== 字幕制作：雨过晴==
“地球的生命”
今天地球上的动植物
种类达到前所未有的兴盛
在地球存在的几十亿年间
生命不断的演进
我叫做曼宁，是个生物学家
我曾经把生命的演进
视为生物学家独有的课题
但是现在地质学家
也在重新思考地球的演进
生物学家不得不承认
地球是塑造生命史的主要力量
地球上生命种类最丰富的地方
在热带森林
例如东南亚这里
这里丰富物种的起源成谜
困惑着维多利亚博物学家
他们到外地采集]] 奇异的动植物以后
不得其解
两位伟大的科学家 最后揭晓了谜底
一位就是达尔文
另一位比较不为人知的是
1850年间
在东南亚进行研究的英国人 华莱士
华莱士在印尼提出了 跟达尔文相同的理论
也就是物竞天择
学说的立论是 生物竞争空间还有资源
经过几世代的淘汰以后
自然会留下最能适应环境者
阐释得最完整的人 虽然是达尔文
华莱士却在学说中 增加了一个重大的转折
他发现巴厘岛跟龙目岛之间的 这个狭窄海峡
惊人的分隔了 印尼的动植物种类
龙目岛上的生物跟澳洲相通
巴厘动植物则完全不一样
跟东南亚所发现的物种 较为相近
华莱士感到困惑
因为两岛不过相距15英哩
华莱士跨出知识的一大步
他在寄给达尔文的手稿中 写道：
这类的事实
仅能以大胆相信
地表发生重大改变来解释
当然我们知道他完全正确
他无法了解其中的物理过程
但是我们现在知道
巴厘跟龙目一度相隔几千哩
动植物群截然不同
是因为大陆漂流 才让两岛如此接近
8千万年前
澳洲地区的位置要更靠南边
但板块带着澳洲跟附近岛屿
还有其中特别的野生动植物
慢慢的往北移
最后它们愈来愈接近东南亚
形成了印尼群岛
我要展开时光之旅
并且环游世界
以了解地球的演进
是如何塑造出生命演进
而生命又如何反过来塑造地球
南非巴柏顿山脉是我的起点
这里的岩石
是地球上的岩石中
最能够透露生命起源秘密的
这个地区的岩石 有35亿年之久
地质学家德威特
最近在这一带 有一项令人振奋的发现
这个地方有什么特别的？
这里的岩石不是最古老的岩石
但是毫无疑问 绝对是保存最完整的
你主要想要找什么样的东西？
我们主要想知道
地球当时如何运作
所以我们想要重建当时的过程
还有当时的环境
而其中的一个重点就是
试图在这里找到生命形态
德威特认为这些岩石中
可能藏有最早期的生命形态：
原始类细菌生物的化石
他把部份化石寄给威史多
威史多是怀有雄心壮志的 微生物学家
她要寻找地球上最古老的化石
在这一张图表中的是 分裂中的细菌
它们在分裂中被瞬间冷冻
并且保存下来
每个人都想要寻找 地球上最古老的细菌
我想我们可能有这个运气
这有可能是最古老的化石
这是我们发现的细菌 所附着的岩石
撇开发现的兴奋
德威特对于 生命刚形成时的环境
兴趣更大
我们对于 细菌形成的环境有什么了解？
透过这些岩石 我们可以重建当时的环境
所以我们知道 当时这里有很多温泉
细菌就在温泉中孳生
仔细观察这些岩石
重建得到的环境 有点像现在的冰岛
海平面以上还有海平面以下 都充斥了温泉
大量的火山活动
让海水跟淡水流经这些温泉
我们推测这种地方
可能是最早出现生命的地方
看来这些温泉
可能是地球生命形成之处
地球在此将自身能量传到地表
供应原始生命
所以打从一开始 地球跟生命便密不可分
35亿年前
地球的样貌跟现在很不一样
它可能被水覆盖，海洋都很浅
大陆才正要开始形成
今天地球上只有一个地方
能一瞥古地球上生命的情形
这里是澳洲西北部的鲨鱼湾
这些圆柱当中 有大量的单细胞微生物
所以古地球的浅海中
会充斥这些东西吗？
这真的很神奇
你可以试着想像 二、三十亿年前的样子
当时的浅海可能就是这样子
当时充斥这种生物
而这是当时唯一的生物
这只是当时地球情况
被保留下来的一小部份
对研究这些奇妙岩石 这么多年的我来说
这实在很神奇
我走在上面，而它们正在成长
这个想法挺浪漫的
很神奇 古老的景观
真的是让我大为激动
这些小土墩叫做叠层石
在现代非常稀有
但它们是早期生物进化的 一个重要階段
这是第一批利用太阳能成长
并且释出氧气的有机体
对，我们现在知道光合作用
会化合二氧化碳，释出氧气
在地球演进的早期階段
这是重要的大事
这是地球上首度的出现了氧气
始料未及的大事件
这个事件让地球的演进
进入了完全不同的模式
氧气散播开来时
生命开始反过来 影响地球的演进跟地质
生命产生的氧 对地质产生的重大影响
可以在澳洲西北部的 汉墨斯里山脉见到
好神奇的颜色
我想到铁的时候会想到锈
这好像长满锈
没错，这就是锈
这些岩石上面覆盖一层薄锈
这告诉我们 这些岩石富含铁质
这些含铁岩石沉积的方式
显示出地球 在生命演进早期的情形
其中的线索在于 地质学家所谓的铁带
富含铁的深红色岩石
跟没有铁的灰白岩石层叠交错
铁是从哪里来的？
这些深色岩层里头的铁
来自深海的火山活动
我们从地质学研究得知
这些岩石是在浅海沉积的
这里出现了矛盾
铁为什么跑到远处才沉积？
答案在于 铁会溶解于不含氧的水中
火山喷出来的铁 停留在溶解状态
而这些铁循环地球 直到到达有氧的地方
当然就是这些浅海的附近
这里的叠层石在制造氧
铁一碰到这里的氧气之后 就分解出来
慢慢形成这些铁带
这里一定有间歇性过程
产生这些铁带
还有白色带等等
有些可能是一年一年 形成铁带的
有点像树的年轮
一年长一轮
冬天的时候 叠层石的氧气产量很少
铁就不会分解出来
但是夏天 叠层石大量制造氧气
铁吸收这些氧气后沉积
这里的岩石被水打磨
所以这些铁带形成以后
生命产生的氧被铁消耗掉
结果造成早期的海洋跟大气中
几乎没有游离的氧
这个情况持续了很长一段时间
铁带的大量沉积与形成
持续了十亿多年
然后到了大约二十亿年前
不再形成大型的铁带
这时生命产生大量氧气
铁一出现马上就开始沉积
不再到达浅海
海洋跟大气中的氧气量 终于开始增加
我们可以说
这是我们首度拥有 生命影响地球结构的证据
对，你说的没错
而且呢我发现一个很棒的想法
这是地球史上 生命首度影响地质过程
大气中的氧也永远改变了 生命演进的过程
大气上部的氧分子
经由阳光的辐射转换成臭氧
这形成了一道防护
保护地球跟生命 免于阳光辐射的伤害
复杂的生命也得以生存
地球本身也在改变
十亿年前存在着大型陆块
生命演进成各种单细胞有机体
在这些大陆边缘的浅海中
茁壮生长
地球的生命 很早就已经开始
大约在36亿年前 就已经建立
神奇的是接下来30亿年
生命维持单细胞有机体的型态
然后到了6、7亿年前
神奇的事发生了
在加拿大东部 纽芬兰的崎岖海岸这里
兰汀等科学家
发现了生命演进 重大改变的证据
这里的地表上 充满了各种化石
成千上万的软体有机体
有些看起来很像羽毛
几乎像是羊齿植物
有些长达半公尺
像个吸盘
这些东西看起来很像羽毛
这些是什么？
是植物还是动物？
如果你观察这一段岩石
就可以了解古代环境
在远古时期，这里很深
位于大陆斜坡或涨潮地带
我们现在看到的部分
可能在水下几千公尺
这很重要
因为阳光只能照射到海面下 几百公尺
再往下就一片漆黑
这些东西生活在黑暗中
所以它们是动物，不是植物
这是我们所知
地球最古老的软体多细胞动物
这些化石有将近6亿年之久
单细胞生物 为什么会演进成多细胞动物？
沿岸的证据显示
地球本身可能再度 扮演重要角色
这是我们在纽芬兰 随处可见的岩石
它相当有特色
由小圆石、卵石
到巨大的火山岩跟沉积岩 所组成
而周围有泥沙
这不可能是流水沉积的
根据我们的解读 这是冰沉积的
岩石跟小圆石 被冰河运送到这里
这是地球史上的冰寒时期 地球几乎冻结
有部份的冰河几乎延伸到赤道
这个大规模冰河时期的产生
可能有几个综合原因
大约在6亿年前
南半球的大陆在接近南极之处
形成广大区域
这减低海水流通 阻止暖气跟暖流到达两极
全球各地被广大冰原所覆盖
这对生命的影响惨重
近七成生物死亡
单细胞有机体
是地球生命 首度大规模灭亡的受难者
地球制造了生命 也几乎赶尽杀绝
之后庞大的陆块分裂
海洋流通的增加 温暖了地球
冰天雪地时代结束
造成全球的热带冰河
降到海平面的原因是
这是地球史的改变
而地球这次产生了两个改变
一是冰河水下沉 深海获得氧气
冰原溶化的时候海平面上升
浅海覆盖大陆
而这就是软体动物演进的 热烈时期
冰河时代的结束
创创造了复杂的 多细胞生物演进的理想环境
在冰川作用之前
就开始出现的不明多细胞物体
可能是动物
但冰川作用之后 我们从化石可以知道
出现颇复杂的软体生物
附着海底或在海底爬行
多细胞生物一旦形成
新的生命形式便大量增加
观察这个现象的最佳地点
是加拿大洛矶山脉的偏远地区
这些高山上 有一处动物学家的圣地
1909年8月
知名的美国古生物学家华考特
在这里被一片岩石绊倒
当他敲开岩石 清除路面的时候
发现里面有一个 被保存下来的小化石
他马上就了解 那是他前所未见的动物
华考特知道
他必须找到岩石 这片岩石的出处
每年夏天 柯林斯跟小组成员
会到世界上最知名的化石场
进行采集]]：
柏吉斯页岩
有好玩的东西吗？
有啊，你看
这边有一点海绵
来到这里以后 我最惊讶的地方
在于这个胜地真的很小
这里的范围真的很小
当然
化石大多集]]中在悬崖区的前方
而我们这些年来采集]]的样本
总共有十万个
挺惊人的 是啊
柏吉斯页岩的化石数量跟质量
就很惊人了
但是更惊人的是
现代主要的动物种类 已经演化出来了
这就是我想说的 你可以清楚看到毛发
这是鳃吗 对，这是鳃
这是我们所采集]]到 保存得非常好的样本
你可以看到这些完好的鳃盖
末端的地方有鳃
可以看到肠胃通过身体
而在前面有很大的节足
美丽的节肢动物
看来很像现在的虾子的节足
软体的部份非常完整 对
你还有水母
对吧，这是水母
栉水母
科学家可以首度了解到
这些动物 属于复杂的动植物群落
而且部份的动物 以其他动物为食
这是一个叫做奇虾的 绝种生物的爪
这是从那边前面 伸出来的一支爪吗
对…来自这动物的正面
另一个奇特的地方是嘴
华考特以为这是水母
相貌奇特的水母
我们现在知道 它嘴里有32颗牙
而且尾端尖尖的
我这边有一个奇虾的模型
你可以看到嘴巴的部分
对 如果你比较这两者的大小
还有嘴巴跟身体的比例
有这个嘴的动物 可能有一公尺长
这是很大型的动物
我想应该是当时最大型的动物 对…
所以5亿2千万年前 已经演化出掠食者跟猎物
它们密不可分 成为食物链的一部份
那时候开始
进化变得更容易受到 地球改变的左右
食物链也受到了影响
但生命只有在海洋中演进
水中充满各种不同的动植物
陆地荒凉没有生气
然后在4亿5千万年前
海中生物种类及复杂度增加
植物演化到革命性的一步
可以离开海洋成长
植物有所移动之后 一切就改变了
土壤开始增长、锁住水份
改变大陆表面
但是植物独霸陆地的情况 并没有太久
它们入侵以后，动物随之而来
我跟地质学家尼可拉斯
来到苏格兰的阿蓝岛
这个是属于石炭纪？
没错 这边这些岩石属于石炭纪
我们在这里的发现是
当初这些植物死亡后
被掩埋，压缩形成木炭
这是木炭没错
木炭证明这个地区 被整片的森林覆盖
还有珍禽异兽潜伏其中
这是化石脚印
你可以看到这两条平行线脚印
沿着这里走过去
绕到那片岩石的下面
我认为 这是陆地动物的第一道足迹
对
我们还能藉着这些脚印 计算出脚的数目
计算的结果是 它有23双
23双啊 对，23双脚
所以它跟现代的 蜈蚣跟马陆有亲缘？
我们认为是这样没错
但是它要大多了 一定超过一公尺长
陆上第一个化石脚印 有3亿5千万年
而鱼类的后代 陆地脊椎动物
也在这段时期从海中出现
陆地上新生命激增
就在五千万年后
陆上充满两栖类跟爬虫类
南非此处 早期爬虫类化石的数量
比别的地方都多
这些爬虫中有个特别的族群
它们叫做类哺乳爬虫
葛恩沃发现了 几百个类哺乳爬虫的化石
如果我们仔细观察 这个动物的头骨
会发现它具备爬虫的特色
不过翻过来看里面 会发现嘴中的硬颚
我们透过硬颚可以知道
这个动物可以同时咀嚼跟呼吸
这很重要
你看现在的爬虫类
吃东西时头往后仰 把整块食物吞下
这种方式很没有效率
而你观察哺乳类
它们咀嚼时会呼吸 而且会把食物嚼碎
吃东西很有效率
因此类哺乳爬虫
在当时比爬虫类动物 还要能够适应恶劣环境
这些跟我们有亲缘的 类哺乳爬虫
是第一批支配世界的爬虫
但是在地球本身经历剧变前
它们还没有真正演进成哺乳类
2亿5千万年前
地球一连串不相关的变化
造成了生物的大改变
大陆聚集]]在一起 形成一片超级陆块
我们称之为泛古陆
这块超级大陆缩短海岸线
海洋生物的栖息地因而减少
就在这段期间 海平面骤然降低
让存活在大陆礁层的生物 曝光致死
有九成的海洋生物死亡
陆上的西伯利亚
也在这个时候发生剧烈改变
当时熔岩喷发后 造成的后果难以想像
喷发量、规模还有速度等
这是人类存在后 还没有出现过的情景
你可以想像一下
大概四百公尺长的地壳裂缝
喷发熔岩
物质、灰尘
但是最重要的是喷发气体
二氧化碳、二氧化硫
最后导致酸雨
天昏地暗、温度降低
改变植物 灭绝了靠植物为生的食草动物
最后让靠食草动物为生的 食肉动物
也跟着灭绝
所以整个食物链全盘改变
很多研究团队收集]]到 这个熔岩的样本
经过定年后
确定它的年代是2亿5千万年
这类破坏生态系统
影响食物链的大规模火山爆发
在地球史上并不稀奇
这些火山爆发 是地球律动的重要部份
最后地球会慢慢降温
热气带着岩石退去 然后到了地表
经过地壳裂缝时融化 形成熔岩
最后再从裂缝中大量喷发
这就表示地质在某些时候
对演进的过程 有重大直接的影响
没有这些灾难，今天的地球 会有完全不一样的生物
甚至不会有人类出现
2亿5千万年前的一连串事件
导致了有史以来 生物最惨重的灭亡
这个情况可能持续几百万年
就在那个时期 地球尸横遍野
我们现在很难理解
但是在那段时期
所有的生物，尤其是在海中
有八九成的生物消失
现代人对于 地球运作方式的了解
是不是让我们对进化过程 有了新观点
是的 因为看起来就是这些重大事件
不管发生原因是什么
就是这些事件
导致大规模灭绝
转而提供其他族群进化的机会
生命不只是由简而复
进行稳定而必然的改变
中间还有顿挫
每一次的顿挫 都提供新族群进化的时机
某些奇特的生物因而演化
地球生物变得多样
因此整个地球生命 全部受到这些事件的影响
现在我们很难知道
这些事件的 受益者跟淘汰者是谁
我想这带来 看待生命的一个角度
任何这类的情况 都有输家跟赢家
但是呢这却让生物史
增添了刺激以及未知数
优胜者就是生存者
是那些能够适应改变的生物
2亿5千万年前的大灭绝之后
少数类哺乳爬虫存活下来
类哺乳爬虫能够存活
是因为它们在地洞中避祸
这是一个很好的样本
你可以看到岩石中的地洞外貌
这是很特殊的发现
我们在地洞里面找到动物
钻地洞让这些动物
能够在苛刻的环境中生存
泛古陆渐渐整个北移
把这个部份的南非拉近赤道
气候愈来愈热、愈来愈干
到了2亿年前
部份类哺乳爬虫 进化成新的小动物族群
这是我们首度得到 真正哺乳动物的遗体
这个头骨属于其中一种 像小老鼠的生物
它们靠着地洞
在苛刻的环境中存活下来
它们住在地洞
而且呢只在晚上进食
它们是小型、鬼鬼祟祟
很敏感而且很聪明的哺乳动物
你自然会想像 它们将会激增、支配一切
就像我们所熟知的 现在哺乳动物的模式
但是哺乳动物 没有占剧地球吧？
奇怪的是这些干热的沙漠环境
不适合哺乳动物
恐龙这样的爬虫类
就很适合这样的环境
恐龙涌进沙漠
哺乳动物就从那时候开始
变成夜行性食虫动物
晚上在睡着的恐龙周围活动
而白天则是恐龙的天下
恐龙是有史以来
陆地上最成功的脊椎动物
它们独霸地球1亿7千多万年
然后一如大家所知
它们消失了
6千5百万年前
另一次大规模灾害 灭绝了所有恐龙
翼手龙、鱼龙、海生爬虫
和许多其他生物
连美丽的鹦鹉螺也消失了
有六七成的生物绝种
从化石记录中消失
很多科学家认为
地球受到一颗 外太空殒石的撞击
他们认为这形成一个大火球
浓密的灰烬弥漫整个天空
遮住太阳好几个月甚至好几年
整个生态结构瘫痪
但是部份科学家有所质疑
真的是一颗殒石 就让恐龙灭绝了吗？
殒石撞击出的一个坑 已经被发现
它的中心 是在墨西哥的契苏洛村
陨石坑的经过测定 年代有6千5百万年
但这是正确大小吗？
部份科学家认为这个陨石太小
不可能造成恐龙灭绝
地震学家沃纳和摩根
试图解决这个纷争
他们在计算陨石坑的大小
他们把一百多个地震仪
埋在地下跟海边
藉此建立地震图：
那是一张隐藏在6千5百万年
沉积物下的陨石坑图
结果令人惊讶
撞击地球的陨石 直径有12公里
但是这跟大家的猜测比起来
算是非常小
陨石似乎小到无法消灭恐龙
但是地震图显示
陨石的降落地点糟到极点
小撞击不致于引起惨剧
也不致于造成环境的大变动
或许恐龙真的很倒霉
我们可以看到这里的岩石
它们是在浅潟湖中形成
就像我们在契苏洛看到的
这些岩石富含硫磺
富含硫磺的岩石 一旦遭到强力撞击
就会产生二氧化硫
而二氧化硫一旦进入大气中
遇到水就会形成硫酸
这些硫酸水滴 一旦进入平流层中
就会造成致命的后果
它们会阻碍阳光照射地表
几十年甚至几百年
或许我们所看到的 因为这些岩石而致死的恐龙
是因为它们受到大力撞击
恐龙可能是遭到双重不幸
因为在世界另一边的印度
同时发生另一个惨剧
火山再度喷发大量的熔岩
这场喷发规模难以想像
2亿年来不曾见过
火山同时喷出火山灰云
让白昼转为黑夜
陨石加上印度火山爆发
造成负荷过重
地球表面陷入晦暗、烈火
适者生存的规则有所变化
恐龙毫无生存机会
6千5百万年前的事件
造成生命演化的另一个转护点
恐龙跟多数其他的爬虫类消失
大型动物呈现真空状态
哺乳类跟鸟类 迅速迅补大型动物空缺
尤其是被称霸天下的爬虫类
压制了几百万年的哺乳类
现在得到机会以后
迅速发展出各式各样的种类
进驻地球各个角落
灵长类出现，最后人类出现
我这趟生命故事之旅 最后一程在非洲
地点是我生命起源旅程起点 北边不远处
我在非洲肯亚的东非大裂谷
科学家在这里发现
地球演进跟我们祖先的演进
有非常密切的关联
过去几百万年
地球接连历经十次冰川作用
中间则是以温暖时期隔开
冰原的消涨情形
对于全世界的气候 跟人类的演进
有着深远的影响
波兹每年夏天会来到这里
寻找现代人 如何从类人猿祖先演进的证据
我们在回溯时光
回溯时光到土壤消失的时代
到达这个湖床的白色沉积时代
这显示这个湖曾经更大
并覆盖了整个肯亚裂谷 南部的这一带
之后湖水有所变动 土壤再度回复
不过只持续了一阵子
一阵子的意思是什么？
可能顶多几百年
之后土壤消失 被上面这里的湖取代
然后土壤又回复一阵子后 再变成湖
然后又出现了急剧变动
这一整片再度出现土壤
这发生在欧洲跟北美的 冰河消涨时代
这中间的起伏非常的大
但是干湿的急剧起伏
要怎么形成驱动力 造成现代人类的演进呢？
这个物种叫做巧人
它的脑容量还不够大
这已经是很聪明的动物 毫无疑问
但它们不是人类
这让我想到黑猩猩
我们为什么没有像黑猩猩一样
停留在直立人猿的階段？
我认为我们会产生进化
是因为气候的剧烈起伏
还有环境的不确定性
这在地质记录中可以看到
这是智人，也就是人类
他们因为剧烈的环境起伏
而在六十到七十万年前进化
你可以看到他们的脑容量很大
所以变化开始加速了？
对，脑容量成长的速率很快
而这跟适应能力有关
适应环境剧变的能力
比如说沟通
我们能够透过语言说话
我爷爷就曾经跟我说
在他之前的时代
碰到旱灾的时候
人们可以在山的另一边 找水果来吃
其他的动物就不可能进行告知
我们能够述说看不到的地方 看不到的事物
并且沟通抽象的事物
我们对这些观念 都已经非常的熟悉
生物透过物竞天择
而适应某种居住环境
但是我认为 还有另一种天择过程
那就是能够适应环境的变动 还有起伏
这个过程让生物不受限于 任何一个特定环境
我认为人类是这种生物的极致
所以我们也跟其他生命一样
是地球持续的物理变化 所制造出的产物
身为生物学家
我一直以生物学的角度 看待生命的演进
但是体认生命的演进
跟地球变化之间的密切关联
让我有了全新的视野
地球不只是一个 我们恰巧落脚的居处
我们现在知道地球本身
从出现生命以来
一直是演进的一个驱动力
我们也知道 地球生命演进的方式
让我们的地球有别于邻近星球
但是地球的地质也很特别
下集]]节目中我们将探讨
我们为什么这么特别
地球为什么这么特别