低等动物国语 普利策非虚构奖作品即将出中文版：第六次物种大灭绝已经开始

【编者按】

2015年普利策奖揭晓。我们的网站显示，小说冠军、美国作家安东尼·杜尔的《看不见的光》中文版权已于去年8月被中信出版社收购，译者高刚刚交出翻译版。《看不见的光》将于今年7月出版。非虚构类获奖作品《大灭绝时代:一部非正常的自然史》将于5月由上海译文出版社以中文出版。

       《大灭绝时代》的作者伊丽莎白·科尔伯特是《纽约客》杂志环境观察员和评论员，一直关注环保话题，她的旧作《灾异手记》也曾被翻译成中文出版。2014年的新作《大灭绝时代》曾在去年引发热议，并被《纽约时报》、《华盛顿邮报》等媒体评选为2014年的十大好书。在书中，伊丽莎白·科尔伯特亲历了全球生态现场，穿插结合三百年科学认知与最新锐生态观点，告诉我们一个不得不面对的现实：我们的确生活在一个非同凡响的时代，第六次物种大灭绝已经开始。本站获得授权，刊登这本书其中的一章，章节原题：环绕我们的海洋。

阿拉贡堡是一个从第勒尼安海笔直升起的小岛，看起来像一只海龟。它位于那不勒斯以南约30公里处，从较大的伊斯基亚岛可以通过一座狭长的石桥到达。桥的尽头有一个售票亭。如果你花10欧元买一张票，你可以爬上这座赋予岛屿名字的宏伟城堡，或者更准确地说，乘电梯。城堡里有中世纪酷刑工具展览、有趣的酒店和户外咖啡店。在夏天的晚上，这家咖啡店应该是品尝金伯利开胃酒的绝佳场所，可以让你想起可怕的过去。

       像许多其他的小地方一样，阿拉贡堡也是极其巨大的自然伟力的产物，具体来说是非洲板块向北的漂移，每年能让的黎波里向罗马靠近两三厘米的样子。沿着两个板块间的复杂岩层褶皱，非洲板块被压进了欧亚板块中，有点像是一块金属板被硬塞进熔炉之中。这个进程偶尔会导致剧烈的火山喷发。其中发生在1302年的那次火山喷发令伊斯基亚岛上的全部居民不得不躲到了阿拉贡堡。大多数情况下，这个板块漂移的进程只是让海底的一些孔洞中冒出一串串的气泡而已。这些气泡里百分之百都是二氧化碳。

二氧化碳有许多有趣的特性。其中之一是溶于水形成酸的能力。我在旅游淡季的一月底去了伊斯基亚岛，专门去冒泡的酸化海湾游泳。海洋生物学家杰森·霍尔·斯潘塞和玛丽亚·克里斯蒂娜·雅布答应给我看海底冒泡的洞，前提是天气预报的风暴不会到来。我们出海的时候是一个寒冷的日子，天空空是灰色的。我们在一艘改造成研究船的渔船上颠簸前行。我们绕过阿拉贡堡，在距离岛上悬崖20米的地方抛锚。在船上，我看不到洞，但我能看到它们存在的迹象。藤壶在岛的基础周围形成一条苍白的带。只有藤壶不会在洞的上方生长。

       “藤壶生命力很强。”霍尔-斯宾塞评论道。他是英国人，满脑袋暗金色的头发四处支棱着。他身上穿着低温潜水服，能够保证身体不被弄湿，但看上去就像是要去太空旅行一样。布亚是意大利人，长着及肩的红棕色头发。她把衣服脱掉，露出泳衣来，然后以专业的动作穿上了潜水服。我试着学她的样子穿上专为此行租借的潜水服。当我费力地拉扯背后的拉链时，我意识到这件潜水服大概小了半号。我们都戴好面罩，穿好脚蹼，一起翻入水中。

海水冰冷刺骨。霍尔·斯潘塞拿着一把刀。他从岩石表面撬出一些海胆，给我看。他们的刺像墨水一样黑。我们继续沿着岛的南边游到海底的开口处。霍尔-斯潘塞和雅布不时停下来收集标本，包括珊瑚、海螺、海藻和贻贝。他们把这些标本放在身后拖着的网袋里。当我们足够近的时候，我看到那些气泡从海底升起，像一串水银珠子。一片片海藻在我们下面摇曳，草叶是一种奇怪的鲜绿色。后来我才知道，这是因为缺少一种通常附着在它表面并使其颜色变暗的微生物。我们离洞越近，能收集到的标本就越少。海胆消失了，贻贝和藤壶也消失了。雅布发现一些不幸的贝壳附着在岩石上。它们的壳很薄，几乎是透明的。一群水母漂浮过来，投下了比海水略暗的阴影。

       “小心，”霍尔-斯宾塞警告我，“它们会蜇人。”

自工业革命开始以来，人类已经燃烧了足够的化石燃料，包括煤、石油和天然气，为大气增加了3650亿吨碳。砍伐森林又造成了1800亿吨。每年我们还会向空气排放约90亿吨，每年增长6%。由于这些行为，今天空气体中二氧化碳的浓度略高于0.04%，高于过去80万年任何一个时期的水平，也很可能高于过去几百万年任何一个时期的水平。如果目前的趋势继续下去，2050年二氧化碳浓度将超过0.05%，几乎是工业时代前水平的两倍。预计这种上升将导致全球平均气温上升2 ~ 4℃，进而引发一系列改变世界的事件，包括现有大部分冰川消失、低海拔岛屿和沿海城市被洪水淹没、北极冰盖融化等。但这只是故事的一部分。

       海洋覆盖着70%的地球表面。只要水和空气有接触的地方，就会有两者间物质的交换。大气中的气体成分会溶解到海水中，而海水中溶解的气体也会释放到大气中。当两者达到平衡时，溶解的量与释放的量就基本一样了。我们对于大气成分的改变会打破这种平衡： 进入水中的二氧化碳多于从水中出来的量。这样一来，人类实际上是在持续向大海中注入二氧化碳，远超过那些海底的洞口释放的量，而且是从表面而非底部注入的，还是全球性的。今年海洋将会吸收25亿吨的碳，预计明年还会再吸收25亿吨。实际上，每个美国人每天向海水中注入的碳超过3公斤。

多亏了所有这些额外的二氧化碳，海洋表层水的平均酸碱度已经从8.2降低到8.1。就像地震的里氏震级一样，pH值是用对数计算的，也就是说，即使数值变化很小，实际情况也会发生很大的变化。pH值下降0.1意味着海洋的酸度比1800年高30%。假设人类继续燃烧化石燃料，海洋将继续吸收二氧化碳，从而加剧酸化。如果排放情况不变，21世纪中叶表层海洋pH值将降至8.0，本世纪末降至7.8。到那时，海洋的酸度将比工业革命前高150%。注意pH范围为0 ~ 14。7代表中性，高于7代表碱性，低于7代表酸性。天然海水是碱性的，所以pH值下降的过程，通常称为“海洋酸化”，也可以称为“海洋碱度下降”，相对来说不太好记。

       由于海底洞口持续涌出的二氧化碳，阿拉贡堡周围的海水为全球范围内的海水提供了一个几乎完美的预演。这就是为什么我要在一月份潜入这座岛周围冻得我渐渐僵硬的冰冷海水中。在这里，你可以在未来的海水中游泳，甚至是淹死——这想法让我不禁一阵恐慌。

巴拿马金蛙。

       当我们回到伊斯基亚岛的港口时，起风了。甲板上杂乱地堆放着用光的气瓶，滴水的潜水服以及一箱箱满满的标本。这些东西从船上卸下来之后，都要靠人提着穿过狭窄的街道，带回当地的海洋生物学考察站。考察站坐落在一处陡峭的岬角上，俯瞰着大海，是由19世纪的一位德国博物学家安东·多恩建立的。在门廊里，我注意到墙上挂着一封信的复制品，是由查尔斯·达尔文写给多恩的。在信中，达尔文表示从一位他们共同的朋友那里获知多恩工作过度劳累，表达了他对多恩的关切。

雅布和霍尔-斯潘塞把从阿拉贡宝岛周围收集的动物放在地下实验室的水箱里。从我不专业的角度来看，这些动物很迟钝，甚至可能已经死了。但是过了一会儿，它们开始摆动触角寻找食物。一只海星少了一条腿，一大块珊瑚细长，一些海胆用几十个像线一样的“管状脚”在水箱周围行走。还有一种长15厘米的海参。不幸的是，它看起来像一个血肠，或者更糟糕的是，它看起来像一个大便。在寒冷的实验室里，潜艇开口的破坏效果可以清晰地呈现出来。飓风钟螺是一种常见的地中海海螺，壳上黑白相间的斑点，花纹像蛇皮。水箱里的飓风钟外壳上没有图案，因为带脊的外层已经被腐蚀掉了，露出里面完全是白色的光滑内层。地中海雷帽的造型很像中国的帽子。水箱里的一些地中海雷帽的外壳已经严重破损，透过外壳可以看到里面油汪汪的灰色肉。这些贝壳看起来像是被酸浸泡过，从某种意义上来说的确是。“因为pH值非常重要，我们人体会花费大量的能量来保证我们的血液保持恒定的pH值。”霍尔·斯潘塞说话时提高了声音，以淹没流水的噪音。“但这些低等动物中有些不具备维持pH值的生理功能。他们只能忍受外面发生的事情，所以他们被迫超越极限。”

       稍后吃比萨的时候，霍尔-斯宾塞给我讲了他第一次去那些洞口的情况。那是2002年的夏天，他当时正在一条意大利科考船“乌拉尼亚女神号”上工作。在一个炎热的日子里，“乌拉尼亚女神号”经过伊斯基亚岛，船员们决定停船下锚，下海游泳。有些知道那些洞口的意大利科学家带着霍尔-斯宾塞去看看，只是为了好玩而已。他很享受这种新奇的体验，在一串串气泡之间游泳，就像是在香槟酒中泡澡一样。不过，收获不仅于此，这次体验令他开始思考一个问题。

当时，海洋生物学家才刚刚开始意识到酸化带来的危害。得到了一些枯燥的计算结果，并对实验室饲养的动物进行了一些初步的实验研究。霍尔-斯潘塞认为这些洞可以用来进行更大胆的新研究。这不仅会涉及到水箱中饲养的几种生物，还会涉及到在自然环境中生活繁衍的几十种物种——如果你愿意，也可以说是在自然非自然的环境中。

       阿拉贡堡周围的洞口制造了一种pH值梯度。在岛的东侧岸边，海水几乎没受什么影响。这个区域被认为代表了目前的地中海。当你逐渐靠近那些洞口时，海水的酸度逐渐增加，pH值逐渐下降。霍尔-斯宾塞在研究中总结出了一张不同生命形式随pH值梯度分布的地图，代表了全世界海洋未来发展的地图。这就像是获得了一台水下的时间机器一样。

霍尔·斯潘塞花了两年时间才回到伊斯基亚。当时，他没有研究经费来源，所以任何人都很难认真对待他的想法。因为付不起房租，他不得不睡在悬崖突出部分的帐篷里。为了收集标本，他还用了别人不要的塑料水瓶。"当时有一点罗宾逊的味道。"他是这么告诉我的。

       最终，他还是说服了一些人相信他所做的事情，其中也包括布亚在内。他们最初的任务就是对岛周围的pH值水平进行详细的测量。然后，他们对于在不同pH值区域内生活的生物种类进行了普查。为此，他们要沿着岸边放置金属框，再记录每个框里面附着在岩石上的每一只贻贝、藤壶和帽贝。他们还需要连续数个小时坐在水底，数游过的鱼类。

霍尔-斯潘塞和他的同事在远离洞口的海水中发现了一种相对典型的地中海物种组合。这些包括金色海绵，看起来有点像包装用的泡沫塑料；黑鲷是一种常见的食用鱼，偶尔会引起幻觉；黑海胆，颜色略带紫色。这个地区也是硬叉藻的家园，一种带刺的粉红色海藻；发菜是一种绿色海藻，看起来像一系列圆盘。这个地区有69种动物和41种植物没有受到洞口的影响。

多孔鹿角珊瑚排卵。

当霍尔-斯潘塞和他的团队在离洞更近的地方设置了一个隔断盒时，他们得到了截然不同的人口普查结果。例如，浅灰色的穿孔藤壶，看起来像一座微型火山，从西非到英格兰威尔士都很常见，数量巨大。但在pH 7.8区域，穿孔藤壶消失了，这里的海水只相当于不太遥远的未来。地中海贻贝是一种起源于地中海的蓝黑色贻贝，适应性极强，已成为世界许多其他地区的入侵物种。然而，他们也在这里消失了。同样消失的还有长珊瑚藻和药用珊瑚藻，它们是暗红色的硬海藻；马鳃虫是龙骨虫的一种；三种珊瑚；海螺的几种；还有一种叫诺亚方舟壳的软体动物。一般来说，在不受洞穴入口影响的区域发现的物种中，有三分之一没有出现在pH值为7.8的区域。

       “很不幸，最明显的转折点，也就是生态系统开始崩塌的转折点，就在pH值大约7.8左右，预计将会出现在2100年的海洋。”霍尔-斯宾塞用英国人特有的轻描淡写告诉我，“这也算是相当惊人了。”

自2008年霍尔-斯潘塞发表第一篇关于孔系的论文以来，人们对酸化及其影响的热情立即被点燃。资助了“海洋酸化的生物影响”和“欧洲海洋酸化项目”等国际研究项目，开展了数百项实验研究。实验地点有的在船上，有的在实验室，封闭的空房间称为中型实验生态系统，是一个真实的海洋，其条件可以人为控制。

       一次又一次地，这些实验证实了二氧化碳浓度提高所带来的危害。虽然有许多物种显然可以过得不错，甚至在酸化的海洋中生长得很旺盛，但也有很多的物种做不到这一点。有些生物被证明是很脆弱的，比如小丑鱼和太平洋牡蛎，它们往往是水族馆里或餐桌上的熟面孔；其他一些可能不那么吸引人，但却可能对于海洋生态系统更为重要。例如单细胞浮游植物赫氏球石藻就是其中之一。这种球石藻把自己包裹在微型的方解石盘中。在显微镜下观察，它看起来就像是某种疯狂的艺术作品： 一个表面贴满纽扣的足球。在一年中的某些特定时期，赫氏球石藻会大量出现，把广阔海域变成乳白色。它构成了很多海洋食物链的基底。海蝴蝶是一种翼足目的海螺，长得像是带翅膀的蜗牛。它生活在北冰洋里，是很多更大型动物的重要食物，包括鲱鱼、鲑鱼和鲸。上述两种生物似乎对酸化高度敏感： 在一项中型实验生态系统的研究中，赫氏球石藻在二氧化碳水平提高后全部消失了。

来自德国基尔亥姆霍兹海洋地质科学中心的海洋学家乌尔夫·波切特曾在挪威、芬兰和斯瓦尔巴德群岛主持过几项重要的海洋酸化研究。Xi·博泽尔发现，在酸化海水中生活得最好的物种主要是小于2微米的浮游生物。它们很小，形成了一个微型食物网。当这些超微浮游生物的数量增加时，它们会消耗更多的营养，大型生物会受到影响。

       “如果你问我未来会发生什么，我认为我们手上最确凿的证据表明，将会出现生物多样性的下降。”希博塞尔告诉我说，“一些具有高度忍耐力的生物将变得数量庞大，但也会丧失整体的多样性。这是过去每一次物种大灭绝中所发生过的事情。”

海洋酸化和全球变暖有时被称为“邪恶双胞胎”。这种讽刺的说法名副其实，甚至可能有点太客气了。历史上没有单一的机制可以解释所有物种的灭绝，但海洋化学成分的变化似乎是一个很好的指标。海洋酸化在五次大灭绝中至少有两次起了一定作用，可能是另一次大灭绝的主要因素。这次灭绝事件被称为“多尔西阶替换”，发生在1.83亿年前的侏罗纪。在这次事件中，有确凿的证据表明发生了海洋酸化。大约5500万年前的古新世末期也有类似的证据，当时一些海洋生物遭遇了严重的危机。

       “噢，海洋酸化，”扎拉斯维奇曾在多布崖告诉我，“这一来要留下多么可怕的一层哪。”

为什么海洋酸化如此危险？这个问题很难回答，只是因为答案太多了。酸化可能影响生物体不同的基本生理过程，如代谢、催化酶活性和蛋白质功能，这取决于生物体调节自身内部化学环境的能力。酸化会改变微生物种群的组成，这也会改变铁和氮等关键营养物质的可用性。出于类似的原因，酸化改变了光通过水的强度；由于其他不同的原因，酸化也可以改变声音传播的方式。酸化似乎可能会促进有毒藻类的生长。它还会对光合作用产生巨大的影响——许多植物物种可能会从二氧化碳水平的增加中受益——它还会改变金属溶解在水中形成化合物的情况，并在某些条件下产生有毒物质。

       在众多可能造成的冲击之中，最严重的一个或许要牵涉到被称为钙化者的一群生物。海洋中的钙化者是形形色色的不同生物。像海星和海胆一样的棘皮动物是钙化者，像蛤和牡蛎等软体动物也是钙化者。同样是钙化者的还包括甲壳纲的藤壶。许多种类的珊瑚是钙化者，这是它们建筑那些最终成为珊瑚礁的塔状构造的方式。许多种类的海草是钙化者，它们摸起来是坚硬的，而且易碎。珊瑚藻也是钙化者，这种微小的生物生长在一起时，看起来就像是一抹粉色的油漆。腕足类动物是钙化者，球石藻、有孔虫以及许多种类的翼足目动物也都是钙化者。这份名单还可以一直写下去。据估计，钙化作用的演化在生命历史上独立出现的次数不下20次，而且很可能还要高于这个数字。

从人类的角度来看，钙化有点像建筑工作，又有点像炼金术。为了建造它们的外壳或外骨骼或方解石板，钙化者必须将钙离子与碳酸盐离子结合形成碳酸钙。然而，在正常海水中获得的离子浓度下，钙和碳酸不能相互结合。所以，其实钙化者必须在钙化部位改变水体的化学环境，从而促进自身的化学反应。

       海洋酸化增加了钙化的成本，因为可以用于生产碳酸钙的碳酸根离子浓度下降了。二氧化碳溶于水之后，一部分仍以二氧化碳的形式存在，pH值不改变，另一部分则与水分子结合形成碳酸。如果还是用建筑工作来打比方的话，这情况就像是你想要盖一栋房子，可是有人不停地从你这里偷砖。海水酸化得越严重，钙化者就要消耗越多的能量来完成必需的生理过程。在某个pH值上，海水彻底变成腐蚀性的，固态的碳酸钙开始溶解。这就是为什么离阿拉贡堡洞口太近的帽贝，最终会在壳上出现穿孔。

实验室的实验研究表明，钙化物会受到海洋pH值降低的特别严重的影响，阿拉贡堡消失物种清单证实了这一点。在pH值为7.8的区域，消失物种的四分之三钙化。其中包括几乎随处可见的穿孔藤壶、生命力极强的地中海贻贝和马鳃虫。其他消失的钙化物是狐狸和蛤蜊，一种常见的双壳类动物；条纹铃螺，巧克力色的海螺；还有叫做蜗螺的软体动物。与此同时，所有带钙化的海藻都消失了。

       据在这一地区工作的地质学家说，阿拉贡堡的这些洞口涌出二氧化碳气体的历史长达数百年，甚至还要更久。任何软体动物、藤壶或者龙骨虫如果能够在几个世纪的时间里变得适应低pH值的环境，那么它们肯定已经这样做了。“它们有一代又一代的时间去适应这里的环境，但却始终没有做到。”霍尔-斯宾塞如是评论道。

此外，如果pH值下降得更低，对钙化的人来说会更糟。在这些洞附近，二氧化碳气泡已经被连接成一个气体带。霍尔·斯潘塞在那里没有发现钙化。实际上，在停车位生存的只有少数顽强的原生藻类、一些入侵藻类、一种虾、一种海绵和两种海蛞蝓。

       “在气泡冒出来的地方，你不会看到任何钙化生物，完全没有。”他告诉我，“想象一下，在一个被污染的港口里，你往往只能找到寥寥几种像野草一样顽强的生物，成功地应对了剧烈变化的环境。但是在这儿，只要提高二氧化碳浓度，你就能看到这种景象了。”

到目前为止，人类排放到大气中的二氧化碳几乎有三分之一被海洋吸收。这相当于1500亿吨，相当震撼。与人类世的许多其他方面一致，引人注目的不仅在于它的规模，还在于它的速度。为了方便理解，我们不妨用酒精作为一个不恰当的比喻:一个月内和一小时内喝半打啤酒，对你血液化学成分的影响会有很大差异。在一百万年或一百年内加入同样数量的二氧化碳，对海洋化学成分的影响有很大差异。对于你的肝脏来说，酒精摄入的速度是关键；对于海洋来说，速度也是关键。

       如果我们向空气中排放二氧化碳的速度更慢一些，像岩石风化这样的地质学过程就会来扮演对抗酸化的角色。而实际上，事情发生得太快，那些缓慢起效的力量来不及发挥作用。正如蕾切尔·卡森之前对一个非常不同但又同样重大的问题所做的评论：“时间是必不可少的关键要素，但现代社会所缺少的恰恰是时间。”

由哥伦比亚大学拉蒙特·多尔蒂地球观测站的巴贝尔·霍尼希领导的一组科学家最近发表了一篇评论，总结了二氧化碳在漫长的地质历史中发生变化的证据。文章认为，尽管历史上曾发生过几次严重的海洋酸化，但“过去的事件没有一件与目前的情况完全一致”，这是由于“二氧化碳排放速度之快前所未有”。其实向空气中注入上亿吨碳的方法并不多。对于二叠纪末的大灭绝，人们能找到的最好解释就是今天西伯利亚的大规模火山爆发。然而，即使是这样一个形成了今天所谓的西伯利亚暗岩的宏伟事件，其碳排放量可能仍然低于我们的汽车、工厂和发电厂。

       通过燃烧煤和石油等矿藏，人类把数千万年来——大多数情况下是数亿年来——所隔绝起来的碳重新释放到空气中。在这个过程中，我们不仅是在开地质历史的倒车，并且是以一种极不正常的速度。

在学术期刊《海洋学》的一期特刊上，来自宾夕法尼亚州立大学的地质学家、布里斯托尔大学的气候建模师安迪·里奇韦尔写了一篇关于酸化的文章:“目前地球正在经历的就像一个巨大的实验，这在地质学上是不寻常的，可能在地球历史上也是前所未有的。这一切的关键是二氧化碳的排放率。”如果人类继续走这条路，“那么在我们星球的历史上，人类世留下的地质印记所反映的事件，如果不是最灾难性的事件之一，也一定是最引人注目的事件之一”。

《大灭绝时代:一部异常的自然史》，伊丽莎白·科尔伯特和叶盛译，上海译文出版社，2015年5月。