生物周期性灭绝背后的真正原因？——太阳双子：复仇女神星

我们都知道，在地球生命演化的过程中，分别经历了五次物种大灭绝，分别发生在奥陶纪到志留纪、泥盆纪后期、二叠纪到三叠纪、三叠纪到侏罗纪，以及发生在6500万年前的白垩纪到近古纪。其中以最后一次生物大灭绝最为出名，这是因为在此之前在地球占统治地位的霸主--恐龙就灭亡于这一次灾难之中，所以这一次大灭绝也被称作恐龙大灭绝。其成因一般被认为是由于受到天外小行星的撞击导致的。



小行星撞击地球

而实际上在生物艰难进化的漫漫长路中，可不仅仅只有这五次物种大灭绝，例如发生在志留纪的艾尔维肯灭绝事件、发生在侏罗纪的托阿尔阶灭绝事件以及发生在中新世的中新世灭绝事件等等数不胜数。当然了，还有在近古由于气候转变或者人类活动增加带来的冰河时期灭绝事件和延伸至今的全新世灭绝事件。大大小小的生物灭绝在已被考证的历史中就发生了二十余次。可以说，一路走来发展进化到现在的物种，在某种意义上来说可以算得上气运之子了。



已灭绝的生物

古生物学家和地质学家们对物种灭绝这一现象的研究有一段时间的历史了，但是大部分科学家都是相对独立地将每次灭绝事件分开去看待。

而在他们之中，有一位叫做大卫·M·劳普的古生物学家提出了不同的看法。劳普教授出生在一个生物世家，他的父亲曾经是哈佛大学的植物学教授，长期担任哈佛森林生态研究机构的负责人，他的母亲则是一名研究地被植物的教师。受他父亲的影响，他始终对他研究的课题保持着好奇和怀疑的倾向，也正因为这一份求真精神，他成为了一个生物学家这一类人中的异类。这体现在他很喜欢使用数学模型，甚至使用计算机建立数据模型，要知道这在当时的生物学家中很少见，究其原因是因为他认为数学是永远不会骗人的。



使用电脑的大卫·劳普

在古生物学的众多研究分支中，他最感兴趣并且投入研究的课题是：在所有记录了古生物信息的化石中，有多少化石的形成是受到随机事件影响并且能够被解释得通的。例如超新星射电暴、火山爆发、小行星撞击、地震、海啸等等。而他研究的方法，通常是寻找蛤蜊、蜗牛等生物的化石，因为这类生物成长的过程中会吸收附近的元素去形成他们的壳，这样一来在这些壳的化石中，就可以找到哪些元素发生了异常，这比去研究化石发现地附近的岩石组成要来得更为直接且精确。所以如果你回到过去，应该能可以看到劳普教授的办公室里有着大量的蜗牛化石。



拿着蜗牛化石的劳普教授

在科研方面，上世纪70年代，他担任了一个探索随机事件在生命多样性中的重要性的项目中的领头人。接下来，在1984年他和同伴发表了一个重大的研究成果：他们开创了大规模灭绝的数学模型。在这次研究的论文中，他们宣称利用不同形式的时间序列去分析，发现了过去2.5亿年内物种灭绝率存在统计上的周期性，确定了在这个时间范围内的12次生物灭绝事件里，每两次灭绝之间的平均时间间隔约为2600万年。进而在这个基础之上提出了我们这篇文章的主题：复仇女神星！



太阳和她的伴星——复仇女神星

复仇女神星的英文名叫做Nemesis，是希腊神话中的复仇女神，音译过来也叫做涅墨西斯星。它被认为是太阳的伴星。没错了，是不是非常吃惊？！我们的太阳居然还有一个姐妹，在此之前大家可能都闻所未闻。

复仇女神星，也就是涅墨西斯星这一个猜测的提出，是在大灭绝周期论之后的同年由两个天文学家团队分别独立提出的。在这个假说的解释中，太阳其实属于一个双星系统，有与之互相围绕公转的一颗伴星，而这个伴星就是我们的复仇女神星。它的公转周期约为2600万年，公转轨道近日点为1光年，而远日点则是3光年。它的轨道极为扁平，这导致它在围绕太阳转动的同时，会穿过太阳系外层的奥尔特云，扰动其中的彗星，使得大量彗星坠入太阳系，造成地球上彗星撞击事件频频发生。



双星系统

显然，这一假说的提出直接性地激发了很多天文学家的热情。在1980年代，很多天文学家都在尝试寻找这颗涅墨西斯星，但是直到现在也没能找到这颗传说中太阳的伴星。在寻找的过程中，他们首先排除了红矮星，因为如果它是一颗红矮星，那么在天空中我们应该早就能够发现离我们如此近的一颗恒星的存在；其次，天文学家们开始考虑它是不是一颗褐矮星，因为褐矮星非常黯淡，且在离太阳平均1.5光年处也不会反射光线，这使得它极难被观测到。但这一假想也在2009年破灭，科学家们使用广域红外线巡天探测卫星可以轻易寻找到表面温度为零下123.15摄氏度的恒星，然而他们并没有在太阳系中发现这么一颗褐矮星的存在。



褐矮星

所以在已观察到的宇宙之中，我们的科学家并没有找到涅墨西斯星的存在。这个太阳伴星的假说也被暂时搁置下来了。如果涅墨西斯星真的存在，未来的泛星计划或大型综合巡天望远镜天文观测应该可以发现它。



巡天望远镜

虽然我们没有找到涅墨西斯星，但要知道，这只是天文学家们则是根据生物周期性灭绝的理论去进行了一次假设而已，这不能说是错的，反而还很合理。就好比如果你小时候每次在学期结束时都会被家长混合双打，那我就有合理的理由去猜测你也许小时候每次期末考试都考倒数。合理的猜测始终是科学进步的动力，就如同物理学的发展过程中少不了的思想实验，就是在脑海中去假想、演算，再去实验证实自己的猜想。



思想实验

虽然关于复仇女神星的假想，我们没有得到证据去证实，但是大卫·劳普的研究成果却不容忽视。在传统的进化论之中，我们认为生物进化是由于性状更加优秀，例如长脖子的长颈鹿能吃到较高的树叶所以才能生存下来。而我们的劳普教授则提出了另外一种看法，那就是大规模的灭绝可能是由于厄运，而不是因为劣质的基因和性状导致的。生态系统是十分复杂的，在一个生态系统中，新的优势物种往往因为灭绝事件的发生而取代旧的优势物种。就例如在中生代就已经出现的哺乳动物，始终没有在当时的生态系统中占据大的生态区位，反而沦落为恐龙的食物，直到白垩纪末期的恐龙大灭绝发生之后，哺乳动物才成功上位，慢慢成为这个世界上的主宰。 https://t.cn/A6qKtegq

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