卡特琳娜·皮尼安托認為，一些巨獸巨大的體積反而導致自身變得更加脆弱、更易滅絕。因為較大的動物需要以一系列食物為食，要吃下更多類型的動物，它們會與對手進行更多競爭。而生態系統只能夠支持較低的群體密度，因為它們需要更多的資源(包括空間)存活。當食物供給縮小，一些巨型生物可能非常難尋找到足夠多的食物。因此，就一步步從地球歷史的舞臺上消失了。

其次地球的陸地幾乎是一個平面生存空間，生存競爭非常激烈，個體小的生物生存的靈活性更大。當地球氣候環境等變遷以后，體格小的反而更適合對環境的長期適應。

▲地球歷史上最大生物藍鯨的體型得益于海水浮力和它們獨特的進食方式，而陸地上最大的生物蜥腳類恐龍(如雷龍、腕龍)體內則有類似現代鳥類的中空結構(圖片來源于網絡)

由于海洋生存空間是立體空間，所以小個體在這里的生存優勢并不明顯;反而大個體生物在立體空間里更容易獲得生存權利，且不易被殺死，這也是現在海洋里大型生物留存得更多的重要原因。直到今天，海洋里依舊生活著長達30多米、重達80噸的藍鯨。

另外，大個體生物一般生存繁衍頻率要低于小個體生物，從基因突變影響進化進程的角度來說，小個體生物通過進化適應環境的先天能力要強于大個體生物，這也是小個體生物更容易適應環境的原因之一。

不過這個過程并不是一直主導著地球進化的過程。前不久，英國劍橋大學發布的一項新研究顯示，地球早期存在的一些復雜的有機體在進化過程中變得更高、更大，其原因是要把后代散布到更廣闊區域，從而更好地繁衍。

刊登在英國期刊《自然·生態學與進化》上的研究報告說，在比震旦紀(約6.35億-5.41億年前)更早的時間里，生命體在體積上都非常微小。然而到了震旦紀，復雜的有機體開始出現，一些甚至在體型上能夠長到2米高，它們盡管看起來像蕨類植物，但其實很可能是地球上最早出現的動物之一。

研究人員認為，許多在海洋中成功繁衍的生命，其實是能夠把后代“投放”到最遠區域并建立聚集地從而占領周邊環境的一類，個頭足夠大才更有利于它們達到這一目的。

該報告主要作者、劍橋大學學者埃米莉·米切爾說，那個時候的海洋充滿營養豐富的食物，沒有太多的競爭壓力，甚至獵食者都還沒有出現。團隊在化石分析中發現，有明顯證據顯示它們的體型與擴大繁衍范圍有更強的關系。

不過后來，當巨獸在地球上開始崛起并統治地球很長時間以后，隨著地球環境的變化，生物的“適者生存”策略又開始青睞體型小的個體和物種了，這也導致了恐龍個體的變小。

在恐龍時代末期，地球的氣候變得寒冷以后，恐龍的生存也變得更加困難，并且隨著長周期氣溫的下降及氣候的干燥，植物也在不斷減少，尤其是引發的食物鏈的緊張，導致大型恐龍走向了末路。

王寶鵬說，在恐龍的演化中，為了適應不斷變化的生存環境，獸腳類恐龍的個體就一直在變小，這有利于它們適應各種各樣的棲息環境，并且減少對能量的需求。

再后來，獸腳類恐龍最終演化出了羽毛、翅膀等特征，有很多科學家認為它們就是鳥類的祖先。也就是說，這種體型不斷變小的恐龍，在恐龍大滅絕時代卻最終活了下來，并且繁衍到了現在。

▲美洲、大洋洲的巨型哺乳動物群曾遭受重創(黑色物種已滅絕，綠色幸存。圖片來源于網絡)

遠古人類大肆捕殺使巨獸滅絕?

自從人類一步步走上歷史的舞臺以后，地球陸地上所剩不多的一些巨獸，比如劍齒虎、猛犸象、披毛犀等也開始走上了滅絕之路。這些遠古巨獸滅絕的原因，科學家曾提出過很多觀點，包括人類狩獵活動、陸地變更以及氣候變化等，但主要原因可能還是人類導致。盡管單個人類的力量很小，但是當人類學會大規模的集體狩獵以后，再大的巨獸也不再是人類的對手。

近些年，英國埃克塞特大學的研究人員對大量古生物化石、人類遷徙及歷史氣候變化數據進行了綜合分析，結果發現，全球多個地區開始出現人類繁衍的時點，與巨型動物逐漸消亡的時點吻合，這讓研究人員得出結論：人類可能是導致遠古巨型動物滅絕的主要因素，氣候變化只是起到助推作用。

發起這項研究的劉易斯·巴特利特說，盡管基本確定了人類是遠古巨獸滅絕的主因，但現在還不清楚具體是哪些人類活動將巨獸推向滅絕邊緣，有可能是人類為獲得食物獵殺了它們，也可能是人類將巨獸們趕出棲息地導致了它們的滅亡。

不過該項研究的研究人員也表示，盡管他們的數據模型能解釋大部分地區巨型動物滅絕的時點和程度，但亞洲地區卻是個例外。從化石數據來看，亞洲地區的巨型動物似乎更能適應環境變化，滅絕的過程也更漫長。這意味著對于亞洲的一些史前巨獸為何滅亡這一問題，還需要更多深入的研究。■

復活猛犸的“一步”之遙

記者/劉辛味

在所有的已滅絕動物中，除了恐龍，最為人喜愛的恐怕就是猛犸象——按照受歡迎程度，它們可算冰河時期的大熊貓。巨大的象牙和長毛讓人過目不忘，在很多藝術作品中，最后一批幸存的猛犸闊步走在寒冷的西伯利亞苔原上，雄壯中透著一股悲涼。如今，基因編輯技術的發展給了科學家“復活”古生物的希望，可真正復活猛犸象，還有很長的路要走。

猛犸滅絕的原因難以確定

雖然今天的科學家們已經開始通過各種技術試圖“復活”猛犸，但猛犸滅絕的原因卻無法定論。

猛犸象有很長的演化歷史，它們的祖先南非猛犸象在300萬年前離開非洲向北遷移，最終遍布歐亞大陸，成為更新世中后期地球分布最廣的陸地哺乳動物。今天人們常說的猛犸象是“真猛犸象”，又稱長毛猛犸象(Mammuthus primigeniu)，它是猛犸象家族中最后的物種。原始的真猛犸象一直在西伯利亞地區繁衍生息，約20萬年前，它們才從西伯利亞擴散到了歐洲和亞洲其他地區。又過了10萬年，它們穿過白令海峽來到了北美州的北部。

經過了“短暫”的繁榮后，這些陸地上曾經的巨無霸自1萬年前開始從大陸上消失。最后一群生活在北冰洋弗蘭格爾島的真猛犸象，一直堅持活到了距今3700年前。由于猛犸象留下了大量的化石，西伯利亞地區甚至還保存了多具完整的猛犸遺骸，它們成了被研究最多的史前物種。

絕大多數猛犸在更新世晚期和全新世早期消失了，它們屬于第四紀滅絕事件中消失的物種之一。關于第四紀滅絕事件的成因，科學家提出了兩種假說：氣候變化和人類捕獵。對于猛犸的滅絕，科學家還不清楚應該歸咎于兩者其一，還是兩者結合。

氣候假說認為，在冰河時期快結束時，由于氣候變暖，海平面上升導致了猛犸的棲息地大規模減小，最終滅絕。但猛犸并沒有完全消失，有些種群在相對狹小的島嶼上又生存了數千年。

人類捕獵假說也有很多證據，最典型的就是猛犸消失的時間與人類活躍的時間吻合，科學家在多處人類遺跡中同時發現了猛犸的骨骼，壁畫中刻著獵殺猛犸的場景，甚至發現了一個完全由猛犸骨頭制成的小屋。科學家也發現，另一些區域猛犸的減少持續更久，遠在人類活動出現之前。人類獵殺假說還受到很多質疑，例如與猛犸同時代，也被人類獵殺的野牛、駝鹿等大型哺乳動物為什么沒有滅絕?

近幾年，科學家又找出了各種可能導致猛犸滅絕的證據，如對弗蘭格爾島上的猛犸象臼齒樣本進行了全基因組測序，發現了猛犸遺傳多樣性降低的趨勢。他們還從測序中發現了遺傳缺陷，這暗示著滅絕是猛犸自身的原因;對圣保羅島的地質探測則發現，這一帶的淡水在5600年前開始減少，這可能導致了當地猛犸的滅絕……但無論哪種說法，都無法一錘定音。

▲左起：非洲象、始祖象、猛犸象、鏟齒象、嵌齒象。除了非洲象、亞洲象之外，其他的長鼻目巨獸都已滅絕(來源：視覺中國)

“復活”猛犸總共分幾步?

隨著越來越多的冷凍遺骸被發現，科學家漸漸有了“復活”猛犸的雄心壯志。“復活”(De-extincition)并不是單純地指復活某一物種，而是具有抗滅絕或反滅絕的意思，具有更深遠的意義。反滅絕的過程可以包括重新生育出已滅絕的物種，也可以是創造出外觀類似的個體，這是一個創造新生物的過程，但新的生物能否復原已滅絕物種的習性并繁衍下去，也被考慮在內。

目前，復活猛犸主要有兩個主流的嘗試方向，一是用細胞生物學的方法，實現猛犸象的克隆。這是個三步走的方法，和“把大象裝冰箱”一樣。

第一步是找到凍土中的保存完好，具有完整功能的猛犸象細胞。本來這一步非常困難，因為從動物死亡的那一刻起，細胞內的DNA也開始降解。科學家們很幸運，在永久凍土中的殘骸中發現了保存完好的細胞。

第二步是利用現代大象的卵母細胞作為受體，將猛犸遺傳物質植入，形成具有發育功能的胚胎細胞，實現異體克隆。這里需要克服克隆效率的問題。能否獲得足夠多的卵細胞也是問題，因為亞洲象已經被世界自然保護聯盟(IUCN)列入瀕危物種紅色名單。但在去年2月，我國科學家已經恢復了猛犸細胞的全功能，形成了胚胎細胞。

至今困難重重的則是第三步，將重構胚胎細胞移植到代孕母象的子宮內，讓其發育成猛犸個體。因為強烈的排斥反應，科學家根本找不到適合最終“關上冰箱門”的代孕母親，猛犸象即使和最為親近的亞洲象相比，基因組差異仍有4.7%。

另一個復活猛犸象的可行方向是基因編輯，這與《侏羅紀公園》中的情景十分相似——電影中科學家從琥珀中的蚊子血中提取了恐龍基因組，又用了青蛙DNA進行填補，最終將恐龍復活。科學家認為這種方法理論上是可行的。2015年，一個由瑞典科學家領導的團隊從兩只真猛犸象的DNA中得到了完整的基因組序列。未來，他們只要知道了每個測出的基因所對應的功能，再把關鍵的DNA片段導入到現存的親緣大象物種中，替換掉原有的基因，就能一定程度上實現猛犸的“復活”。當然，什么基因對應什么功能，至今對科學家來說都是棘手的問題。

▲復活猛犸的策略(來源：《海峽時報》)

猛犸的救星

在嘗試使用基因編輯技術復活猛犸的科研團隊中，不得不提一位“瘋狂”科學家——被稱為“合成生物學之父”的哈佛大學遺傳學教授喬治·丘奇(George Church)。

丘奇的復活猛犸團隊組建于2012年，當時《全球概覽》創始人斯圖爾特·布蘭德(Stewart Brand)在籌備復活猛犸、旅鴿等滅絕物種時找到了丘奇，希望他能提供技術上的幫助。丘奇很自然地想到了“基因剪刀”CRISPR——一種有效、便捷的基因編輯技術，可以對DNA進行修剪、添加或替換。丘奇本人正是最早將CRISPR用于人類細胞的科學家之一。2015年3月，丘奇和他的團隊利用CRISPR技術，把從冷凍的猛犸遺骸的耳朵、脂肪和毛發中提取的DNA碎片提取出來，移入了現代亞洲象的皮膚細胞中，這是猛犸象在滅絕后，它們的基因首次處于了活躍狀態。

這個“復活者聯盟”有一個長期規劃。美國作家本·莫茲里奇(Ben Mezrich)把“復活者”團隊攻克猛犸復活難關的經歷寫進了暢銷書《又見猛犸象：基因剪刀重新定制生命》。書中首次描述了丘奇團隊的終極目標：把猛犸復活出來，并帶到西伯利亞，以此改善生態環境、對抗氣候變化。

丘奇在2017年2月宣稱，只要有兩年時間，就能制造出大象與猛犸象的雜交胚胎，最終在人工子宮內孕育“猛犸”。此時他的團隊已經將45個猛犸象的DNA轉移到了亞洲象的細胞內(表達出更茂密的毛皮、更厚的脂肪、低溫下輸氧的紅細胞等)。此事經過媒體的傳播，變成了“2年后就能復活猛犸”的謠言，引起了廣泛的關注。

實際上，丘奇知道復活猛犸可能是最不可能完成的項目。對他來說，復活猛犸是創造一種此前從未有過的生物，希望以此能夠保護生態環境，并使用能抗寒的大象重建北極苔原的氣候。

▲喬治·丘奇正與 一只虛擬猛犸互相凝視(來源：NBC)

復活沒那么簡單

很多科學認同“復活”的做法，因為發展相關技術，也能更好地保護如今未滅絕的生物。但是，在提出復活猛犸或其他動物時，除了技術上的難題外，也帶來了很多其他問題，例如復活的標準不一：只要復制出了外觀相似的大象就是復活，還是“復活象”能按猛犸象曾經的生活方式繁衍生息算作復活?

2015年，加州大學圣克魯茲分校的進化生物學教授Beth Shapiro在《如何克隆猛犸象：復活的科學》一書中稱，創造出個體僅能算“復活”的第一階段，第二階段則是猛犸能自由地漫步在廣闊無垠的凍土苔原上，不會再面臨滅絕的風險。

在另外一些反對復活的專業人士看來，猛犸象的滅絕是因為不適應環境的變化，而“復活”是干涉自然選擇的行為，違背自然規律。中國科學院南京地質古生物研究所研究員袁訓來就認為，地球上的物種生存200-300萬年后滅絕是正常的自然現象，實驗室復活猛犸象并不能改變地球物種滅絕的自然規律，在生物進化研究方面價值不大。

實際上，復活一個滅絕物種的成本極高(高達數百萬美元)，而目前有2萬多種生物正瀕臨滅絕，將資金用于“復活”會削弱對今天瀕危動物的保護。所以不少科學家認為復活猛犸是得不償失，還不如把精力放在保護現有的動物上。

另一方面，如果復活出來的動物并不能適合野外生存，只能供人觀賞，甚至只能待在恒溫箱中，它的最終命運仍然是滅絕。復活的滅絕生物還可能會把原始共生的寄生蟲帶回世界，而這些影響完全未知。想想復活的動物會不會成為新的入侵物種，就讓很多科學家對“復活”持否定態度。

猛犸復活的支持者則認為，因為猛犸象等物種的滅絕很大程度上是人類的行為導致的，再讓它們重生是人類的義務。他們相信復活動物有望豐富地球的生物多樣性，甚至能恢復某些被破壞的生態環境(正如丘奇所設想的)。

在掌握了“復活”猛犸技術后，科學家也許能拯救更多的其他物種。雖然爭議不斷，但幾乎沒有人否認胚胎移植和基因編輯在醫學上巨大的潛力。科學家對于猛犸復活的努力，正是在鍛煉生物技術的“肌肉”。華大基因首席科學家徐訊也認為，雖然批量復活滅絕動物是不可取的，但掌握復活技術對保護生物多樣性有重要意義。

“猛犸象可以復活是偶然，因為幾千年前它剛巧在西伯利亞寒冷的環境中保存下了完整的細胞核。”徐訊說，“其實猛犸象滅絕的時間離我們很近，因為4000年對于地球來說是很短的一段時間。而距我們更久遠的恐龍如今只有化石，即使人們撿到了它的蛋，那里也沒有活的細胞和基因。”

(部分內容來源于科技日報)