王悅

1958年,英國生物學家查爾斯·艾爾頓開始研究生物多樣性在生態系統中扮演何種角色。他認為,多樣性的增加可以使生態系統更加穩定與豐饒。
但直到人類發現自身的活動、生物棲息地被破壞和氣候變遷引發多個物種滅絕后,艾爾頓的理論才引起注意。1993年,一場討論生物多樣性流失對生態系統有何影響的學術會議在德國舉行。
全球相關領域的科學家,在會上討論了生物多樣性與環境惡化的議題。多數科學家都同意,生物多樣性可能是調節生產力、養分利用和環境穩定性的關鍵因素。
如今,人們普遍承認保護生物多樣性的重要性,但是大地上豐饒的物種正面臨著氣候變遷的嚴重威脅。這種威脅在生物多樣性最為豐富的低緯度地區尤為明顯。在那最為豐饒的地方,匱乏也最為醒目。如何避免生物大滅絕的慘劇重演,是人類與地球上所有生物面臨的共同挑戰。
現今地球上生物多樣性的分布有一條人所共知的規律:在亞馬孫和非洲中部的熱帶雨林,生存著種類繁多的生物,但若往地球兩極移動,生物的種類數量就急劇下降。
生物多樣性的緯度梯度,幾乎成為自然王國中最普遍的特征之一,廣泛存在于陸地和海洋生物中。地理條件、氣候環境、生態特征等多種因素共同作用,導致了這樣的生物地理分布。芝加哥大學生物學家戴維·賈布隆斯基認為,這是一個可以追溯到達爾文之前的基本問題。
1835年,當26歲的達爾文搭乘“小獵犬”號到訪地處赤道附近的加拉帕戈斯群島時,群島上豐富且獨具特色的物種讓他驚嘆不已。加拉帕戈斯群島屬于南美洲的厄瓜多爾,西班牙文的“Ecuador”就是“赤道”的意思,也有人直接把厄瓜多爾稱作“赤道之國”。
加拉帕戈斯群島橫跨赤道,且受到秘魯寒流影響,氣候涼爽而干燥,再加上長期與世隔絕,動植物自行生長發育,種種因素造就了島上獨特而完整的生態系統。熱帶和寒帶的動物得以在群島上共同生存。早期的鳥或船,也把南美大陸的植物種子帶到島上,任其落地生根。
在加拉帕戈斯群島之行后,達爾文開始懷疑創造萬物的超自然神力,轉而致力于發展自然選擇的物種演化理論。多樣性生物成為了達爾文寫作《物種起源》的靈感源泉,而這些太平洋東側的島嶼也被稱作“達爾文與上帝分手的地方”。
如今,在加拉帕戈斯群島一共棲息著包括加拉帕戈斯象龜、加拉帕戈斯陸鬣蜥在內的700多種地面動物,以及包括加拉帕戈斯企鵝在內的80多種鳥類和許多昆蟲。
事實上,生物多樣性緯度梯度,并非總是存在于地球上。科學界通常認為,生物多樣性從低緯度向高緯度遞減的模式,主要存在于較冷的氣候背景下,如晚古生代大冰期(長達8000萬年)、晚新生代(包括現代)。這是因為在較冷的時期,地表氣候沿緯度方向的變化更為明顯,氣候的緯度梯度也更為顯著。

這些太平洋東側的島嶼也被稱作“達爾文與上帝分手的地方”。
不過,中國地質大學(武漢)的科學家宋海軍的研究團隊2020年發表在《美國科學院院刊》的論文,挑戰了這個觀點。他們的研究顯示,無論是在氣候較冷的晚二疊世,還是較溫暖的中—晚三疊世,海洋生物多樣性緯度梯度都十分顯著。地表穩定的環境,有可能對維持熱帶地區的生物多樣性高峰有重要作用。
發生在二疊紀和三疊紀之交(約2.5億年前)的生物大滅絕,導致生物多樣性驟降,促使生物古地理格局發生巨變。早三疊世極端的環境條件,進一步加劇了多樣性緯度梯度的消失。

加拉帕戈斯象龜

亞馬孫蜘蛛猴

澳大利亞考拉
西伯利亞大規模的火山噴發,導致全球溫度快速升高,還伴隨著長期的異常環境事件,如陸地風化作用加強、陸源物質大量輸入海洋、海洋缺氧等。這些環境事件都深刻影響了陸地生物多樣性和海洋生物古地理格局。這意味著,地質歷史時期的極端環境事件在生物地理格局演變中的作用巨大。
地球上生物多樣性最豐富之處,也是生態環境最脆弱的地方。
加拉帕戈斯群島的生物從大航海時代開始,就不停受到人類的侵擾。在1820年,達爾文到訪的15年前,捕鯨船“埃塞克斯”號在加拉帕戈斯群島的停留引發了一場不小的災難。當船員都在查爾斯島捕殺陸龜時,一名英國水手點燃的火苗失去控制,幾乎整個島嶼很快陷入火海。逃回船上的船員報告說,在經過一天的航行后,仍然可以看到地平線上沖天的火焰。