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人类智商在下降,是因为书读太少?《二》地球-生命的历程(二)


  PNAS论文的研究方法,是对那些至少有两个测过智商的男孩的家庭进行分析,按照出生年份,统计这些人的平均智商(上图中的红点);同时,也统计了每个家庭里老大的平均智商(上图中的绿色虚线),所代表的就是非家庭内部因素所导致的变化。如果红点的变化趋势与绿色虚线基本吻合,就说明导致智商变化的原因主要是环境因素。作为社会学的统计数据,其背后的原因可能很复杂。为了解释研究者的逻辑,我们可以举一个比较简单的例子。比如说,遗传因素是一种家庭内部的影响因素,假设一家人基因比较好,生了三个男孩都很聪明,都上了清华,那么这三个孩子的智商都会被统计在“红点”之中,但只有老大的智商会被统计在绿色虚线之中。很显然,红点曲线中因为加持的学霸多,整体会比绿色虚线高。

  而在PNAS论文的原始数据中,也确实表明了“红点”和绿色虚线的分离。这是不是表明家庭内部因素起了决定性作用呢?答案是否定的。研究者对数据进行了仔细分析,发现了一个现象:如果老大的智商测试结果比较好,那他的兄弟也会更愿意参加智商测试;反之,如果老大的智商比较低,似乎他的兄弟们就不会对智商测试感兴趣。因为实验数据有这个偏差,直接结果就是智商高的兄弟们给数据灌了水,造成一种假象。但是如果对数据进行矫正,再重新分析一下数据,就会得到上图中的C图,显示出“红点”和绿色虚线的变化趋势基本一样。因此,这篇PNAS论文经过对数据的仔细分析所得出的结论是:影响“弗林现象”的主要因素是环境因素,不是家庭因素。通过这份研究我们也可以感觉出,研究是一个非常复杂的事情,不能简单地收集一下数据,就推导出某种结论。

  网传文章在描述“智商降低”这一现象后提到:“与上世纪相比,当今社会的生活方式产生了巨大的改变,儿童的书本阅读时间减少,反而喜欢上了电子游戏”。言下之意,这是智商下降的原因之一。而PNAS原论文虽然排除了家庭因素,指出主要是环境因素导致 70、80后智商的下降趋势,但是到底是哪种环境因素,论文没有提供证据或者结论。虽然“阅读时间减少,电子游戏时间太多”确实是一种环境因素,但并不能因此就推断这就是导致智商降低的原因。地球-生命的历程(二)

纪录地球上生命发展过程中的主要事件。

在生物演化过程中,新物种的生成与生物世界的多样性。经历数十亿年的演化与物种形成,现在的各物种之间皆由共同祖先互相连结。

注:以下的内容中的年限除非写有公元,否则是从现在开始算,如1000万年前是指距离现在已有1000万年的时间了。

书接上文讲到了-

7500万年前

人类及老鼠的最后共同祖先出现

本期开始新的内容

新生代

新生代(Cenozoic) 是地球历史上目前最新的一个地质时代,它从6600万年前开始一直持续到今天。随着白垩纪﹣古近纪灭绝事件的发生,中生代结束,新生代开始。在新生代中,哺乳动物已经是占据各个生态圈的优势动物群。鸟类、被子植物以及鱼类也有很大的发展,被子植物迅速成为优势种,使得裸子植物等植物逐渐衰退。

一 古近纪

古近纪(英语:Paleogene,符号Pg),旧称早第三纪,是地质时代中的一个纪,开始于同位素年龄65.5±0.3百万年(Ma),结束于23.03±0.05Ma。“古近纪”一名中的“古”是paleo-的意译,“近”则是-gene的音译,并兼顾了字面意义。古近纪包括古新世、始新世、渐新世。

冈瓦纳古陆进一步分裂,澳大利亚与南极大陆分开,逐渐北移;印度地块在始新世时与亚洲腹地连接,形成南亚次大陆;北非渐向东赤道靠近。南﹑北美在巴拿马地峡有时连接﹐引起部分动物迁徙。初期欧亚大陆与北美相连;形成白令陆桥,晚期形成陆生动物迁徙的路线。格陵兰、斯堪的纳维亚已移近现在位置。阿拉伯半岛与非洲分开﹐开始与亚洲相连,红海出现。

在喜马拉雅运动时期,青藏高原开始隆起﹐中国西部产生大规模的山前凹陷、并形成东部沉积中心。火山活动多为基性的喷发。但西藏冈底斯山、拉萨一带有中酸性的火山物质。

6600万年前

白垩纪-第三纪灭绝事件将差不多一半的动物物种消灭,是因小行星撞击扬起铱微尘覆盖整个地球,引起气候变冷所致。墨西哥的希克苏鲁伯陨石坑出现。没有了非鸟恐龙,哺乳动物的多样性及体型得以增长。

地球-生命的历程(二)

图为:第三纪灭绝事件-陨石原因想像图,陨石大小为夸饰。

白垩纪-第三纪灭绝事件,俗称恐龙大灭绝,是地球历史上的第五次以及最后一次大规模物种灭绝事件、也是最著名的一次灭绝事件,发生于6500万年前,中生代白垩纪与新生代古近纪之间,并导致当时地球上的大部分动物与植物消失,包含所有的非鸟类恐龙以外,沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目、以及多种的植物与无脊椎动物,也都在这次事件中灭绝。哺乳动物与恐龙的直系后代鸟类则存活下来,并辐射演化,成为新生代的优势动物。

这个事件因为造成大部分恐龙灭亡与哺乳动物的兴起而闻名,但是综观地球历史,二叠纪-三叠纪灭绝事件灭绝了当时地球约90%的生物种类,才是地质年代中最严重的生物集体灭绝事件。

地球-生命的历程(二)

图为:白垩纪-古近纪界线的暴露位置,位于加拿大亚伯达省德拉姆黑勒镇附近

地球-生命的历程(二)

图为:白垩纪-古近纪界线的边界,位于美国科罗拉多州的25号州际公路附近。红箭头处即为白垩纪-古近纪界线(因富含铱而著名)

在白垩纪与古近纪的地层之间,有一层富含铱的黏土层,名为白垩纪-古近纪界线。恐龙(不包含鸟类)的化石仅发现于白垩纪-古近纪界线的下层,显示它们在这次灭绝事件发生时(或之前)迅速灭绝。有少部分恐龙化石发现于白垩纪-古近纪界线之上,但这些化石被认为是因为侵蚀等作用,而被带离原本的地点,并沉积在较年轻的沉积层。

地球-生命的历程(二)

图为:小行星撞击地球的过程想像图

大部分的科学家推测,这次灭绝事件是由一个或多个原因所造成,例如:小行星或彗星引起的撞击事件、或是长时间的火山爆发。希克苏鲁伯陨石坑等陨石坑以及德干暗色岩的火山爆发,与白垩纪-古近纪界线的时间相近,被认为最有可能与这次灭绝事件的主因。撞击事件或火山爆发将大量灰尘进入大气层中,遮蔽了阳光,降低了植物的光合作用,进而对全球各地的生态系造成影响。但也有少数科学家认为,这次灭绝事件是缓慢发生的,而灭绝的原因是逐渐改变的海平面与气候。

希克苏鲁伯陨石坑,又译奇虚乐陨石坑或契克苏勒伯陨石坑,是一个位在墨西哥尤卡坦半岛的撞击陨石坑,埋藏在地表之下。这个陨石坑的名称,取自于陨石坑中心附近的城市希克苏鲁伯,希克苏鲁伯在马雅语意为“恶魔的尾巴”。

地球-生命的历程(二)

图为:雷达的探测呈现出直径180公里的希克苏鲁伯陨石坑边界。影像来源:NASA/JPL-Caltech

根据推测,陨石坑整体略呈椭圆形,平均直径约有180公里,是地球表面最大型的撞击地形。希克苏鲁伯陨石是全世界所有已知爆炸事件中规模排名第一的,造成陨石坑的撞击物体,直径推测至少有10公里,撞击后完全蒸发,释出高达4.2×1023焦耳的能量,相当于100兆吨黄色炸药(1014吨TNT当量)。人类历史中最强的人造爆炸物是沙皇氢弹,爆炸威力只相当于5,000万吨黄色炸药,而希克苏鲁伯撞击事件的能量是沙皇氢弹的200万倍。科学家估计科罗拉多州的拉加里塔火山口火山喷发是地质历史中规模最大的火山爆发,那次喷发释放出1.0×1021焦耳(约2.4×1011吨TNT当量)的能量,也远小于希克苏鲁伯撞击事件。

地球-生命的历程(二)

图为:撞击过程的动画

希克苏鲁伯撞击事件会引发大规模海啸,并使大量高热灰尘进入大气层,而撞击地点会在数秒内被撞击后再度落下的喷出物覆盖。撞击体的碎片与再度落下的喷出物,会造成全球性的火风暴。而极大的撞击波可能引发各地的地震与火山爆发。撞击事件会造成大量的灰尘进入大气层,长时期遮蔽阳光,妨碍植物进行光合作用,而在食物链上层的草食性动物、肉食性动物也跟着灭亡,造成生态系统的瓦解。撞击事件也可能造成大量的二氧化碳进入大气层中,形成明显的温室效应。

该撞击很可能引起了地球自转和公转特征的改变,例如日地距离的变化,导致太阳光照强度下降,也引起了印度的火山长时间的活跃的喷发。总之多种因素,导致气候变得更加寒冷干燥温差增大等,植物光合作用下降,不利于生物的生存。2008年2月,德州大学的Sean Gulick等人利用地震学资料,提出该陨石撞击到的水域,比往常所认定的更深。他们提出这将造成更多的硫酸气溶胶,严重影响气候,造成更多酸雨。

6000万年前

古食肉目(可能是细齿兽类的祖先)在北半球出现,于520万年前灭绝。已知最大的蛇泰坦巨蟒生活在南美洲热带雨林。

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图为:小古猫属(学名:Miacis)复原图,又名细齿兽,是一属已灭绝的细齿兽类,生存于6500-4200万年前的古新世晚期。

地球-生命的历程(二)地球-生命的历程(二)

图为:古食肉目下的裂肉兽及头骨复原图

古食肉目,又称肉齿目,是一目已灭绝的哺乳动物,生存于古新世至中新世。肉齿目是5500-3500万年前非洲、欧亚大陆及北美洲生态中重要的肉食性哺乳动物。在渐新世的非洲,它们是主要的掠食者。

地球-生命的历程(二)

中爪兽目是一种生存于古新世至渐新世的有蹄类,与现生有蹄类不同的是,它们是肉食动物,与偶蹄目及鲸目关系接近,分布于亚洲、欧洲与北美洲等地。

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图为:巨猪科完齿兽的复原图。巨猪科,是一类已灭绝的杂食性偶蹄目哺乳动物,是现今的河马科及鲸豚类的远亲。它们于始新世中期至中新世早期(37.2—15.97 百万年前)分布在亚洲、欧洲及北美洲的森林。

在渐新世初及中新世中期,它们分别与中兽目及巨猪科竞争并胜出,但最终败给了食肉目。最后的一属肉齿目于800万年前灭绝,由食肉目取代其生态位。

地球-生命的历程(二)

泰坦巨蟒,是一个生活在古新世的巨型无毒、肉食性蛇类。把它石化的脊椎骨与现代蛇比较,研究人员估计其最大全长14米,重超过 1,100 公斤,身体最粗处厚达1米。它可能是以鳄鱼为食的。

5500万年前

被子植物演化出多肉的水果和营养丰富的坚果和种子。

一些哺乳动物重回海洋,其他的亦开始演化成能飞行,如蝙蝠。一类细小、生活在夜间及栖息树上吃昆虫的灵长总目分支出灵长目、树鼩。灵长目有双目视觉及抓东西的指,可以帮助从一颗树跳往另一颗。

澳洲从南极洲中分裂出来。最早的真灵长类首次于北美洲、亚洲及欧洲出现,例如美国怀俄明州的辛普森氏果猴及中国云南的亚洲德氏猴。尖吻鲭鲨可能是大白鲨的祖先。

地球-生命的历程(二)

图为:《自然界的艺术形态》 (1904), 图版 67: Chiroptera

蝙蝠,是对翼手目动物的通称,翼手目是哺乳动物中仅次于啮齿目动物的第二大类群,除极地和大洋中的一些岛屿外,分布遍于全世界。翼手目的动物在四肢和尾之间覆盖着薄而坚韧的翼膜可以像鸟一样鼓翼飞行。它们有一些其他类群所不具备的特征,这些特征包括特化伸长的指骨和链接其间的皮质翼膜,前肢拇指和后肢各趾均具爪可以抓握,胸骨有类似鸟类的龙骨突,以利胸肌着生,拥有发达的听力等。

地球-生命的历程(二)

灵长总目(学名:Euarchontoglires)是胎盘类哺乳动物中的一个总目,基于分子基因序列分析和逆转位子存在/消失的资料,以啮形大目(啮齿目和兔形目)和真灵长大目(树鼩目、灵长目和皮翼目)所组成。

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辛普森氏果猴,又名辛氏盗果兽,是已灭绝的更猴形亚目的一种,是最早的像灵长目哺乳动物之一。根据它们的化石纪录,可以追溯至古新世晚期。辛普森氏果猴有能抓东西的趾,但眼睛却不是向前看的。

地球-生命的历程(二)

尖吻鲭鲨,又名灰鲭鲨,分布在温带及热带的离岸海域。它们是远洋的物种,出没于海面至水深150米处。主要以硬骨鱼为食,包括鲭鱼、鲔鱼、鲣鱼及剑鱼,但亦会吃其他鲨鱼、鼠海豚科及海龟。

5000万年前

马由始祖马开始进行演化。鲸鱼及海豚的祖先游走鲸可能像海狮般在陆地上行走及像水獭在海中游泳,它的脚有蹼,并且是以耳朵听声音。Pezosiren portelli 是现今海牛的祖先,像河马般在陆地上行走及像水獭在海中游泳。细齿兽类包括小古猫属是所有狗、猫、熊、浣熊、狐狸、土狼、狐狼及麝猫的祖先,是肉食性及像鼬鼠般可以爬树。现代的银杏出现。

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始祖马(学名Hyracotherium),又名始新马或始马,始祖马的大小如狗一般,平均只有60厘米长及肩高20厘米。它的前肢有四趾,而后肢则有三趾。生存于北半球,分布在始新世早期至中期的亚洲、欧洲及北美洲。

始祖马的第一个化石标本是由古生物学家理查·欧文于1841年在英格兰发现,他基于牙齿的缘故而怀疑这是一头蹄兔目。他并没有发现完整的骨骼,故将它命名为“似蹄兔兽”(Hyracotherium),即始祖马的学名。于1876年,奥塞内尔·查利斯·马什在美国发现了一个完整的骨骼,并命名为曙马(Eohippus)。后来发现这两个发现非常接近时,始祖马因最先被发表,故曙马则成为了异名。

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走鲸(学名:Ambulocetus natans),又名陆行鲸、游走鲸,陆行鲸科走鲸属的一种,是一种早期的鲸,可以同时行走及游泳。走鲸是过渡化石,显示了鲸如何从陆上的哺乳动物演化出来。走鲸的外表像鳄鱼,约有3米长。它的后肢较适合游泳,可能像水獭及鲸般摆动背部来游泳。走鲸没有外耳。它会将头贴近地面感受振动,藉以追踪猎物。

走鲸化石是在巴基斯坦发现。在走鲸的时代,巴基斯坦是近古地中海的海岸区域。

地球-生命的历程(二)地球-生命的历程(二)

银杏(学名:Ginkgo biloba),落叶乔木,寿命可达3000年以上,其裸露的种子称为白果。属裸子植物银杏门唯一现存物种,和它同门的所有其他物种都已灭绝,因此被称为植物界的“活化石”。

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银杏始新世叶片化石, 加拿大不列颠哥伦比亚省

和它相亲的银杏类植物在两亿七千万年前的二叠纪时就已经生成,属于银杏门。晚三叠纪时,银杏类植物快速发展,之后的侏罗纪和早白垩纪达到了鼎盛时期,银杏类的五个科同时存在,除赤道外广泛分布于世界各大洲。但白垩纪后期被子植物迅速崛起时,银杏类像其它裸子植物一样也急剧衰落。晚白垩纪后除个别发现外,银杏科以外的银杏类植物已基本绝迹。晚白垩纪和古近纪,银杏(主要为银杏属和似银杏属)在欧亚大陆和北美高纬度地区呈环北极分布,渐新世时由于寒冷气候不断向南迁徙,并在此之后不断衰落。银杏在中新世末在北美消失,上新世晚期在欧洲消失。250多万年前发生第四纪冰河时期,令银杏数量继续减少,面临绝灭的危机,而中国南部因地理位置适合和气候温和,成为银杏的最后栖息地。

4650万年前

游走鲸后代的罗德侯鲸是鲸的祖先,开始不再饮用淡水。

地球-生命的历程(二)

罗德侯鲸(学名Rodhocetus),是一属已灭绝的鲸,有着陆上哺乳动物的特征,显示了鲸从陆地进入海洋的过渡性。第一个化石是于2001年在巴基斯坦的俾路支省发现,估计生存于4700万年前。它提供了鲸鱼演化历史的资料。

一个较近期发现的种R. balochistanensis,它的踝骨支持了罗德侯鲸是偶蹄目演化的直接连结,并推翻了很多指鲸鱼是由中兽目衍生而成的理论。罗德侯鲸踝骨结构中的滑车是双轴式的,在哺乳动物中只有偶蹄目有这个特性。罗德侯鲸的耳骨已经非常像鲸鱼的,但游泳方式则不同。罗德侯鲸肯定是半水中动物,后肢大而有蹼,用以在水中推进。它的尾巴粗壮,可以作为舵。

4300万年前

始祖象出现,有长的鼻,但没有象鼻或象牙。

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始祖象(学名Moeritherium),外形类似猪与貘,体型比现代象小很多,肩高只有约70公分,身长约3米。一般认为始祖象生活在沼泽与河畔,占据的生态位现在是由河马所取代,牙齿化石显示它们是以柔软的水生植物为主食。始祖象并不是现代象的始祖,被认为只是长鼻目的一个已灭绝的旁支,并没有留下任何后代。

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