如果地球发生意外，地球上的动植物全部灭亡。新的动植物种群生成需要多长时间？和目前的动植物还会相似吗？第1页

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不考虑地外力量或智能机械插手操作的话，在动植物全部灭亡后再产生演化上算是动植物的东西，需要庞加莱回归。那个时间非常漫长，你可以期待在那之前真空中随机涨落出一个带有你要的动植物的地球。

题目要求的“意外”能震撼整个地表、深入海的最底部和大量的地下洞窟，对地球的巨大改变可能需要数千万乃至一亿年才能消退，那之后的环境和现在明显不同，你无法期待新形成的复杂多细胞生物像现在的大型动植物——小型的可以相似，单细胞绿藻那种结构本来就没比蓝菌特殊多少。那大概需要几亿年。

那之后，地球残存的能支持地表复杂多细胞生物的时间可能不允许再演化出类似今天的大型动植物的东西。

太阳的亮度每 1.1 亿年增强约 1%，这增速在慢慢加快。在约 10 亿年后，亮度增强 10% 的太阳可以让地表温度升至 47~70 摄氏度，大量蒸发海水，形成正反馈^[1]。

早在那之前数亿年，地表温度上升引起的化学反应加快就可以导致大气二氧化碳浓度崩盘，杀死大量多细胞真核生物：

硅酸盐矿物的风化速率增加，大气中的二氧化碳转化为碳酸盐的速度加快。如果没有什么生物演化得能高效率分解碳酸盐，从现在起约 6 亿年后，大气二氧化碳浓度将低于维持 C3 光合作用所需的下限（约百万分之 50）。
C4 光合作用需要的大气二氧化碳浓度下限约百万分之 10，允许 C4 光合作用从现在起继续进行 8 亿到 12 亿年。
你可以预期“光合生物演化得更擅长固定低浓度二氧化碳，会加速大气二氧化碳浓度的下降”，从而形成自我毁灭的趋势，让广义植物在 5 亿到 9 亿年后提前灭绝。
一些微生物能在二氧化碳浓度低至百万分之 1 的情况下进行光合作用。约 16 亿年后，这种光合作用也难以再进行下去，地球生命将进入“在深层地下靠化能自养·辐射自养·红外线光合作用等维持”的时代。预计这可以持续到 28 亿年后^[2]。你可以预期“有一些多细胞真核生物可以和微生物共生到那个时候”。

有学者估计，在约 30 亿到 40 亿年后，地球上会发生金星现在展示的失控温室效应，而且那时太阳的光度会比现在强得多，地表温度可以达到 1330 摄氏度^[3]。这可能足以歼灭地球上所有的多细胞生物，或是所有地球生物。

8 亿年对生物演化来说是一段很长的时间，“某些多细胞真核生物演化得能够生活在深层地下”并不是什么不可思议的事。在这种情况下，多细胞真核生物存在超过 8 亿年的主要障碍不是天空中灼热的太阳，而是“多细胞生物在削减复杂度、提高环境耐性时可能变为单细胞生物”：

一些单细胞绿藻，例如小球藻，有证据显示是从石莼纲演化过来的；
一些单细胞红藻，例如 Porphyridium cruentum，有证据显示是从多细胞变成单细胞的；
蓝菌至少 5 次从多细胞变成单细胞；
粘孢子虫可能是某种刺胞动物的癌细胞独立为单细胞生物物种然后再次多细胞化的产物；
袋獾传染性面部肿瘤、犬传染性生殖道肿瘤、双壳类传染性白血病的病原体是这些物种身上癌变的细胞，这些癌细胞可以在个体间传递。犬传染性生殖道肿瘤的癌细胞已经重新稳定了染色体组，一些学者认为这可以视为从哺乳纲演化成了单细胞生物（但仍然有人认为这些癌细胞没有严格的世系）。

在太阳变成红巨星后，其光度将足以烤得碳酸盐岩石将二氧化碳重新释放到地球大气中。

参考

^ Jérémy Leconte, Francois Forget, Benjamin Charnay, Robin Wordsworth, Alizée Pottier. Increased insolation threshold for runaway greenhouse processes on Earth-like planets. Nature, 2013; 504 (7479): 268 DOI: 10.1038/nature12827
^ https://doi.org/10.1017%2FS147355041200047X
^ https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002ASPC..269...85G