在科幻作品《流浪地球》中,人类利用行星推进器将地球推离了公转轨道,飞往宇宙深处的新家园。在这场持续2500年的征途中,地球脱离太阳的温暖投入了宇宙的极寒,曾经的海洋都被冻成坚冰,地球变成一个大雪球,人类被迫转入地下城生存。此时此刻,在炎炎夏日的加持下,故事中的那个冰封世界似乎离我们更加遥不可及。然而,在六七亿年前,冰封的灾难竟真的降临在没有流浪的地球上。
那个时候,原始的多细胞动物初现于海洋之中,它们该如何熬过这漫漫长冬?现代极地生命的研究能给我们带来怎样的启示?
在距今7.2~6.35亿年的成冰纪,发生了两次持续时间长、影响范围广的大冰期事件,科学家为两次事件取了一个形象的名字——“雪球地球”。研究推测,当时的全球极端寒冷,平均表面温度约为-50℃,无论陆地还是海洋都被冰雪覆盖。
即使是赤道地区的年平均气温也在0℃以下,这意味着赤道地区也极有可能持续或间歇性地冻作坚冰。尽管也有研究提出,当时的赤道地区可能存在冰层融化的暴露水域,但大面积的冰盖覆盖仍然会严重影响生命的生存。
幸运的是,放眼如今的地球,寒冷的极地地区或许能为我们提供灵感。在如今的南极,海面上往往漂浮着很多薄薄的海冰。阳光透过它们,为生活在海冰中或底部的藻类提供光合作用的能量,从而生产有机物、制造氧气,滋养着大量的原生生物、浮游动物甚至是鱼类。海冰也为藻类和小型动物提供附着的位置,当它季节性破裂时会使得失去依附的藻类沉降至水底,为底栖生态系统提供营养,而这一机制可以作用于数千米深的水底。
几亿年前的“雪球地球”为生命带来了灭顶之灾,但生命从未被灾难打倒,而是利用演化的法宝,重新发展壮大。在“雪球地球”事件结束的几十年百万年后,古老的光合藻类与动物便在位于今天的安徽蓝田的古海洋中繁盛。而这份演化的动力,或许就源于大冰期恶劣的环境。正是因为残酷的大冰期带来强烈的选择压力,淘汰了大量生物,使生态位空缺,才留下了适应能力强或有着独特才能的类群。