如何看待蓋亞假說(Gaia hypothesis)?
更新于:2025-04-13 04:55:27

我一直就不太喜歡“蓋亞假說”這種鼓吹天人和諧的神秘主義調調。所以我非常欣賞美國古生物學家彼得·沃德(Peter D. Ward)寫的一本小書《美狄亞假說》(The Medea Hypothesis, 2009),針對蓋亞假說,提出了針鋒相對的“美狄亞假說”。

【圖注】《美狄亞假說》已有中譯版(趙佳媛譯,上海科技教育出版社“哲人石叢書”,2020年)

蓋亞是希臘神話中人格化的大地,按照赫西俄德的《神譜》,她是卡俄斯(混沌)之後誕生的第一位神祇,大地上所有的生命都由她所生。根據沃德的分類,蓋亞假說主要是以下幾種從弱到強的表述的合稱:

1. 協同演化蓋亞(Coevolutionary Gaia):地球的生物圈及其周圍的環境可以協同演化,也就是說,雙方都影響了對方的發展過程;

2. 決定論蓋亞(Deterministic Gaia):是協同演化蓋亞的強版本,認為不僅地球生物圈與周邊環境可以協同演化,而且演化路徑是確定的,光合作用、多細胞化等現象註定會出現;

3. 自我調節蓋亞(Self-regulating Gaia):地球可以通過負反饋機制,保持其表面環境一直處於適合生物圈發展的穩定狀態;

4. 最優化蓋亞(Optimizing Gaia):地球可以將其表面環境調節到最適合生物圈發展的程度

當然,沃德也指出,蓋亞假說還有一個最強的版本,就是認為地球本身就是個有生命的活物(因此人類也只是她身上的“細胞”而已),但這已經接近泛靈論信仰了,在科學上沒有討論的必要。

在沃德看來,上述幾種表述里,協同演化蓋亞肯定是正確的,但另外三種表述都是有問題的。特別是第三、四兩種強版本的蓋亞假說,相信地球生物圈即使不是“越來越好”,至少也可以保持穩定延續,則可以證明是錯誤的。

與這種樂觀的態度相反,有證據表明,地球生物圈在歷史上曾經多次“自殺”,生態系統崩潰,大量物種滅絕;生物圈這種自我毀滅的傾向,也導致無論用總生物量還是物種多樣性作為指標來衡量,當下的地球都已經過了巔峰期,走上了不可避免的衰退之路。

對於這樣一個“陰鬱”的假說,沃德故意也從希臘神話中找到一個叫美狄亞的人物來命名,從而在名字上就和蓋亞假說針鋒相對。美狄亞是科爾喀斯國的公主,與率領一隊希臘英雄前來尋找金羊毛的伊阿宋(Jason)相戀,又在伊阿宋變心之後由愛生恨,將自己親生的兩個孩子殺害。

沃德在書中細數了自打地球生命誕生以來發生的多次“美狄亞事件”。比如大約23億年前,由於單細胞光合生物大量繁衍,導致大氣中的二氧化碳被大量吸收,甲烷也全被氧化。這兩種溫室氣體的減少,使地球表面迅速降溫,以至大部分海陸都被冰雪覆蓋,只有赤道附近除外。這次“雪球事件”,可以說是迄今為止地球上發生的最恐怖的生態災難。

又如大約3.6億年前的泥盆紀,由於陸生植物迅速擴張,導致陸地岩石被大量侵蝕,許多營養元素流失到海洋中,造成海洋富營養化。海洋底層的微生物在分解生物遺骸時,消耗了溶解在海水中的大量氧氣,嚴重的缺氧環境於是導致大量海洋生物滅絕——這就是地質史上五大集群滅絕之一的泥盆紀集群滅絕。

在沃德看來,發生美狄亞事件的根本原因在於,生物的演化遵循達爾文的自然選擇模式,是“自私”的。上述單細胞光合生物也好,陸生植物也罷,在大量繁衍的時候從來沒想過要“體諒”地球上的其他生物。而如果沒有能夠克制它們的機制,這些生物的擴張就會引發正反饋過程,使地球環境越來越差,最後以生態系統的崩潰告終。

不僅如此,當地球遭遇來自太空的災變時,某些生物往往會起到推波助瀾的作用,結果反而擴大了災變對生物圈的傷害。比如大約6500萬年前的白堊紀-古近紀集群滅絕,雖然基本公認是小行星撞擊地球所導致,但因為當時地球氣候溫暖,陸地上的森林面積比現在大得多,因此小行星的撞擊引發了大面積的森林火災,釋放出巨量煙炱,導致全球氣溫下降,長時間都不能恢復。按沃德的觀點,本來這可能只是一次中度的災變事件,卻因為森林的“煽風點火”,生生擴大成了一場集群滅絕,恐龍興旺的中生代於是至此落幕。

在我看來,美狄亞假說提出了比蓋亞假說更有說服力的一種悲觀的圖景——地球生物圈之所以能夠發展到今天,可能只是因為足夠幸運,熬過了一次又一次的美狄亞事件而已。

以雪球事件為例,我們可以這樣設想:發生雪球事件之後,如果不是因為地球突然迎來大規模火山噴發的時期,火山釋放出的二氧化碳提升了地表溫度,打破了地球的雪球狀態,誰又能打包票,認定地球生物圈一定會復興呢?說不定在宇宙中就有什麼行星,被長期困在雪球狀態中,從而徹底失去了演化出多細胞生物的可能。

美狄亞假說相對蓋亞假說的另一個優勢是,它可以完美地把人類活動對地球生態系統的威脅納入其中。確實,人類也不過是一個晚近的“美狄亞物種”罷了,在大量繁衍的時候也很少想過要體諒地球上的其他生物,終於在工業革命之後引發了正反饋過程,使地球環境越來越差,並在21世紀因為過度排放溫室氣體而首次逼近了全球生態崩潰。如果地球生物圈能熬過人類這次的折騰,那也只是幸運而已——說不定在宇宙中就有什麼行星,其上的生物圈就沒能熬過智慧生命的第一次作死,於是又被打回了只有“低等”多細胞生物的原始狀態。

對於人類的行為,蓋亞假說就不太容易做出簡單自洽的解釋。如果認為人類也是地球生物圈的一員,那麼人類對生物圈的摧殘和自殘顯然推翻了蓋亞假說。但如果認為蓋亞假說只是針對人類以外的生物才成立,那麼人類就只能被開除出“正常”地球生物的行列,從而形成人與自然的根本對立;如果是這樣,那麼人類這種反蓋亞的天性又是從哪裡來的?

從美狄亞假說還能引出如下的推論:既然地球是如此稀有,生物圈是如此脆弱,那麼它的毀滅就是常態,長存才是反常。因此人類必須高度重視當前的環境問題(特別是溫室氣體排放導致的全球氣候變化問題),主動找到自我制衡的辦法,打破正反饋過程,才能保證自身物種和地球生物圈的永續。如果說基於蓋亞假說的環保觀是“消極”的,人類只要節制,就可以仰賴蓋亞自身的神秘機制,坐等地球生態恢復正常,那麼基於美狄亞假說的環保觀就更偏“積極”一些——不要過於相信地球本身的什麼“自我調節”或“最優化”機制,必須以更大的力度深入瞭解生態系統的運行規律,盡可能從自然定律下手化解危機。

對了,彼得·沃德寫過很多科普讀物,比如他還曾經與天文學家唐納德·布朗利(Donald Brownlee)合著有《稀有地球》(The Rare Earth, 2000),由我翻譯后,已由商務印書館推出中譯本。

“稀有地球假說”比“美狄亞假說”影響力更大,它的提出,給上世紀後半葉以來由卡爾·薩根等一些天文學家帶動起來的“外星生命熱”潑了一盆涼水。沃德和布朗利認為,沒有堅實的證據能夠證明,生命(以至智慧生命)一定是宇宙中的常見現象;相反,他們提出了以往常常被人忽略的許多因素,表明單細胞生命雖然可能在宇宙中很常見,但複雜的多細胞生命卻很可能非常稀有,因此像地球這樣孕育了智慧生命的行星在宇宙中很可能也非常稀有。不難看出,“美狄亞假說”是和“稀有地球假說”一脈相承的思想。