災變·天地·進化

把天文科學、地球科學和生物科學進行綜合、相關研究，是當代自然科學的發展和深化。近年來，科學工作者在這一研究領域中十分活躍，并取得了一些新的成果。

地外災變與生物進化

化石記錄表明，歷史上地球曾經發生過多次生物突然大滅絕事件。對于這種現象，過去通常的漸變論幾乎無法解釋。現在，人們都普遍承認災變事件在地球歷史上確曾發生過，于是科學家尋找到一條新的思路。美國芝加哥大學的化學家，在距今6500萬年前的白堊紀地層沉積物中發現銥異常，銥異常現象起因于大型小行星同地球相撞。科學家推測，當時一定有宇宙物體撞擊地球表面，結果形成一個溫度高達3000華氏度的巨大火球，并以音速向外擴張，引起一場全球性的森林大火，使大氣中充滿塵埃。這就是地外災變，或稱作由于超新星爆發、小行星撞擊、彗星撞擊、太陽超級耀斑爆發引起的新災變假說。顯而易見，地外災變導致生態環境劇烈改變，使生物集群滅絕，中斷了生物的進化譜系。如在白堊紀末期，生物種的滅絕率達75％，屬的滅絕至少52％。因此，“災變”一詞往往被人理解成生物的滅絕變化，似乎災變給生物進化帶來了危機。然而，生物演化史又恰恰表明，災變的作用并不只是消滅生物，相反正是這種災變危機才能給生物的進化帶來一片生機。例如只有恐龍類的滅絕，才能有新生代的哺乳類動物蔓延全球。這種每一次大災變，使得舊有生物種群大批衰亡，從而為新興生物的崛起、繁盛提供廣闊的生態領域，就是所謂的生態替代。這是因為災變后，僅留下抗災能力強者或因快速變異而幸存者，這些有生命力的變異生物在進入新的正常環境后，很容易“爆發”式地發展。另外，“災變”還可以“制造”生物，改變生物。因為地外災變所帶來的高能射線會誘發生物產生基因突變，使生物發生新的變異。大幅度變異并具有獲得性遺傳的生物，常在新環境中占據有機界的統治地位。所以，災變因素從這層意義上說是加速了生物的進化進程。

天花與宇宙線環境

天花在歷史上曾經是一種對人類危害極大的傳染病，它能造成人群的大批死亡，幸存者往往也要失明或被損毀了面容。但是，為什么會發生天花流行？為什么天花流行只出現在某些年份，而不出現在其他年份？科學家至今未了解其確切原因。不過，現在大量的研究資料表明，天花流行與宇宙線環境有關。

所謂宇宙線，主要是指宇宙間的高能粒子流。地球大氣臭氧層是人類生存的天然屏障，正常情況下，宇宙線的強度不至于傷害人類及其他生物，可是每當太陽發生超級耀斑爆發或者亮新星爆發時，宇宙線的強度就會突然增大，而正是在這些時期稍后的年份里，世界上也都發生了天花流行。根據世界有關衛生組織在“全球消滅天花”的報告中證實，1920年—1979年世界上共有10次天花大流行，流行年份和宇宙線強度增大有極好的對應關系。據此，國內學者對宇宙線環境影響天花流行的機制提出了見解：一方面，宇宙線強度增大將破壞大氣臭氧層，從而使入射到地球表面的紫外線數量增多，這種增強的紫外線照射能引起天花病毒發生突變，形成致病力強的新變種；另一方面，地球宇宙線環境的較大增強，會引起其他自然環境因素發生變化，從而出現一種適宜于天花病毒新變種活動和傳播的生態環境；結論是，宇宙線環境的較大增強可能是天花流行的根本原因。

現在，雖然全世界已經消滅了天花，但研究宇宙線環境和天花的關系，仍然有助于加深對宇宙線環境的重要性的認識，而且對研究其他一些疾病流行（如流感）的根本原因也有啟發和借鑒作用。