湖畔讲坛第119期：从冥古宙到现代农业——叶绿体掌控的地球历史

地球的生物圈、大气层、岩石层、水系和冰川是有机相连的一体，我们人类和所有物种也有联系，包括过去的物种，生命和非生命之间也是密切联系的，整个世界生机勃勃，而这个基础，即是光合作用，就是小小的蓝细菌和他们的后裔。

2019年4月12日晚上，海南大学热带农林学院万迎朗教授做客“湖畔讲坛”第119期，为在座的师生讲述：“从冥古宙到现代农业——叶绿体掌控的地球历史”。

从中国古代神话盘古开天地的混沌世界和希腊神话的混沌历史，万教授引述出生命的起源，其诞生于混沌和秩序，再娓娓道来小小的蓝细菌，其光合作用对地球历史的推动。

距今40亿年前，地球尚未冷却，地表温度达1600˚C，地球尚处在冥古宙时代，光合作用这样的复杂化学反应可能在宇宙深处，在冥古宙之前就已经发生。

25亿年前，由于地壳的板块运动，地表露出大量浅滩，适宜于蓝细菌生长。蓝细菌作为最早的光合细菌，成为了大约25亿年前大氧化事件的始作俑者，改变了地球的地层结构，同时带来地球上第一次物种大灭绝。

其主因是由于蓝细菌高效的光合作用和过度繁殖，其光合作用释放的氧气，对当时的生命而言是剧毒，这样蓝细菌完成了地球生物圈的第一次大清洗：厌氧生命大灭绝，而其迅速成为整个地球的统治性物种。加上大气中氧气结合物如甲烷等消耗殆尽等原因共同作用，地球发生氧爆发。大气层失去了重要温室气体，全球变冷进入持续3亿年的大冰期——休伦冰期，可以说光合作用为地球带来了第一次生态灾难。冰冻加剧了物种灭绝的程度，也同时降低了蓝细菌光合作用的效率。新的好氧生命形式在冰层中蛰伏下来，等待机会。

早期地球生命常常通过内吞形式获取有机物和能量，古细菌的一支在20多亿年前，吞噬了某种阿尔法变形菌，变形菌成为线粒体，促使最初的真核生物形成，真核生物的一支在约12亿年前，吞噬了某种蓝细菌，蓝细菌成为叶绿体，形成了所有植物的祖先。光合作用进一步成为了地球生物圈几乎所有生物能量的基石。

人类，在这样的生物圈中处于什么地位？约200万年前，最早的人属动物，能人（Homo habilis），出现在东非草原上；约30万年前，解剖学意义上的现代人（Homo sapiens）也在东非出现，智人，20万年来多次走出非洲 ，其中6-7万年前成功走出非洲并分布在地球几乎所有陆地，是陆生脊椎动物中分布最广，适应性最强的单一种，在任何一个生态系统中都成为顶级捕食者。

大约1万年前，人类通过驯化农作物而定居，并产生文明。人类由迁徙到定居，光合作用供给的食物和能量的积累促使文明进步，人类与作物在数千年中处在相互驯化的漫长过程中；300年前，工业革命以利用原始光合作用的产物为标志，深刻改变了整个世界，尤其是现代科技的发展彻底改变了古代农业5千年未有之变局：化石能源的开发，使得人们摆脱了土地依赖，拥有了急速发展的机遇，科技进步使我们能向雨林、向海洋、向过去的不毛之地索取土地，现代农业的机械化集约化生产、化肥农药等的广泛使用，也加剧着物种的灭绝。

最后，万教授忧心忡忡地警示道：现在，人类短短数十年的活动对地层和生物圈造成了极大影响，地球能支撑我们人类庞大的生命吗？还能支撑多久？尽管人类在不断尝试新的解决之道，生态农业、植物工厂、分子育种、实验室的畜牧业等现代科技正在改变我们利用光合产物的方式，但是不管人类怎么折腾，地球还将存在，人类生存或毁灭，只有靠人类自己。

200余名师生与社会人士静静聆听了这场讲座。

2019年4月16日

图书馆“湖畔讲坛”