科学网—我们不知道答案的125个科学问题(108)阻止物种灭绝
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2024-11-7 09:00
| 个人分类: 科学教育 | 系统分类: 科普集锦
108. 我们能阻止物种灭绝吗？
Can we prevent extinction?
题记： 寻找成本效益低并在政治上 有效 可行的方案来拯救地球上的濒危物种 的确 需要人类富有创造性的思维才能完成。
地球环境维持着一个统一的生态系统，在这个生态系统中不同物种通过全球环境彼此竞争和 相互 依赖，从而共同向前发展和进化。在地球 35 亿年生物的进化历程中，估计曾经出现过约 40 亿个不同的物种, 而其中 99% 的物种到现在已经灭绝。每一个 物种 在地球上的繁衍生息似乎都存在一个有限的寿命( 物种寿命 )，这也是生命多样性发展变化和物种更新的动力。比如地球上如果恐龙不灭绝，很难说人类能够出现，即便人类可以出现，那人类初期在食物链中挣扎的时候，搏斗的对象就不仅仅是狮子和老虎这类简单的动物了，那可是存在了 1.8 亿年体格健壮和智力超群的恐龙，想想都会为人类的命运捏一把汗。
图1 恐龙和人类争夺生存资源的想象图
地球上每一个自然发展进化而来的物种其平均寿命似乎都不超过 1000 万年 。芝加哥大学生物学家大卫 · 劳普 (David M Raup) 在他的书《物种灭绝：基因还是运气》 “Extinction: Bad Genes or Bad Luck?” 中详细介绍了某些物种从存在到灭绝的过程和原因。他根据生物数据估计海洋动物物种的平均寿命大概为 400 万年, 也就是说海洋动物中每 100 万年就会有 25% 的物种灭绝，而哺乳动物的物种平均寿命更短，大约为 200 万年。由此可见物种灭绝似乎是一种正常的 自然现象 ，那地球生态系统中为什么会存在物种灭绝？大卫 · 劳普给出了两种物种灭绝的观点： 坏的基因 和 坏的运气 。前一种就是标准的达尔文进化论观点，物种基因的改变跟不上环境的变化，你适应不了环境，所以你就灭绝了；第二种就是概率或随机事件造成的物种灭绝，就是 运气不好 ，在你称霸世界的时候刚好一颗陨石撞击了地球，或者忽然一场超星系大爆发把臭氧层干掉了一半，强大的太阳辐射杀死了很多物种，或者你愉快的生活被一场火山大爆发或强烈的地震给搞了个稀碎，所以你的种族灭绝了等等。大卫 · 劳普似乎更倾向于后者，他不认为物种灭绝是竞争、自然或物理的原因造成，而是“每隔 1800 万年就落到地球的陨石”，其实这才是地球生物和人类的 最大威胁 ！然而哪一种观点正确其实我们并不知道，也许两种因素都有，但我们应该明白如果物种灭绝是 自然健康的 ，那无论灭绝造成原因如何，都应该在物种大灭绝后发生 物种多样性 的增长现象，然而当地球上出现人类这种脱离食物链的物种后，人类所参与的第六次物种灭绝的情况似乎 并不那么健康 和自然 。
图2 IUCN濒危物种红色名录中罗列的逐年增长的濒危物种数量
从当今全球气候的发展趋势来看，地球的环境正在以肉眼可见的速度变化。根据 国际自然保护组织 IUCN(International Union of Conservation of Nature) 统计，今天地球上的物种正在快速地灭绝之中，而且其灭绝的速度是自然灭绝速度的 1000 到 10000 倍 (见图 2 和 3 的数据)，然而我们人类却并没有看到 新物种多样性的爆发过程 。这个被称为地球生物第六次物种灭绝的危机(见图 2 和图 3 所示)正在展示出一个 并不健康 的物种灭绝现象。
图3 IUCN统计的面临物种灭绝的物种在不同动物类种的比例
虽然普通人可能从来没有注意到地球上某个物种的灭绝过程，甚至也不知道已经灭绝的物种中的任何一个，但的确这个事情正在人类的眼前发生着，你也许觉得这么多物种的相继消失并没有对我们的生活产生什么了不起的影响。然而根据生态系统的整体性，地球上每一个物种的存在都在维持人类生存的多样性方面发挥着重要作用。生物的多样性支持着人类和社会的各种需求，包括粮食和营养、能源、药品和淡水等物资的开发，这些都是人类健康生存的基础。当然物种多样性还隐藏着各种经济机会和休闲娱乐方面的价值，整体提高了人类生存的安全性。一句话：物种多样性为人类提供了丰富的生存条件和服务，物种多样性的生态环境为人类提供了氧气、食物、能源、药品等等。举个简单例子，也许某种生物对恶劣环境或可怕疾病的适应性和变异性会为人类找到对抗某种环境和治疗某种疾病的方法，而这一切的基础都要求地球生态环境具有足够的生物多样性。相反，多样性的丧失会影响生态系统的调节功能或对生态系统造成破坏，直接降低人类在自然界中发现化学物质和优化基因的能力，丧失物种多样性所带来的物质和基因资源的安全环境。
图4 人类生存所依赖的良好生态系统
然而我们人类却正在破坏自己赖以生存的食物链和栖息地，而这个破坏的表现就是正在加速的物种灭绝却并没有出现新物种的大爆发。人类的活动和温室气体的排放已经让地球环境温度持续上升了 3℃ (见 科学问题 23 全球变暖的程度 )，地球上某些鱼类正在消失，如果地球温度再上升 2℃ ，那么根据数据测算到 2100 年， 60% 的鱼类可能会灭绝。根据联合国《全球土地展望》的生物科学数据评估，全球超过 100 万种物种正面临灭绝的威胁，物种消失的速度也是 1000 万年来从未见过的，而地球表面多达 40% 的地球陆地环境正在快速退化。据国际自然保护联盟的研究发现，人类在粮食生产、基础设施、能源、采矿及工业生产方面的活动对 濒危物种 的影响率占到了 79% 。显然地球物种的消失已经确信和人类的活动有关，随着生态系统物种多样性的降低，地球物种环境为人类提供食物、住所和支持的能力将会越来越弱，一个只有人类等少数物种存在的地球必将成为人类的坟墓。
1900 年 3 月 22 日，随着一声枪响，最后一只野生的 美洲旅鸽 被人类杀死， 1914 年 8 月 18 日当最后一只人工饲养的旅鸽在动物园中死去，北美旅鸽这个 曾在地球上拥有过 50 亿只种群数量的 物种彻底灭绝，而这个从 50 亿到灭绝的时间仅仅用了不到 100 年的时间。然而旅鸽的灭绝既不是因为它们的基因不好，也不是因为它们的运气太差，而是因为它们不仅外表漂亮而且肉又好吃，所以它们的羽毛成为人类衣服帽子上的装饰品，它们的肉成为人类餐桌上的美食。人类成了地球物种灭绝的第三个原因。
图5 被人类灭绝的北美旅鸽
显然， 此时 人 类应该立刻马上通过大量的合作和协调工作来努力来阻止正在发生的第六次物种灭绝危机。首先就是要限制化石燃料的排放、整合绿色能源技术和鼓励全球协作性社会行动，对物种生存的环境进行治理和保护。其次，人类必须努力通过技术进步，保护动物的 DNA ，制定合理的解决方案和流程来扭转人类对物种造成的破坏，积极阻止物种灭绝的进程。在这些努力中已经有了很多非常积极的进展，例如国际上已经成立专门的联合公司和项目来从事灭绝威胁物种的恢复工作，通过不断发展的基因工程和基因克隆技术首先让大象、有袋动物、白犀牛等有灭种威胁的物种获得挽救，甚至能够让猛犸象、剑齿虎、恐龙等动物重新复活，并将恢复的动物释放到合适的栖息地，以增加生物多样性，恢复生态系统的多样化产生能力。利用辅助育种、克隆和基因组编辑等物种恢复的常规方法，努力重建产生健康生态系统和恢复生物多样性的自然调节过程。
然而在人类正面临的第六次物种大灭绝的过程中，人类真的能够克制自己的欲望，抛开国家和种族的矛盾而共同合作去挽救物种，并努力合作利用人类所掌握的科学和技术来阻止这一场正在进行中的物种大灭绝吗？答案是我们并不知道，我们只能拭目以待。
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