冰川期与人类进化

原标题:冰川期与人类进化 1 近期,世界局势纷纷扰扰,动荡不安。如法国黄马甲暴动,美国川普一改二战后

原标题:冰川期与人类进化

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近期,世界局势纷纷扰扰,动荡不安。如法国黄马甲暴动,美国川普一改二战后美国大力推行全球贸易的做法,转向区域性对等自由贸易、中美洲大批难民冲击美墨边境;欧洲难民问题、俄罗斯跟乌克兰领土争端不止;中东地区更是乱成一锅粥:叙利亚内战七年尚未结束、沙特介入也门内战、伊朗输出革命美国退出伊核协议对其进行制裁……

二战结束后,特别是冷战结束以来大体安稳的国际秩序已经呈现动荡,大变局将至。世界上,唯有变化是永恒的。所以古人云:天命六十年一变。


不过目前的这些困扰跟人类历史上的大灾难比起来只能算小CASE。

在人类的历史上曾经发生过很多次大灾难,如14世纪欧洲的黑死病导致2500余万人死亡,占据欧洲人口三分之一以上;中国古代王朝更迭带来的人口断崖式下降、妇孺被当做“两脚羊”、人相食,“白骨露于野,千里无鸡鸣”等等。

然而,天外有天,底下有底。这类瘟疫、人口过剩、战争引发的人祸,虽已是骇人听闻,但是跟天灾相比仍然只能算是小巫见大巫了。

哪怕是人类,在自然的灾难面前都渺小如微尘。

 

在地球历史上曾经发生过一些大的天灾,如6500万年前导致恐龙灭绝的小行星撞击地球,一个直径十公里左右的天体撞上墨西哥的尤卡坦半岛,撞击当量是人类所有核武器当量总和的数千倍,撞出了一个深达千米、直径180公里的大坑,这次撞击造成了当时地球上超过75%的物种灭绝。

而且这种撞击并非是唯一的,科学家们还在南极洲发现一个超大型的陨石坑,面积和俄亥俄州一样大,是尤卡坦陨石坑面积的两倍。发生在南极洲威尔克斯地的天体撞击地球的冲击力要远远大于造成恐龙灭绝的那次撞击,该次撞击发生在距今约2.5亿年的二叠纪末期,导致超过95%的地球生物灭绝。

地球还曾经发生过两次“雪球事件”,一次发生在24亿年前,一次发生在7亿1700万年前。跟雪球事件相比,冰川期只是小儿科了,在雪球事件中地球被冻成了一颗严严实实的冰坨子,赤道温度都类似于现在的南极,在零下四十度以下,海洋冰盖厚度在300米以上,陆地上所有生物灭绝,只有少量海洋生物在厚厚的冰盖下苟活,等待雪球融化升温后生物大爆发。

只是这些地质史上的大灾难发生的时间跨度很长,以千万、亿年为单位计,而人类是年轻的物种,满打满算也不过二百万年的进化史,在地质史上连零头都不到,没有经历过这些大型天灾。

那么,人类经济过哪些天灾并留下深刻的记忆并铭刻在文化之中呢?

 

 

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冰川期与冰期


人类所经历过的大灾变首先是冰川期。庄子讲过小年与大年的分别,在《逍遥游》中写道:“朝菌不知晦朔,蟪蛄不知春秋,此小年也。楚之南有冥灵者,以五百岁为春,五百岁为秋;上古有大椿者,以八千岁为春,八千岁为秋。”

不过,以庄子不羁的想象,八千岁为春,八千岁为秋,却依然想象不到以亿万年计的大冰期。


我们的星球有46亿年的历史,除了地球形成的初期,火山遍地、熔浆滔天,其余的时间都是冰川期和温暖期交替进行。类似于我们在一年之类的春夏秋冬,地球也有大的四季转换,只是这时间既不是一百年、一千年、一万年,而是以百万年计!甚至在数以亿计的时间里,进入过最为严寒的雪球时代。

最严寒的时候是什么样子呢?据科学家考证,在最寒冷的事情,整个地球都冻成冰坨坨,连赤道都有冰川,从远处看地球就像一个大雪球,大型的生命都无法存活。这也是雪球时代的命名来源。

好在这样的时候并不多,地球被冻成雪球只有两次,一次是发生在20多亿年前,那时候地球才刚刚出现细菌等单细胞生命;另一次发生在8-5.5亿年前,地球上也仅仅有海藻和软体动物等低等生命;雪球时代结束后,地球进入了生命大爆发时代,由缺乏生命的隐生宙时代进入了生命繁盛的显生宙时代。

 

在生命大爆发之后,虽然地球上还是有冰川期和温暖期交替,但是地球再也没有进入雪球状态,在冰川期冰川也没有推进到热带和赤道地区。原因嘛,科学家众说纷纭。一种解释是太阳进入中年时期,发光和热较为稳定,不像早期热量波动较大,导致地球进入了雪球时期。

 

在这里要说下冰川期和冰期的区别。冰川期(ice house),时间持续为百万年级别,跟温室期(green house)相对应,冰川期是指地球上南北极有冰盖、气候寒冷的时期,温室期则是指地球上不存在冰盖的炎热时期,例如恐龙生活的侏罗纪就是一个气候炎热、植物茂盛的温室期。国内也有把冰川期翻译做大冰期、大冰川期的。

 

冰期(glacial)或者叫做亚冰期的,是指在冰川期内气候寒冷冰川扩张的时期,时间跨度为10万年的级别;与之对应的间冰期(inter-glacial)或者叫亚间冰期,时间跨度为万年级别。间冰期气温升高,冰川退缩,但是冰川一直存在。我们现在生活的时代就处于第四纪冰川期中的一个温暖的间冰期内,这次气温回升开始于约1.1万年前。一次温暖的间冰期大约持续2-3万年,如果没有人类活动的影响,地球的气候将在1万5000年后进入寒冷的冰期。

为了跟冰川期区分,在文章中把冰川期内的冰期称为冰河期,温暖的时期称之为间冰期。

 

我们人类目前处于第四纪冰川期,第四纪冰川期开始于200-300万年前,这一段时期正是古猿开始向人类进化的时期。在200多万年的冰川期间,发生了多次寒冷的冰期和间冰期交替,能够确定的有5次以上的冰期和间冰期,这种冰川的扩张和退缩现象被称作冰期——间冰期冰川旋回。冰期旋回的时间尺度在10万年以上,最近一次冰期开始于11万年前。在最寒冷的时候,北美大陆的冰川厚达1千米以上,海平面下降100余米,北美大陆跟亚洲形成白令陆桥,人和动物能够迁徙;这次冰期结束于约1万1千年前,地球的平均气温回升8-10摄氏度,进入了相对温暖的间冰期。

 

上次冰期冰川扩张到了法国位置


3

出埃及记与走出非洲


《圣经.旧约》第二卷《出埃及记》中讲到,以色列人在其先知摩西的带领下,离开埃及走出非洲,来到中东地区立国的事迹。

而史前人类也有走出非洲的历史。人类分子学DNA检测表明,根据DNA检测,我们地球上所有的人类,不论白、黑、黄、棕,都是15-20万年前非洲一支智人的后代,大约在6万年开始走出非洲。


很多人怀疑人类源自非洲说,因为在世界各地都发现过古人类——能人、直立人、早期智人(其中一支进化为尼安德特人)、晚期智人等许多早期人类的骨骸,为何人类不是多中心进化起源的?而是源自非洲呢?

像中国境内就有山顶洞人、元谋人等多种古人类,为何我们不是他们进化而来的呢?早期科学家也持有这种多中心进化起源的观点,不过在科技进步后,通过DNA检测,所有的现代人类都是一家,早期各地的古人类都灭绝了。


一个反证是,不论黑人、白人、黄种人,均不存在生殖隔离,各人种婚配均能生下健康的后代,这说明黑人、白人、黄种人的分离时间并不远,数万年前是一家。当初欧洲的殖民主义者极力证明非洲的黑人跟欧洲的白人不是一个人种,然而在科学证据面前还是失败了。


所以,现在科学家研究的问题并不是人类是否起源于非洲,而是各地的古人类为何灭绝了,而非洲地区又有什么魔力,让生活在非洲的人类幸存下来?

古人类灭绝的原因自然是大灾难,特别是以10余万年为周期的冰川旋回,寒冷的冰期到来。

最初的能人(生活在150万年-200万年前)虽然能够制造石器等工具,但是不会用火,所以寒冷的冰期到来,就被会使用火的直立人淘汰了;而直立人被早期智人取代,早期智人又被晚期智人取代。


那么为何非洲的古人类能够幸免呢?这是有非洲独特的地理地貌所决定的。大家看过《2012:世界末日》的电影吧?影片中在中国制造的末日方舟,船票10亿欧元一张,最终的避难目的地就是非洲。电影虽然是虚构、娱乐的,并不存在什么末日方舟和船票,但是选择非洲作为避难地是有科学道理的。

非洲大陆是一个高原大陆,大部分地区的海拔在800米到1000米,四周是陡峭的海岸线;气候炎热,赤道横贯非洲大陆。这些在目前对于非洲大陆不利的发展因素和地理条件,在冰期可就是一个天然的避难所。非洲是寒冷的冰期的伊甸园,庇佑了大量的古人类在东非大裂谷到南非一带生存。一旦度过冰川期到来之初的恶劣天气,天气稳定下来后就开始向全世界扩张,最终在迁徙的过程中分化为白种人、黄种人,留在非洲的人类由于气温升高,被晒黑成为黑人,这就是现代人类的起源。

 

4

尼安德特人与古人类的消亡


由于冰期并非一次,而是以10万年左右为周期到来,所以人类以非洲为避难所也不止一次,走出非洲至少发生了三次。如在约80万年前,直立人就曾经走出非洲,约60万年前在欧洲演化出海德堡人,海德堡人又于约30万年前演化出尼安德特人,主要分布在欧洲和中近东。

尼安德特人是早期智人,也是最晚灭亡的其他人种,在2-3万年前欧洲还有尼安德特人存在。尼安德特人甚至打败过一支在10万年前走出非洲的晚期智人(在7.5万年前,印尼托巴超级大火山喷发,气温骤降,大量动植物死亡,这支走出非洲的智人也灭绝了),我们是6万年前开始走出非洲的智人。


不过尼安德特人也许跟现代人类有过混血。基因检测表明,现代的白种人和黄种人中都有尼安德特人的基因,大约为2%-4%,黄种人更高些。科学家认为,尼安德特人基因跟一些疾病有关,如糖尿病和抑郁症。

非洲的黑人由于留在本土,没有跟尼安德特人混血。所以非洲黑人很乐观,发了工资就一顿吃喝,载歌载舞。不过任何事物都是双刃剑,容易的抑郁症的基因也能使人群中更容易产生天才,虽然他们更脆弱;而糖尿病其实在寒冷气候下的冰河时期是一种优势基因,排除水分,提高糖含量是抵抗寒冷的有效办法。糖尿病极有可能帮助尼安德特人在晚冰期突如其来的寒冷中生存下来。这可能是为何唯独有尼安德特人经历过冰川旋回而没有灭亡的关键因素——不过最后还是不敌现代人类而消亡了。


根据考古研究,尼安德特人骨骼粗大,但是个子不高,成年男性约1.5-1.6米左右,脑容量跟现代人类相当,喜欢穴居。也许北欧传说中的矮人就是源自史前对于尼安德特人的记忆。

跟之前预估的不一样,尼安德特人相当聪明,跟现代人不相上下。考古学家发现了5万年前尼安德特人的“化妆盒”,证明尼安德特人很早就有了抽象思维的能力。

尼安德特人往往被看作陈旧过时的化身,被诽谤为因智力不足以应付环境的变迁而导致灭亡的低等人种。而实际情况是尼安德特人非常成功地面对气候挑战的时间至少有20万年,比延续至今的现代智人还要长12.5万年到15万年。



那么,尼安德特人究竟是因何灭亡的呢?

研究人员分析发现,在尼安德特人跟现代智人共同生活的过渡期,早期智人数量约为尼安德特人的9倍到10倍,前者定居点面积、工具密度以及动物、食物遗迹数量也大于后者;此外,早期智人遗留的石器工具、首饰以及艺术品也表明,他们拥有更复杂的社会网络。

研究人员认为,早期智人的压倒性数量优势迫使尼安德特人迁往更难发现食物和庇护所的地方,最终,伴随着4万年前欧洲大陆的气候再次恶化,尼安德特人逐渐灭绝。

 

然而,作为唯一跟现代人类竞争的人种,尼安德特人已经做得够好了。其他的人种,许多甚至还没有跟现代人类见面,就已经消亡在寒冷的冰期之中了。

冰期缩小了其他人种的栖息地——其他地方的避难所也许只是一个小小的山谷,无法跟广袤的非洲大裂谷相提并论,这使得他们不得不得不近亲交配,这种近亲交配带来了一系列的健康问题;而且过小的群体也限制了科技的发展。

而且,考古发现,由于冰期食物的缺乏,早期的人类同类相食。这会导致一种严重的疾病“朊病毒”发生。朊病毒源自食同类或者基因相近者的肉,特别是脑髓、脊髓、骨髓等组织。


当初在西方国家肆虐一时的疯牛病,就是西方农场主为了牛羊能够快速出栏,在饲料中加入了无法出售的牛羊脑髓、下水组织的蛋白制品。吃草的牛羊吃了同类的蛋白组织后,疯牛病频发。

人类朊病毒病之一库鲁病,曾经在太平洋岛屿有食用已故亲人内脏的土著部落中流行,该病刚开始只是头疼和关节疼,之后就是行动困难,和生锈了一样,再然后就是浑身颤抖and记忆力严重退化(好像老年痴呆,但是患者是年轻人),接下来就是神志不清,经常放声大笑,最后在患病3-6个月之后死去。

20世纪50年代,美国医学博士卡勒顿•盖达赛尔发现库鲁病食用同类内脏组织导致跟朊病毒传播有关,岛上的土著居民废除这一习俗后再无新增病例发生,卡勒顿•盖达赛尔博士也因此获得1976年诺贝尔生理学或医学奖。

哪怕是现代,朊病毒都是无药可医,更不要说在史前社会了。

 

寒冷的冰期淘汰了绝大多数古人类,而当气候好转时,幸存者尼安德特人也被走出非洲的智人们数量所淹没,无法与之竞争。

可见,在冰河期的严寒中,首先要做的是找到一个温暖的避难所,好好地活下去,严寒的气候会消灭绝大多数的竞争者,等到春暖花开时,才是大举竞争之时。

环境的不同,所采取的竞争策略也不相同,顺势而为,才会有好的发展和进化。

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