生物多樣性：陸地上與大海中

對于生物多樣性，還有一個令人驚訝的事實，那就是陸地動植物的物種數量要比海洋動植物多得多。要知道，若考慮可居住容積，把最深的海和最高的山全算上，全世界有超過90%的可居住容積位于水下。可為什么如此廣大的生物棲息地物種卻更少呢？誠然，海洋生物的門有很多，海中有各種水母、蠕蟲、甲殼動物、軟體動物、魚，還有能在海底找到的長得像植物的苔蘚動物。生命起源于大海，所以我們能在大海中找到數量最多的古老動植物門類。綠藻、褐藻、紅藻、硅藻和許多微生物都在大海中繁衍不息，這些生物門類本身就代表著最古老的分類。然而，最低生物分類等級的多樣性，也就是種的數量，卻不是這么回事。光昆蟲一項就有約80萬個確定物種，數目遠超已確定的海洋動物的物種，而后者只有25萬種。海洋生物學家辯稱，海底還有許多未被承認的物種。這話沒錯，但我們也無需擔心，因為這類海洋生物主要是仍在等著被確認的微生物。在本書中，我們主要還是會集中討論體形較大的陸地生物的多樣性和數量。

雖然陸地只約占地球總面積的29%，但科學家估計，全球超過一半的光合作用都發生在陸地上。光合作用就是指綠色植物、各種藻類和藍細菌從陽光中獲取能量，合成富含能量的碳水化合物和其他產物的過程。在陸地和水下進行的光合作用讓全世界99%的生命有了持續的能量供給。能量是生命之源，不管你是細菌還是芭蕾舞演員，只要能量沒了，生命就會終止。盡管海水儲量豐富，海洋面積廣大，但海洋環境中的光合作用能力有限。深海中光線不足，所以無法進行光合作用，而且許多水域中幾乎沒有養分。更糟的是，海底還有許多大大小小的動物等著吃掉那些進行光合作用的生物。此外，水下主要幾種能進行光合作用的生物都是微生物，生命周期短，像海草、海帶和大型藻類這樣的植物并不常見。不管是藍細菌還是其他微型藻類，都無法提供陸地上的草木所能提供的那種物質和養分支持。總的來說，海洋的生物量（某一時刻空間中所含生物體的總干重）在50億—100億噸，而陸地生物量卻在5600億噸上下。二者的巨大差距，正是陸地物種數量比海洋多得多的一個主要原因。據加拿大環境科學家瓦茨拉夫·斯米爾估測，現在的陸地植物量很可能是海洋植物量的200倍之多。(9)

不過，研究陸地生物多樣性，光考慮光合能力可不夠。陸地生境從寒冷的極地到干燥的沙漠，再到常綠雨林，差別非常顯著。它們中有熱帶海岸邊的紅樹林，有沙漠邊緣的荊棘植物群，還有各種森林和高山草甸。陸地生態系統的巨大差異性也會影響其居民生存競爭的激烈程度。如果生活在海底，你根本不用擔心脫水，但這對大部分陸地生命來說是個很現實的大問題。同樣，你在海底也體會不到溫度的劇變，生存壓力和生活在美國中西部大草原上的動物更沒法比，那里夜晚溫度會降到零下30攝氏度，白天卻能高達40攝氏度。很明顯，在陸地生活面臨的挑戰要比在水中多多了。同時，陸地本身的結構也各不相同，有肥沃的土壤，有軟爛的黏土，還有干燥的沙子、堅硬的巖石。事實上，1克泥土本身就很可能是好幾千種細菌的家園。

另一個致使陸地生物多樣性增加的原因是陸地被廣闊的大洋隔開了。這種隔離導致距離遙遠的不同大洲上形成了各具特色的陸地生物群系。在海洋中，珊瑚礁中的魚群也可能復雜多樣，但它們很有可能游過上千里地去和另一片珊瑚礁內的同類進行交流。但這在陸地上是行不通的，很少有雨林生物能跨越海洋。剛果的熱帶雨林看起來好像和亞馬孫雨林或者亞洲的雨林差不多，但你仔細看就會發現其中的動植物種類大不相同。有些陸地原本就有多種動植物，但在它們被大大小小的海洋隔離開來后，常常又會形成許多動植物新物種。(10)

除了被海洋隔開的陸地能形成地理隔離，更大的陸地區域本身也可能存在隔離。如果你已經適應了生活在高山上，那你的后代可能很難到另一座遙遠的山頂上去定居。如果你是一條生活在山脈西側河水中的淡水魚，那你的后代也很難跨過這座山游到山脈東側的河里。地球上大概共有31000種魚類，其中超過三分之一是淡水魚，而淡水總面積卻只占地球水體的1%。據估計，亞馬孫河流域魚類的物種數量很可能和整個太平洋里一樣多！鑒于我們自己就是陸生動物，而且陸地生物本身的多樣性如此豐富，在接下來的討論中，我們將只著眼于陸地生物的多樣性和我們自己的歷史。

本書為我們闡述了一個簡單的事實：隨著歷史長河的流淌，我們的地球變得越來越復雜了，地質環境、生命形態以及人類技術都在不斷朝著更加多樣的方向變化。在這本書中，我們將探索在過去40億年的時光里，到底是什么力量將這部多樣性的傳奇史詩一直書寫下去。

為了更好地理解地球生物多樣性，我們會提出一系列問題。在第一章，我們會先去探索昆蟲世界，看看它們為什么能在生存競爭中取得如此的成功。在第二章，我們要來解答細菌的相關問題，包括它們和生物多樣性的關系，并由此展開，看看有細胞核的真核生物的出現為什么是生命史上的一大進步。這些問題看起來可能有點兒深奧，但生命本身就是復雜難解的，為了判明生命進化的動力，我們必須了解這些基本的歷史。在第三章，我們將討論推動新物種形成的原因。(11)接下來的第四章和第五章，我們會去調查全球不同區域的物種數量，尋找一般規律，嘗試理解為什么在某些地區某些生物群的數量會異常多。在第六章，我們會解答一個疑問：如此眾多的物種是如何生活在一起的。

從第七章開始，我們的視線將從當代生態學轉到古生物學，探尋過去60億年間生物多樣性不斷豐富的發展歷程。在第八章，我們會討論驅使生物多樣性發展的原因。在第九章，我們來看看人腦這個自然界最復雜的器官。人類有了大腦，后來又和某些動植物形成了互惠的關系，于是就產生了文化的啟蒙和進步。第十章將揭示人類在安頓下來，形成聚落后，是如何發展技術的。第十一章將回顧過去40億年中人類逐漸稱霸的歷史。在本書最后一章，我們將探究人類技術的發展和人口數量的暴增是如何影響生物圈的（通常是壞影響）。

我們的旅程即將從這里開始，首先，讓我們先來看看這個巨大而成功的六足動物家族：昆蟲。