地球如何从不毛岩石变成生机勃勃的绿色星球

从微生物到猛犸象,生命已将地球转变成一个巨大的生命系统,《成为地球:我们的星球如何活过来》的作者费里斯·贾布尔如是说

White egret standing in water amongst aquatic vegetation

Ricardo Lima/Getty Images

盖亚假说认为,生命创造了地球——或者至少是我们今天所知的地球。这个理论最初由化学家詹姆斯·洛夫洛克在 1970 年代提出,曾风靡媒体和公众,但并未被其他科学家认真对待。

“科学界严厉批评和嘲笑了”盖亚假说,新书《成为地球:我们的星球如何活过来》的作者费里斯·贾布尔回忆道。 那是因为当时的科学家倾向于将进化视为一条单行道;他们认为,虽然地球环境塑造了生命,但生命并没有有意义地塑造其环境。然而,我们现在知道,生命在地球上留下了不可磨灭的印记。例如,我们呼吸的空气,如果不是因为蓝藻在 24 亿年前开始喷出氧气,就不会存在。微生物雕刻出地下洞穴,并将贫瘠的岩石变成肥沃的土壤。大型食草动物通过践踏地面召唤草原。亚马逊雨林中的生命召唤了维持其自身一半的雨水,使其成为一种“自我浇灌的花园”,贾布尔写道。

我们现在开始看到,生命以比我们大多数人能想象的更加多样化和奇妙的方式改造了它的家园星球。“这为我们一遍又一遍听到的陈词滥调——一切都是相互关联的——赋予了一种新的、广阔的真理,”《大众科学》的特约编辑贾布尔说。“生命不仅仅是存在于地球上的东西;它是地球的延伸。我们称之为‘生命’的是地球的物质,被赋予了活力。”


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Book cover for Becoming Earth: How Our Planet Came to Life By Ferris Jabr.

《大众科学》与贾布尔谈论了他撰写新书的惊险冒险经历,生命改造我们世界的不可思议的方式,以及人类在面对气候灾难时的责任。

[以下是采访的编辑稿。]

这本书的最初灵感是什么?

了解亚马逊的自我生成降雨循环对我来说是一个重要的时刻。那是在 [新闻] 研究生院,大约在 2010 年。我当时写了很多关于植物行为和交流的文章,并了解到植物在其环境和进化中具有多大的能动性。我了解了亚马逊的自我生成降雨循环。令我惊讶的是,这不仅仅是关于植物从土壤中吸取水分并将其输送到大气中 [然后在那里下雨]。这个过程还涉及到所有这些生物气溶胶——这些微小的生物颗粒来源于植物、真菌、微生物和动物。实际上是整个森林积极参与到水循环中,并改变整个大陆的天气。

这让我以完全不同的方式思考地球和生命之间的关系。我不习惯于认为生命如此深刻地改造了它的环境,甚至改变了天气本身。我想知道:这种现象还有哪些其他例子?生命还以哪些方式显著地改造了地球?

敬畏感贯穿整本书。在您的研究中,有什么特别让您感到惊叹的吗?

我记得我了解到,如果你从(英格兰海岸的)多佛白色悬崖上取下一块粉笔,并在强大的显微镜下观察它,你会看到这些微小的、骨状的钉子排列成小拱门。那是因为多佛白色悬崖是由古代单细胞海洋浮游生物的压实遗骸构成的,这些浮游生物将自己包裹在复杂的白垩质外骨骼中。地球上大部分主要的白垩地层都是由微小的古代生命的遗骸构成的——因此,我们用石灰石建造的所有纪念碑都是由浮游生物和其他古代海洋生物制成的。这真的让我大吃一惊。我以前认为只是巨大岩石的东西实际上是由生命构成和制成的。对我来说,这非常形象地说明了地质学和生物学、地球和生命的相互作用。

您在旅途中亲眼目睹了一些相互作用,甚至爬上了一座非常高的塔楼,看到了亚马逊雨林如何制造自己的雨水。您能谈谈那次经历吗?

我在研究的早期就了解了(巴西的)亚马逊高塔天文台 [Amazon Tall Tower Observatory],但我不得不等待两年多才能到达那里,因为疫情。当我最终到达那里时,我站在这座塔的底部 [在雨林中] 向上看,心想,“嗯,我不知道我是否真的准备好爬上这个东西。” 如果你爬埃菲尔铁塔,它大约有相同的高度 [大约 1000 英尺],那么它包裹着安全屏障。但是森林中的这座塔尽可能地简陋;有巨大的缝隙,你的整个身体都可以穿过去。我准备好非常害怕,但我发现从这么多不同的高度看到森林令人兴奋。你到达顶端,你真的能感觉到风。这真是太不可思议了。我以前从未从那个角度看过亚马逊,即使是从飞机上。

The 325-metre-high Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) stands high above the Amazon rainforest canopy with a backdrop of a blue sky with white clouds

巴西亚马逊雨林中 1,066 英尺高的亚马逊高塔天文台 (ATTO)。

Raphael Alves/法新社/Getty Images

在我研究的那个阶段,我现在比一开始了解得多得多。我可以看到云朵和蓝天,下方的土壤和植物生命,以及即将降临的雨水。这一切都是由生命创造的,或者在某种程度上是生命的产物。我已经对大自然和我们的生物世界充满了敬畏,但这个 [报道过程] 真的放大了我的这种感觉,因为我只是没有意识到生物学与地球的结构、化学及其所有地质过程是如此彻底地交织在一起。我以前认为是纯粹的地质学或纯粹的气象学的东西,我现在认为充满了生命。无论它在哪里充满了生命,它都会变得更加奇妙。

您提到了敬畏,而且所有生物都是一体的想法几乎带有一种灵性。这似乎是洛夫洛克的盖亚假说被科学家嘲笑的部分原因。您认为科学现在为什么开始接受这个假说?

在过去的几十年里,大量证据表明,洛夫洛克所说的一些核心原则确实是正确的。他的最初见解是,无论生命在哪里出现,它都不可避免地会改造它的家园星球。当洛夫洛克在 NASA 工作以帮助在其他星球上寻找生命时,他意识到你应该只观察其他星球的大气化学成分,因为如果那里有生命,它可能已经极大地改变了化学成分。生命无论在哪里出现,都会改造地球——这个观点现在已被科学界普遍接受,因为我们现在掌握的证据比他当时多得多。我们更清楚地了解生命是如何使地球富含氧气的;生命是如何参与水循环的;生命是如何使火成为可能的;生命是如何参与地质作用并使新的矿物种类成为可能的;以及土壤是如何来自生命的。

并不是地球表面简单地覆盖着一层生命;而是生命和地球通过一个单一的过程不断地相互改变。声称地球本身是活着的仍然具有挑衅性和争议性,然而,我发现从天体生物学家到古生物学家再到大气化学家,科学家们都完全接受了现在活着的星球的概念,或者越来越接受这种观点。这些想法现在真的已经走到前台,我认为我们将在不久的将来看到它被大量强调。

似乎无论地球和生命在哪里找到了平衡,我们人类都找到了打破这种平衡的方法。您是如何思考我们人类对地球的影响的?

我不想在生态系统和生物体之间做出太强的类比,但有时我在思考这个问题时会想到免疫系统。免疫系统在日常生活中,在保护我们免受我们甚至没有意识到的威胁方面做得非常出色。但它总是会出错,[例如] 自身免疫性疾病和过敏症。你以错误的方式改变正确的变量,它就会反过来对付你。

地球系统也会发生类似的事情。如果你以错误的方式或在过大的程度上扰乱它,整个系统就会开始崩溃。但这在地球的历史上已经发生过很多次了,而且每次,地球不仅恢复了,而且可以说变得比以前更加复杂和多样化。地球具有惊人的能力来承受这些灾难,退回到它的基本面,然后在一段时间后重新繁荣。我从中得到了很大的安慰。

不幸的是,作为一个物种和一个文明,我们不能依赖这些超长期的过程 [来拯救我们]。无论我们做什么,活着的星球都可能会安然无恙——数百万年后,它将恢复。但是,如果我们让情况变得太糟,我们,或者我们的生活方式,可能无法幸存下来。这正是我们必须尽快干预的原因。

您在书中提出的一个观察结果真的让我印象深刻——我们正要摧毁活着的地球系统时,才开始理解它的复杂性和相互关联性。您如何看待这种情况以及我们的责任?

我认为人类世为我们强调了这个世界中真正重要和必不可少的东西。我们作为生物所做的任何事情都会影响我们的环境,然后反过来直接影响我们。与许多非人类生命形式不同,它们逐渐共同进化出趋于稳定地球的节律,我们却做了相反的事情,并在地质学意义上的转瞬之间,大规模地扰乱了这些节律。我认为这为我们明确了我们的责任到底是什么,与其他所有生命形式相比。我们可能都是系统的一部分并参与其中,但据我们所知,只有我们有意识地意识到整个系统。我们是唯一构建可以模拟整个地球系统的超级计算机并讨论如何应对气候变化的生物。

这个框架中存在一些赋予力量的东西。大多数物种都被限制在非常缓慢的进化变化过程中,而我们人类可以在当下有意识地选择改变我们正在做的事情。我们既有这种特权,也有这种责任,不仅是对彼此和其他生命形式,而且是对我们所属的更大的生命系统。这就是我们现在看到的自然人格权运动日益兴起的原因:为了生态系统,为了山脉,为了河流和森林。我们必须认识到,这种道德责任也延伸到我们的环境,而不仅仅是延伸到生物,当然也不仅仅是延伸到我们人类这个物种。

艾莉森·帕肖尔是《大众科学》的副新闻编辑,经常报道生物学、健康、技术和物理学。她编辑该杂志的“投稿人”专栏和每周在线科学测验。作为一名多媒体记者,帕肖尔为《大众科学》的播客《科学速递》撰稿。她的作品包括一个关于音乐创作人工智能的三集迷你剧。她的作品也曾出现在《量子杂志》和 Inverse 上。帕肖尔毕业于纽约大学亚瑟·L·卡特新闻学院,获得科学、健康和环境报道硕士学位。她拥有乔治城大学的心理学学士学位。在 X(前身为 Twitter)上关注帕肖尔 @parshallison

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