(图片来源 academictips.org)

大约46亿年前，早期地球刚刚形成。我们无法知道那时地球的样子，但有一点可以确定，她的自然条件极为恶劣。从46亿年前的了无生机到现在的生机勃勃，地球经历了无数剧烈的变化。而地球上的物种，为了在不断变化的地球环境上生存下来，也必须发生改变以适应环境。

这里，我们介绍两种地球的变化，并尝试理解其中伴随的生物进化。

大陆漂移创造新物种

我们每天都在地面上行走或奔跑，在认识到大陆漂移之前，我们可能会认为地面是静止的，只有我们才是运动着的，但事实并非如此。在中生代（大约2.52亿年到6600万年前）之前，地球上的大陆是一块统一的巨大板块，这个巨大的板块被称为泛大陆。中生代之后，泛大陆开始分裂，分裂开的各个大陆像在水上移动和漂浮一样，随着地幔对流的流动而移动，有些移动得快，有些移动得慢。这一运动直接导致了科学家们所说的“大陆漂移”。

那么大陆漂移是如何影响进化的？

当大陆分裂并发生漂移，原本可以交配的物种被海洋隔开，曾经能够杂交的个体在繁殖上也开始彼此隔绝。同时，分裂的大陆漂移到不同的经纬度，有的物种被带到了赤道附近，而有的则到了两极，经纬度的差异导致物种进入不同的气候环境。为了适应不同环境，物种势必要发生不同的进化，否则它们将灭绝。进化出的新物种会在这个新地区生存下来，不同地区进化出的新物种之间也不能再发生交配繁殖行为。

简单来说，大陆分裂漂移会造成物种内的地理隔离，而长期的地理隔离可能会使物种内发生不同方向上的进化，最后造成生殖隔离，形成不同物种。

气候变化加快进化速度

全球气候变化有时被称为全球变暖，造成全球变暖的罪魁祸首就是温室气体。像二氧化碳这样的温室气体，可以将热量保持在大气层内，如果没有温室气体，地球将变得极其寒冷，届时生命将无法生存。但太多的温室气体除了提升地球上所有地方的平均温度之外，还会带来许多潜在的问题，如极地冰盖的融化、更极端的自然灾害等，同时它还影响物种的进化。

在达尔文对进化的解释中，自然选择决定了进化的方向，当特征适应环境，这个特征就被保留。换句话说，那些具有更适合环境的特征的个体会生存下来并将这些特征遗传给后代，而不适合这个环境的个体最终会死亡或发生进化。当气候发生变化，某个地区的环境也会发生变化，物种们为了生存不得不迅速适应这种变化，并创造出更适应环境的个体。

比如，北极熊生活在地球北极那些冰层非常厚的地区，由于非常寒冷，它们需要厚厚的脂肪和皮毛来保暖。冰层下的鱼类是它们主要的食物来源，为了获得食物，它们还成为熟练的冰上“渔民”。但随着全球气候变化，极地地区温度上升，冰层变薄，北极熊的脂肪和皮毛似乎变得多余，薄薄的冰层也承受不住北极熊敦实的重量，学会游泳成为一项非常必要的技能。但北极熊的适应速度没有那么快，虽然那些成为优秀游泳运动员的北极熊会活得更长一些，但进化是需要经历很多代时间的，如果气温持续上升，北极熊将没有足够的时间来进化出适应气候变化的特征，终有一天，它们将不复存在。

全球气候变化导致物种不得不加快进化速度，以避免大规模的灭绝。而地球上还有很多其他和北极熊处于同样困境中的物种，它们同样没有足够的时间来适应变化的气候，最后走向灭绝。

火山喷发是地球活着的一个明显标志。如果没有火山，地球就会变成一个没有生命的沙漠世界，就像我们的邻居——火星一样。在地球早期，猛烈的火山喷发活动改变着大气，它们不断喷发出二氧化碳等较重的气体，取代了当时以氢为主的大气层。二氧化碳等温室气体给地球带来了温暖，温度上升，生物得以稳定生存并进化。

有研究认为，频繁的火山喷发还导致了寒武纪生物大爆发。那时，大量的火山喷发温暖了地球，并帮助形成大陆，还促进大量生物发生进化。同时，火山喷发也是碳循环中的关键一步，因为火山喷发能将碳以二氧化碳的形式，从地壳释放到大气中，如果这一在地壳和大气层之间进行碳交换的环节断开，那么我们的世界也不会稳定到足以让生命进化。

虽然火山喷发的二氧化碳等温室气体可以使地球升温，不至于那么寒冷，但额外的二氧化碳可能会酸化海洋，许多对海洋酸度敏感的生物可能会因不适应酸度增加的海洋而相继灭绝，或者是为了适应海洋而发生进化。曾有研究小组在实验室中模拟了海水严重酸化的环境，并对其中喂养的南极磷虾进行观察，结果发现成年南极磷虾在海水变酸时仍然能维持正常的生理活动，也就是说，成年南极磷虾已经进化出适应海洋酸化的能力。

直到现在，地球上的大陆仍在漂移，全球温室气体的排放也在继续，火山喷发活动也时有发生。我们虽然无法阻止大陆漂移和火山喷发，但是可以控制温室气体的排放量，如减少直接使用化石燃料， 提高绿化覆盖率等，减缓全球变暖的速度，让物种有足够的时间来适应变暖的环境，生命才能得以延续。

什么是地幔对流？

高温熔融的地核使得地核外围的地幔受热，受热的地幔物质发生膨胀，产生上升热流。当上升热流到达地壳底部，热流发生分流，并做长距离的水平运动。在这个运动过程中，地幔物质温度下降，随即又沉降回地幔中，这一过程被称为地幔对流。地幔对流被认为是大陆漂移的主要驱动力，当地幔做水平运动时，漂浮在地幔上的大陆板块也被带动做水平运动，发生移动。

二氧化碳为什么会使海洋酸化？

当大气中的二氧化碳被海水吸收，二氧化碳会和水发生反应，生成碳酸。碳酸在水中被解离成氢离子和碳酸氢根离子。而酸碱度以氢离子的浓度为基准，氢离子浓度越高，pH值越低，代表物质越酸。二氧化碳最终会导致海水中的氢离子增加，所以海水pH值变低，酸度增加。