如今，物种灭绝率直逼云霄，而这一指标是否足以得出地球正经历大规模灭绝事件这一结论，甚至是不是个有用的指标，对此科学家仍争论不止。
“作为也在这片海里游来荡去的渺小人类，我觉得你坚持不了多久了。”古生物学家和地质学家詹姆斯 · 维茨（James Witts）沉思道，此刻他正在电脑前观看屏幕上艺术家刻画的白垩纪时期海洋生物。白垩纪起于约1.45亿年前，是恐龙存世的最后一纪。这些古老海洋里的食物网与陆地一样，可能也由大型爬行动物主宰。这些如今已经灭绝的物种与鲨鱼一起，也许曾以栖息海底的甲壳动物和四处游动的头足动物与鱼类为食。
如今，这些生物的化石残骸埋在一层显眼的沉积物/岩石层下，地质学家将其称为白垩纪-古近纪（K-Pg）界限。这层界限富含铱元素，典型地由珠穆朗玛峰大小的小行星在6 600万年前决定性的一天砸进现今墨西哥所在之处后破碎而释放产生的，这一撞击为白垩纪画上了粗暴的句号。“基本上它发生在了最糟糕的地方。”布里斯托尔大学讲师维茨说道。他与他的同事在2022年早些时候发表的研究结果表明，来自撞击地点（如今的尤卡坦半岛）基岩的巨量硫黄溅入大气层，形成遮挡阳光数月之久的气溶胶，让气候冷却了几十年，最终化为酸雨落回地面——上述一切导致了全球生态系统的崩溃。与K-Pg界线相比，之后的化石记录相当沉寂，举例来说，估计约76%的海洋物种被消灭。而在接下来生命复苏的100万年里，曾经漫布地球的纷繁物种仅有一个亚支复归其位。如同它们曾四处可见的陆地同类一样，“大型海洋爬行动物——它们再也没回来了。”维茨说道。
在地球的历史上，科学家认定为大规模灭绝的事件有五次，而K-Pg大灭绝是距离现在最近的一次。古生物学家将“大规模灭绝”定义为超过75%的物种在地质学时间短期内消失的事件，通常这个短期不超过200万年。前四次大灭绝也被认为涉及气候变化——例如归因于大规模火山爆发——并在一种情况下消灭了除了5%物种以外的全部生物。在这些事件之间是较小规模的灭绝事件和相对稳定的时期，伴随着的是新物种出现速度往往弥补了物种消失的速度。
现在，许多科学家担心，这种规模的下一次考验已近在咫尺——这一次，是由我们这一在过去几十万年内突然出现的物种引起的。尽管目前我们距离75%的标准还很远，物种灭绝率如今还在攀升，更多的物种似乎已摇摇欲坠。科学家指出，全球自然栖息地的破坏和野生物种的开发，再伴随着气候变化、污染和由入侵生物传播引发的生态破坏，都是驱动因子。事实上，维茨说，当今环境变化的绝对速度经他估计，与当初由小行星引发的变化速度相近。
如今的生物多样性丧失无论以哪种标准来衡量都是一场危机，而这一危机是否已符合另一次大规模灭绝的标准正被热议不断。大部分争论都纠结在如何准确地测量当代和人类存在前灭绝事件的规模，而这又因为对当前和过去生物多样性理解的不尽完整而变得更加复杂。一些科学家还产生了这样的疑问，即“对大规模灭绝的判断是否具有意义”。
“我们身处之处异乎寻常，有史以来第一次，我们试图在地质学最高级别事件正在发生的时候将其搞明白，”缅因大学古生态学家杰奎琳 · 吉尔（Jacquelyn Gill）说道，然而，当谈到生物多样性丧失时，“（这）只是让人想起这样一个事实，即我们的影响规模甚至能达到过去彗星或其他重大事件的影响程度——我认为这应该让我们停顿一下。”
估算物种灭绝速度
物种灭绝率通常是用E/MSY作为度量单位，也即每百万个物种每年的灭绝数量。为了评估当前生物多样性危机，研究人员通常专注于调查当前的生物灭绝率是否高于过去几百万年的背景速度，如果超过了，则研究超过了多少。但这两个指标很难估计，吉尔指出。科学家甚至不知道过去存在过多少物种、当今又有多少存于世间。
由于并不是所有生物最后都能成为化石，化石记录作为一种不完整的生物多样性存档，产生了不同的背景灭绝率估算值，也就是在大规模灭绝事件间隙时间内一般物种周转率，对于不同的分类单元，这一数值通常在0.1至2 E/MSY，最多的时候，每一万个物种中就有两个物种在一个世纪内消失。这低于物种多样化的平均速度，意味着大多数时候，地球上的物种是愈发让人眼花缭乱而非日益单调，杜克大学尼古拉斯环境学院的保育科学家斯图尔特 · 皮姆（Stuart Pimm）如是说。
当今物种灭绝率的许多估算都是基于国际自然保护联盟（IUCN）编制的濒危物种红色名录。尽管这是野生物种保育状况最全面的数据库，却也只有大约142 500种动物、植物和真菌被评估过，这只占科学界已知物种（约220万种）的6.5%，只是地球上所有物种的一小部分。而诸如哺乳动物和鸟类的脊椎动物却记录完好，IUCN对几乎所有有记载的物种都有评估。2015年，基于脊椎动物数据，墨西哥国立自治大学的生态学家和保育生物学家杰拉尔多 · 塞瓦略斯（Gerardo Ceballos）及其同事推测，过去一个世纪的物种损失率高达200 E/MSY——“与过去的几百万年相比，这个数字高得令人难以置信，”塞瓦略斯说，“对我们而言，这是我们已经进入第六次大规模灭绝的明确信号。”
塞瓦略斯说，基于IUCN名单所推测的数据低估了真实的情况。众所周知，IUCN对标记灭绝物种十分谨慎，唯恐犯下“罗密欧之错”——即宣布某些实际上存活于世的物种已经死亡并导致其失去重要的保育基金。但塞瓦略斯也提到，他能列举出一小撮已经几十年未曾被人目睹到的、在他看来已经灭绝了的物种，而IUCN仍将其列为濒危物种，其中包括了墨西哥的帝啄木鸟（Campephilus imperialis）和瓜岛叉尾海燕（Hydrobates macrodactylus）。
IUCN对无脊椎动物的记录就更没帮助了，夏威夷大学马诺阿分校的生物学家罗伯特 · 考伊（Robert Cowie）指出。无脊椎动物代表着生物多样性的绝大多数，但截至2020年，IUCN评估过的无脊椎动物仅占已知无脊椎动物物种的约1.5%，在已知超过100万种的昆虫中记录灭绝了的仅有63种，这一数字微小到有学者得出了“总体物种灭绝率极其低以至于不足为虑”的结论。但这忽略了一点，即许多无脊椎动物也许灭绝得悄无声息，被人忽视，考伊说：“当你谈论无脊椎动物时，你不能只用IUCN给的数字。”
抽样问题
幸运的是，还有其他方法可以测算物种灭绝率，许多科学家采用种-面积曲线来预测由栖息地损失导致的物种灭绝数量，种-面积曲线代表着区域大小与其所含物种数量之间的生态学关系。由于这种方法能对研究充分的分类单元产生精确的预测，“尽管目前应用不多，我们有信心，我们对无脊椎动物灭绝数的预测极可能是真的。”皮姆在写给《科学家》杂志的邮件中提到。早在1995年，他和他的同事利用这一曲线就估算出的动植物灭绝率高于背景水平的100至1 000倍，是物种多样化速度的约1 000至10 000倍，皮姆认为，这种比对相较于计算过去和现在的灭绝率差要更有用。地方性物种丰富，比如像岛屿这样的地区，受到的打击最大。
然而，伍兹霍尔海洋研究所的统计生态学家安德鲁 · 索洛（Andrew Solow）指出，种-面积曲线测算是不精准的。不同物种——特别是鲜为人知的那些物种——的确切范围存在不确定性，而如果栖息地遭到破坏，这些物种能否在其他地方寻到庇护，这些情况很复杂。而物种灭绝不仅取决于栖息地的消失，还取决于特定物种及关联物种的种群规模。事实上，科学家曾认为这种办法要么低估、要么高估了灭绝率。“这类计算（可以）让你了解正在发生的事情，但它并没有真正给出一个精确或完全可以站住脚的物种损失估值，”索洛说，“外推始终都是一个问题。”
2015年，考伊和他的同事尝试了一种不同的方法。他们向软体动物专家请教了200种随机选择的陆地蜗牛保育状况，这些调查确认，有10%的蜗牛极有可能已经灭绝，其中包括一些IUCN认为只是濒危的蜗牛。基于这一数据，研究小组估计在73 000多种已知陆地软体动物中，高达5 200种如今可能已经灭绝。进一步推测，这还意味着自1500年（IUCN记录物种灭绝的时间起点）至今，地球上已知的总计200万物种已有7.5%至13%已经灭绝，这远比IUCN在2022年正式报道的物种灭绝数882种要多，相当于150～260 E/MSY。
科学家正在逐渐掌握其他鲜为人知的分类单元。2019年的一项研究采用了IUCN数据和科研文献中关于种子植物的灭绝报告来推测当前的灭绝率，得到的数据高达皮姆及其同事报道的背景速率（即高达0.35 E/MSY的植物灭绝率）的500倍。与在动物中观察到的趋势相反，植物灭绝主要集中在近年来发现的物种中，其在被发现时就已经非常稀少了。
在海洋领域，生物多样性总体而言编目不善，得以记录下来的灭绝物种是惊人的少，例如，考伊只将一种独一支的海洋鱼类灭绝记录纳入统计。这可能有部分原因在于在海洋中，一个物种的成员常常分布得更为广泛，由此更难以被彻底消灭；也可能是因为它们在某种程度上得到保护免遭人类影响，考伊提到。与从前的大规模灭绝相比，海洋生物的相对不易察觉性是关键区别，而在之前的大规模灭绝事件中，海洋生物——尤其是蛤蜊、海蜗牛和菊石——遭到了灭顶之灾，维茨补充道。“当我们开始真正地看到这些群体高损失的大量证据时，我们就真的身处麻烦之中了。”
尽管如此，大多数科学家都认为物种总体灭绝率比过去几百万年里的任何时候都要高得多，甚至比此前的大规模灭绝事件还要高。对于像塞瓦略斯这样的科学家而言，很明显，当前的危机就是一场大规模灭绝事件，但其他科学家并不认同。“要想将过去和现在做一场令人信服的科学对比几乎是不可能的。”皮姆介绍说，其中一个原因就是，当今测算是以种为单位，而过去基于化石记录的计算是以科或属为单位。新墨西哥大学的古生态学家费利萨 · 史密斯（Felisa Smith）也认同这一观点，将基于至多几百年的数据进行计算得到的、尚不确定的当代灭绝率与横跨成千上百万年的、来自不完整化石记录且同样不确定的生物灭绝率做比较，犹如拿苹果与橙子做比较。
理论上来说，我们尚未达到75%临界点的大关，皮姆补充道。2011年的一篇文献综述总结说，如果所有濒危的鸟类与哺乳动物在一个世纪内灭绝、灭绝率继续有增无减，我们也许会在不到540年的时间里达到这一阈值，即便如此，当今的危机“也不足以与古生物学意义上的五大生物灭绝事件相提并论”。但是，将事件评估为大规模灭绝的标准维持在如此高的水位并不等于默认当一切都为时已晚才做出定论，犹他州立大学的生态学家埃德 · 哈米尔（Edd Hammill）指出：“仅仅因为某些事物没有达到大规模灭绝事件的评估标准，不一定就意味着，‘哦，好嘛，那一切就都还好’。”
物种灭绝率之外
对塞瓦略斯而言，只关注物种灭绝率会淡化当前生物多样性危机。灭绝只是种群长期数量下降的末期。2017年，塞瓦略斯及其同事就研究了IUCN关于27 600种陆生脊椎动物的数据，并发现即使在数量尚且充足的物种里，其数量的下降速度仍令人担忧。在当时177个有详细数据的物种里，其分布范围较历史分布情况缩小了至少1/3，对于超过40%的物种，其范围自1900年起缩小了超过80%。其他研究组还记录了许多海洋和淡水鱼类令人难以置信的数量减少的情况。
许多无脊椎动物在最近几十年里，也出现了数量急剧下降的情况。头条新闻曾警告世人“昆虫末世”即将到来。然而，德国亥姆霍兹环境研究中心生态学家阿莱塔 · 波恩（Aletta Bonn）指出，不同昆虫分类单元之间也存在着相当大的差异。在最新发表的研究中，波恩及其同事在过去35年里追踪了德国的蜻蜓和豆娘，发现那些适应了气候变暖的品种和翅膀长度更长的品种实际上在其分布地区有所增加。科学家还观察到，河栖蜻蜓略有恢复，这可能部分源于近年来人类致力恢复河流栖息地。“对于昆虫，因为它们的种群周期很短，正确的管理实际上可以让它们恢复如初。”波恩介绍道。
塞瓦略斯还补充，将种群减少的后果纳入考虑也很重要。不管是全球范围还是局部地区，物种灭绝都会在生态网络中留下功能性漏洞，特别是要考虑到部分在生态环境里举足轻重的物种也在受人类活动影响较大的物种之列。2020年，哈米尔与犹他州立大学的生态系统生态学家特里莎 · 阿特伍德（Trisha Atwood）及其同事一起，在IUCN关于鸟类、哺乳动物和爬行动物的数据基础上，发现灭绝风险最高的物种并不是捕食者，而是如阿特伍德常说的那样，是食草动物，特别是大型食草动物，它们对土地、地下水位、植被和生物地球化学过程有不成比例的影响。这一模式已经不是第一次被发现了，史密斯及其同事的部分研究显示，自约125 000年前以来，大型动物灭绝激增——与此同时的是会狩猎这些动物的智人的兴起与扩散。“这颠覆了生态系统，而其方式与过去的大规模灭绝不尽相同，”史密斯说，“我不是说这更糟或更好，我只是说这种对‘这是大规模灭绝吗？’的关注似乎目光短浅了，因为真正的关注应聚焦在我们正在对地球生态系统造成的破坏。”
研究人员一致认为，这种趋势对许多物种都是灾难性的，其中包括了人类，人类出于食物、作物授粉、碳储存、文化目的及其他原因，需要依仗各种动物、植物和真菌。是否将当前生物多样性丧失称为大规模灭绝，部分取决于科学家是否认为这将足够激起社会行动来阻止生物多样性的丧失。“如果（大规模灭绝一词）能激起人们真的关心这个议题，那么我将感到很开心。”加州大学洛杉矶分校荣休教授、理论生态学家斯蒂芬 · 哈贝尔（Stephen Hubbell）评论道。但吉尔很好奇，物种灭绝率是否真的需要高到极致，人们才会在乎起来，“我认为，无需唤起这些大规模地质事件，我们也可以为物种灭绝危机的紧迫性发出声明。”她说。史密斯补充道，无论是哪种方式，“作为物种之一，我们需要就我们想要地球变成什么样来进行一场严肃的对话”。
也许，维茨推测，生活在距今数百万年后的生命体在发现人类留下的地质遗产时，会发现一些看上去同K-Pg界线一样惊人的东西。“也许可能是某种可怕的黑色页岩。”维茨说——满是人类泵入空气的碳元素、核试验残迹以及从地球提炼出来用于建造现代世界的金属元素。最坏的情况是，他接着说，化石的陈列会揭露规模堪比K-Pg大灭绝、场面浩大的油尽灯枯之景。“（我们）是否正处于大规模灭绝的阶段，我不知道。但我们肯定是在路上了”。
资料来源The Scientist
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本文作者卡塔琳娜·齐默（Katarina Zimmer）是新闻记者，主要报道方向为环境与科学。