編譯 舒愉棉

“作為也在這片海里游來蕩去的渺小人類，我覺得你堅(jiān)持不了多久了?！惫派飳W(xué)家和地質(zhì)學(xué)家詹姆斯·維茨（James Witts）沉思道，此刻他正在電腦前觀看屏幕上藝術(shù)家刻畫的白堊紀(jì)時期海洋生物。白堊紀(jì)起于約1.45億年前，是恐龍存世的最后一紀(jì)。這些古老海洋里的食物網(wǎng)與陸地一樣，可能也由大型爬行動物主宰。這些如今已經(jīng)滅絕的物種與鯊魚一起，也許曾以棲息海底的甲殼動物和四處游動的頭足動物與魚類為食。

如今，這些生物的化石殘骸埋在一層顯眼的沉積物/巖石層下，地質(zhì)學(xué)家將其稱為白堊紀(jì)-古近紀(jì)（K-Pg）界限。這層界限富含銥元素，典型地由珠穆朗瑪峰大小的小行星在6 600萬年前決定性的一天砸進(jìn)現(xiàn)今墨西哥所在之處后破碎而釋放產(chǎn)生的，這一撞擊為白堊紀(jì)畫上了粗暴的句號?！盎旧纤l(fā)生在了最糟糕的地方。”布里斯托爾大學(xué)講師維茨說道。他與他的同事在2022年早些時候發(fā)表的研究結(jié)果表明，來自撞擊地點(diǎn)（如今的尤卡坦半島）基巖的巨量硫黃濺入大氣層，形成遮擋陽光數(shù)月之久的氣溶膠，讓氣候冷卻了幾十年，最終化為酸雨落回地面——上述一切導(dǎo)致了全球生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。與K-Pg界線相比，之后的化石記錄相當(dāng)沉寂，舉例來說，估計(jì)約76%的海洋物種被消滅。而在接下來生命復(fù)蘇的100萬年里，曾經(jīng)漫布地球的紛繁物種僅有一個亞支復(fù)歸其位。如同它們曾四處可見的陸地同類一樣，“大型海洋爬行動物——它們再也沒回來了?！本S茨說道。

在地球的歷史上，科學(xué)家認(rèn)定為大規(guī)模滅絕的事件有五次，而K-Pg大滅絕是距離現(xiàn)在最近的一次。古生物學(xué)家將“大規(guī)模滅絕”定義為超過75%的物種在地質(zhì)學(xué)時間短期內(nèi)消失的事件，通常這個短期不超過200萬年。前四次大滅絕也被認(rèn)為涉及氣候變化——例如歸因于大規(guī)?；鹕奖l(fā)——并在一種情況下消滅了除了5%物種以外的全部生物。在這些事件之間是較小規(guī)模的滅絕事件和相對穩(wěn)定的時期，伴隨著的是新物種出現(xiàn)速度往往彌補(bǔ)了物種消失的速度。

現(xiàn)在，許多科學(xué)家擔(dān)心，這種規(guī)模的下一次考驗(yàn)已近在咫尺——這一次，是由我們這一在過去幾十萬年內(nèi)突然出現(xiàn)的物種引起的。盡管目前我們距離75%的標(biāo)準(zhǔn)還很遠(yuǎn)，物種滅絕率如今還在攀升，更多的物種似乎已搖搖欲墜?？茖W(xué)家指出，全球自然棲息地的破壞和野生物種的開發(fā)，再伴隨著氣候變化、污染和由入侵生物傳播引發(fā)的生態(tài)破壞，都是驅(qū)動因子。事實(shí)上，維茨說，當(dāng)今環(huán)境變化的絕對速度經(jīng)他估計(jì)，與當(dāng)初由小行星引發(fā)的變化速度相近。

如今的生物多樣性喪失無論以哪種標(biāo)準(zhǔn)來衡量都是一場危機(jī)，而這一危機(jī)是否已符合另一次大規(guī)模滅絕的標(biāo)準(zhǔn)正被熱議不斷。大部分爭論都糾結(jié)在如何準(zhǔn)確地測量當(dāng)代和人類存在前滅絕事件的規(guī)模，而這又因?yàn)閷Ξ?dāng)前和過去生物多樣性理解的不盡完整而變得更加復(fù)雜。一些科學(xué)家還產(chǎn)生了這樣的疑問，即“對大規(guī)模滅絕的判斷是否具有意義”。

“我們身處之處異乎尋常，有史以來第一次，我們試圖在地質(zhì)學(xué)最高級別事件正在發(fā)生的時候?qū)⑵涓忝靼祝本捯虼髮W(xué)古生態(tài)學(xué)家杰奎琳·吉爾（Jacquelyn Gill）說道，然而，當(dāng)談到生物多樣性喪失時，“（這）只是讓人想起這樣一個事實(shí)，即我們的影響規(guī)模甚至能達(dá)到過去彗星或其他重大事件的影響程度——我認(rèn)為這應(yīng)該讓我們停頓一下?！?/p>

估算物種滅絕速度

物種滅絕率通常是用E/MSY作為度量單位，也即每百萬個物種每年的滅絕數(shù)量。為了評估當(dāng)前生物多樣性危機(jī)，研究人員通常專注于調(diào)查當(dāng)前的生物滅絕率是否高于過去幾百萬年的背景速度，如果超過了，則研究超過了多少。但這兩個指標(biāo)很難估計(jì)，吉爾指出?？茖W(xué)家甚至不知道過去存在過多少物種、當(dāng)今又有多少存于世間。

由于并不是所有生物最后都能成為化石，化石記錄作為一種不完整的生物多樣性存檔，產(chǎn)生了不同的背景滅絕率估算值，也就是在大規(guī)模滅絕事件間隙時間內(nèi)一般物種周轉(zhuǎn)率，對于不同的分類單元，這一數(shù)值通常在0.1至2 E/MSY，最多的時候，每一萬個物種中就有兩個物種在一個世紀(jì)內(nèi)消失。這低于物種多樣化的平均速度，意味著大多數(shù)時候，地球上的物種是愈發(fā)讓人眼花繚亂而非日益單調(diào)，杜克大學(xué)尼古拉斯環(huán)境學(xué)院的保育科學(xué)家斯圖爾特·皮姆（Stuart Pimm）如是說。

當(dāng)今物種滅絕率的許多估算都是基于國際自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）編制的瀕危物種紅色名錄。盡管這是野生物種保育狀況最全面的數(shù)據(jù)庫，卻也只有大約142 500種動物、植物和真菌被評估過，這只占科學(xué)界已知物種（約220萬種）的6.5%，只是地球上所有物種的一小部分。而諸如哺乳動物和鳥類的脊椎動物卻記錄完好，IUCN對幾乎所有有記載的物種都有評估。2015年，基于脊椎動物數(shù)據(jù)，墨西哥國立自治大學(xué)的生態(tài)學(xué)家和保育生物學(xué)家杰拉爾多·塞瓦略斯（Gerardo Ceballos）及其同事推測，過去一個世紀(jì)的物種損失率高達(dá)200 E/MSY——“與過去的幾百萬年相比，這個數(shù)字高得令人難以置信，”塞瓦略斯說，“對我們而言，這是我們已經(jīng)進(jìn)入第六次大規(guī)模滅絕的明確信號?！?/p>

塞瓦略斯說，基于IUCN名單所推測的數(shù)據(jù)低估了真實(shí)的情況。眾所周知，IUCN對標(biāo)記滅絕物種十分謹(jǐn)慎，唯恐犯下“羅密歐之錯”——即宣布某些實(shí)際上存活于世的物種已經(jīng)死亡并導(dǎo)致其失去重要的保育基金。但塞瓦略斯也提到，他能列舉出一小撮已經(jīng)幾十年未曾被人目睹到的、在他看來已經(jīng)滅絕了的物種，而IUCN仍將其列為瀕危物種，其中包括了墨西哥的帝啄木鳥（Campephilus imperialis）和瓜島叉尾海燕（Hydrobates macrodactylus）。

IUCN對無脊椎動物的記錄就更沒幫助了，夏威夷大學(xué)馬諾阿分校的生物學(xué)家羅伯特·考伊（Robert Cowie）指出。無脊椎動物代表著生物多樣性的絕大多數(shù)，但截至2020年，IUCN評估過的無脊椎動物僅占已知無脊椎動物物種的約1.5%，在已知超過100萬種的昆蟲中記錄滅絕了的僅有63種，這一數(shù)字微小到有學(xué)者得出了“總體物種滅絕率極其低以至于不足為慮”的結(jié)論。但這忽略了一點(diǎn)，即許多無脊椎動物也許滅絕得悄無聲息，被人忽視，考伊說：“當(dāng)你談?wù)摕o脊椎動物時，你不能只用IUCN給的數(shù)字?！?/p>

抽樣問題

幸運(yùn)的是，還有其他方法可以測算物種滅絕率，許多科學(xué)家采用種-面積曲線來預(yù)測由棲息地?fù)p失導(dǎo)致的物種滅絕數(shù)量，種-面積曲線代表著區(qū)域大小與其所含物種數(shù)量之間的生態(tài)學(xué)關(guān)系。由于這種方法能對研究充分的分類單元產(chǎn)生精確的預(yù)測，“盡管目前應(yīng)用不多，我們有信心，我們對無脊椎動物滅絕數(shù)的預(yù)測極可能是真的?！逼つ吩趯懡o《科學(xué)家》雜志的郵件中提到。早在1995年，他和他的同事利用這一曲線就估算出的動植物滅絕率高于背景水平的100至1 000倍，是物種多樣化速度的約1 000至10 000倍，皮姆認(rèn)為，這種比對相較于計(jì)算過去和現(xiàn)在的滅絕率差要更有用。地方性物種豐富，比如像島嶼這樣的地區(qū)，受到的打擊最大。

了解今日危機(jī)

如今對滅絕率的估算通常是基于國際自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）瀕危物種紅色名錄的數(shù)據(jù)，這一名錄匯編了瀕危物種的保育情況。然而該組織僅僅評估了已知物種的一肢半節(jié)—而已知物種本身亦是地球所有物種的一肢半節(jié)。即使是已經(jīng)評估過的物種（數(shù)據(jù)見下圖），許多物種也被認(rèn)為數(shù)據(jù)不足。

然而，伍茲霍爾海洋研究所的統(tǒng)計(jì)生態(tài)學(xué)家安德魯·索洛（Andrew Solow）指出，種-面積曲線測算是不精準(zhǔn)的。不同物種——特別是鮮為人知的那些物種——的確切范圍存在不確定性，而如果棲息地遭到破壞，這些物種能否在其他地方尋到庇護(hù)，這些情況很復(fù)雜。而物種滅絕不僅取決于棲息地的消失，還取決于特定物種及關(guān)聯(lián)物種的種群規(guī)模。事實(shí)上，科學(xué)家曾認(rèn)為這種辦法要么低估、要么高估了滅絕率?！斑@類計(jì)算（可以）讓你了解正在發(fā)生的事情，但它并沒有真正給出一個精確或完全可以站住腳的物種損失估值，”索洛說，“外推始終都是一個問題?！?/p>

2015年，考伊和他的同事嘗試了一種不同的方法。他們向軟體動物專家請教了200種隨機(jī)選擇的陸地蝸牛保育狀況，這些調(diào)查確認(rèn)，有10%的蝸牛極有可能已經(jīng)滅絕，其中包括一些IUCN認(rèn)為只是瀕危的蝸牛?；谶@一數(shù)據(jù)，研究小組估計(jì)在73 000多種已知陸地軟體動物中，高達(dá)5 200種如今可能已經(jīng)滅絕。進(jìn)一步推測，這還意味著自1500年（IUCN記錄物種滅絕的時間起點(diǎn)）至今，地球上已知的總計(jì)200萬物種已有7.5%至13%已經(jīng)滅絕，這遠(yuǎn)比IUCN在2022年正式報道的物種滅絕數(shù)882種要多，相當(dāng)于150～260 E/MSY。

科學(xué)家正在逐漸掌握其他鮮為人知的分類單元。2019年的一項(xiàng)研究采用了IUCN數(shù)據(jù)和科研文獻(xiàn)中關(guān)于種子植物的滅絕報告來推測當(dāng)前的滅絕率，得到的數(shù)據(jù)高達(dá)皮姆及其同事報道的背景速率（即高達(dá)0.35 E/MSY的植物滅絕率）的500倍。與在動物中觀察到的趨勢相反，植物滅絕主要集中在近年來發(fā)現(xiàn)的物種中，其在被發(fā)現(xiàn)時就已經(jīng)非常稀少了。

在海洋領(lǐng)域，生物多樣性總體而言編目不善，得以記錄下來的滅絕物種是驚人的少，例如，考伊只將一種獨(dú)一支的海洋魚類滅絕記錄納入統(tǒng)計(jì)。這可能有部分原因在于在海洋中，一個物種的成員常常分布得更為廣泛，由此更難以被徹底消滅；也可能是因?yàn)樗鼈冊谀撤N程度上得到保護(hù)免遭人類影響，考伊提到。與從前的大規(guī)模滅絕相比，海洋生物的相對不易察覺性是關(guān)鍵區(qū)別，而在之前的大規(guī)模滅絕事件中，海洋生物——尤其是蛤蜊、海蝸牛和菊石——遭到了滅頂之災(zāi)，維茨補(bǔ)充道?！爱?dāng)我們開始真正地看到這些群體高損失的大量證據(jù)時，我們就真的身處麻煩之中了。”

盡管如此，大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為物種總體滅絕率比過去幾百萬年里的任何時候都要高得多，甚至比此前的大規(guī)模滅絕事件還要高。對于像塞瓦略斯這樣的科學(xué)家而言，很明顯，當(dāng)前的危機(jī)就是一場大規(guī)模滅絕事件，但其他科學(xué)家并不認(rèn)同。“要想將過去和現(xiàn)在做一場令人信服的科學(xué)對比幾乎是不可能的?！逼つ方榻B說，其中一個原因就是，當(dāng)今測算是以種為單位，而過去基于化石記錄的計(jì)算是以科或?qū)贋閱挝?。新墨西哥大學(xué)的古生態(tài)學(xué)家費(fèi)利薩·史密斯（Felisa Smith）也認(rèn)同這一觀點(diǎn)，將基于至多幾百年的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到的、尚不確定的當(dāng)代滅絕率與橫跨成千上百萬年的、來自不完整化石記錄且同樣不確定的生物滅絕率做比較，猶如拿蘋果與橙子做比較。

理論上來說，我們尚未達(dá)到75%臨界點(diǎn)的大關(guān)，皮姆補(bǔ)充道。2011年的一篇文獻(xiàn)綜述總結(jié)說，如果所有瀕危的鳥類與哺乳動物在一個世紀(jì)內(nèi)滅絕、滅絕率繼續(xù)有增無減，我們也許會在不到540年的時間里達(dá)到這一閾值，即便如此，當(dāng)今的危機(jī)“也不足以與古生物學(xué)意義上的五大生物滅絕事件相提并論”。但是，將事件評估為大規(guī)模滅絕的標(biāo)準(zhǔn)維持在如此高的水位并不等于默認(rèn)當(dāng)一切都為時已晚才做出定論，猶他州立大學(xué)的生態(tài)學(xué)家埃德·哈米爾（Edd Hammill）指出：“僅僅因?yàn)槟承┦挛餂]有達(dá)到大規(guī)模滅絕事件的評估標(biāo)準(zhǔn)，不一定就意味著，‘哦，好嘛，那一切就都還好’?！?/p>

物種滅絕率之外

對塞瓦略斯而言，只關(guān)注物種滅絕率會淡化當(dāng)前生物多樣性危機(jī)。滅絕只是種群長期數(shù)量下降的末期。2017年，塞瓦略斯及其同事就研究了IUCN關(guān)于27 600種陸生脊椎動物的數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)即使在數(shù)量尚且充足的物種里，其數(shù)量的下降速度仍令人擔(dān)憂。在當(dāng)時177個有詳細(xì)數(shù)據(jù)的物種里，其分布范圍較歷史分布情況縮小了至少1/3，對于超過40%的物種，其范圍自1900年起縮小了超過80%。其他研究組還記錄了許多海洋和淡水魚類令人難以置信的數(shù)量減少的情況。

許多無脊椎動物在最近幾十年里，也出現(xiàn)了數(shù)量急劇下降的情況。頭條新聞曾警告世人“昆蟲末世”即將到來。然而，德國亥姆霍茲環(huán)境研究中心生態(tài)學(xué)家阿萊塔·波恩（Aletta Bonn）指出，不同昆蟲分類單元之間也存在著相當(dāng)大的差異。在最新發(fā)表的研究中，波恩及其同事在過去35年里追蹤了德國的蜻蜓和豆娘，發(fā)現(xiàn)那些適應(yīng)了氣候變暖的品種和翅膀長度更長的品種實(shí)際上在其分布地區(qū)有所增加。科學(xué)家還觀察到，河棲蜻蜓略有恢復(fù)，這可能部分源于近年來人類致力恢復(fù)河流棲息地?！皩τ诶ハx，因?yàn)樗鼈兊姆N群周期很短，正確的管理實(shí)際上可以讓它們恢復(fù)如初?！辈ǘ鹘榻B道。

塞瓦略斯還補(bǔ)充，將種群減少的后果納入考慮也很重要。不管是全球范圍還是局部地區(qū)，物種滅絕都會在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中留下功能性漏洞，特別是要考慮到部分在生態(tài)環(huán)境里舉足輕重的物種也在受人類活動影響較大的物種之列。2020年，哈米爾與猶他州立大學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)家特里莎·阿特伍德（Trisha Atwood）及其同事一起，在IUCN關(guān)于鳥類、哺乳動物和爬行動物的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)滅絕風(fēng)險最高的物種并不是捕食者，而是如阿特伍德常說的那樣，是食草動物，特別是大型食草動物，它們對土地、地下水位、植被和生物地球化學(xué)過程有不成比例的影響。這一模式已經(jīng)不是第一次被發(fā)現(xiàn)了，史密斯及其同事的部分研究顯示，自約125 000年前以來，大型動物滅絕激增——與此同時的是會狩獵這些動物的智人的興起與擴(kuò)散?！斑@顛覆了生態(tài)系統(tǒng)，而其方式與過去的大規(guī)模滅絕不盡相同，”史密斯說，“我不是說這更糟或更好，我只是說這種對‘這是大規(guī)模滅絕嗎？’的關(guān)注似乎目光短淺了，因?yàn)檎嬲年P(guān)注應(yīng)聚焦在我們正在對地球生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞。”

研究人員一致認(rèn)為，這種趨勢對許多物種都是災(zāi)難性的，其中包括了人類，人類出于食物、作物授粉、碳儲存、文化目的及其他原因，需要依仗各種動物、植物和真菌。是否將當(dāng)前生物多樣性喪失稱為大規(guī)模滅絕，部分取決于科學(xué)家是否認(rèn)為這將足夠激起社會行動來阻止生物多樣性的喪失?！叭绻ù笠?guī)模滅絕一詞）能激起人們真的關(guān)心這個議題，那么我將感到很開心?！奔又荽髮W(xué)洛杉磯分校榮休教授、理論生態(tài)學(xué)家斯蒂芬·哈貝爾（Stephen Hubbell）評論道。但吉爾很好奇，物種滅絕率是否真的需要高到極致，人們才會在乎起來，“我認(rèn)為，無需喚起這些大規(guī)模地質(zhì)事件，我們也可以為物種滅絕危機(jī)的緊迫性發(fā)出聲明?！彼f。史密斯補(bǔ)充道，無論是哪種方式，“作為物種之一，我們需要就我們想要地球變成什么樣來進(jìn)行一場嚴(yán)肅的對話”。

也許，維茨推測，生活在距今數(shù)百萬年后的生命體在發(fā)現(xiàn)人類留下的地質(zhì)遺產(chǎn)時，會發(fā)現(xiàn)一些看上去同K-Pg界線一樣驚人的東西?！耙苍S可能是某種可怕的黑色頁巖?！本S茨說——滿是人類泵入空氣的碳元素、核試驗(yàn)殘跡以及從地球提煉出來用于建造現(xiàn)代世界的金屬元素。最壞的情況是，他接著說，化石的陳列會揭露規(guī)?？氨菿-Pg大滅絕、場面浩大的油盡燈枯之景?！埃ㄎ覀儯┦欠裾幱诖笠?guī)模滅絕的階段，我不知道。但我們肯定是在路上了”。

資料來源The Scientist