新航路開辟之后，出現(xiàn)了物種在全球范圍內(nèi)的交流，被稱為“哥倫布交換”。歐洲人用隨身攜帶的病菌，在槍炮的幫助下摧毀了美洲土著的人種與文明，在新世界站穩(wěn)了腳跟。一段時(shí)期后，糧食作物與牲畜的全球性交流，漸漸恢復(fù)了人口的增長，使文明在很多地區(qū)得以復(fù)興。

“哥倫布交換”中，最出乎人們意料的是病毒、病菌的傳播。

歐洲人到達(dá)美洲之后，帶來了新的病菌，使美洲社會遭到滅頂之災(zāi)。雖然在征服新世界的過程中，槍炮發(fā)揮了不可低估的作用，但是，死于西方人槍炮之下的印第安人的數(shù)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于死于新瘟疫的數(shù)量?？梢哉f，天花、麻疹、百日咳、流行性感冒等傳染病是造成美洲印第安人悲劇的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

在大航海時(shí)代以前，美洲并不存在上述病毒。一位印第安人這樣回溯昔日的幸福時(shí)光：“那時(shí)，沒有疾病；他們的骨頭沒有酸疼；那時(shí)他們沒有發(fā)燒；那時(shí)他們沒有天花；那時(shí)他們沒有胸疼；那時(shí)他們沒有腹疼；那時(shí)他們沒有肺癆；那時(shí)他們沒有頭疼。那個(gè)時(shí)候，人事之道整齊有序?？墒悄切┩鈦碚邅砹?，令一切全然改變?！?/p>

歐洲人對自身攜帶的病毒已經(jīng)有了一定的免疫力，但美洲人在這些新來的病毒面前不堪一擊。瘟疫很快爆發(fā)，幾年之間，天花導(dǎo)致美洲新英格蘭沿海90%的當(dāng)?shù)鼐用袼劳觥８鶕?jù)一位親歷過這一慘劇的人記錄，當(dāng)時(shí)只有20來歲的人才有可能活下來，幸存者無力處理數(shù)倍于自己的尸體，干脆放棄家園，逃到附近其他地區(qū)，結(jié)果進(jìn)一步感染了更多的人，“村莊成了廢墟，沒有人再管它。成千上萬的印第安人尸橫遍野，無人埋葬”。

病毒的侵入在很大程度上改變了瀕臨滅絕的印第安社會的組織與文化。很多活下來的土著人開始認(rèn)為，他們的守護(hù)神拋棄了自己。一些人轉(zhuǎn)而相信歐洲牧師；一些人“勇氣全失，表情沮喪，如驚弓之鳥”；一些人開始酗酒，甚至自殺，就像中世紀(jì)“黑死病”時(shí)期的歐洲人那樣。瘟疫還改變了土著人群之間的關(guān)系。一些土著部族在瘟疫面前衰落，為防止其他部族的攻擊，轉(zhuǎn)而向歐洲人尋求保護(hù)。等他們恢復(fù)過來時(shí)，趕走歐洲人已經(jīng)不可能了。有學(xué)者甚至得出結(jié)論：“歐洲人之所以能夠征服美洲，并非由于他們的軍事天賦，或者他們的宗教動機(jī)，也不是由于他們的野心或貪婪。他們征服美洲，靠的是發(fā)動人們始料未及的‘生化戰(zhàn)’?！?/p>

病毒侵入的影響遠(yuǎn)不止于北美的印第安人。南美洲的阿茲特克、印加等古代文明，也由于歐洲人帶來的病毒遭到毀滅性打擊。到16世紀(jì)30年代，天花向北傳播到了五大湖區(qū)，向南傳播到了阿根廷。在太平洋島嶼，當(dāng)?shù)厝藢@類病毒的免疫力更低，他們同樣遭受到悲慘的后果。

新航路開辟后，歐洲人把梅毒帶到世界各地，并互相推諉。英國人稱之為“法國病”，法國人稱之為“意大利病”，意大利人稱之為“西班牙病”……梅毒究竟原發(fā)于何處，至今仍有爭議，但它的爆發(fā)和全球傳播則是“哥倫布交換”的一個(gè)結(jié)果。

除了病毒病菌的交流外，新舊兩個(gè)世界之間也出現(xiàn)了動植物物種的大交流。這種交流是雙向的、長期的。從長遠(yuǎn)看，新物種的傳播，促進(jìn)了亞洲與歐洲的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，恢復(fù)了新大陸人口的增長。

美洲的物種開始傳向世界其他地區(qū)。農(nóng)作物主要有玉米、馬鈴薯、四季豆、番茄、辣椒、南瓜、草莓、向日葵、木瓜、花生、菠蘿、可可豆、橡膠、煙草、蔗糖；牲畜主要有羊駝、荷蘭豬、美洲駝、火雞。

新大陸的玉米、馬鈴薯等糧食作物被引進(jìn)歐洲與亞洲，維持了長期的人口增長。歐洲人一開始種植玉米時(shí)，主要是作為飼料使用。到17世紀(jì)，玉米才登上歐洲人的餐桌。到18世紀(jì)末19世紀(jì)初，玉米成為中國西南地區(qū)的主要糧食，隨后又在北方大量種植。玉米可以在中國不適宜種植水稻和小麥的坡地、沙地種植，養(yǎng)活了明清時(shí)期中國的大量人口。大約16世紀(jì)，馬鈴薯開始在歐洲種植，到17世紀(jì)末，愛爾蘭人開始普遍吃“醋蘸馬鈴薯”。日本也于17世紀(jì)末開始種植馬鈴薯，并開始向中國傳播。到18世紀(jì)，馬鈴薯在英國變得越來越重要。19世紀(jì)中期，英國還一度因?yàn)轳R鈴薯減產(chǎn)而引起一場大饑荒。四季豆等美洲豆類作物豐富了蛋白質(zhì)的來源，從西歐到中國，都很受歡迎。番茄和辣椒改善了歐洲人和亞洲人的口味。

除這些糧食作物之外，美洲印第安人的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)作物煙草和蔗糖，也傳到歐亞大陸和其他地區(qū)。美洲向外部傳輸?shù)募倚笃贩N不多。美洲擁有大量的野牛群，印第安人一開始獵殺它們作為食物，歐洲人到來后，慢慢出現(xiàn)了皮貨貿(mào)易。

舊世界也向美洲傳輸了許多物種，農(nóng)作物主要有麥（大麥、小麥、黑麥）、葡萄、蘋果、香蕉、梨、甜菜、黃瓜、茄子、大蒜、大豆、甘蔗、茶、亞麻、西瓜、鴉片、咖啡、大麻，等等；牲畜主要有豬、馬、牛、羊、駱駝、雞、鵝、蜜蜂、家兔、蠶，等等。

小麥的引進(jìn)對新大陸瘟疫之后的人口恢復(fù)起到了至關(guān)重要的作用。小麥?zhǔn)侨祟惖囊环N古老食物，小麥種植最早可能出現(xiàn)于地中海沿岸。被哥倫布的船隊(duì)帶到新大陸后，作為一種耐寒、耐旱的作物，小麥在北美的大平原地帶以及南美阿根廷的內(nèi)陸平原長勢良好，漸漸取代了這些地區(qū)的本土作物——不耐寒的玉米。除小麥之外，葡萄也被從歐洲引進(jìn)到新世界，并得到大量種植。歐洲人還推動了物種在新世界內(nèi)部不同地區(qū)之間的交流。在新大陸某些不適宜種植小麥的地區(qū)，玉米被大量種植；到18世紀(jì)初，馬鈴薯也從新大陸其他地區(qū)來到北美。

新大陸的豬、馬、牛、羊等大牲畜，也都是從舊大陸引進(jìn)的。當(dāng)時(shí)人戲稱：有三大動物引領(lǐng)著大征服——西班牙貴族、豬和馬。哥倫布的船隊(duì)里有豬。豬在新大陸上岸后，表現(xiàn)出極強(qiáng)的生命力。在土著人口紛紛死于病菌時(shí)，豬卻大量繁殖。殖民者隨處放養(yǎng)的豬，幾乎是他們早期的唯一肉類來源，幫助他們渡過了難關(guān)。美洲的第一批馬隨哥倫布于1493年登陸。馬令印第安人感到異常驚恐，他們從未看見過這種高大而快捷的動物。馬為歐洲人在與印第安人的戰(zhàn)斗中贏得了一定的軍事優(yōu)勢。據(jù)一位殖民者記載，一名騎在馬上的士兵，一小時(shí)可以戳死2000名印第安人。馬作為畜力的使用，改變了新大陸以人力為主的勞動模式，這種影響是深遠(yuǎn)的。16世紀(jì)初，牛被引進(jìn)新大陸的峽谷地帶和中美洲。羊也隨哥倫布于1493年到達(dá)。美洲有大片肥沃的草場，特別適合放牧牛群、羊群。膘肥奶足的牛羊?yàn)槿藗兲峁┝巳馐澈湍填?，漸漸取代豬肉，促進(jìn)了人口的營養(yǎng)和健康。牛羊的皮毛給人們帶來溫暖，后來發(fā)展成皮貨貿(mào)易。牛仔們放牧牛群，催生了新大陸的特色文化。除這些大動物之外，老鼠也藏在航船中漂洋過海到了美洲，這對美洲的生態(tài)鏈產(chǎn)生了巨大的影響。