我一直就不太喜欢“盖亚假说”这种鼓吹天人和谐的神秘主义调调。所以我非常欣赏美国古生物学家彼得·沃德(Peter D. Ward)写的一本小书《美狄亚假说》(The Medea Hypothesis, 2009),针对盖亚假说,提出了针锋相对的“美狄亚假说”。
【图注】《美狄亚假说》已有中译版(赵佳媛译,上海科技教育出版社“哲人石丛书”,2020年)
盖亚是希腊神话中人格化的大地,按照赫西俄德的《神谱》,她是卡俄斯(混沌)之后诞生的第一位神祇,大地上所有的生命都由她所生。根据沃德的分类,盖亚假说主要是以下几种从弱到强的表述的合称:
1. 协同演化盖亚(Coevolutionary Gaia):地球的生物圈及其周围的环境可以协同演化,也就是说,双方都影响了对方的发展过程;
2. 决定论盖亚(Deterministic Gaia):是协同演化盖亚的强版本,认为不仅地球生物圈与周边环境可以协同演化,而且演化路径是确定的,光合作用、多细胞化等现象注定会出现;
3. 自我调节盖亚(Self-regulating Gaia):地球可以通过负反馈机制,保持其表面环境一直处于适合生物圈发展的稳定状态;
4. 最优化盖亚(Optimizing Gaia):地球可以将其表面环境调节到最适合生物圈发展的程度
当然,沃德也指出,盖亚假说还有一个最强的版本,就是认为地球本身就是个有生命的活物(因此人类也只是她身上的“细胞”而已),但这已经接近泛灵论信仰了,在科学上没有讨论的必要。
在沃德看来,上述几种表述里,协同演化盖亚肯定是正确的,但另外三种表述都是有问题的。特别是第三、四两种强版本的盖亚假说,相信地球生物圈即使不是“越来越好”,至少也可以保持稳定延续,则可以证明是错误的。
与这种乐观的态度相反,有证据表明,地球生物圈在历史上曾经多次“自杀”,生态系统崩溃,大量物种灭绝;生物圈这种自我毁灭的倾向,也导致无论用总生物量还是物种多样性作为指标来衡量,当下的地球都已经过了巅峰期,走上了不可避免的衰退之路。
对于这样一个“阴郁”的假说,沃德故意也从希腊神话中找到一个叫美狄亚的人物来命名,从而在名字上就和盖亚假说针锋相对。美狄亚是科尔喀斯国的公主,与率领一队希腊英雄前来寻找金羊毛的伊阿宋(Jason)相恋,又在伊阿宋变心之后由爱生恨,将自己亲生的两个孩子杀害。
沃德在书中细数了自打地球生命诞生以来发生的多次“美狄亚事件”。比如大约23亿年前,由于单细胞光合生物大量繁衍,导致大气中的二氧化碳被大量吸收,甲烷也全被氧化。这两种温室气体的减少,使地球表面迅速降温,以至大部分海陆都被冰雪覆盖,只有赤道附近除外。这次“雪球事件”,可以说是迄今为止地球上发生的最恐怖的生态灾难。
又如大约3.6亿年前的泥盆纪,由于陆生植物迅速扩张,导致陆地岩石被大量侵蚀,许多营养元素流失到海洋中,造成海洋富营养化。海洋底层的微生物在分解生物遗骸时,消耗了溶解在海水中的大量氧气,严重的缺氧环境于是导致大量海洋生物灭绝——这就是地质史上五大集群灭绝之一的泥盆纪集群灭绝。
在沃德看来,发生美狄亚事件的根本原因在于,生物的演化遵循达尔文的自然选择模式,是“自私”的。上述单细胞光合生物也好,陆生植物也罢,在大量繁衍的时候从来没想过要“体谅”地球上的其他生物。而如果没有能够克制它们的机制,这些生物的扩张就会引发正反馈过程,使地球环境越来越差,最后以生态系统的崩溃告终。
不仅如此,当地球遭遇来自太空的灾变时,某些生物往往会起到推波助澜的作用,结果反而扩大了灾变对生物圈的伤害。比如大约6500万年前的白垩纪-古近纪集群灭绝,虽然基本公认是小行星撞击地球所导致,但因为当时地球气候温暖,陆地上的森林面积比现在大得多,因此小行星的撞击引发了大面积的森林火灾,释放出巨量烟炱,导致全球气温下降,长时间都不能恢复。按沃德的观点,本来这可能只是一次中度的灾变事件,却因为森林的“煽风点火”,生生扩大成了一场集群灭绝,恐龙兴旺的中生代于是至此落幕。
在我看来,美狄亚假说提出了比盖亚假说更有说服力的一种悲观的图景——地球生物圈之所以能够发展到今天,可能只是因为足够幸运,熬过了一次又一次的美狄亚事件而已。
以雪球事件为例,我们可以这样设想:发生雪球事件之后,如果不是因为地球突然迎来大规模火山喷发的时期,火山释放出的二氧化碳提升了地表温度,打破了地球的雪球状态,谁又能打包票,认定地球生物圈一定会复兴呢?说不定在宇宙中就有什么行星,被长期困在雪球状态中,从而彻底失去了演化出多细胞生物的可能。
美狄亚假说相对盖亚假说的另一个优势是,它可以完美地把人类活动对地球生态系统的威胁纳入其中。确实,人类也不过是一个晚近的“美狄亚物种”罢了,在大量繁衍的时候也很少想过要体谅地球上的其他生物,终于在工业革命之后引发了正反馈过程,使地球环境越来越差,并在21世纪因为过度排放温室气体而首次逼近了全球生态崩溃。如果地球生物圈能熬过人类这次的折腾,那也只是幸运而已——说不定在宇宙中就有什么行星,其上的生物圈就没能熬过智慧生命的第一次作死,于是又被打回了只有“低等”多细胞生物的原始状态。
对于人类的行为,盖亚假说就不太容易做出简单自洽的解释。如果认为人类也是地球生物圈的一员,那么人类对生物圈的摧残和自残显然推翻了盖亚假说。但如果认为盖亚假说只是针对人类以外的生物才成立,那么人类就只能被开除出“正常”地球生物的行列,从而形成人与自然的根本对立;如果是这样,那么人类这种反盖亚的天性又是从哪里来的?
从美狄亚假说还能引出如下的推论:既然地球是如此稀有,生物圈是如此脆弱,那么它的毁灭就是常态,长存才是反常。因此人类必须高度重视当前的环境问题(特别是温室气体排放导致的全球气候变化问题),主动找到自我制衡的办法,打破正反馈过程,才能保证自身物种和地球生物圈的永续。如果说基于盖亚假说的环保观是“消极”的,人类只要节制,就可以仰赖盖亚自身的神秘机制,坐等地球生态恢复正常,那么基于美狄亚假说的环保观就更偏“积极”一些——不要过于相信地球本身的什么“自我调节”或“最优化”机制,必须以更大的力度深入了解生态系统的运行规律,尽可能从自然定律下手化解危机。
对了,彼得·沃德写过很多科普读物,比如他还曾经与天文学家唐纳德·布朗利(Donald Brownlee)合著有《稀有地球》(The Rare Earth, 2000),由我翻译后,已由商务印书馆推出中译本。
“稀有地球假说”比“美狄亚假说”影响力更大,它的提出,给上世纪后半叶以来由卡尔·萨根等一些天文学家带动起来的“外星生命热”泼了一盆凉水。沃德和布朗利认为,没有坚实的证据能够证明,生命(以至智慧生命)一定是宇宙中的常见现象;相反,他们提出了以往常常被人忽略的许多因素,表明单细胞生命虽然可能在宇宙中很常见,但复杂的多细胞生命却很可能非常稀有,因此像地球这样孕育了智慧生命的行星在宇宙中很可能也非常稀有。不难看出,“美狄亚假说”是和“稀有地球假说”一脉相承的思想。