海洋誘惑

早期的地球表面幾乎全被海洋覆蓋，只有少數(shù)幾座島嶼不時露出水面。這些島嶼是由質(zhì)地較疏松的花崗巖組成的，它們浮在玄武巖地殼之上，是所有大陸的前身。

今天，只有在南非、加拿大、格陵蘭島、澳大利亞等少數(shù)幾個地區(qū)還能夠找到這些原始島嶼的遺跡，這幾片“微大陸”為我們保留了地球太古時代的樣子。距今35億年的疊層石化石就是在澳大利亞西部被發(fā)現(xiàn)的，而迄今最古老的微生物化石是在格陵蘭島上被發(fā)現(xiàn)的，距今已有37億年歷史。

早期的微生物肯定全部生活在幽暗的深海中，因為陽光中的紫外線是所有生命的終極殺手。大部分深海微生物依靠海底熱液噴口產(chǎn)生的化學能生活，也有少部分微生物演化出光合作用的能力，能夠利用熱液噴口和熒光生物發(fā)出的微光生活，這就是綠硫細菌和紫硫細菌。這些細菌在進行光合作用時分解的不是水，而是硫化氫，所以它們發(fā)生光合作用的副產(chǎn)品不是氧氣，而是硫單質(zhì)。

雖然深海里的光線很弱，但因為懼怕紫外線，這些細菌不敢去淺海生活，于是浪費了大好的陽光。大約在30億至35億年前，藍細菌橫空出世，一舉解決了這個問題。這種細菌能夠分泌一種黏液，擋住大部分有害的紫外線，細菌終于可以在陽光充足的淺海生活了。充足的光能讓藍細菌具備分解水分子的能力，因此，藍細菌的光合作用產(chǎn)生的副產(chǎn)物不再是硫單質(zhì)，而是氧氣。

那段時期，整個地球的淺海區(qū)和今天的哈梅林池非常相似，遍布疊層石。這些石頭以每年1厘米的速度擴張，迅速占領(lǐng)了地球上所有的淺海海灘，這樣的景象一直持續(xù)了將近30億年！換句話說，地球生命史的絕大部分時期都是被疊層石統(tǒng)治的，它們才是地球生命中的王者。

之所以會有這個結(jié)果，主要原因在于當時的細菌沒有天敵。生命在演化出來之后，有將近20億年維持在原核生物的狀態(tài)。原核生物的細胞沒有細胞核，也缺乏細胞器，無法發(fā)展出復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只能以最簡單的細菌形式存活于世。雖然細菌的種類成千上萬，但它們的大小都差不多，誰也無法做到一家獨大，大家只能和平共處，共同演化。

說到生物演化，不少人相信“你死我活”的生存競爭才是王道，其實在生命最初的30億年里，來自外部環(huán)境的生存壓力遠比物種之間的競爭壓力要大，所以合作才是生物演化的主旋律。藍細菌雖然演化出高效利用陽光的絕招，但它們也必須依靠其他細菌的幫助才能存活，疊層石就是這種合作的結(jié)果。

有意思的是，大自然似乎并不喜歡任何形式的一家獨大。疊層石的瘋狂擴張便為自身的覆滅埋下了伏筆，掘墓人正是藍細菌發(fā)生光合作用的副產(chǎn)品——氧氣。因為氧氣是一種化學性質(zhì)極為活潑的氣體，很容易和多種礦物質(zhì)發(fā)生化學反應，通常不太可能在大氣層中累積下來。藍細菌雖工作效率很高，但也花費了至少5億年，才終于讓氧氣在大氣層中穩(wěn)定下來，從而徹底改變了地球大氣的構(gòu)成。

氧氣的出現(xiàn)對生命來說喜憂參半。喜的是氧氣在高空形成臭氧層擋住了太陽光中的大部分紫外線，從此地球表面安全了許多，生命非但不再需要躲進深海，甚至可以登上陸地。憂的是，當時地球上的絕大部分細菌早已適應無氧環(huán)境，氧氣對它們來說就是毒藥，于是只能繼續(xù)待在海底，只有在那里，它們才能找到無氧的環(huán)境。

但是，也有一部分細菌演化出利用氧氣的能力，迅速成為地表生物圈的主宰者。大約20億年前，一個古細菌吞下一個好氧細菌，后者沒有死，而是在前者身體里安頓下來，成為這個古細菌的寄生蟲，這一現(xiàn)象被稱為“內(nèi)共生”。此后，這個好氧細菌逐漸把自己的大部分DNA丟給宿主，自己則搖身一變，成為專門為宿主提供能量的線粒體。而宿主則因為有了能量的保證，逐漸演化出細胞核與復雜的細胞器，變成一個真核細胞。這就是如今所有復雜生物的前身。

又過了數(shù)億年，一個真核細胞吞下一個藍細菌，后者同樣搖身變成葉綠體，幫助宿主發(fā)生光合作用，這就是植物的前身。再后來，一個真核細胞演化成多細胞生物，靠吞吃其他有機體為生，這就是動物的前身。

從此，地球生命變得多姿多彩，地表環(huán)境也發(fā)生了根本性變化，終于成為今天的樣貌。

（西 西摘自新星出版社《海洋誘惑》一書，本刊節(jié)選，畢力格圖）