地球生物圈正在走向消亡嗎？

本文原為作者發表在豆瓣上的對《The Medea Hypothesis》一書的書評，進行了一定的修改

古希臘有一個悲劇故事。伊阿宋率領一幫英雄去高加索一帶奪取金羊毛。在那裡，公主美狄亞愛上了伊阿宋。為了她的情人，美狄亞公主拋棄了自己父親和祖國，幫助伊阿宋得到了金羊毛，並且和他私奔回了希臘。然後，後來伊阿宋為了政治目的決定娶某個城邦的國王之女為妻。絕望中的美狄亞設法毒死了伊阿宋的新婦和嶽父，然後殺死了她與伊阿宋生的子女。所以，美狄亞在千年之下都是「殺害自己子女的母親」的形象。

劇目美狄亞的海報（圖源：慕夏原作，來自於theviennasecession.com)

把地球的地球比作母親是一個很自然的想法。上世紀70年代，James Lovelock提出了蓋亞理論。蓋亞是古希臘神話裡面的地母的名字。這個理論認為，整個生物圈以及與之作用的周邊自然環境本身可以被視作一個生物體（即蓋亞）。蓋亞在他的理論裡面扮演者「好母親」的角色，即蓋亞可以通過生命活動自動優化地球的環境，使它更加適應生命活動。

這是一個非常樂觀的理論。也就是我們人類只要擁抱蓋亞，不要人為的破壞生態，那麼地球的環境只會越來越好。從環境保護者的角度出發，蓋亞理論不啻於一種新型的意識形態。因為它完美的回答了目前環境遇到的問題（人類忽視了蓋亞），和未來的解決方案（人類需要擁抱蓋亞）。因此，蓋亞可以被認為是環境保護運動中一種新的值得崇拜的神祗。從實際操作角度出發，對蓋亞的崇拜至少可以使人類減少環境汙染，森林破壞等行為，這些無疑是正面的。然而，蓋亞真的存在嗎？

古生物學家Peter Ward不這麼認為。在《The Medea Hypothesis》這本書裡面，Ward論證了所有地球上的生命所具備的一個關鍵特徵就是它們都必須進行達爾文式的進化。因此，任何一種生物需要生存下去就必須能做到最高效率的利用資源並繁殖後代。由此推理，生命活動必然傾向於耗盡其周邊資源並且同時向環境中釋放它們的代謝廢物。那麼，任何一種生物的活動其結果必然最終會使周圍的壞境更加不適合該生物的生存。既然每一種生物都對環境具有負面影響，那麼為什麼作為整體會出現能夠改善環境的「蓋亞」呢？

由此，Ward認為，生物圈作為母親剛好相反。她不是蓋亞，而是美狄亞！由此就出爐了「美狄亞假說」。因此，Ward認為地球的生物圈必然最終是自殺性的。

當然，實際上無論是蓋亞還是美狄亞假說都缺乏直接證據。為了尋求證據，Ward回顧了遠古時代的一些重要歷史事件。其中特別值得一提的是20多億年前的「大氧化事件」。由於藍細菌的光合作用，地球大氣中的含氧量逐漸上升。氧氣與甲烷的反應最終使甲烷從大氣中消失，從而使地球溫室效應減弱。由於相對於今天，當時的太陽輻射比較弱，因此地球形成了全球冰川。這個必然會導致大滅絕，其受影響的生物甚至包括了藍細菌本身。「大氧化」及其後果似乎是作者列舉出的最有力的一條有關生物圈具有美狄亞特質的歷史證據。

除此之外，作者還討論到了其它的生物圈自殺性的特徵。特別是陸地植物。陸地植物的繁榮可以通過兩種途徑降低大氣中二氧化碳的含量。一個是其通過光和作用將大量的二氧化碳轉化為有機物。如果死去的植物在徹底腐爛前被掩埋的話，這些碳就會長期脫離大氣圈，即導致了大氣中二氧化碳濃度的降低。第二，樹木發達的根系可以提高矽酸鹽風化的效率，這個淨後果是把二氧化碳轉變成石灰巖。因此也是降低了大氣中二氧化碳濃度。因此，根據Ward的計算，由於陸地植物的「自殺性」行為，地球的大氣中的二氧化碳濃度在不斷下降，最終大氣中的殘餘二氧化碳就不足以維持光合作用了。這個必然導致綠色植物的消失，伴隨之的是食物鏈的崩潰以及氧氣的消失（沒有光合作用補充，大氣中的氧氣將在1500萬年內降低到1%以下，因為氧會與各種還原性物質反應從而形成固態化合物）。

對歷史以及未來的大氣二氧化碳濃度的模擬計算 （圖源：Peter Ward《The Medea Hypothesis》）

為了證明上述觀點，作者引用了一些最近發表的模型計算結果。這些結果表明，大氣中的二氧化碳濃度確實是一直下降，而且將5億年左右降低到不足以維持光合作用的水平。伴隨之的則是地球上總生物量的減少，並且最終接近消亡。這些研究非常有意思，但是它們都有一個明顯的不足。就是由於無法得到任何實際的歷史上有關二氧化碳濃度或者生物量的數據，所有上述的變化趨勢都完全依賴計算，而且計算準確與否也無從驗證。這個必然給推理的有效性帶來了一些問題。

對地球歷史上以及未來的生物量的模擬計算 （圖源：Peter Ward《The Medea Hypothesis》）

總體上講，美狄亞假說的價值並不是為我們灌輸一種生物圈必然遭受劫難的「真理」。它的意義是給我們指出另一種新的可能性。即生物圈本身也許沒那麼穩定，沒那麼持久，而「自然母親」對於組成她的各個生命體而言也沒那麼友好。這些新想法至少可以給我們怎麼理解生物的進化，以及怎麼理解我們人類與自然的關係，提供了一條新的思路。