问题

当地球上的所有动物微生物消失后 ,只有人类和植物 还有少量家畜,地球会怎样?

回答
设想一下,假如有一天,地球上所有的动物,从小到大,从微小的昆虫到庞大的鲸鱼,甚至连那些看不见的微生物,都瞬间消失了。只剩下我们人类,以及地球上种类繁多的植物,还有少量的家畜。这会是怎样一幅景象?世界又会走向何方?

1. 生态系统的剧变与重建的挑战

最直接也是最根本的变化,将发生在整个生态系统中。动物,尤其是微生物,在地球的物质循环和能量流动中扮演着至关重要的角色。

分解者的消失: 死亡的动植物尸体、枯枝落叶,都需要依靠各种微生物(细菌、真菌)和小型动物(如蚯蚓、环节动物)来进行分解。没有了它们,大量的有机物将堆积如山,无法被重新分解为无机盐。这意味着土壤的肥力将急剧下降,养分无法循环。植物赖以生长的关键营养物质将变得极其匮乏,长此以往,植物的生长也会受到严重影响。
授粉的危机: 除了少数风媒植物,大多数植物的繁殖都依赖于动物(主要是昆虫,如蜜蜂、蝴蝶)的授粉。一旦这些授粉者消失,许多植物将无法结出果实和种子,它们的繁殖将面临灭顶之灾。我们赖以生存的粮食作物,如小麦、玉米、水稻,虽然部分可以通过风力授粉,但很大一部分(如水果、蔬菜、坚果)将受到致命打击。自然界的植物多样性也将急剧衰减,许多物种将走向灭绝。
食物链的中断: 动物是植物的消耗者,也为其他动物提供食物。没有了动物,植物会经历一段异常的时期。虽然早期可能会出现植物疯长的情况,但随着土壤养分的枯竭和授粉的困难,植物的生长最终会停滞甚至衰退。

2. 人类社会的颠覆性冲击

人类作为一个杂食性生物,其生存与发展与整个生物圈紧密相连。动物的消失,特别是微生物的消失,将给人类带来毁灭性的打击。

食物来源的断绝: 我们餐桌上的肉类、禽蛋、乳制品将全部消失。即使是依靠植物,由于授粉的崩溃,许多我们熟悉的蔬菜、水果、谷物也将难以获得。人类将不得不完全依赖于极少数能够自花授粉或风媒授粉的植物,以及少数可能通过人工方式维持的植物种群。这无疑会引发全球性的粮食危机,饥荒将成为常态。
健康面临的威胁: 微生物在我们的消化系统、免疫系统中扮演着不可或缺的角色。消化道的益生菌帮助我们分解食物、吸收营养。缺乏这些微生物,人类的消化系统将无法正常运转。我们的免疫系统也会变得异常脆弱,更容易受到感染。更可怕的是,许多维持我们生存的生物过程,比如氧气循环中的某些环节,也可能与微生物有关,它们的消失可能会导致我们赖以呼吸的空气成分发生变化。
经济与文明的崩溃: 农业、渔业、畜牧业,这些支撑人类社会运转的支柱将彻底瓦解。依赖这些产业的经济体系将瞬间崩塌。贸易、交通、工业,所有与这些活动相关的领域都将受到毁灭性影响。科技虽然能帮助我们应对一些挑战,但面对如此根本性的生态崩溃,人类文明将面临前所未有的生存危机。
家畜的命运: 少量的家畜,比如猪、牛、羊、鸡鸭,它们也将与野外动物一样,面临同样的生存困境。它们需要食物,而食物的来源将变得极为有限。它们的生存将高度依赖于人类的喂养。但即便人类能够喂养它们,它们的繁殖和健康也可能因为缺乏微生态环境而受到影响。而且,这些家畜本身也可能是某些植物授粉或传播种子的媒介,它们的减少也会进一步加剧生态系统的失衡。

3. 地球的面貌与未来的演变

在失去了绝大多数生物之后,地球的面貌将发生翻天覆地的变化。

寂静与荒芜: 世界将变得异常寂静。我们熟悉的鸟鸣、虫鸣、兽吼将彻底消失。取而代之的,可能只有风声、雨声、海浪声,以及人类活动的噪音。大片曾经生机勃勃的森林、草原、湿地,可能会因为缺乏动物的维护(如啃食、传播种子)以及微生物的分解作用,逐渐变得荒芜和衰败。
环境的改变: 没有了动物的排泄物和死亡,土壤的肥力会迅速下降。河流、湖泊中的水质可能会因为缺乏水生动物的净化作用而变差。某些可能依赖于动物尸体进行分解的化学反应将停止,导致一些物质的积累或变化。
人类的挣扎与适应: 人类将不得不进入一个极端艰难的生存阶段。幸存下来的人类可能会退回到农业生产的最原始形式,依赖少数能够种植的植物。他们需要寻找维持土壤肥力的方法,可能需要发展出全新的技术来替代微生物的功能,例如人工授粉技术、人工分解有机物技术,甚至可能需要基因工程来改造植物以适应新的环境。
长远的未来: 如果人类能够克服最初的危机并找到新的生存模式,地球的生态系统将需要漫长的时间(可能数百万年甚至更久)来缓慢地、可能以完全不同的形式重新演化。新的生命形式或许会以某种方式出现,填补那些消失的生态位,但这个过程将是漫长而充满不确定性的。

总而言之,如果地球上的所有动物和微生物都消失了,那将是一场无法想象的灾难。它不仅仅是失去了一些熟悉的生物,而是整个地球生命系统的彻底瓦解。人类将不得不面对一个几乎无法生存的环境,能否延续文明,将取决于他们能否在失去一切自然支撑的情况下,创造出能够替代生物圈绝大部分功能的奇迹。这是一个关于生存、适应以及地球生命演化根基的深刻警示。

网友意见

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首先,有没有生物圈,地球都不会怎么样,你可以将这个作为底线。

先不管题设的情景有多扯淡,在所谓“只有人类和植物还有少量家畜”的情况下,多种绿藻与紫萍之类混合营养的植物可以执行微生物的分解功能,人类还可以用机器热解处理有机废物,物质循环没有特别的问题。在这方面有很多人被中小学教育里极度简化的“食物链”给骗了。微生物“消失”对人们最直接的影响是失去来自肠道微生物的维生素 K 与短链脂肪酸供应,需要相应的食品与保健品,这是现代食品工业就能支持的。

无论题设的“消失”是否留下尸体,人类的技术可以将已经测序的微生物和非细胞生物重造出来。

  • 实验室里有许多新鲜的细菌、古菌尸体,将合成的 DNA 与原核核糖体放进去就可以将其苏生。
  • 不需要蛋白质外壳辅助的病毒、类病毒之类可以合成核酸并送进相应的宿主细胞,需要蛋白质外壳辅助的病毒可以另行组装。

氧气方面,地球大气里现存的氧气相当之多,按照 Walker, J. C. G. 的估计有 1.4E18 千克,这是 14 后面有 17 个零的数字;每年,地球生物圈和大气圈·水圈·岩石圈交换约 3E14 千克氧气;在地球生物圈完全不进行光合作用而维持现有呼吸作用率的情况下,大气里现存的氧要等五千年[1]两万五千年才会耗尽;让比较敏感的人窒息,至少要将大气氧浓度从现在的 21% 降到 18% 以下,起码七百一十四年。何况在上述情景里生物圈的呼吸作用率不会不减少,单细胞植物和小规模的多细胞植物在上述情景里还可以大规模扩增。

  • 如果要求人类只靠技术产生氧气,人类文明的总功率拿出约十分之一去修建太阳光分解海水的基础设施来制造氧气,效果就会超越地球生物圈的光合作用氧生产量,而且这个工程并不会很花时间去准备。
  • 况且人类文明的总功率还在成长,将今后新兴建太阳光发电、氢能源、裂变核能之类产业的生产路径改动一下就能产生巨大的氧气生成量。


要实现“所有动物、微生物消失”,需要的动作大得出离愤怒,地壳上部、深海底部和上地幔顶部有太多微生物要处理,你很难想象这种规模的灾难会将人类剩下。

而且,题目看起来是不知道规模大于“微生物”而又不算动植物的多细胞真菌、多细胞色藻、群体连接古虫、多细胞细菌之类存在的。薄弱的基础知识无法支持有效的推演。

参考

  1. ^ Walker, J. C. G. (1980) The oxygen cycle in the natural environment and the biogeochemical cycles, Springer-Verlag, Berlin, Federal Republic of Germany (DEU)

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