D耳朵贝拉。
我要模仿拉迪亚德·吉卜林给你们讲一个普通的故事。100年前，吉卜林是世界上最受欢迎的作家之一。他写了《丛林故事》．也这样的故事开始时，他给女儿约瑟芬讲睡前故事。它们是关于动物如何形成自己著名的特征的，比如骆驼的驼峰和豹的斑点。吉卜林是一位出色的作家，但他的动物故事都是自己编的。我的故事是基于科学的，这意味着许多人，通过最近的许多实验，得出结论，事情可能就是这样的。
这也是一个关于进化的故事，进化是大自然的研究和发展部门。和吉卜林一样，我也在某些事情上发出了人类的声音:细菌组成委员会，向研发部门请愿，寻求问题的答案，植物和恐龙也是如此。研发部门(也就是进化部门)试图想出解决方案。我要称进化论为“研发先生”。当他发现一个问题时，R&D先生会用不同的方法进行测试，并提出解决方案。但有时这些解决方案会产生无法预料的后果。所以我们开始吧!
鸟类的肺怎么这么好?它们是从恐龙那里继承来的。但是，为什么恐龙的呢？
很久以前，在一月的一个寒冷的日子里，我在伦敦的摄政公园慢跑，小心翼翼地走过围着划船湖的鹅群、海鸥、鸽子和鸭子。但是，也许是因为我刚刚读的那本书(尼克·莱恩的)氧气)我的眼睛在这群鹅中认出了一对陌生的鹅:斑头雁，一男一女。
但是一月份他们在伦敦做什么?冬天，它们通常生活在印度中部，夏天则生活在哈萨克斯坦或蒙古。如果你看一幅地球地图，你可以看到哈萨克斯坦和印度之间的屏障是喜马拉雅山脉，世界上最高的山脉。每年都有数百万只斑头雁越过喜马拉雅山脉迁徙，并且已经这样做了数百万年。人们看到它们在28000英尺的高空飞行。他们飞过了珠穆朗玛峰!他们是怎么做到的?
答案似乎是斑头雁，像所有鸟类——蜂鸟、鸵鸟、鸽子——一样，拥有超高效的肺。它使我们的肺——以及所有哺乳动物的肺——看起来很原始。我相信当鸟儿们聚在一起的时候，一定会八卦我们的肺有多可怜!
所有哺乳动物，包括我们，都是通过同一个开口吸气和呼气。你能想象如果我们的消化系统也是这样运作的吗?如果我们把食物放进嘴里，经过消化后，以同样的方式流出来呢?这是想都不敢想的!幸运的是，对于消化，我们有一个单独的输入和输出。这就是鸟类的肺:一个内点和一个外点。它们的骨头中也有气囊和空腔。当他们吸气时，一半的好空气(含氧气)进入这些中空的空间，另一半通过后面的入口进入他们的肺。当它们呼出时，储存在中空位置的好空气也会从后面的入口进入它们的肺部，而坏空气(二氧化碳和水蒸气)则会从前面的出口排出。所以不管鸟类是吸气还是呼气:好的空气总是通过肺部朝一个方向流动，把所有的坏空气都赶在前面。
鸟类的肺怎么这么好?它们是从恐龙那里继承来的。鸟类是恐龙!当我在20世纪40年代长大的时候，生物学中有一个类别叫“鸟”，意思是鸟类。但是科学家们现在已经把鸟类归为一类叫做恐龙，而那些恐龙，像鸽子、海鸥和鹅，今天就在我们周围飞行。如果你想知道恐龙是什么味道，那就吃点鸡肉吧!
在陆地上的植物必须是快乐的症结像青苔岩石的表面。但他们显然不满这个。
恐龙有这个超级高效的肺系统，它们作为优势物种成功地在地球上行走，从大约2.5亿年前开始到大约6500万年前，当时一颗巨大的小行星撞击了墨西哥，它们中的大多数都灭绝了。除了鸟类。但恐龙为什么会有这种超级肺系统呢?
要回答这个问题，我们必须追溯到很久以前，植物从海洋来到陆地的时候，大约4.5亿年前。在此之前，植物只生活在海洋中:地球表面是一片沙漠。
一些先锋植物看到了机会，聚在一起说:“走吧!”然后迁移到陆地上。但一旦这些植物离开了水，它们发现了一些在海洋中从未遇到过的问题:重力。在海洋里，如果你是一株植物，你可以浮在水面上，因为植物的密度和水的密度相差不大。在海洋之外，植物的密度比空气大得多，所以重力可以把它拉下来。
所以在数千万年的时间里，陆地上的植物不得不像苔藓一样依附在岩石表面。但他们显然对此不满，并决定成立一个委员会，向R&D先生申请豁免。
研发先生:你好。你的问题是什么?
个人电脑我们的问题是重力。我们在海洋里从来不用处理这个问题，在陆地上这对我们来说是个问题。
研发先生为什么重力对你来说是个问题?
个人电脑：我们想要做什么我们做在海洋中，这是吸收大量太阳光，并做到这一点的最好的方法是有很长的茎，然后在该分支的末端都有用树叶树枝和最大限度地发挥我们的潜力吸收阳光。
研发先生我明白你的意思，但这需要一些时间。一百万年后再回来。
植物玩弄他们的大拇指了一万年。
个人电脑好了，一百万年到了!你有发现什么吗?
研发先生是的，让我看看，我想我在抽屉里。这就是木质素。
个人电脑：什么是木质素？
研发先生它是由碳和氢组成的刚性分子。如果你把它吸收到你身体的细胞中，它会和你已经有的松软的纤维素分子相互作用，这将创造一个非常坚固的结构，让你的细胞变得像砖头一样。然后你可以把一个单元格堆叠到另一个单元格上，你想要多高就可以多高。
个人电脑:多高?
研发先生:超过300英尺。
个人电脑： 哇！
于是，植物高兴地吞下了木质素，果然，它的作用正如R&D先生所说的那样，不一会儿，茎秆、树干、树枝、根、叶子就开始在地球上冒出来了。
唯一的问题是，当这些树的自然生命结束时，细菌和真菌孢子准备分解它，磨刀。但当它们到达木质素时，它们的刀子卡住了:它们无法消化木质素。正是这种物质使木质素变得强大，打败了当时的细菌和真菌。所以，它们做了我们吃鸡肉晚餐时所做的事:它们吃光了所有的肉，留下了骨头，也就是木质素。
最终另一棵树死了，倒在了第一棵树的上面，然后同样的事情又发生了一次，然后又发生了一次又一次，就这样持续了几十万年，几百万年，几千万年。最后，超过1亿年的枯树、蕨类植物和未消化的木质素沉积在地球表面下。我们把这些发生的大部分时间称为石炭纪(产生碳)时代。
记住进化有时怎么也无法预见的后果？那么，这存木质素的制备在大气中的氧激增。因为该进入地球每烃原子，氧原子不在衰变过程中用完。碳（木质素）的大量打算到地球，氧的状态，大量的气氛中建立。今天，氧气是大气的21％。不过，大约300万年前，氧气是超过30％。有这么多的氧气昆虫，谁拥有的呼吸非常低效的方式，都能够获得巨大的。蜻蜓有三尺翼展，千足虫是长8英尺。两栖动物，青蛙和这样的，也有低效率的肺，他们能够得到一样大的饭厅表。
当时的微生物最终意识到了氧气的激增。昆虫和两栖动物似乎并不在意，因为它们依赖于丰富的氧气来源。因此，现在忧心忡忡的微生物组织了他们的委员会(MC)，去见研发先生。
研发先生您好，我能为您做些什么?
MC我们认为这是一个危险的情况发展，因为含氧量每年都在上升，现在可能达到35%。
研发先生： 所以？
MC对于难以消化的木质素，没有什么能阻止它继续上升。
研发先生:我明白你的意思，因为在百分之四十三的时候，雷击会导致整个大气燃烧，因为大气中的可燃氧含量很高。地球上所有的生命实验都将结束。是的，我同意我们得做点什么。给我一百万年，我会看看我能做什么。
一百万年以来，氧气浓度一直在上升。更令人担忧的微生物又回到了研发先生身上。
研发先生：坏消息是我没有什么身体给你。但我可以给你一个公案。
MC:那是什么?
研发先生:公案是你能想到的对你的处境有帮助的东西。这句话是:“要想接受，必须先给予。”
MC： 这意味着什么？
研发先生当前位置我能告诉你的只有:想一想，你的问题就会迎刃而解。
所以微生物离开了，并在一万年左右的时间里争论这意味着什么。最后，有一个天才的真菌细胞会在半夜醒来，然后想:“我找到了!”在木质素发明以来的一亿年里，他们一直在尝试咀嚼它，但他们根本没有能力这么做:它太硬了，而他们又太软了。
但由于蘑菇孢子的这个艾萨克·牛顿，他们意识到他们必须做什么。他们不得不放弃掉一个特殊的化学酶溶解的木质素和其分成更小的部分外部。于是他们发明了干腐病。
衰变过程将氧气从大气中抽出，并与碳氢化合物结合，释放出二氧化碳(CO2)和水(H2O)作为结果。当木头燃烧(快速氧化)，当我们消化食物(中度氧化)，当有机物质腐烂(缓慢氧化)时，就会发生这种情况。
一旦怎样氧化木质素的秘密被理解，真菌孢子和细菌开始分解一切是不是已经变成化石的枯木，在这个过程中使用的氧气，因此大气中的氧气水平开始迅速下降。它的30％以上在石炭纪（300万年前）高去12％左右的二叠纪（250万年前）结束。这是大多数地球上生命的坏消息，因为它已经得到沉迷于这种异常高的氧气水平。地球上所有生命的百分之九十五的气氛使氧低死亡，勒死。这是在地球生命的历史上最大的灭绝事件。
一些生命形式的5％，这并设法去生存与R＆先生和d，用他们剩下什么了一口气，说：“我们需要帮助氧气的这种少量的生存。”
由于蘑菇孢子的这个艾萨克·牛顿，他们意识到，他们不得不放弃掉一个特殊的酶。
500万年后，也就是设计这个非常复杂的东西所花的时间，R&D先生想出了一个有入口和出口的肺系统，有中空的骨头和气囊来暂时储存含氧空气。与以前的任何肺系统相比，它都是超级高效的，并最大限度地利用了有限的氧气。收到R&D先生这个礼物的动物是恐龙。
它们的新肺非常高效，以至于在接下来的数千万年里，当氧气水平缓慢回升到20%时，恐龙就能变得非常大——比大象等陆地哺乳动物的肺都大。许多恐龙超高效的肺可以将氧气输送到它们庞大身体的每一个部位。中空的骨骼有助于减轻他们的体重。当鸟类从恐龙进化而来的时候，它们能够很好地利用这个超级高效的肺系统。这就是为什么恐龙能长得这么大，为什么斑头雁能飞越喜马拉雅山!
最后。
否则就该结束了。但是我们还要介绍一个角色，那就是VCP先生(非常聪明的灵长类动物)。大约400年前，VCP先生发现他可以在地球表面下挖掘并提取木质素化石，这些木质素已经变成了煤，然后将其燃烧，释放出它最初沉积时所储存的能量。这使得VCP先生的文明和人口以惊人的速度增长。这曾经是一个快乐的成功故事。现在，它已经开始成为一个大问题。
我们今天所使用的化石燃料——煤、石油、天然气——有90%都是在泥盆纪、石炭纪和二叠纪沉积下来的。所有的碳氢化合物现在都被释放到大气中。
因此，VCP先生的整个文明都是建立在燃烧化石燃料的基础上的，这是木质素结构的奇怪，以及很久以前的微生物——细菌和真菌——无法分解它的结果。这是一种"全球性消化不良．” Which brings us to our big problem. By burning all these fossil fuels, Mr. VCP is releasing carbon dioxide into the atmosphere at a rate 500,000 times faster than it was deposited in the first place. This is causing the atmosphere of the planet to heat up so quickly that it will shortly be damaging, perhaps fatal, to Mr. VCP, unless his civilization figures out a solution.
所以贝拉，这是我们现在的情况。
我想你知道VCP先生就是我们。也许如果我们没有开始燃烧化石燃料，文明就会沿着400年前莎士比亚时代的道路继续前进。那时，全世界都在使用太阳能——只是短期储存的太阳能:储存在我们用来做面包的谷物中，或者储存在马吃的干草中，以提供真正的马力。有时能量根本不会储存起来——我们只是享受太阳的热量，把蔬菜和肉晒干储存起来;或者是风吹着航行在世界海洋上的船只的帆;或是雨水落下，使水车转动，磨我们的粮食。太阳能储存时间最长的是树木中的木材(木质素!)，我们砍伐树木，用作燃料或制造木炭，供铁匠锻造钢铁。这些树最多有150到200年的历史。
对于这个问题，我们现在能做些什么呢?首先，我们所有人都需要认识到这确实是个问题，并希望说服位高权重的人对此做些什么。困难的是，大多数老年人在成长过程中都认为石油、煤炭和天然气是伟大的，很难教老狗学新把戏。你还年轻，你能比老年人更清楚地看到情况。
现在有许多很好的替代燃烧化石碳氢化合物的方法。风车。太阳能电池板。潮汐能。甚至是一些安全的核能，比如钍反应堆。科学家们还在研究一些发明，这些发明可以将大气中多余的二氧化碳直接提取出来，并将其转化为石灰石(用来建造东西:埃及金字塔就是用石灰石做的)，甚至将其转化为燃料。但这些发明需要迅速扩大规模。它们有点像20世纪20年代的火箭。但在40年里，人类已经乘坐火箭登上了月球!
地球是由于左右为另一个冰河时代＊——波士顿、芝加哥、巴黎和许多其他地方都结了两英里厚的冰。但现在不会发生了。大气中的二氧化碳层已经太厚了。我们需要像对待我们的身体一样对待地球。我们保持体温在98.6度。如果我们觉得冷，就会燃烧更多的“燃料”(食物)，从而使我们暖和起来。如果我们太热，我们就会出汗，这样就能让我们凉快下来。如果我们聪明，有组织，我们甚至可以把地球变成一个温度可控的星球。如果我们合作，我们可以在很长很长一段时间内维持它。要做到这一点，我们需要一个世界协议，这就是我们要做的，然后我们就能做到。 This is worth working for!
爱你的沃尔特爷爷在伦敦
Walter Murch已经在电影行业工作了50多年，担任过编辑、音效设计师、编剧和导演。他为弗朗西斯·科波拉(《教父三部曲》《对话》《现代启示录)和安东尼·明格拉(《英国病人》，《天才雷普利先生》，《冷山》)．他对科学的兴趣可以从他剪辑马克·莱文森的电影中看出来粒子热(2013)，关于寻找希格斯玻色子。
主导图像:Nitin Chandra / Shutterstock
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Beerling D。《绿宝石星球:植物如何改变地球历史》牛津大学出版社(2007)。
R. Krulwich，《地球上大多数煤的奇异起源》国家地理（2016）。
车道,N。氧:构成世界的分子牛津大学出版社（2003年）。
病房里,申先生。无中生有：恐龙，鸟类和地球的古老的气息Joseph Henry Press，华盛顿特区(2006)。
沃德，P.D. &基尔施文克，J.《生命的新历史:关于地球上生命起源和进化的重大新发现》布卢姆斯伯里出版社，伦敦，英国（2015年）。
更正:这篇文章最初说地球将在大约500年后回到另一个冰河时代，这是一个错误的计算。在过去大约11000年的时间里，今天的地球一直处于“间冰期”，即冰河期之间的时期。根据美国地质勘探局的数据，过去四次间冰期持续了大约2万年，“其中最温暖的部分是持续1万至1.5万年的相对稳定时期。”
