怪异的进化：地球生命的奇幻未来
2019/7/24 22:11:50Mico Tatalovic 大象公会
文章来源：Mico Tatalovic｜利维坦(ID: liweitan2014)
利维坦按：如果在智人统治的星球，随着文明的高速发展，其他物种会遭受怎样的命运？你当然可以依据你所预见的未来场景和危机构建出各个物种的变异形象。不过，如果我们人类彻底从这个地球灭亡之后，情况又将是怎样的呢？
导演Floris Kaayk在短片《物种起源》(The Origin of Creatures)中构建了一个人类毁灭后，地球由各种人体器官组成的世界：一个眼球，手指自走生物体等等。你大可嘲笑片子的设定，就像总有人也会对你未来的物种构思不屑一样。不过话说回来，地球生物即便没有了人类干扰，人类毁灭后遗留的后工业遗迹势必也会对它们构成长久而深远的影响(比如核废料、化工制品、大气污染等等)。
文/Mico Tatalovic
译/溪溪
校对/兔子的凌波微步
原文/www.bbc.com/future/story/20190715-strange-evolution-the-weird-future-of-life-on-earth
本文基于创作共同协议(BY-NC)，由溪溪在利维坦发布
文章仅为作者观点，未必代表利维坦立场
《人类灭绝之后：未来动物学》内页。图源：Breakdown Press
上世纪80年代初，作家杜戈尔·迪克森(Dougal Dixon)出版了一部邪典小说，书名为《人类灭绝之后：未来动物学》(After Man: A Zoology of the Future)，对数百万年后的生命提出了假想。在迪克森的想象中，鼩鼱会用尾巴当降落伞；猴子(或者叫“飞猴”)会飞；盘桓着的巨尺长蛇猛然出击，能够捉住飞在半空中的鸟；飞马用胸口的尖刺一下子将猎物刺穿；鸟和蝙蝠的脸上开放着鲜花，传粉的昆虫受到蛊惑，一头栽进它们饥不可耐的口中。
“尾巴好似降落伞的鼩鼱，会飞的猴子(或者叫‘飞猴’)，还有脸上开着花的鸟和蝙蝠。”
几十年后，迪克森表示这本书的初衷并非预测未来，而是想要探索自然界的中各种可能性。“有关进化的书籍盛行于世，尽管其本意并不是要说明这一点，但我们也可以从侧面推测出进化似乎是过去发生的事了，”他说，“可事实根本不是这样。进化此时此刻仍在发生，也将在未来，在我们早已不在世界上以后持续进行。”
尽管迪克森的书只是一部虚构小说，但多数生物学家也同样认为，从今起数百万年以后的地球将会是一个完全陌生的地方。亚利桑那州立大学进化生物学家雅典娜·阿克提皮斯(Athena Aktipis)说：“我认为，到时候地球看起来和感觉起来都会像一个外星异世界。”
今天，无论何种进化对我们来说都是陌生和难以想象的——就像我们如今的世界由哺乳动物主宰，这在恐龙时代看来似乎是天方夜谭。那么，未来的生命会是什么样子？结合我们对于地球生命和进化原理的理解，未来，比如说一亿年后的生物将有何发展？
让我们把目光回溯到数百万年前，从我们这个星球上的早期生命谈起。根据华盛顿大学圣路易斯分校进化生物学家乔纳森·洛索斯(Jonathan Losos)的说法，在大约5.4亿年前的寒武纪大爆炸后，地球上“怪物”和“卡通人物一般的”生物开始兴起。
“怪诞虫”：周身细长，躯体呈管状，浑身布满巨大的尖刺，棍子一样的钳状附器。图源：iStock
“(加拿大的)伯吉斯页岩中生活着一个名副其实的神奇动物群，”洛索斯在《荒谬的命运：天命，机会与进化的未来》(Improbable Destinies: Fate, Chance, and the Future of Evolution)一书中写道。一种名叫“怪诞虫”(Hallucigenia)的动物周身细长，躯体呈管状，浑身布满巨大的尖刺，棍子一样的钳状附器“倒是在《飞出个未来》(Futurama，美国喜剧漫画动画片)里面见过类似的东西”。
模仿花朵：鸟类诱捕昆虫的新方式？图源：Emmanuel Lafont
所以，未来的世界进化出一些同样离奇怪异的生物也并非是不可能的了。“你所能想象到的所有可能发生的已然在历史上某一时期，在地球的某个角落进化成为了某些物种的一部分，”洛索斯称，“只要假以时日，即使是最不可能的情况最终也会成为现实。”
按照洛索斯的理解，生物学世界有着无穷的可能性，我们远远没有窥其全貌。“就我个人而言，我绝对不相信我们这颗星球上的生命已经完整诠释了所有像地球一样的星球上的全部，甚至是大部分生命的存在方式。”他在书中写道。
尽管如此，我们很难预测其中哪些可能性会成为最终的归宿。洛索斯在书中对进化是否可以预测的两种理论分别进行了分析，也就是如果我们“不断为生命的录音带按下重播键”，历史是否会重演的问题。目前的论据不成体系，我们也不知道从长远角度来看，生物进化在多大程度上可以预测和复制。加之一些偶发的变量，比如大规模的火山爆发或者小行星撞击地球，原本确凿的预测一下子变得几乎毫无可能性。
不错，我们确实可以基于一定的知识做出猜想。
不过首先，我们必须面对一种已经彻底改变了世界的重要的进化力量的影响，那就是：智人。
“未来我们很有可能会看到，鸟类的喙经过进化，专门擅长从罐头中取食。”
如果接下来数百万年，人类的繁衍继续枝繁叶茂，他们将对未来的进化方向产生显著影响，自然选择也将孕育出新的物种，以适应已被我们彻底改变或者可能污染了的自然环境。2001年，西雅图华盛顿大学的古生物学家彼得·沃德(Peter Ward)在《未来的进化》(Future Evolution)一书中写道：“我们很有可能会看到，进化后鸟类的喙专门用来从罐头中取食，老鼠可能会长出油质的皮毛，从而在有毒的废水中保护自己。”
未来，动物们可能不得不适应一个污染更加严重的世界。图源：Emmanuel Lafont
沃德预测，新型物种可能会凸显一种“墙头草”的特质，也就是说，它们有着坚韧的生命力，适应性强，在周遭的人类世界中游刃有余，还能进一步对这种环境加以利用，就像家猫，老鼠，浣熊，土狼，乌鸦，鸽子，椋鸟，麻雀，苍蝇，跳蚤，蜱虫和肠道寄生虫。
受到人类活动的影响，在变暖变干的地球上，淡水匮乏也有可能倒逼出新的适应性进化。“我可以想象出一些动物进化出奇特的器官来捕捉空气中的水分，”马萨诸塞州曼荷莲女子学院的进化生物学家帕特里夏·布伦南(Patricia Brennan)说，“体型较大的动物可能会进化出像扬起的船帆一样的器官或者皮瓣，在每天清晨舒展开来，吸收空气中的潮气。再比如某些蜥蜴皱巴巴的‘围脖’可能会变得非常大，大得惊人，也是为了汲水。”
布伦南还预测到，环境变热会使那些没有皮毛的哺乳动物和鸟类兴起：“哺乳动物可能会褪去几小块毛皮，用皮肤上的囊袋收集水分。在一个变暖的地球上，吸热(也就是自发产生热量)的动物应该会很不好过，所以鸟类在气候变暖后可能会失去廓羽以防止体温过热，而哺乳动物则可能浑身大部分皮毛都会消失。”
未来，人类还有可能决定对其他生命进行直接操控——事实上，这在有些情况下已经不是未来时了。正如今年早些时候，研究员劳伦·霍尔特(Lauren Holt)为英国广播公司BBC“未来深度文明”系列栏目撰写的文章中谈到，地球上的生命可能选择了一条“后自然”(post-natural)之路的发展轨迹。在这种情况下，基因工程、生物技术以及人类文化的影响都可能对进化的方向进行彻底重置，导向完全不同的道路，比如携带基因驱动的蚊子，又比如机械授粉无人机。生命的进化会裹挟着人类自身的欲望和诉求。
有朝一日，或许鹿角会有的新用途。图源：Emmanuel Lafont
不过，未来的进化之路也有其他的可能：比如，我们更加文明的后代也许会决定重新恢复自然的野性，让自然进化自己去探索出一条通路，再比如，人类也有可能会灭绝(也就是《人类灭绝之后》一书所描绘的世界)。
物种灭绝带来进化上的革新，这种影响尤其深远。沃德认为，实质上，大规模的物种灭绝会将进化时钟清零重来。他说，历史上出现的物种大规模灭绝后，地球上的动植物就发生了根本性的变化。
大约2.52亿年前，二叠纪物种大灭绝后超过95%的海洋生物和超过70%的陆地物种灭绝，其中包括当时称霸地球的脊鳍类爬行动物和大型哺乳类爬行动物。这为之后恐龙的进化并进一步取代它们成为陆地霸主创造了空间，这种结果在当时看来简直就是天方夜谭，白垩纪-第三纪的物种大灭绝后恐龙终被哺乳动物所取代，在当时也是一样的虚诞离奇。
“这时，不仅有更迭，还有我们所谓的‘转变’，”沃德写道，“大规模的物种灭绝不仅仅改变了地球上物种的数量。这些变化也重塑了地球的结构。”
物种大灭绝以后，一些生物学家认为可能会发展出带有新能力的全新生命形态。如此之新，以至于甚至没有人能想象的出它们可能的样子。比如，直到地球生命的第一个10亿年左右，动物要想靠氧气呼吸几乎是不可想象的，因为当时氧气奇缺，细胞也尚未进化到有能力利用氧气为生命体提供能量。随着大约24亿年前的“大氧化事件”(the Great Oxidation Event)的发生，光合作用产生新的细菌，地球上首次出现大规模物种灭绝，氧气匮乏的情况也被永远地改变了。
“细菌的变化使得氧气充满了我们的星球，也带来一个巨变，”麻省理工学院进化生物学家里奥诺拉·比特斯顿(Leonora Bittelston)说。“一直以来有很多进化和革新在发生以前我们很难预测到，而一旦开始出现，它们便改变了我们的星球。”
只要足够耐心，假以时日任何荒诞无稽，闻所未闻的奇怪组合都不再是异想天开。图源：Emmanuel Lafont
那么，如果从现在起1亿年后人类灭亡了，世界会变得多么疯狂和复杂呢？我们会不会看到树木开始行走，或是开始用毒液或者沾了毒的飞镖杀死动物，然后开始享用？海洋生物会不会改变，蜘蛛开始习水，在水下织网捕沙丁鱼，而鱼学会了飞翔，以昆虫和鸟为食？深海动物会不会发射出明亮的全息影像，用自己的影子能不能瞒过捕食者，诱捕猎物或者吸引配偶呢？或许湖景和鲶鱼会重获过去祖先在陆地上奔跑的能力，以便在陆地上更高效地捕食？
“如果人类灭绝，世界会变得多么疯狂和复杂呢？”
学名为Socratea exorrhiza的“行走棕榈”。据说其复杂的根系可充当腿，当季节变化时，可帮助“行走树”不断向有阳光的地方移动。“行走树”每天可移动2到3厘米，每年可移动20米远。但科学家表示，这种会行走的树并不存在。图源：Amusing Planet
我们会不会在从前从未被开发的栖息地中看到生物体呢？比如，漂浮在半空中硕大而轻质的有毒真菌，就像一只浮在空中的水母，任何碰上它们的东西都会被紧紧缠绕，而后吞噬不见？再比如，昆虫和蜘蛛可不可以在云端筑造丝巢，以空中光合作用形成的生物体为食？还有，假使植物或微生物进化出类似太阳能电池板的器官，来追踪和收集太阳光，那么生命的绿洲能不能在凛冽的冰川上焕发新的生机？
阿克提皮斯说，所有这些奇幻的生物没有一个完全没有可能实现。其中很多想象在今天的自然界已经有其存在的基础：现在我们已经认识了海蜘蛛，孔雀蜘蛛，云朵中还发现了微生物生命，深海鮟鱇鱼在面前吊一只发光球来吸引猎物。一些虎鲸和鲶鱼可以为了猎食，一路追至海岸线附近；借助冰尘残留物和由烟灰、岩石和微生物组成的黑色尘埃，冰面上也可以形成小面积孤立的生命绿洲。
哈佛大学进化生物学家乔·沃尔夫(Jo Wolfe)提出，有些树木为了更加接近水源，会学会极缓慢地“行走”，他还认为树木有可能进一步进化，利用毒气，甚至是带有尖刺的树枝捕猎。毕竟，我们已经见识过了捕蝇草这样的食肉植物。她还指出，世界上有吃鱼的蜘蛛，而生活在云朵中的微生物可能是从生活在海洋最顶层的一大批小型微生物进化而来的。
如今住在树里的树栖人也许在很久很久以后也学会了在空气中呼吸。图源：Emmanuel Lafont
归根结底，只有极端环境下才会出现异常的进化和发展。这样的剧变地球已经经历过太多次了，而这种规律在未来依然不可避免。就以鮟鱇鱼为例，深海中雄性鮟鱇鱼的潜在交配对象的数量已出现极度短缺，它们是如何应对的呢？
当一只雄性鮟鱇鱼遇到一只雌性鮟鱇鱼，它会钻进雌鮟鱇鱼的体内，和其融为一体。“想要再次遇到一只雌鮟鱇鱼几乎是不可能的了，于是他索性放弃了等待，安于做雌鮟鱇鱼体内的精子储存器，”马里兰大学帕克分校行为生态学家克里斯汀·胡克(Kristin Hook)说。“这也就是说，我们可能会看到动物更多类似的行为，而随着时间不断推移，当寻找配偶的难度不亚于大海捞针，那么我想自然选择中最受青睐的将是那些能够自体受精的动物。”
基于目前对于自然界的认知，我们也没有理由认为未来生物将一直局限于现在的栖息地生活。生物化学家兼作家林·卡波拉莱(Lynn Caporale)指出，有些“飞鱼”已经可以捕获昆虫(甚至鸟类)，而有些鱼能够在陆地上行走，甚至会爬树。甚至连乌贼也会时不时飞离海面，用喷射出的水柱作为推进力，再加上背鳍做翅膀。
“设想一下，一只蟾蜍进化成了‘飞艇蛙’，一种新型的浮游动物，还会低空飞行。”
这种转变栖息地的潜力带来了一些尤为奇妙的潜在变化。假设有一只蟾蜍，它的喉道向外膨胀成一个大气囊，求偶时会发出特别的叫声。在书中，沃德大胆地设想，这只蟾蜍进化成了“飞艇蛙”(Zeppelinoids)，一种新型浮游动物，还能在低层大气中飞行。
图源：Furahan Biology and Allied Matters
经过进化，这只蟾蜍可以从水中提取氢，然后储存在喉咙里，帮助它们完成跳跃动作，最终在空中飞舞。蟾蜍的腿，再也不是用来走路，而是变成垂坠下来的触须，用于捕食，而它的体型也会随着进化不断变大，进而避免了被更大的动物吃掉的可能——最后它们可能比蓝鲸还要大。巨型的飞艇蛙会像水母漂浮在水中一样飘浮在天空中，拖着它们的触须四处搜捕猎物，比如鹿，然后短暂地停留在树梢吃叶子。后来它们的数目膨胀，遍布整片天空，目光所及都是它们飞来飞去的身影，交相辉映，称霸了这个世界——这个飞蟾蜍时代。
沃德说，飞艇蛙只是“一个天方夜谭——不过这个虚构出来的故事里也有几分现实的意味”。想想最早的飞行生物和最早的水下生物，突破性的发展帮助它们接管了一个此前从未有机会涉足的新栖息地，于是后来我们知道又有许多生物在它们的基础上迅速进化而成。
蟾蜍能不能在空中飘浮，变成“飞艇蛙”呢？图源：Emmanuel Lafont
由于我们对于进化和遗传学的理解是不完备的，而很多事情又将在很大程度上取决于一些偶发事件，因而没有人能够确切地描绘出未来的面貌。沃德写道，选出未来进化中的优胜者就像在股市押注选股，或者预报天气一样困难。我们手中握有一些数据，可以据此进行一定的猜测，但依然存在很大的不确定性。“想知道最新进化而来的动物群的颜色，习性和体型，我们只能靠猜。”
洛索斯也这样认为。“到最后，”他说，“各种各样的可能性纷繁复杂，飘忽无常。想要预测未来的生活会是什么样子实在是徒劳——生命从各个层面上来说都太自由了。生命可以有太多不同的选择。”
不过，如果说今天世界的怪异可以带给我们某种启示，那就是我们不应该低估未来进化走向一条真正令人大跌眼镜的道路的可能性。直至今日，大自然创造力和多样性的很多侧面还没有被我们窥见。
迪克森表示，在1981年出版的《人类灭绝之后》里，他在书中凭自己“纯粹的臆想”，描述的几种生物随后相继在自然界中被发现：比如，会走路的蝙蝠，以及能够捕获飞行中的蝙蝠的蛇。正如这本书2018年再版时，迪克森所言：“有很多次，我每每想到一些生态上或是进化上可能的新发展，就会紧接着想，‘如果我把这些全都写进这本书里，世人肯定会笑我的’。”
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