描述
开 本: 32开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787508653495丛书名: 爱德华·威尔逊作品
(1)作者爱德华·威尔逊,为当今国际生物学界翘楚,“社会生物学”与“生物多样性”之父,两届普利策奖得主。
(2)美国国家图书评论奖获奖作品;纽约公共图书馆科学类“世纪十大好书”;台湾《联合报》读书人年度*书奖。
(3)接续达尔文《物种起源》,从基因到物种,再到生态系统,讲述物种的起源、进化、分化与死亡,以及物种间的相互影响,生动描绘了生物圈的复杂微妙。
(4)文字简洁优美,富有诗意,且擅长借助丰富的案例,将复杂的科学问题作层层解析,激发读者深入阅读和探索的乐趣。
(5)精彩好读,图文并茂。16页精美彩插,加近100幅黑白图表,直观展示生物多样性的绚丽多彩。
(6)有英、德、日等多国语言版本,推动“生物多样性”成为影响全球环保进程的重要理念。
我不想就拯救地球对人们进行说教,只想与众人分享自然世界的趣味。它是我们的归属之地。保护自然,就是保护我们自己。
——“最后的博物学家”爱德华·威尔逊
阅读《缤纷的生命》,仿佛经历一场生命的大冒险。威尔逊带领我们从洪荒一路走来,攀上热带雨林的浓密树冠,潜入神秘深邃的海底世界,看蚂蚁、蝴蝶、飞鸟、浮游生物等纷纷登场,上演一部辉煌伟大、异彩纷呈的地球生命演进史诗。从基因到物种再到生态系统,威尔逊以生物学家的博学多识、孩童般对自然之美的热情追逐,以及优美典雅的文字,勾勒出地球生命变迁的脉络,细致描绘了地球生命图景中教人屏息的绚丽景观。
地球上的物种古老、独特而珍贵,每一个都是千百万年进化的杰作。地球生命既坚强又脆弱,历经五次大灭绝,从绝境中新生、繁衍、变异,才成就了自然界的丰富瑰丽。如今,它们却在人类的手中迅速凋零。威尔逊提醒我们,生物的多样性是维系世界之钥,更是驱动着生物进化的活力。人类应当回归为自然的一份子,珍视生命多样性这个宝藏。
这是一部只有博物学家才能写就的精彩之作,被媒体赞誉为“自《寂静的春天》以来最重要的环保著作”。翻开这本书,它将以科学的理性与人文的真诚,撼动你的心灵。
前 言
新时代的黎明 // 001
第一部 狂暴的自然 坚强的生命
第一章
亚马孙河流域的暴雨 // 009
第二章
喀拉喀托岛 // 027
第三章
五起毁灭事件 // 039
第二部 生物多样性的形成
第四章
大自然的基础单元 // 055
第五章
新物种 // 075
第六章
进化驱动力 // 105
第七章
适应辐射 // 127
第八章
未探勘的生物圈 // 171
第九章
生态系统的诞生 // 207
第十章
生物多样性的巅峰 // 231
第三部 人类造成的冲击
第十一章
物种的新生与死亡 // 267
第十二章
濒危的生物多样性 // 301
第十三章
未开发的财富 // 345
第十四章
解决之道 // 379
第十五章
环境伦理 // 417
名词解释 // 430
延伸阅读 // 448
前言 新时代的黎明
如果要给现代生物多样性的研究确定一个开始时间,那就是1986年 9月 21日,这天美国国家研究理事会和史密森学会在华盛顿特区联合举办了生物多样性国家论坛。会议为期三天,60多名顶级生物学家、经济学家、农业专家、哲学家以及资助机构和领导机构的代表会集于此。两年后,此次会议的成果以《生物多样性》(BioDiversity)为题出版了,至少从科学类出版物标准来看,这是一本国际畅销书。作为此书的编辑,我在其他著作中统一采用“生物多样性”一词,此术语由此确立。
《生物多样性》一书涵盖了许多内容,主要侧重于生物学,也满足了广大读者的需求,后来也成了另一本书的主题,它就是于1992年首次出版的《缤纷的生命》。
Biodiversity是 biological
diversity的简称,生物多样性是特定环境中所有生物体的基因变异的总和。特定环境既可以是一块林地,也可以是一片森林或一个池塘或海洋的生态系统。特定环境还可以是一个政治单位,比如一个州或一个国家。特定环境也可以是整个世界。
生物组织系统包括三个层次,一旦选定了环境,研究人员便可以从其中任一个层次或从全部三个层次来研究生物多样性:第一层是生态系统,包括如森林碎块区或池塘等;第二层包括所有的物种,从微生物到树木和巨型动物群等;第三层也是最低的一层,是由规定所有物种性状并进而构成生态系统的基因组成。
在这一点上,可能有人会问,“现代”生物多样性的研究新在哪里?毕竟,根据记载,人类在亚里士多德时期就已经尝试命名了几乎所有的生物种类。采用分类的方式实现这一目标是18世纪颇具影响力的科学家林奈(Carl Linnaeus)的强烈愿望。此外,在物种起源上的重大发现要追溯到达尔文时期了。物种并不是随着时间的推移而进化的。1865年,华莱士(Alfred Russel Wallace)研究了物种进化和繁衍的过程,20世纪上半叶已经用染色体和基因来详尽证明。同样,19世纪,华莱士和拉马克(Lamarck)也开启了生物地理学、物种基因图谱以及动植物种类进化史的研究之路。
对生物多样性进行全面深入的研究,有赖于1980年代初的两个新发展:第一个发展,重启林奈开启的事业,这是因为人们认识到,尽管经过了两个多世纪的分类,地球上大部分生物的多样性仍然是未知的。第二个发展,为了将生物多样性与其他科学和技术分支相互联系,生物多样性的研究领域拓宽了。
华莱士认为,地球上大部分动植物仍处在未知状态,这毫不夸张。目前(2010年),地球上新发现的和已判定特征的物种,再加上被科学家命名的物种,已知生物的数量大约有190万,而存在于地球上的生物物种的数量,据推测在500万到5000万之间;如果算上微生物,物种数量会大幅增加,增加到何种程度则完全无法确定。
2006—2007年,每年都会有大约 1.
8万种待定义的非微生物新物种得到描述。这些物种当中,无脊椎动物约占百分之七十五,脊椎动物占百分之七,植物占百分之十一。如果我们将1000万作为全球的物种总数量(大多数生物多样性专家认为这是一个相当保守的数字),那么,以目前发现新物种的速度计算,要再过500年,也就是到27世纪才能完成对地球生物的普查。
我们不能否认未知的大部分生物群对其他生命体的重要性,也不能否认我们自身的重要性。迄今为止被发现并命名的真菌有10万种,但这只是其中一小部分,科学家预计地球上大约有150万种真菌。线虫是微小的蠕虫状生物,被公认为地球上种类最丰富的生物。目前已知线虫物种将近2. 5万种,然而还有将近50万种仍未被发现。蚂蚁是物种最丰富的昆虫,也主导着生态环境。已知的蚂蚁物种大约有1. 4万种,很可能还达不到蚂蚁物种总量的一半。甲虫和蝇类同样如此,比起已知物种种类,尚未发现的物种会占去总存在量的一半或更多的比例。
科学在生物多样性领域的发展仍处于新时代的黎明阶段。很显然,在这个充满未知的星球上,人类需要更加努力奋斗才能继续一路前行。加快人类对生命世界研究步伐的科技已然存在。Dna测序技术可以在几天甚至几小时内(对于细菌来说)测定出完整基因组的序列图谱。元基因组学(metagenomics)通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,人们可以使用快捷工具分析获得该土壤和水环境中微生物的多样性信息。不同物种一旦通过判定特征被分类或被定义,人们就能利用DNA条形码(基因组的DNA片断信息)快速识别它们了。
随着信息不断积累,DNA数据已经形成可通过单一命令访问的可用数据库。“生命百科全书”(Encyclopedia of Life,http://www.eol.org)包罗万象,其计划始于2005年,旨在录入并能查找各种生物的信息资料,网站中包含已知物种的更新信息和新发现物种的信息。
第一轮的分类学发现和存档仅仅是个开始。对于有机体的已知物种,只有非常少数的物种,大约百分之三,人们对其有过深入研究,从而能评估其保存现状——物种数量是否足够丰富,分布是否足够广泛,能否保持稳定及安全,或物种是否随时可能趋于灭绝。科学家以这种方式评估了迄今发现的5490种哺乳类动物和9998种鸟类,但是比起人类对植物(28.2万已知种类的百分之三点九)和无脊椎动物(130万物种的百分之零点六)的无知,所知依然太少。
地球上每种物种都经历了数千到数百万年的进化,以适应它所生活的环境。任一物种的基因型不同于其他物种。基因所表现的性状是独一无二的,这种不同表现在很多方面,比如生物化学、解剖学、生理学和行为上,与其他物种的交流方式上,栖息的生态系统上等方面。简而言之,每种物种都是一部活的百科全书,展示了不同物种在地球上的存活方式。
在利用生物多样性的知识为人类服务这方面,人类还处在早期阶段。生物多样性的研究已经对医学、生物技术和农业领域产生了巨大的影响,并且将来影响会更深远。随着普通生物学在各个层次的发展,生物多样性研究将担任的角色更加宽泛。未来生物学作为一个整体将基于两大定律,这一事实注定生物多样性具有其重要性。第一个定律是生命的所有进程都最终服从于物理和化学规律。这为分子学、细胞学和发育生物学奠定了基础。第二个定律是所有生命进程都源自自然选择(简称天择)条件下的进化。这一认识是进化生物学与环境生物学的基础,这两者都是致力于研究生物多样性的学科。我相信,总有一天,生物学会发展成为一门在这两个前沿协调发展的学科。
爱德华·威尔逊
2010年5月20日
一本重要的书……是对自然选择的惊人发现,对进化和神奇创造力的颂歌……威尔逊从人类面临生态灾难的角度,赞颂了多样的进化给人类带来的好处。
——《纽约时报》(The New York Times)
这是有关生物多样性的最权威著作。哈佛大学*的昆虫学者威尔逊,详细讲述了地球生物多样性的兴起和人类对其造成的巨大威胁。他情词恳切地呼吁人类要拯救动植物的多样性,注定会让所有年龄、所有背景的读者产生强烈的共鸣。
——《图书馆杂志》(Library Journal)
威尔逊对自然之美与神秘的热情,对科学方法的一贯坚持,以及其卓越非凡的专业地位,为我们贡献了这部自《寂静的春天》以来最重要的环保著作。
——《波士顿环球报》(The Boston Globe)
这本书语言古典尔雅,科学可信。作者除了对自己科学经历和对大自然亲自体验的生动描述外,还有科学理性的阐述,呈献给读者的是一本具科学权威性的散文般语言的好书。
——《纽约书评》(The New York Review of Books)
从达尔文以来,还没有一个人像威尔逊这样对生态学有如此敏锐的洞察力和丰富的想象力。
——理查德·道金斯(Richard Dawkins,英国著名生物学家,《自私的基因》作者)
著名的保护生物学家威尔逊在本书中说,生物多样性就是生命形式的多样性。一枝一叶总关情,无论是贵为国宝的熊猫,还是隐藏于人类视野之外的某种最微小的昆虫,皆是自然母亲最美妙的创造,皆是生命进化中最珍贵的果实。人类无法孤独地行走于天地之间,我们必须与万物同生共存。我们需要自然界,特别是那些看似荒野、实为家园的地方。
——潘文石(中国生物学界泰斗,“熊猫之父”)
当代杰出的演化论学者、普利策奖两度得主威尔逊教授,在此生动讲述生物多样性的内涵与意义,形成与维持,及其与环境伦理的关系。《缤纷的生命》彰显了当代博物学家的宏大视野和令人钦佩的学术抱负,它是当之无愧的经典。
——刘华杰(北京大学哲学系教授,科普作家)
第一章 亚马孙河流域的暴雨
亚马孙河流域最强烈的狂暴,有时只是天际一刹那的闪电挑起的。有一位旁观者静静瞧着,在夜晚穹苍的完美笼罩下,那个从未有人类灯光照耀的彼处,雷雨正昭告着它的预兆信号,这位旁观者知道,雷雨就要开启一趟缓慢的旅程,他的脑海中想的是,这个世界即将要发生改变了。就这样,在巴西的马瑙斯(Manaus)之北的雨林边缘,我独坐在漆黑的夜空下,田野生物学的复杂现象纷至沓来,理不出头绪。然而,远大的志向、疲乏的心身,加上心浮气躁,我已准备好随时可能接踵而至的精神崩溃。
每日晚餐结束时,我便带着一把椅子到附近一处空地上,逃离一群巴西伐木工人共处的喧闹与令人掩鼻的营地。那个营地的所在地为迪莫纳庄园(F. Dimona)。此地以南的雨林大多被砍伐殆尽,林地被焚烧成为牧草地。在白昼的骄阳曝晒下,牛群在黄土反射的酷热中啃着草;夜晚降临之际,森林内的野生动物与精灵来到这片荒地。此地以北是一片地球上所残存的广袤原始雨林野地,向北绵延500公里,然后疏开,缩减成一簇簇小丛林,散布在罗赖马(Roraima)的稀树大草原上。
全然裹在漆黑的夜里,伸手不见五指,我不由自主地神游在雨林间,宛如坐在家里幽暗灯光下的书屋斗室中。人在森林内的黑夜里,大多时候是处在感觉抽离之中,像在洞穴内的半夜——漆黑又死寂。森林内的生命不用想也是丰盛富饶的,丛林充满盎然的生命,已超乎人类所能了解的程度。
雨林中有百分之九十九的动物是靠它们遗留在地面上的化学痕迹辨认方向的方式求生。它们释放的各种气味,或溶到水中,或扩散到空中,化合物从微小看不见的腺体中扩散出来,随空气流向下风处。动物是一群精于化学沟通的大师,而人类却是个中白痴。然而,人类是视听沟通方面的天才,具有此种感觉的,仅限于为数有限的生物(鲸、狮猴和鸟)。因此我们盼望曙光的到来,而它们期待黑夜的降临。因为视觉与听觉是智能型生物进化的先决条件,也只有我们才会对这种情境有这种反应——对着亚马孙的夜晚产生种种感觉。
我靠着额头上的探照灯,一面扫描着地面,一面寻觅着生命的迹象。我发现了——钻石!每隔数米,很规则,闪着强烈的白色光芒,如针尖大小,在我的头灯巡逻中一明一暗。仔细一瞧,原来是狼蛛(Lycosidae,囊蛛科),它们正瞪着眼珠伺机猎虫。我的头灯照到狼蛛的时候,它们便待在原地,我可以恣意伸手过去。我跪着研究,与它们的位置几乎一样低。我能分辨出各种狼蛛:它们在大小、颜色与丛毛上有巨大差异。此际我真惊讶于我们对雨林中这些狼蛛是多么一无所知,如果我能在此花上数月、数年甚至我今后的岁月,直到我知道囊蛛科的所有种名及其生命的细节,我便会心满意足了。从完美地固结在琥珀中的标本,我们知道囊蛛科无脊椎动物早在4000万年前的渐新世就有了,或许年代更久远些呢。在当今世界上,不知道分布了多少不同样貌的这种生物,而眼前的这些狼蛛,虽然不过是其中最微不足道的样本,但是,就在这块黄泥地上,它们正转动着眼珠看着我的时候,对很多博物学家的生平经历而言,蕴含的意义无限。
明月西垂,星光蚀刻着森林的树梢。现在正是旱季的秋天,气温低得正好让空气的湿度显得格外宜人——以热带的标准而言,身心的感觉便是如此。我原想起身步入森林,借着头灯搜寻新宝藏,但是一天工作下来,实在疲倦不堪了。不过我还是强迫自己瘫坐在椅子上,欣然享受划过天际的陨石,还有隐没在附近的灌丛中、偶然会发光的磕头虫发出的求偶信号。甚至欣然地等候着每晚10点准时飞越万米高空的喷气式飞机。在雨林的7天中,我已将遥远高空中隆隆的飞机声,从让人厌恶的大都市怪物,蜕变为我们人类延续的标志。
风雨夜的思潮
但是,我乐于独处。在黑暗夜幕的包围中,我脑子里鲜活地浮现出了森林中这些真正的微生物到底是个什么样子,又如何行动的画面。我只要合上眼、集中精神于刹那的工夫,它们就会清清晰晰、活生生地出现在我的面前,在枯枝落叶与腐叶里移动。我用这种方式整理我的记忆,希望能意外地产生某些模式,而又不违背教科书里抽象深奥的理论。我会很高兴有“任何”模式自脑海中升起,因为最好的科学并非如教科书所言,由数学模式与各种试验组成。这些请容我后述。它产生于一种更原始的思维模式,在此科学追求者是利用过去的事实、新生的隐喻启示以及新近所见的混乱景象来激发思想。以此再接再厉地推演下去,将纷杂紊乱的思维理出崭新的模式,然后转化成各种模式与试验的设计。这是个知易行难的过程。
我那夜心血来潮,决定参加巴西亚马孙研究之旅,这事实上已演变成一个萦绕难忘的念头,就如所有这类痴迷的想法,都注定是死路一条。就像一种逼人不断走回头路的难解谜题,正因为它非常棘手而增加了它的趣味性,就如再熟悉不过的旋律那样沁人心脾;只是因为这念头看上了你,并捉住你不放。我希望有些奇特的、引人的新构想,能够助我解决这个令人厌烦的难题。
让我谈一下我心中的这类臆想。我觉得我正走向这个问题的趣味中心。有些植物与动物物种仗着优势的地位,繁衍出许多新种,并且散布到世界许多地方。有些则被迫削减族群规模,甚至濒临灭绝的边缘。是不是有一个公式可应用到所有的生物物种身上,它能计算出造成这类生物地理上的差别的原因?简单地说,这个过程可能是进化上世代更替的一个定律或至少是个原则。
我这辈子绝大部分的岁月都花在了研究社会性昆虫的现象上了,而社会性昆虫是所有生物中最多的生物,其中又以蚁为最大宗。蚁类约有2万多种,从北极圈到南美洲最南端都有它们的踪迹。以亚马孙雨林为例,昆虫类的生物量(biomass)便占所有动物生物量的一成。这是说,如果你找上一片森林,将其中所有的动物(从猕猴、鸟到螨蜱、蛔虫)全部收集在一起,干透、称重后,至少有百分之十是昆虫。而昆虫的生物量中,蚁就占了一半。还有,百分之七十的昆虫生活在树林的冠层内。至于蚁类在世界其他地区,例如草原、沙漠、温带森林中的生物量,则稍微低一点。
那夜,正如往日夜晚纷沓杂涌的想法一样,我的脑海中不断涌现出关于这些缤纷生命的想法。蚁的全球性分布可能与它们有先进的群体组织习性有些关联。一个群体就是一个超生物,由一群工蚁紧密地群聚,如织地围绕在蚁后身边,行动之时,合作无间,有如一只动物。一只蜂或其他落单的昆虫,若遇到一只在巢穴附近的工蚁,面对着的可就不只是另一只昆虫了,它面临的除了那只工蚁外,还有那只工蚁的所有姐妹们。工蚁天性便是联合行动,保卫蚁后,控制领土,进一步地扩张其群体。工蚁有如小小的“神风特攻队员”,为了保卫蚁巢或掌握食物来源的控制权,随时准备(甚至是渴望)赴死。它们的死亡对群体而言微不足道,还不如一只独居动物身上掉下来的毛或爪尖。
我们也可以从另一个角度来观察蚁群。一群工蚁在其巢穴边搜寻,这不只是昆虫在找寻食物,也是一个超生物布下的生命之网,随时准备麻痹某个丰美的猎物,或自某个强敌前面撤退回缩。超生物能掌握与支配地面及树顶,能与一般非群居性的动物竞争,这便是蚁类能大群地到处分布的缘由。
我不断听到希腊颂歌中的教诲与告诫声:
你怎能证明这便是他们占优势的原因呢?这种想法岂非另一种站不住脚的结论,只因为是两件事同时发生,便说这件事引起那件事呢?或许另有一件完全不同的事件,引发这两件事的发生也说不定。想一想吧——是要有更大的个体战斗力呢,还是要有更敏锐的感觉?甚至另有原因?
这便是进化生物学(evolutionary biology)上的两难推理。我们有许多问题得解决,我有许多清楚的答案——太多清楚的答案了。困难之处便是知道哪个答案才是对的。每种孤立的想法在缓慢地绕着圈子,而能够突破的是少之又少。独自静处适于厘清杂念,而非创造新念。天才就是那种遇到少数事物,就能把脑海中浮现的许多东西做出一个结论的人,这对其他的科学家不太公平。我的心仿佛飘进了无时间观念的汪洋黑夜,找不到下锚的港口。
暴风愈来愈大,一大束闪电划破西边的天际。雷暴云砧直冲上天,仿佛一个踉跄失足的怪兽放慢了动作,向前摔去,吞噬了众星。森林似乎爆发出强烈的生命。闪电在前方切割着,愈来愈接近,左右包抄着,以1万伏特的电压压下来,以每小时800公里的速度形成一条电离的路径,以10倍的速度快速地撞击着汹涌奔腾的天空,刹那间“瞻之在前,忽焉在后”,全程短促得像是一道闪光与一声暴雷。接着,风变得清新了,雨洒在林中。
神秘奇幻,蛊惑人心
在大地混乱中,身边有些事情吸引住了我的目光。闪电不时地频频点亮了雨林的树墙。在闪电之间,我瞥见上下层层的结构:最高的乔木冠层高出地面30米,其下是参差不齐的中等高度的树木,最下层是零散的灌木与小树。有几个瞬间,整个森林在这戏剧般的场景中被定格了。眼前的画面变得亦真亦幻,被投射到了人类想象力那无边无际的荒野之中。时光倒流到1万年前,就在身边的某处,我意识到叶口蝠(spear-nosed bats),穿越林间,寻觅果子,掌蝰(palm vipers)盘绕在兰花根部,伺机出击,美洲虎在河岸边漫步;在这些动物的四周有800种乔木挺立着,比北美洲所有的特有种还多;还有上千种的蝴蝶,这个占全世界整个动物群百分之六的生物等待黎明。
对这里的兰花,我们所知有限。对蝇与甲虫几乎不识,对真菌不识,对大部分生物种类都不识。小如针尖般的一撮泥土中,可能就有5000种细菌,而对这些微生物我们全然不识。这有如16世纪的野地,在内陆深处未曾有人探访过的地方,充满奇异、神秘的植物与动物。来到这么一个地方,虔诚的博物学家会寄一封长长的带有敬意的信函给皇室,细说新大陆的奇观,作为上帝荣耀的见证。我的想法是:带着这种心态去看这片雨林,现在仍然不算晚。
雨林说不出的神秘之处,乃在于其变幻莫测与无限蛊惑人心的魔力。雨林就像古老地图上,空白海域中隐藏的无名岛屿,像从海面远观逐渐沉入深处的暗礁浮映出的黑影。雨林吸引着我们前去,让人产生奇异的疑惧。这对科学家的想象力,有如待揭发的神秘及威力无与伦比的毒品,勾引起只想品尝一口的无边渴望。在我们的心中,我们希冀不会揭发所有事情的真相。我们冀求我现在所在的这么一个黑暗雨林世界,永远存在。
富饶的雨林,永远是地球上最后的一个宝库。
这便是我40年前第一次踏进雨林后,不断地再度回来的理由。那时我还是一位研究生,飞抵古巴,带着“巨大”热带的念头,能随心所欲地寻找一些未曾发现的东西。如吉卜林(Rudyard Kipling,1865—1936,出生于印度的英国作家及诗人,1907年诺贝尔文学奖得主)催促的那样,寻找那些遗失在丛林山脉后面的宝藏。发现新物种或新现象的概率很高,事实上在你抵达后数天之内必有所斩获,或者你更努力一点,不消数小时也会有新发现。搜寻的对象也包括了那早已发现但事实上对它仍一无所知的罕见生物物种——那些摆在博物馆抽屉中已有50年或 100年之久的一两个标本,在一张手写的便签上只记载了地点与栖息地,如“巴西的圣塔伦(Santarém),在沼泽森林的树枝上筑巢……”打开一张硬的泛黄的卡片,上面写有作古已久的生物学家的话:“我到过那里,发现这标本,你现在也知道了。好了,继续看下一个。”
寻觅灵光乍现的新思维
富饶的生物仍有很多待研究。整体而言,这是科学探险的“小宇宙”,将亲身经验折射到一个更高的抽象层面上。我们在围绕一个主题搜索一个概念,一个模式,为的是使其有序。就像我们为一个未记载描绘的地域,寻找一种言语上的表示法,或许只是一个名字或一个词组,以便引起我们对这个新地域的关心。我们希冀能成为第一位联系者。我们的目的是捉住并标示出某一个过程,或许是一个会驱使某生态变化的化学反应,或行为模式,或一种分类能量流的新方法,或者捕食动物的某种关系,包含了前述两者,也可以说包括了任何东西。我们欣然接受一个好问题,因为那会促使人们开始思考与讨论:为什么会有这么多物种?为什么哺乳类的进化速度比爬行类的快些?鸟为什么破晓时啁啾?
这些在心中轻轻飘荡的想法只能感触到,却难以目睹。偶尔它们沙沙地弄响枝叶,留下一个淹水的兽迹以及一丝气味,激起我们一刹那的兴奋,而后便消匿无踪。大部分的想法是白日梦,会消退成一个情绪化的残痕。一流的科学家终其一生,冀望能攫获与表现数种概念。没有人能“学习”到如何去发现任何一贯成功的科学数学公式与名言(术语),没有人攫获科学研究的超定则。科学的大发现总是在灵光一闪下形成的艺术。我们从外部与自内心猎寻知识;心智一侧的知识源泉的价值,是与他侧的知识源泉相等的。由于这种双重特质,化学家贝采里乌斯(Jons Jacob Berzelius)于1818年写道:
我们所有的理论,只不过是把各种现象的诸多内部过程,锲而不舍地去概念化。当该理论能演绎出所有科学上已知的事实时,才称得上成立与恰当。这种概念化模式同样是错误的,不幸的是,假设之引用太趋频繁。即使如此,在科学发展的某段时期,某理论能够符合其目的,有如真理论般行得通。然而经验更丰富之时,却发现与诸事实似有差距,逼得我们重新探索新的概念化模式,务使那些事实能纳入理论中;以这种方式,毫无疑问,随经验的增加,概念化模式也会随时间而变,但是完备的真理可能永远不可期。
摧 毁
暴风雨降临了,自森林的边缘奔来,在一阵疾风下,将骤雨的水滴吹成一帘雨布。我不得不回到那四面不遮风雨的有着铁皮波纹板屋顶的住处。我静坐着,等待不知何时会有昙花一现的现象发生。那些工人脱去衣服,走到空地上,抹上肥皂,在暴雨中洗澡,还一面大笑,一面高歌。在奇怪的旋律配合下,附近的林地上细趾蟾(leptodactylid frog)高声发出单调不变的蛙鸣。它们到处散布,我们周围全是。我奇怪它们整个白天都躲到哪里去了。在骄阳高照的白天,我穿过植物丛与腐朽落叶时,就在它们喜爱的栖息地,居然从未碰到一只。
在一两公里之外,一群红吼猴(red howler monkey)也加入了进来。它们的合唱声是自然界最奇特的声响,像座头鲸遨游海中时的醉人歌声。雄红吼猴张口深深哀诉,愈来愈急,逐渐变成长长的吼叫,此际雌红吼猴也加入阵容,发出更尖厉的呼唤。这叫声可传到极远的地方,在密林中缓缓穿越,合唱到最鼎盛之时,有若机器声:深沉、单调,发出金属般的声音。
下雨时的这种呼叫,往往是对领地的宣示,是动物用来寻求活动空间、掌握足够土地,以取得足够的食物与繁殖的机会。在我心中,这是对森林的生命力之赞颂:“真是高兴啊!自然的力量都在我们的领土内,暴风雨只是我们生物学的一部分。”
那是不属于人类世界的呈现方式,是物理环境的最强力量,猛烈冲击了相当具有弹性的生命世界,事情就是这样。在远古,大约1. 5亿年前,雨林内的物种进化成能精确地承受这种方式和强度的暴力。它们将可预期发生的自然暴雨,铸在基因的编码内。动物与植物在其生命循环上,已经能随时利用倾盆大雨与洪水,制定出各种事件的发生顺序。它们威吓天敌与异性,猎取其他生物,在新淹的水塘、雨水弄软的土中,掘穴居住。
从宏观上来看,暴风雨驱使森林的整体结构发生改变。自然的活力靠着局部的摧毁与新生,引发了生命的多样性。
一条平伸的树枝,被上面覆盖着的茂密兰花类、菠萝科植物及其他长在树上的植物,弄得虚弱、易受伤。雨水积满附生植物的腋鞘围成的凹坑里,雨水浸润着腐化的枯枝败叶,黏聚着附生植物根群外面的尘土。经过数年的成长,重量已大得树枝承受不了。一阵疾风刮来,或闪电击中树干,那条树枝被折断了,笔直地坠地,使得地面上空出一条裂口。在另一处,一株巨树高高地矗立着,远比其他树木高耸,因此在雨水浸润的土壤上招风摇晃。浅薄的土壤固定不了树木,整株树干仆倒在地。
树干与树冠倒伏,有如一把粗钝的大斧,砍除了旁边的小树,埋盖了森林底层的灌丛与禾草。缠绕树木的粗藤本植物,像是用来系绑泊船的绳索,这绳索又扯下更多的植物。庞大的根系被拔起,马上形成了一丘裸露的土堆。而在其他地方,河岸附近上涨的河水,正切割着悬空的土堤,土堤岌岌乎勉强抵抗着地心引力,不久,一条20米长的土堤垮塌了。土堤后面一小片的林地也崩坏了,推倒了树木,掩埋了低矮的植被。
雨林再生
这种小小的自然暴力,在森林内形成裂口。林地又见着了天空,阳光又照耀了林地。林地表面的温度上升了,湿度却下降了。土壤与地面堆积的落地枝叶变得干燥了,温度也更高了,为动物、真菌与微生物开创了新的环境,这与幽暗森林内部的环境有极大差别。其后的数个月,先锋植物物种生根播种。这些植物与老龄林内生活的幼小、耐阴的小树与下层的灌丛,相当不同。这些先驱植物生长快速,树形较小,寿命较短,形成一个单一的树木冠层,在较老龄林下成熟。它们的植体组织较软,易受到食草类动物的啃噬。
一种掌状叶的西哥罗佩(Cecropia,一种分布在热带的桑科植物的属名)属乔木,是中南美洲填补林冠裂口的特化植物之一,树干上中空的节间,住的正是一种恶毒的蚁类,在科学上称为“azteca”,相当名副其实。此类蚁与寄主西哥罗佩进行共生,可以保护此树不受所有(除了树懒与少数专吃西哥罗佩的动物外)猎食动物的伤害。而此共生体生活周遭的生物群与成熟林中的物种截然不同。
在所有次生植物群内,倒伏的树木、腐朽与崩离的枝条,给许多生物提供了居所与食物。这些动物有担子菌、黏菌、猛蚁、棘胫小蠹甲虫、树虱、蠼螋、足丝蚁、缺翅虫、长角弹尾虫、铗尾双尾虫、蛛形纲动物、伪蝎子、真蝎子,以及其他大部分栖息此地或仅栖息此地的动物。这些动物有数千种,使得这片原始林更富多样性。
爬进倒伏纠缠的植物群内,撕开一片腐朽的树皮,或滚动一节木段,你便可以看到这类动物,它们无处不在。当先驱植物长得更密,森林的荫蔽与沥滤的潮湿,会再度适合老龄林生长,并且萌生小树并发育。不到 100年的光景,填补林冠裂口的特化植物就竞争不到阳光了,已届功成身退之龄,矗立的复层森林已完全关闭了。
在演替过程中,先驱种是短跑健将,而老龄种则是长跑选手。风雨肆虐造成的变迁与空间的清除,让所有物种同在一条起跑线上。短跑健将疾冲在前,但是长跑竞赛的奖杯终是属于马拉松选手的。这两类专业选手在森林内共同创建了一个复杂镶嵌的森林植被类型。此森林在有规律的乔木倾倒与崩塌中,永不止息地变迁着。
如果以数十年的时间绘制数平方公里的空间,这类镶嵌状会变成缤纷的万花筒。其内的花样产生、消失,又产生。森林的某处一直有新的马拉松起跑选手。各个演替的植被类型各占有一定的百分比,因此差不多呈现一种稳定状态,也就是从最早期的先驱种,经过先驱种的各种组合、深处的森林,直到最成熟的林相。随便找一天,漫步入林,前行一两公里,你便会走过许多这类演替期的森林,深深体会生命的多样性是靠暴风雨的穿越与森林巨树的倾倒造成的。
坚韧的生命
多样性是靠生命建构并充满雨林而形成,而且多样性将生命载运到更遥远的地方,长驱直入地球上最艰困的环境。在最寒冷的南极海洋浅浅的海湾栖息地,许多动物麇集着,组成动物群落。似鲈鱼的南极群聚遨游于几近冰点的海洋,水温之低足以凝结我们身上的血液,但是南极体内组织会制造各种糖肤(glycopeptides),其功能有如抗冻剂,故可在其他鱼类不能存活的海域生存着。在它们的附近,遨游着活跃的海蛇尾(一种棘皮动物)、磷虾以及其他无脊椎动物,每一种动物各有其保护设计。
在另一个截然不同的环境里,那是地球上深邃无光的洞穴地带,盲目的白弹尾虫、螨、甲虫的食物来源,是附生在腐烂植物体上又被冲刷到地下水里的真菌与细菌。而它们又是盲目的白甲虫与蜘蛛的食物。白甲虫因为适应终年漆黑的生活而特化了。
世界上某些环境最恶劣的沙漠地区是昆虫、蜥蜴、开花植物等独特群体的家园。在非洲西南部的纳米布(Namib)沙漠,甲虫用它扩大如桨的沙地鞋的腿,行动迅速地滑下沙丘,寻找干枯的植物。另外有堪称昆虫界飞毛腿的动物,利用它们高跷般怪异的腿,跑过烫人的沙漠地表。
古细菌(archaebacteria)是单细胞微生物,和一般细菌非常不同,因而专家考虑将它归为一个独立的生物“界”,它栖息于滚烫的泉水里与深海的火山口。这些新近发现的热菌属(Methanopyrus)的物种,分布在地中海海底水温110摄氏度的沸腾火山口。
许多生命非常适应生物化学无法解释的物理环境,而且极其多样,连狂风暴雨及其他一般变幻无常的自然力,都无法摧毁它们。但是多样性(没有了这个特性,生物便不可能具有弹性)难以抗拒比自然扰乱还巨大的打击。如果异常逆压不解除,多样性会一点一滴地被侵蚀,终至无法挽回。
这种经不起干扰而受伤害的原因,是这些群聚的许多物种,只分布于局限的地理范围内。从巴西的雨林到南极海湾,再到热火山口,每一个栖息地都庇护着独特、群聚的动植物。栖息在那里的每一种植物与动物,只与食物网上一小部分的其他物种紧密相连。消除了一种物种,另一种物种便会大量繁殖,取代其位置。消除大量的物种,则其生态系统会开始显著衰退。随着养分循环通道的断裂,生产力便下降。当死亡植物增加时,新陈代谢作用会变慢,泥土发生缺氧,那么生物量不再增长,或者根本冲失了。当最能适应传粉的蜂、蛾、鸟、蝙蝠及其他特化物种消失时,便只能靠能力较差的传粉动物了。于是落到地上的种子便更少,萌芽的幼苗也相应减少。食草动物的数量衰减之际,掠食它们的动物也紧接着愈来愈少。
受到侵蚀的生态系统里生命还存在,外观上也可能看不出来。总有若干笨拙的物种,设法重新拓殖贫瘠的地区,利用那些再生的资源。如果不受时间的限制,一个新物种组成的群落会重新进入这个栖息地,用较高效率传递能量与物质。它们所制造的环境及所滋养的土壤组成,都与那些存在于世界其他地区的类似栖息地雷同——都是这些活力物种适应了栖息地、逐步穿透与恢复了那退化的系统所致。这些物种便靠这类方式,获得更多的能量与物质,并留下更多的子嗣。但是世界之动物群与植物群的复原力,是靠存有足够的物种,才能担负起那种特殊的功能。它们也可能不知不觉地陷入濒危物种的红色警示地带。
生物多样性是维持世界原貌的关键。即使受到短暂暴风雨袭击的栖息地,因为多样性仍然存在,其内的生物便会很快地恢复原状。在进化上特别适应这种场合的机会物种,会立即填补这个空间。它们适时进入这个演替,于是环境又回到最初的状态。
这是历经 10亿年才进化出来的生命大聚集。生命战胜了狂风暴雨,并将环境因素纳入它的基因内,创造出这个孕育人类的世界。生命使世界维持稳定的状态。第二天当我在黎明起床时,迪莫纳庄园一如往昔。森林的边缘是同样高大的乔木群,一如城堡般矗立着;众鸟类与昆虫依照自己准确的时间表,在树冠与下层林木间觅食。眼前的一切,似乎是永恒不变的,而它强大的特质,让我不禁要问:到底要多少力量,才能打破进化的坚固城池?
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