叶盛，中国科学院生物物理所副研究员，致力于结构生物学研究；同时从事科幻和科普创作，他的中篇小说《二时代》荣获了2014年“第五届全球华语科幻星云奖”的中篇科幻小说银奖；科学松鼠会成员，在果壳和知乎上创作大量科普作品，翻译了《大灭绝时代》等优秀的科普作品。
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全球历史上二氧化碳排放情况
工业革命，二氧化碳排放的拐点
珊瑚白化
巴拿马金蛙
白鼻病蝙蝠
澳大利亚
《明日世界》剧照
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出品：中国科普博览 SELF格致论道讲坛
导语：人类一向以自身无与伦比的创造力而倍感自豪，但很少有人知道：我们的毁灭力与我们的创造力不相上下，从远古的蒙昧时期便伴随着我们，直至今日，简直就像是一种无法摆脱的原罪。即便你从不杀戮任何动物，甚至从不乘坐任何车辆，可你的生活方式仍然产生着大量的碳排放，不仅用温室效应扼杀着陆地上的生物，也用酸化的海洋毁灭着水中的生物。当今物种灭绝的速度已经远远超越了地质史上的正常时期，堪比恐龙大灭绝的惨剧。在这样一个人类一手制造的大灭绝时代，我们该何去何从？来自中国科学院生物物理所的副研究员叶盛，为我们讲述他心中的毁灭与希望。
我想大多数人来到自然博物馆，想看的就是古生物的化石，那些古生物现在去哪儿了呢？它们都已经灭绝了。如果我们把古生物灭绝事件，标在整个地球历史时间轴上的话，我们会发现，灭绝其实是一件很罕见的事情。事实情况现在是怎样的呢？我们隔三岔五就能在新闻中听到某某物种灭绝这样的消息，我想大家在座各位都有这样的经历。
在人一生几十年中就会见证一次或者是很多次物种的灭绝，这个比率已经远远高于地球历史上的平均水平。所以说我们处在一个大灭绝时代，而科学家们管这个叫做第六次物种大灭绝。那么究竟是什么原因导致了这场物种灭绝灾难呢？这就是我今天想跟大家探讨的问题。
大家能不能猜一猜这幅照片显示的是地球上的哪里？这是太平洋上的澳大利亚东海岸的大堡礁。实际珊瑚这种生物非常有意思，它是水里的生物，离不开水，可是它非常喜欢阳光，所以它总是往上长，最后结果的就是所有珊瑚礁都会长到当地落潮的时候最低海平面的位置。所以如果去大堡礁的话，你站在珊瑚礁上就会发现，眼前是一条平坦的高速公路，而且在那些珊瑚礁缝隙之间有巨大海参，有小小的鲨鱼，有各种各样的海洋生物。而且其中有一些在夜晚的时候是发着光的，而这个时候你往周围看过去，你会发现所有方向都是海，没有陆地，抬起头来，天上是璀璨的星空。在这样美丽景色下，我想任何一个人都会感觉到人类自身的渺小。可是恰恰就是这个渺小的人类，它毁灭了我们这个星球上很多的其他生物物种。
大堡礁
就说这个大堡礁，它自己也面临着一场危机。首先第一点它非常大，如果我们把它放到地图上来看的话，就会发现，它在欧洲的话能够从英伦三岛一直延伸到意大利，如果放到美国能够纵贯美国西海岸，如果放到我们中国，能从北京一直延伸到广州。就是这么巨大的一片珊瑚礁，里面生活的物种不计其数。保守估计是数百万种，不保守估计是数千万种，所以科学家称之为海洋中的热带雨林。
我不知道咱们在座的有多少人去过大堡礁，能不能举手我看看，没有。有谁想去的，赶紧吧，科学家已经预言了，50年之后你就去不成了，因为50年之后再也不会有大堡礁了。
为什么呢？为了回答这个问题，我首先介绍一个概念给大家，叫做钙化者。什么叫钙化者？它指的是海洋中的一些植物和动物，它们能够把游离的钙离子和碳酸根离子结合在一起，形成不溶的碳酸钙，那么珊瑚就是一种钙化者，它用碳酸钙铸成了自己的外骨骼，我们吃的螃蟹、虾、贝壳，它们都是钙化者，这些东西都是由碳酸钙构成的。还有很多重要的钙化者是我们看不见的，比如幻灯片上面这个球状的东西，它叫做球石藻，这种东西我们用肉眼根本看不到，可是它同样在生产着碳酸钙覆盖在自己细胞表面。还有像球石藻右面这个美丽的生物，它的名字叫海蝴蝶，它生活在北极海洋中，而且是很多大型鱼类的重要食物来源。
海蝴蝶，翼足目，螔（y ）螺属
今天我们让这只海蝴蝶穿越一下，穿越到2100年的海洋中，那么它的命运会是什么样呢？2100年的时候，它那透明的、坚固的外壳就会在45天之内变成软软的一团东西，最后彻底消失不见。
2100年的海洋和今天的海洋有什么区别？就是海洋酸化。海洋酸化好像温室效应的邪恶孪生兄弟，因为它们同样都是二氧化碳排放所造成的。二氧化碳融到海水中之后，就会形成碳酸，而碳酸在一系列复杂的化学平衡支撑之下，就会使得水体酸度上升。海洋酸化跟钙化者之间是什么关系呢？最要命的事情就是，酸化的环境使得碳酸钙溶解掉。
碳酸钙在我们生活中很常见，比如说中国古建筑中经常见到的汉白玉，还有西方很多雕塑用的石材也是碳酸钙，还有就是我们生活中最常见的鸡蛋，它的外壳就是碳酸钙。我不知道大家在中学或小学有没有做过一个实验，就是把一个鸡蛋放到一杯醋酸里面，很快这个鸡蛋外壳就会彻底溶解掉，消失掉，然后你得到的是软绵绵的一团东西，非常有意思。这么一个实验就告诉我们碳酸钙在酸性环境下是不稳定的，会被分解。
对于钙化者来说，这根本就是一场灾难。你可能会说这些都是推测的东西，是你自己想出来的东西，是未来的事情。那么在真实的海洋中是什么样子呢？当然了，科学家也会这么想。所以科学家用不同实验验证了这件事情。
科学家的海底实验
第一个实验是发生在意大利附近一个叫阿拉贡堡岛的地方，这个岛的特点是，它处在一个火山构造带上，它的旁边是海水，海底下有很多缝隙，不断释放出二氧化碳气体，这些二氧化碳使得周围的海洋环境变得非常酸。科学家在海底布了一些网格，并清点每一个网格中不同的海洋生物的物种数量，结果他们发现，离这个二氧化碳释放点越远的地方，海洋生物生活的非常好，越靠近这个二氧化碳释放点海洋生物生活质量越糟，那到很靠近的地方几乎没有任何海洋生物生存了。所以说酸化对于海洋生物来说肯定是一个灾难。
另外一个重要实验叫做中型海洋生态系统实验。下面这图是大的水族箱，里面有珊瑚，海葵，还有各种各样的热带观赏鱼。我们想象一下，把这个水族箱放大到几十米乘几十米的规模，甚至是几百米乘几百米的规模，然后我们把它投入到海洋中去，科学家可以控制其中某些条件，人为地制造某个特定条件下的海洋环境。在这个中型海洋生态系统实验中，科学家也发现，酸化的海洋最终导致整个海洋系统的崩溃。
科学最重要的是要有一致性的，符合理论的一个预测，那么它们共同的预测是什么呢？实验结果表明，当海洋的PH值达到7.8的时候，所有的海洋系统都会崩溃掉。
7.8是一个什么概念？我们刚才提到2100年，为什么要去2100年？如果我们人类维持现在二氧化碳排放水平的话，到2094年的时候，全球海洋的表层水体，它的PH值都会达到7.8。
那过去这个数值是多少呢，在1885年的时候这个数值是8.2，后来过了120年，到2005年的时候，这个数值略微下降了0.1，变成了8.1，可是在今后90年内这个数值将会下降0.3。如果大家对PH值稍微有点了解的话，就会知道，这是一个对数值。所以说现在整个海洋酸化速度以指数级上升的，情况是非常危急的。
大家会说，这个二氧化碳肯定是人类工业文明排放的，有证据吗？当然有证据，这条曲线上显示的是公元前一个时期，包括公元后时期，整体的全球大气中二氧化碳的变化。史前时期二氧化碳水平的确在波动，但是这个波动水平，范围是小的，变化比较温和。当人类出现之后——那条黄色的尾巴就是人类的杰作——二氧化碳水平一下提高了。
全球历史上二氧化碳排放情况
如果我们放大一点看的话，我们发现人类文明刚刚出现的时候，这个二氧化碳水平还是不错的，还是维持基本平稳的，然而一个事件改变了它，让它迅速上升了。什么事件？工业革命。
如果我们把它继续放大，发现这个拐点发生在1800年前后，正是人类产生工业革命的时候。正是我们人类一手制造的二氧化碳的大量排放，我们把大自然用了几亿年的时间才固定下来的碳，只用了200年的时间又重新排放到大气中。
工业革命，二氧化碳排放的拐点
这样的话海洋酸化最终会危害所有钙化者的生存。但是要命的是，海洋酸化不是珊瑚所面临的唯一问题。我们看到珊瑚很漂亮，五颜六色的，但是这个颜色可能很少人知道，它不是珊瑚自己的颜色，它其实是珊瑚体内共生的一种藻类的颜色。当珊瑚感受到一种生存压力的时候，比如说酸化海洋，比如说由于温室效应提高海洋的温度，比如说由于泥沙排入到海洋中，造成水体清洁度的下降，珊瑚就会把体内藻类排出来。可是一旦失去这些藻类，珊瑚很快就会死亡的，这种现象就叫做珊瑚白化。
珊瑚白化
实际珊瑚白化现在不仅在大堡礁发生着，在加勒比海，在红海，在地球上所有有珊瑚的地方都在发生着，而且情况非常糟糕。据科学家悲观的估计，可能用不了二三十年大堡礁就会消失了。我看到今天在场很多小朋友，等你们长大到结婚的年龄，如果你们想在大堡礁办一场潜水婚礼的话，估计是没有希望了。如果我们不能改变现在环保态度，不能够从现在开始保护环境的话，我们真的再也看不到大堡礁了。
你可能会问了钙化者消失就消失吧，有什么影响呢？我们来看一下海洋中的所有生物形成的这个食物网，你会惊奇的发现，它最下面两三层几乎全都是钙化者。比如说倒数第二排右边那个叫做翼足目动物，刚才我说的海蝴蝶就属于这个目。还有我们常见的虾，还有各种浮游动物，浮游植物，其中大部分都是钙化者。
我们可以想象如果所有钙化者都消失了，到了2100年的时候，那么这栋大厦肯定会倾倒的，它上面这些海洋生物，这些大型鱼类同样不会存活。最顶级的捕食者是人类自己，这个荒野猎人吃活鱼的画面非常生猛——各位吃海鲜肯定不是这个样子——我们可以想象，如果物种灭绝真正影响钙化者的话，最终我们现在吃的海鲜可能都会从餐桌上消失。
当然了，如果只是海洋生物的故事，可能跟我们陆地上生活的人距离稍微有那么点遥远。然而事情却没这么简单。
这个可爱的小动物叫做巴拿马金蛙，它生活在中美洲地区。但是，如果现在你去中美洲旅游很难能够见到它，科学家估计，它已经在野外灭绝了，什么原因呢？目前最靠谱的一个理论认为，是一种真菌感染造成了一种感染病，使得它们全部灭绝了。
巴拿马金蛙
下面这个动物是一只蝙蝠，冬眠中的蝙蝠，你可能觉得它睡的很安稳，睡的很舒服，其实它已经病入膏肓了，你可以注意到它的鼻子上有一团白色粉末，那个也是真菌，这个病被称为白鼻病，现在在北美地区非常严重，几乎导致了北美地区相当多种类的蝙蝠已经濒临灭绝。如果一只蝙蝠带着白鼻病进入冬眠的话，等到来年春天的时候，整个这个洞穴里的蝙蝠，全都会死掉，没有一只能活着飞出来，这个病就是这么的严重。
白鼻病蝙蝠
你可能觉得我说的是个案，不是这样的，现在整个物种灭绝情况非常严重。比如巴拿马金蛙所属的两栖类现在最严重，全球大概1/2两栖类物种，已经灭绝或者濒临灭绝。那么这个数字对于筑礁珊瑚，鲨与鳐，对于淡水软体动物来说是1/3。对于我们哺乳动物来说是1/4，爬行动物是1/5，对于鸟类是1/6。所以物种灭绝绝不是个案，而是蔓延在全球，蔓延在海洋中，陆地上，天空中，所有有生物的地方都在发生着物种灭绝。
你可能问，什么原因造成这么大范围物种灭绝了？我们刚才说了海洋酸化，有温室效应，有乱砍乱伐，还有栖息地的破坏，栖息地碎片化，这些都会导致物种的灭绝。还有一些原因可能是大家一般不会想到的，比如这里的最后一项叫做全球旅行。刚才我们说的那只蝙蝠，这个白鼻病在美国出现，经过科学家研究发现，它其实最早发生在美国中部的一个洞穴，这个洞穴夏天的时候是一个旅游胜地，在夏天时候会有全球各地游客来到这个洞穴参观，现在科学家认为很可能是其中一名游客，从另外一块大陆带了某一种真菌来了这个洞穴，最终它在整个北美地区传染开来导致蝙蝠的灭绝，几乎防不胜防。
这个现象在进化生物学上有一个说法，叫做与幽灵共舞，为什么这是什么说呢？我们可以想象一下，所有进化出来的物种和它所处的环境已经完美契合在一起了，这种完美程度好像两个舞者在一块跳舞一样。但是一旦环境发生了改变，原来这一半的舞者就消失不见了，因为旧的环境没有了，而这个生物还在维持原来生活习性，就显得非常可笑，所以我们称之为与幽灵共舞。
在史前时期，环境的改变是非常缓慢的，千万年的级别。人类出现之后，环境的改变变成了几百年，几十年，几年，几个月，几天，甚至对于像旅行带来的这种问题，可能是一夜之间就发生了。什么样的生物能进化的这么快，来解决环境改变的问题呢？不可能的，所以他们只能面临这样一个灭绝的命运。
大家可能说了，灭绝就灭绝吧，不就是少吃几样海鲜吗！如果问题真的这么简单就好了。
实际物种灭绝可能会对环境带来巨大的反作用。我们看这片荒芜的大陆，大家知道这是哪儿拍摄的吗？澳大利亚。在史前时期，澳大利亚是像巴西一样被热带雨林覆盖着的，后来变成了一片荒漠。
澳大利亚
什么原因导致的呢？有地质原因、气候原因，但是根据最新科学研究表明，很可能也有人类的原因，因为它从雨林变成荒漠的时间点，恰好是人类到达澳大利亚的时间点。人类去了之后，他们捕杀大型的食草动物，结果就是整个雨林里面很多死去的植物不断堆积，很容易引发火灾，随着一轮又一轮火灾洗礼，最后导致那些更能够耐旱，更能够耐热的灌木生长的更好，而那些本来高大的乔木全都消失了，于是环境从雨林变成了荒漠。
当然现在这还只是一种理论，还需要更多证据支持，但我们可以想见，物种的灭绝对于环境的反作用绝对不可以小视，它也许不会在短时间内发生，但是长时间之后一定会影响到人类自身。
大家可能注意到，人类对于这些食草动物的杀戮是在史前时期，跟工业革命一点关系没有，好像我们人类天生来就喜欢毁灭其他的物种。的确是这样的，这好像是一种原罪，无法摆脱。可能在座有人会说，我来听你这场演讲是因为我是环保主义者，我一不吃肉，二不杀生，我上下班全都走路去，不开车，物种灭绝跟我没有关系了吧。请问在座的人有谁没有带手机来吗？你不用电脑吗？肯定要使用，家中也都要用电。我们知道电子产品抛弃后有重金属污染，我们知道塑料从石油中来的，所有生产当中都用电能，电能现在很大程度仍旧依赖于煤炭的燃烧，会产生大量二氧化碳排放。其实我们只要活着，从在娘胎里就开始了为物种灭绝做出“贡献”，这是人类无法摆脱的原罪。
我们该怎么办呢？
凯撒大帝曾经说过一句话：“I came. I saw. I conquered.”——我来了，我看见了，我征服。
如果是全人类作为一个整体，他会怎么说呢：“I came. I created. I destroyed.”——我来了，我创造了，我毁灭了。
的确，我们首先创造了，人类之所以成为人类是因为我们能够创造和使用工具，那这个创造能不能解决我们这个毁灭的宿命呢？我认为是可以的。有些人说很简单，我们只要退回到刀耕火种这种低技术水平时代就可以解决问题。可是大家想过吗，我们现在全球60亿人口如果回到刀耕火种的时代，我们连肚子都喂不饱，怎么来保护环境呢？所以说，在我看来，唯一的解决之道，仍旧是向前发展科技。
这张图片来自于乔治克鲁尼去年主演的一部电影，《明日世界》。其实在我的理想中，未来世界就应该是这样子的。我们通过一些高科技手段，让我们人类的居住地极大程度的收缩，让我们能够舒适的生活，但前提条件是我们能够有高科技支撑这种生活方式。只有这样做，我们才能把大面积陆地表面还给大自然，让它处于自然状态，让其中的生物能够好好繁衍生息下去，我想这可能是我们人类和生物和平共处的唯一解决途径。当然了，为了达到这一天，我们在技术上还需要跨越式的发展才可以。
《明日世界》剧照
最后我想用这张片子来结束我今天的演讲。知道这是谁吗？如果你是资深科幻迷的话应该知道，他是著名美国科幻系列电影《回到未来》的主角之一，一位博士。我想说，如果未来人类能够做到我所说的，和其他生物和平共处的话，当它们回首来看我们现在这个时期——这个物种大灭绝的时代，他们会怎么说呢？
“I came. I destroyed. I created.”我希望这句话有一天能够成真！
谢谢大家！
注：文中部分图片来源于网络
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