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地球持续高烧20万年,创造史上最大的蛇,未来或随地球升温再现?

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  小行星将地球统治上亿年的恐龙砸进历史尘埃的同时,也一波带走了地球约76%的动植物。但像哺乳动物、青蛙、蛇等动物幸运地存活了下来,并成为新生代的优势动物。特别是生活在地下或森林地面以及淡水中的极少品种的蛇,更是凭借着耐饥饿的能力,在地球陷入寒冷黑暗、食物链崩溃环境中迅速进化进入新生态位,以至于蛇类至今存活将近4000种。

  诚实地说,现代类成功的一部分,要归功于小行星的撞击。但正如鲁迅可能没说过的,大灭绝之后的时期是进化实验最疯狂和创新的时期,灾难引起的环境变化为新物种的诞生创造了条件和机遇。比如蛇类演化史上的巅峰——13米长、1吨多重的泰坦巨蟒。但自泰坦巨蟒灭绝后,为什么没有再出现那么大的蛇呢?

  史上最大的蛇——泰坦巨蟒!

  泰坦巨蟒的发现可以说是一个意外,2002年一名学生在参观哥伦比亚塞雷洪(Cerrejon)露天煤矿时发现了一块古新世时代的树叶化石。这个发现说明,这里曾是一片广阔的丛林或可能曾经是世界上最早的热带雨林之一,于是引起了科学家的注意。不久后,史密森学会热带研究所的研究员卡洛斯·哈拉米略(Carlos Jaramillo)博士和来自弗罗里达大学的古生物学家乔纳森·布鲁赫(jonathan bloch)来到塞雷洪,在这里也陆续发掘出很多非凡的化石:巨型海龟和鳄鱼,以及地球上最早的一些香蕉、鳄梨和豆类植物。

  同时他们还发现了一个巨大的椎骨——这个椎骨太大了,不属于任何有记录的巨型蛇类。这是一个令人难以置信的发现,研究人员立即开始在地层中搜寻更多巨蛇相关的碎片化石。

  他们的猜测是:椎骨所属的这条巨蛇被泥石流夹住,将其掩埋。经过数百万年的地质运动,这块骨头变成了丰富的煤矿的一部分——这意味着附近可能还有其它的化石。

  尽管布鲁赫等人在煤矿上发现了其他椎骨化石,但无奈的是,他们没有找到巨蛇的头骨化石。因为蛇的强有力下巴是靠肌肉而不是骨头——它们的头骨实际上非常脆弱,通常在沉积物堆积在它们上面之前就碎了,所以头骨很少有完整的化石记录。

  但皇天不负有心人,在接下来的几年里,乔纳森·希洛克团队共发现了28条巨蛇的遗骸,并且找到了三个头骨碎片,从而使得团队能够拼凑出一条完整巨蛇的遗骸。经过建模模拟后,这种史前巨蛇的尺寸可达42至45英尺(12.8-13.7米),体重可达1.25吨。而且身体直径最大可达1米,比人类的手臂还长。

  后来在2009年,《自然》杂志发表的一篇关于巨蛇的研究论文,正式将巨蛇命名为“泰坦蟒(Titanoboa)”,模式种名为塞雷洪泰坦蟒(Titanoboa cerrejonensis)。它在恐龙灭绝约500万年后的南美热带丛林中繁衍生息,并强势填补大规模巨型爬行动物死亡后食物链留下的真空。

  地球为什么会出现这么大的蛇?

  从化石推算来看,即使现存最长的网纹蟒、最重的森蚺和泰坦蟒相比,还是有不小的差距。但是让科学家不解的是,为什么古新世时期(恐龙灭绝后的一千万年)动物体型通常较小的情况下,会进化出如此巨大的泰坦蟒?

  科学家研究后得出一个答案:泰坦蟒是地球“高烧”的产物——古新世-始新世极热事件(Paleocene–Eocene Thermal Maximum;简称:PETM)。

  PETM是科学家们从未能够完全解释的一个巨大而神秘的全球变暖事件:约在5600万年前,史诗级的气候异常,持续20000年向大气中大量注入了大量的二氧化碳,使全球气温飙升了5到8°C。从而导致赤道热死亡,热带温度可能已达到 38–40°C;热带地区的海面温度高达 35°C,海底温度比现在高 10°C;海洋酸化、永久冻土融化、森林大火肆虐......持续了17~20万年。

  而导致此次地球持续20万年高烧的原因不是小行星撞击,而是北大西洋火山活动和格陵兰大陆边缘隆起,使得地球的碳循环出现极端变化。

  那地球升温跟泰坦蟒有什么关系呢?

  众所周知,蛇、龟等爬行动物无法调节自己的温度,要依靠环境温度,因此它们被称为“变温动物”。如果环境很冷,它们就会行动迟缓。只有温暖的环境,它们才会活力十足。同时如果天气一直很热,变温动物的新陈代谢就会以最高效率运行——让它们能够将额外的能量用于长得更大和维持更大的身体。

  另外研究证据表明,当温度长时间维持在35°C时,哺乳动物较难调节体温,植物来源的营养也会减少。在这种情况下,体型较小的哺乳动物会比体型更大的哺乳动物表现得更好。这也可以解释为什么在古新世这个短暂的地质时代,哺乳动物普遍偏小的原因。

  所以在古新世气温33℃(比现在高出5℃)南美热带地区的龟、蛇物种,体型变大是高温环境所趋,于是4至7米长的冥河鳄(Acherontisuchus)13米长的泰坦蟒应运而生

  但不知是幸运还是不幸,泰坦蟒的统治时期很短,仅维持200万年就灭绝了。

  未来地球还会出现更大的蛇吗?

  泰坦巨蟒的出现只是昙花一现,属于地球极端高温事件下的特殊物种。这是否意味着随着未来的全球变暖,地球上会出现更大的蛇呢?

  从概率上讲,如果它以前发生过,它可能会再次发生,而且可能比我们想象的要早。根据科学家的预测,如果当下的碳排放速度不变,在140年内,人类可以排出与整个 PETM 期间释放的温室气体相同数量的温室气体。所以在理论上,随着气候暖化导致的极端高温,变温动物的体型很可能会变大,不排除出现类似泰坦蟒那么大的巨蛇。

  不过笔者要补充一点,虽然这在理论上是正确的,但实际上不会出现。虽说气候变化和环境突变是生物进化的燃料,但是一个新物种的出现需要百万年的时间、或者更长。

  而且地球现在的生态系统应对高温和高浓度二氧化碳的能力,和古新世时期不能相比。加上人类活动造成的动物栖息地的碎片化,生物多样性的迅速消失,巨蛇完全没有机会诞生。但从近年频发的极端天气——致命的热浪、超级风暴、毁灭级的干旱,我们或许面临另一场类似 PETM 的事件。

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