在生物灭绝之前，它们都得了同一种“病”！

出品：科普中国
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在生物灭绝之前，它们都得了同一种病。

人固有一死，或是自然去世，或是染病而终，或是意外身亡，遗传因素和生活习惯影响着人类的寿命。与人类的死亡相似，自然界的生物也终会灭绝。如果把一种生物从出现到灭绝的时间，定为这个物种的“寿命”的话，那每个物种的平均寿命为400万年。然而，各个物种的寿命长短相差甚远。最长寿的物种寿命长达1.6亿年，而短寿的物种，例如人类所在的灵长类，只有100万年的寿命。

17500个灭绝属的寿命分布，最长寿的5%属具有1.6亿年的寿命

图片来源：参考文献[1]

自然的，就如同人们探究百岁老人长寿的秘密，科学家也对物种寿命问题兴致勃勃。从拉马克开始，在历经数个世纪的研究之后，科学家们发现，在很多生物灭绝之前，它们都得了同一种病——特化。

特化，是指物种适应于某一独特的生活环境，对该环境适应而变得难以适应其他环境的现象。

生物的特化就像人类经过学习特定的知识，在长大后从事不同的职业。当社会不需要某个职业时，该职业的人就会失业；同样，当环境改变，原本的温度，食物等适宜条件消失，特化的生物也会因为不适应新环境，导致数量减少甚至灭绝。

图片来源：CovalentCareers

地球上的物种，多多少少都有“特化”病，这是自然选择的结果。物种长期生活在某个特定环境下，适应该环境的个体生活得更好，能够留下更多的后代。一代又一代，适应当前环境的比例越来越多，而适应其他环境的数量就少了。在环境改变时，难以在改变后环境生存的生物就会大量死亡。

从这个角度来说，特化就像是一种降低物种对环境变化抵抗力的疾病。它随着一代一代的自然选择传递，逐渐降低生物对环境变化的抵抗力，最终让生物死于难以适应温度，缺少食物，无法逃离危险等并发症。在物种寿命的末期，还会出现各种并发症的组合袭击，最终杀死物种。

住的挑，吃的挑，冻死饿死少不了

特化导致的常见“抵抗力降低”症状，最主要的有狭温性、食性专一、共生与寄生、个体过大、生长发育缓慢和低生殖率。当一个物种出现了主要症状之一或更多，也就意味着这个物种的寿命不会很长了。

“狭温性”的典型病例是北极熊。它们长期生活在低温的北极的冰盖上，以捕食海豹为生，因此演化出了厚实的保温皮毛和白色的保护色，让它们在北极如熊得雪。然而，皮毛的强大保温能力导致北极熊适宜温度范围狭窄，在气候变暖后便很难生存。

在历史上，狭温性尤其对热带和寒带物种危害巨大，因为当地球环境变暖和变冷时，它们没有逃脱空间，而温带物种更可能随着温度改变转移阵地。

只能生活在寒冷北极的北极熊，因为全球变暖导致冰盖融化而面临生存危机。图片来源：Wild For Life

因珊瑚虫死亡而白化的珊瑚礁。珊瑚虫只能适应26℃左右的水温，由于全球变暖，珊瑚礁处于灭绝边缘。图片来源：Greenpeace

得了“食性专一”病例的是剑齿虎。食性特化使生物只吃少数种类的食物，或是寄生在特定寄主身上。当它依赖的生物数量减少或消失时，也会导致自己数量骤减甚至灭绝。在剑齿虎生活的更新世，大型、移动缓慢，但皮肤厚实坚韧的猛犸象和野牛等食物特别丰富，剑齿虎长长的剑齿能够穿透猎物的厚皮杀死猎物。然而，当更新世时期，大型植食性动物灭绝，剑齿虎缺少食物，也便随之一同灭绝了。

“共生与寄生”包括各种共同生活的生物。如虫黄藻生活在珊瑚虫体内，为珊瑚虫提供营养，而珊瑚虫则为之提供无机盐，当虫黄藻因为温度过高死亡时，珊瑚虫也会因营养不足死去；寄生则是生活在特定生物上的寄生虫，当寄主灭绝时，寄生虫也免不得唇亡齿寒了。

捕食大角鹿的剑齿虎，由于寒冷气候结束，厚皮的大型寒带动物难以生存，剑齿虎也随之灭绝。图片来源：Prehistoric Fauna

长得大，生的少，一到灭绝就难跑

在稳定的环境中，大个头更有优势，因为它们可以吃更大的食物，同时降低被捕食的几率。但大的个体需要更多的食物来维持自身，当环境恶化，食物减少，相比小个头，它们更容易被饿死。

回顾白垩纪，翼龙是“个体过大”的典型病例。翼龙的翼膜结构使其在大型化上比起鸟类更有优势，但对于小个体的鸟类，它们的羽毛更加易于保温，个小也更容易在密林中移动，因此翼龙在与鸟类的竞争中变的越来越大。

在晚白垩纪的桑托阶—坎帕阶动物群中，翼龙的尺寸远远超过了鸟类。白垩纪末期的翼龙翼展都在5m以上，最大的甚至达到11米，这导致它们在白垩纪末的灭绝中由于食物缺乏和风暴全军覆没，而小个体鸟类则活了下来。

同样，在地史上最大规模的灭绝——二叠纪末大灭绝中，存活下来的生物几乎全在5cm以下，这说明在二叠纪末的环境更适合小个体生物生存。

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图片来源：参考文献[2]

患上“低生殖率和生长发育缓慢”的病例是旅鸽。低生殖率，生长缓慢可以让每个孩子都得到亲代的良好照顾，提高下一代的成活率，在稳定的环境下能够促进生物数量的增长。而在灾难中，生物数量受到严重打击时，低生殖率和缓慢的生长发育会导致数量再难恢复，导致灭绝。

19世纪，旅鸽是北美甚至可能是世界上数量最多的鸟类。在它们数量的鼎盛时期，一个鸟群能达到约1600米宽，480千米长的巨大规模，飞过村庄时遮天蔽日。但在短短不到百年内，因为人类捕杀，旅鸽从几十亿种群走向灭绝。

究其原因，除了人类的杀害外，旅鸽的繁殖行为需要在群体内才可以进行，且一次仅产一枚卵，群体对其精心照顾，才有了“子子孙孙无穷尽也”的景象。然而，一旦遭到人类捕杀，生的少，无法补充群体的旅鸽便迅速灭绝。

曾经繁盛的旅鸽群，因为人类的大量捕杀和自身的低生殖率而灭绝。图片来源：Bakersfield Californian

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如同降低人类免疫力的疾病，“艾滋病”一般，“特化”并不会立刻杀死一个物种，而是通过降低物种对环境变化的抵抗力而减少物种的寿命，杀死物种的，是环境。不同的环境，杀死物种的症状也不甚相同。

浮游生物是海洋中数量最大，也是最易取得的食物，只要一张嘴，吸进海水，便能将浮游生物吃进肚子。在这方便易取，取之不尽的馅饼的诱惑前，许多物种演化为以浮游生物为食，由此出现了一系列的特化症状：浮游、表层生活、滤食性以及低移动能力。

近水楼台先得月，浮游和表层生活可以让物种接近浮游生物所处的位置，大口吞吃它们，如三叶虫中的球接子，将自己变成贝壳模样，在水中抓取食物；菊石的幼体生活在水上层，以浮游动物为食；

滤食则是把自己变成过滤器，像吸尘器一样将不善游动的浮游生物吸入口中，如蓝鲸和座头鲸；

低移动能力则病的更加严重：海百合和腕足动物为了节省能量，干脆动都不动，固定在一个地方，通过扰动水流或用触手对浮游生物直接进行海底捞。

在环境优越的时候，浮游生物资源丰富，这些动物活得十分滋润，蓝鲸甚至靠吃磷虾吃成了世界上最大的动物。

保护特化的生物，也就是保护我们自己。

图片来源：American Museum of Natural History

然而，天上没有免费的馅饼。浮游生物对环境变化尤为敏感，一有风吹草动便会成片死亡。因此，每当到了环境恶化之时，依靠浮游动物为生的物种总是首当其冲。球接子灭绝于奥陶纪，而其它三叶虫大多数都生活的很好；菊石在白垩纪末的灭绝中消失，而它底栖的近亲鹦鹉螺则得以幸存；至于那些移动能力低的物种，更是只能躺着“等死”。腕足动物和海百合在二叠纪末的灭绝中近乎全灭，海百合只有能自由移动的类型活了下来，但也从此一蹶不振，直到现在，它们在海洋中仍然是边缘角色。

古生代动物群（黑色）和现代动物群（白色）属的数量演化和灭绝率。古老、特化的物种大多数已经灭绝，而长寿非特化的物种得以生存下来

图片来源：参考文献[3]

但相对于陆地而言，海洋对“特化病”的包容度更高。早在对灭绝生物研究刚刚起步的时候，拉马克就推测海洋生物比陆地生物更不容易灭绝，因为海水对环境变化有更多的“缓冲”，使海洋的环境比陆地更稳定。

事实也是如此。海洋物种的生存时间明显比陆地物种生存时间长，珊瑚能够生存2500万年，贝类可以生存2300万年，而陆地上的马只能生存400万年。比起马来，更加“特化”，飞行的鸟类只能生存250万年而已。

至于那些十分特化，聚集了一大堆症状在身上的物种，寿命就更短了。

组合症状接连出现，人类不能见死不救

除了上述的症状，特化的其他症状还有营养价值高（美味谁都想吃）、寿命长（老年抢占青年的生存空间）、形态和行为复杂（某个器官或生存环节出了问题就难以生存）、迁徙行为（一个迁徙地环境改变就无法生存），以及数量低、分布范围狭窄、丰富度变动剧烈（数量低时很容易降到危险水平）、季节性群集（容易被一网打尽）和遗传变异率低（面对环境改变难以有个体能存活）等。

夏威夷蜗牛夜间活动，主要吃叶子上生长的真菌，但因为数量低、分布范围狭窄，加上栖息地破坏和家鼠的袭击等，所有夏威夷蜗牛都已濒危

图片来源：Wikipedia

有些症状可能单拿出来无伤大雅，但某些时候，两个或更多的症状聚在一起，便足以让物种宣判死刑了。

大海牛于 1741 年在白令海峡发现，而在1768年便由于人类大量捕杀而灭绝，从被人类发现到灭绝，中间只隔了27年。大海牛消失的原因，除了自身，主要还是人类的贪婪。

大海牛有诸多的特化症状，它们食性特化到仅以北极的海藻为食，在人类未到来时，巨大的体型使它们少有天敌，安然生活。

然而，当环境变化——人类的捕杀开始，它们的特化便成为了种族灭绝的原因。它们狭温性，只适应寒带气候；数量少，只有1000-2000头；分布范围狭窄，仅限于白令岛与铜岛的近海水域；体型大，长达7.5米，繁殖能力差，生长缓慢；食性单一，只以海藻为主食，当人类杀死与之共存的海獭以获取毛皮时，海藻林失去了海獭的保护而大片减少，大海牛也随之变的食物缺乏。更重要的是，它们集中了“营养价值高，美味”和“行动能力差，好抓”两点在贪婪的捕食者面前几乎不可能存活的症状。大海牛的肉十分美味，可以保鲜很长时间，美味传说让大海牛成了欧洲船队一道不能错过的特色菜，然而，它们甚至不惧怕人类，在被人类捕捉时不会逃跑…于是，在人类的捕杀之下，从被人类发现到灭绝，中间只隔了27年。

憨态可掬的大海牛，因为肉味鲜美和移动能力差被人类捕杀而灭绝

图片来源：Pinterest

而我们的国宝大熊猫，也是凭“本事”活成了濒危动物：只吃竹子，只分布在四川和陕西，寿命长，生的少，竹子开花就挨饿。但与大海牛不同的是，它们得到了人类的充分保护，成为世界的“团宠”，数量也在不断回升。然而，在世界上，仍有许许多多的生物因为人类的环境破坏和杀害，从生活无忧变得数量减少、分布范围狭窄，甚至濒危。

可爱的大熊猫因为人类的保护免于灭绝

图片来源：Global Times

人得了疾病，医生不会见死不救，而是会千方百计延长他的寿命；在人类出现之后，人类的活动在各种层面上改变了环境，使特化病提前爆发，大大加速了物种灭绝的速度。对于得了特化病的物种，人类绝不能落井下石，以其生存能力差为由不加保护。

毕竟，不要忘了，人类也是生物的一员，也是集大个体、低生殖、长寿命、生长缓慢、遗传变异率低于一身的高度特化的生物，还因现代生活患上了移动能力低，狭温性等更多的“特化病”。如果生存环境被破坏，失去了现代生活的人类，大多数都根本无法生存下去。

保护特化的生物，也就是保护我们自己。

我们人类，“晚期智人”出现至今不到5万年。如果我们继续破坏环境的话，灵长类物种100万年的平均寿命，人类还能达到吗？

参考文献：

[1]Raup D M. The role of extinction in evolution[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1994, 91(15): 6758-6763.

[2]Longrich N R, Martill D M, Andres B. Late Maastrichtian pterosaurs from North Africa and mass extinction of Pterosauria at the Cretaceous-Paleogene boundary[J]. PLoS biology, 2018, 16(3): e2001663.

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