种出个地球

1. 起点

【鬼谷闲谈】紫色地球 //www.bilibili.com/video/BV1Qh411R7Zf/ 【鬼谷闲谈】改写演化的邂逅 //www.bilibili.com/video/BV1NT4y1w7vD 紫色古菌 v.s. 绿色蓝细菌：30多亿年前，大气中满是火山喷发的毒气(硫化氢等)，阳光中的紫外线直射，大地寸草不生，生命诞生于能够阻隔紫外线的海水中。阳光中能量最丰沛的频段是绿光，而最初能利用阳光的生物所吸收的也正是这一波段，从而呈现紫色。那时的海洋充斥着紫色古菌，地球还是一个紫色星球，而当时大部分生物利用太阳能拆解硫化氢中的氢原子，并与二氧化碳结合制造有机物(不产生氧气)。而在紫色古菌之下的海水中，一些细菌被迫选择利用阳光中剩余的微弱蓝紫光，从而呈现绿色；而且由于无法获得硫化氢，它们最终进化出了从更牢固的水分子中夺取氢的能力(产生氧气)，这就是最初的光合作用，而这种细菌就是蓝细菌(蓝藻)。为此蓝细菌进化出复杂的结构(叶绿体)，积攒能量，劈开水分子，聚集12个光子才能分离水分子中的氢，而植物的故事也由此开始。

随着氧气的出现，海洋中的亚铁离子被氧化为铁锈，沉积到海底成为今天的带状铁矿地层；而大气中的硫化氢也最终都被氧化，并随雨水沉降地面成为硫酸盐沉积，并最终在26亿年前游离的氧气开始出现在地球大气中(大氧化事件)，并最终在大气层上层形成臭氧层，保护地球免受紫外线的破坏。

4亿多年前，原始植物开始登陆，先驱者们并没有叶子或根，只有裸露的茎干。根的出现，使得植物可以穿透岩层，岩石分解风化并最终形成适合植物成长的土壤。而植物的登陆，也带动觅食动物的登陆。之后，随着氧气的集聚，二氧化碳的降低，植物获得光合作用所必须的二氧化碳的难度越来越高，最终进化出了富含气孔的叶子，同时也增加了接受阳光的面积，但也加剧了植物间的竞争，树木丛林开始出现。而由于过剩的氧气含量(2倍于今天)，昆虫的体型相比今天都无比巨大。

2.3亿年前，随着恐龙的出现，大部分是食草恐龙，植物王国受到威胁，有些进化出了尖刺、毒素来应对，有些选择越长越高以免于被采食，植物甚至可以通过信息素进行交流。当时的地球还很温暖，针叶林遍布全球，直至开花植物的到来。

仅仅依靠一种气体——二氧化碳、一种液体——水，再配合外部的能量就可以构建出近百米高的巨大树木，这实在是太不可思议了。

2. 花花

蕨类(孢子植物)、针叶树(裸子植物)、开花(被子植物)：蕨类传粉依赖水流，分布范围受限；针叶树传粉依赖风力，效率低下、需要巨量的花粉。由于当时植物繁衍的种种限制，植物的物种多样性并不高，相应的动物多样性也并不高。1.4亿年前，开花植物的始祖(原始花)出现，通过与昆虫的协同，极大提升了传粉效率。而随后原始大陆的分裂，造就了更多样的地貌与环境，开花植物凭借更强的适应性开始逐步崛起。

花朵通过醒目的色彩为昆虫指路，提供花蜜与昆虫互利互惠，并通过双受精为种子打包食物(胚乳)。由此，开花植物不断开拓其他植物所不能踏足的土地，并推动昆虫的协同演化，进而推升昆虫及后续整个食物链的生物多样性，物种爆炸式增长。开花植物最终取代蕨类与针叶树，占领地球的各个大陆。

除了物种多样性，开花植物还带来了气候乃至地貌的改变：开花植物有丰富的叶脉 -> 蒸发更多的水 -> 形成更多的云 -> 降落更多的雨水：雨林中80%的雨水来自开花植物的蒸发，而喀斯特地貌中的高峰、溶洞、峡谷是开花植物力量的最好见证。

6500万年前地球还是热带雨林的天下，覆盖地球的大部分表面。但随着小行星的降临，高温、大火、酸雨，物种大灭绝。蕨类 > 针叶树 > 开花植物，植物逐渐复苏，而最终统治的是开花植物。恐龙灭绝了(剩下了鸟类)，取而代之统治地球的是哺乳动物，而果实成为开花植物吸引哺乳动物与鸟类为之散播种子的新工具。一些哺乳动物进化为只吃果实，这其中的灵长类演化的非常适应攀登树木、采摘果实，并跟随植物的演化，由最初的二色视力(蓝绿)进化为更擅长搜寻成熟果实(红)的三色视力，而这些进化的成果最终都成为人类的财富。

3. 草草

在整个恐龙时代，地球温暖湿润，雨林统治着大地，就连南北极也被森林覆盖。在森林的阴影之中，草本植物开始登场，科学家从恐龙的粪便化石中发现了草本植物始祖(原始草)的证据。它们挺过了小行星所造成的大灭绝，但很快板块运动所引发的造山运动带来了新的危机。大量裸露岩石被雨水冲刷，矿物质流入海洋，吸收空气中的二氧化碳，沉积形成石灰石。二氧化碳含量最终降为原本的六分之一，所有植物的生都面临危机。3000万年前，草本植物进化出新的能力，能将二氧化碳“泵”入维管束提升浓度，但当时森林仍然占据统治低位。

直至800万年前，地球开始变的异常干旱，而草本植物进化的非常适应这种环境。它们在枯萎干燥后非常易燃，但又能从废墟中迅速复苏。荒草燃烧时，温度最高的是高处跳动的烈焰而非地表，地表附近的嫩芽则在层层保护之下挺过烈火。闪电引燃荒草，大火过境，广袤的森林覆灭，而草原迅速复苏，不断扩张，整个地球陷入一片火海，黑烟笼罩。

到了600万前，草本植物成为陆地霸主，植食性动物被迫在很短时间内由采食森林中的树叶、灌木转变为食草。而为了应为动物的食用，草本植物从土壤中获取硅质，在叶片边缘形成坚硬的倒刺。约半数植食性动物随着草原的扩张灭亡了，而另一些则进化出了适应咀嚼草叶的牙齿，得以幸存。而这又引发了海洋和大气的巨变，硅质随着食草动物的粪便回归大地，又最终被流水带向大海，这带来了硅藻在约500万年前的迅速崛起，进而成为整个海洋食物链的基石，并提供了大气中四分之一的氧气。

草本植物还推动了人类文明的诞生，在草原取代森林之后，人类的祖先开始走出了森林，为了适应恶劣的环境，逐渐开始使用工具、直立观察，直至10万年前智人出现。他们以采集植物和狩猎为生，并聚集为小族群。而一种草本植物——单粒小麦又一次带来了改变，偶然的基因突变使得其种子成熟后不易脱落，这对于麦子本身并非好事，但却意味着更便于人类收获，人类开始驯服小麦，获得稳定的食物，定居生活。人类聚居产生了村落与城镇，文明由此蓬勃发展，考古学家在土耳其发现了早在1万2千年前人类所建造的精美祭祀石阵(哥贝克力巨石阵)。

植物

• 远古地球的大气充满毒气，没有氧气，也没有臭氧层隔绝紫外线。最初进化出了一种能够利用阳光的细菌，呈紫色。
• 绿藻细菌出现，演化出了一种新的利用阳光的方式，把水分子分离为氢和氧。氢和二氧化碳合成糖分，氧气作为废料排出。地球大气开始发生变化。
• 植物来到陆地之前，陆地上只有无生命的岩石。第1批登陆的植物，还没有根和叶的结构，无法距离水源太远，主要分布在海洋河流沿岸。
• 植物进化出根之后，能够将岩石碎裂为土壤。土壤反过来又利于贮存水分，植物获得了大举向内陆进军的能力。同时，动物追随植物来到了陆地上，消耗氧气，释放二氧化碳。
• 鲎是首批上岸的动物。非常古老，至今几乎没有变化。
• 为了对抗动物，植物演化出了尖刺、毒素等各种防御手段。甚至同一物种植物之间还能相互沟通。当一棵植物受到伤害时，释放出的化学信号能被周围的其他同类接收到，同类作出反应时，也开始释放信号继续传递。
• 大量植物覆盖地表，空气中的二氧化碳含量急剧下降。幸存下来的植物，演化出了更高效吸收二氧化碳的方式：叶子。叶子的出现增加了表面积，极大提升了植物吸收阳光和二氧化碳的效率。
• 有了叶子，植物之间开始为了争夺阳光而军备竞赛，演化出了木质部，越长越高。当时的植物群落，几乎都是雨林的形式，甚至覆盖了两极的陆地。

花

• 在开花植物出现之前，地球上主要的植物形式是蕨类植物和裸子植物。蕨类植物的孢子靠水传递，裸子植物的种子靠风传递，两者都有极大的随机性，准确率很低。
• 在这个时期，陆地的物种多样性不高。陆地上的动物只发现了700多种，而今天的陆地上光是哺乳动物就超过了5000种。而当时的植物，则是清一色的绿。
• 现存至今的无油樟，与原始花有很近的亲缘关系。花这个器官最初演化出来，就是通过与众不同的颜色来吸引甲虫靠近和接触，当时还没有出现蜜蜂。这大大提高了传粉的准确率。
• 有了这种精准的传粉手段，开花植物得以征服那些气候极度恶劣的地区。自此，生命遍布地球每个角落。
• 不同的植物开始演化出各种颜色、形态的花，来吸引特定的动物。花瓣的表面也演化出了细鳞状结构，能够反射出亮晶晶的光芒，提升吸引力。甚至花瓣上还演化出了只有在紫外波段才能看见的暗痕，更加准确地引导昆虫降落。
• 开花植物有坚硬的种子外皮，同时包含受精卵和营养物质，能够长时间抵抗各种严酷环境，生存下来。19世纪，美人蕉的种子甚至被用来作为子弹，射击后仍然能够顺利发芽。
• 花蜜的出现，进一步提升了植物的繁衍效率，让动物有目的地配合传粉。植物有针对性地迎合动物，动物以特定的花蜜为食，地球迎来了一个物种多样性大爆发的时期。
• 对于开花植物来说，有一个问题需要解决。如何保证前来采集花粉的动物，会落在另一株同类身上？为此植物演化出了各种非常巧妙的筛选方式，其中一种是判断动物振动翅膀的频率，翅膀振动在正确的频率上，花粉囊才会打开。
• 开花植物的蓬勃发展，占领了地球每一个角落。密林里高大植物的蒸腾作用，产生了雨林气候。大量的降水又反过来重塑了地表，塑造了喀斯特地貌。
• 灭绝恐龙的小行星撞击地球之后，动植物大量灭绝。首先从中恢复过来的是蕨类植物，然后裸子植物，最后开花植物才重新夺回统治权。
• 果实则是开花植物的另一大繁衍智慧。从设下重重保护，到主动发育成鲜嫩多汁的水果供动物食用，跨出这一步让繁衍的效率再上一个台阶。
• 植物为了避免果实在种子发育成熟前就被动物吃掉，演化出了果实变色的机制，果实成熟后颜色会完全改变。
• 早期的哺乳动物大多只有两种视锥细胞，能分辨的颜色非常有限。演化出三种视椎细胞，能够分辨更多颜色，帮助哺乳动物更准确的找到成熟的果实。动物与植物互惠互利，共同演化。

草

• 草的诞生比树更晚，没有阳光的优势，却演化出了维管束，大大提升了二氧化碳的转化效率，获得了超快速生长的能力。在雨林遍布的环境中存活下来。
• 除此之外，草还运用一种非常惊人的力量与树竞争：火。
• 枯萎的草非常易燃，成片野草燃烧起来，产生的高温聚集在草的上空。草自身的根系有防火结构保护，高大的树却往往在火中丧生。火的力量改变了植物王国的势力格局，把大量的雨林变为稀树大草原。
• 部分动物也很快适应了草原的环境。马的牙釉质的研究结果显示，正是在草崛起的时期，马的食物主要从树叶变成草叶。
• 草为了保护叶子，从土壤中吸收二氧化硅，在草叶边缘长出锋利的锯齿。大量的硅通过动物粪便排出，最终流进海洋，滋养了海洋里的硅藻。
• 硅藻是海洋里食物链的基础，并且它也使得大气中氧含量进一步提升。
• 越来越多的草原，使得一部分猿类从丛林中走出来，来到草原生活。低矮却密集的草阻挡视线，草原上的猿类经常需要双腿站立，勘察环境。长此以往，人类的祖先偶然获得了直立行走的能力。
• 人类进入农业社会更是有赖于草的演化。土耳其南部的哥贝克力石阵，是建于石器时代的巨石阵建筑，按照采集部落的生产力，这是不可思议的成果。巨石阵附近发现了人类最早驯化小麦的证据，这里极有可能是首批进入农业文明的人类社会。
• 野生的小麦成熟后，麦粒与麦杆的连接处会松动脱落，无法大量收集、长途搬运。一次偶然的基因突变，产生了一种麦粒不易脱落的小麦。这种突变对于小麦的自然选择来说，是失败的。却正好适合人类种植，在人类的介入下，这种小麦反而获得了巨大的成功，成就了人类的农业文明。

01------------------- 巨杉的树龄可达3千岁以上，是地球上最大的单体生命形式。 阳光得经过1亿5千万公里才能到达地球。 在捕光复合体里，12个光子的能量用来分离1个水分子，水分子被分解成氢和氧。 植物进化出了一个有效储存水分和营养物质的结构——根。 土壤十分适合储存水分，它对植物进入内陆起到了至关重要的作用。 形成土壤需要很长的时间，1千年才能形成2厘米。 有了根系，有了土壤，植物所向无敌。 如果没有足够的二氧化碳，植物就会窒息而死。 我们越深入研究植物，就越发现植物的复杂性，以及它们对环境的高度适应性。 仅仅是二氧化碳、水和阳光，就能长出90米高的大木头，这真是不可思议了！ 02------------------- 花对全世界文明至关重要，它们深深地影响着我们的生活。 一棵树能释放多达100亿粒花粉。 花的表面一点也不平整，相反地，花瓣由无数的小结组成，每一个都像是个小棱镜，反射和分散着太阳光。 在19世纪印度叛乱时期，士兵们用种子而非铅弹射击。 叶脉是植物运送水分的通道。 开花植物的叶脉比其他植物多出4倍。 事实上，一棵树每天会流失掉5吨水，而雨林中80%的雨水来自开花植物的自身蒸发。 韩松洞是人类迄今为止发现的最大的地下洞穴。 地球上所有的大雨林之下总有洞穴形成。 一个直径10公里的小行星从外太空朝地球飞来，以相当于10亿颗广岛原子弹同时爆炸的冲击力撞上地球。 70亿吨碎石被喷进低地轨道中，以超音速行进，和大气的摩擦产生出巨大的热量，使得当时地球温度高达200度。 在小行星事件之后，种子帮助开花植物重新统治地球。 植物学上对果实的定义是——必须是从花朵本身发展而来的才能称为果实。 果实是自然进化过程中最神奇的变化。 事实上，如果没有果实的出现，早期喃乳动物可能也不会存在。 03------------------- 最艰难时期总能进化出最棒的解决方法。 草创造了一种额外的物质“维管束”，它就像是迷你的吸气管，专门收集二氧化碳。 草是地球上抗火能力最强的植物。 草是陆上的霸主。 草从土壤中吸取二氧化硅，二氧化硅在草叶表面像匕首般排列，警告动物们别靠近它。 硅藻很重要，因为它们是海洋食物链的基础。 当硅藻盛开时，能覆盖超过十分之一的海洋面积。 大气中四分之一的氧气是由硅藻产生的。 八千种不同的草类覆盖了四分之一的陆地。 方果力的猩猩是地球上唯一能制造矛状树枝，并用其捕食哺乳动物的猿类。

如果我说野草改变了人类的历史进程你可能不信，但这却很可能是真的！ 6500万年前一颗直径10公里的小行星击中了地球，其爆炸当量相当于100万亿吨TNT炸药。爆炸引发的冲击波在一个小时内席卷了地球一圈。超过70亿吨岩石被抛出大气层外，因受地心引力的影响，这些岩石碎片重新坠入大气层，并与大气层剧烈摩擦成为火流星，最后以超音速砸向地面。这些坠落的陨石引发了全球性的森林、草原大火，气温一度高达摄氏200度。 爆炸产生的烟尘进入平流层，地球表面被遮天蔽日的尘埃包围着，阳光无法到达地面，植物大量灭绝，植食性动物死亡，大批食肉动物也随之灭绝。地球上约80%的物种被灭绝了，但草却存活了下来。 大灭绝给了新生物种机会，蕨类植物率先复苏，让地球重新焕发了生机。约 5000万到3000万年之前，大气中的二氧化碳含量曾降低到目前的六分之一。草类为了适应此种状况进化出了维管束，摄取二氧化碳的能力大大提高，其功能相当于现在的涡轮增压装置。那之前马和大多数植食类动物主要吃的是树叶。之后随着草类的兴盛，大部分植食类动物改吃草，没适应的那部分便走向了灭亡。 当时地球上还到处是森林，不过野草有办法逆转这个趋势。 干枯的草特别容易被点燃，借着风势野火蔓延非常迅速。其温度最高的位置在地面一公尺以上的地方，最高可达360多度，足以引发森林大火，原来的森林被烧毁，大片的野草取代了原始森林。而野草埋在地下的根茎则几乎不受损，大约半月左右火过之处便又青草遍野。 草类中含有大量的硅，食草动物吸收的硅被以粪便的形式排出，食草动物每天会产生数百万吨的粪便，它们被雨水冲入河里，最终流入了海洋。这些进入大海的二氧化硅使硅藻大量繁殖。硅藻是海洋食物链的基础。硅藻盛开时能覆盖超过十分之一的海洋面积，大气中四分之一的氧气是由硅藻产生的。 随着森林的减少，五百万年前原来生活在树上的灵长类动物不得不下地觅食。科学家在南非草原上的观察和研究表明，当野草长高后视野受阻，下地的大猩猩不得不经常后肢直立起来观察捕食者和猎物的情况。就这样500万年前野草的兴盛使灵长类开始了下地行走。 在以色列的哥贝克力石阵，人们发现了大量石器时代的雕塑，建造年代在12000年前，用石头来刻石头既费工时又要求大量的熟练技术工人。以石器时代游猎和采集生产方式所能达到的人口供养率，很难养活如此大规模的非生产人口。为什么当时能支撑起如此庞大而复杂的艺术创作呢？最终植物学家们找到了原因，他们在石阵附近发现了人类最早可以收割的野生小麦。 按照自然选择， 植物一切为了传播自己的基因，所以最早的野生小麦在茎秆间有一排特殊的细胞让小麦成熟后由于受重力和风的影响很容易剥落。当时的人们根本无法收割。直到人们发现了基因突变的小麦，这些小麦中茎秆处托住种子的细胞更加强韧，这使小麦的种子成熟后将十分难于剥落。这对小麦本身来说绝对不是好事，但对人类来说却是空前的利好消息。 人们特意培养这些极为少数的变异野生小麦，并逐步扩大种植面积，使得食物产量大大提高，可以养活更多的非劳动人口。他们放弃了狩猎和采集，不再随水草而居，从而转变为最初的农民，开始了定居生活，由此产生了村庄、集镇和城市。所以说，野草极大地推动了人类文明的进化历程。