热带雨林中的鸟类和深海中的蠕虫,我们该保护哪个?
发布时间:2020-10-10
出品:科普中国
制作:周羊羊(小象君 AnimalDialogue)
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  去年冬天的雪化了以后,我在窗前放了一个喂鸟器,装上了专门为野鸟配的混合种子,有花生也有瓜子,还有干的蔓越莓。周围的鸟很快发现了这个宝藏,每天都有不同的鸟来吃。

  我桌前放了一块白板,专门用来记看到的鸟种。因为疫情,我在桌前待的时间比以前更长了,鸟的名单也因此一直在长。从一开始什么鸟都不认识,慢慢地可以分辨出白腹灯草鹀、北美红雀、黑帽山雀、毛冠山雀,连带着连性格也摸清楚了一些。北美红雀喜欢站在那里嗑瓜子,冠蓝鸦每次都呱呱大叫着来,偷两粒花生就马上跑走。毛冠山雀最可爱,就算我站在不远处,它们也大大方方地来吃,带走一粒以后还要分给自己的另一半(被鸟撒狗粮这还是第一次)。

  

南美巨嘴鸟

  鸟或许是最能让我们直观地欣赏到生物多样性的动物了。这些能上天下海的精灵虽然不轻易让人靠近,但却是所有野生动物中最容易被我们听到,也是在这个城市化日益增加的世界里,离我们最近的“自然”之一。

  世界上的一万多种鸟其实各有各的美丽,从各种华丽的羽毛,到鸟喙的形状,到鸣唱的声音,不能不让我们惊叹生物多样性的神奇。进化学之父达尔文,就是在加拉帕戈斯群岛上通过观察当地鸟类发现,虽然这些鸟类很明显长得很相似,有着共同的祖先,但是它们的鸟喙形状却大相径庭。吃水果的鸟的鸟喙更粗壮,而细长的鸟喙通常都属于那些吃虫子的鸟,于是达尔文得出了“这些鸟原本有着同一个祖先,但由于进化过程中资源的稀缺,不同的鸟选择了不同的食物并进化出了相应的鸟喙,成为了不同的物种”的结论。

  

  一只翠鸟

  在达尔文写出《物种起源》的时代,“物种”的定义主要依靠研究者的肉眼区分动物的外形,加上一些对动物习性的了解。然而根据达尔文对“物种”是如何出现的解释,我们很容易就有这样的疑问:一个物种因为要适应环境的演化,造成了外形上的变化,但是变化到什么程度这个物种就算是新物种了呢?亲缘关系相近的物种之间,界线该如何划分?

  现在课本基本上都将物种定义为“物种是自然界能够交配并产生可育后代,与其他种存在有生殖隔离的群体。”这样的解释通俗易懂,对于研究者来说,也容易定义和量化。可量化在以数据为基础的科学研究中非常重要,因为这样,我们就可以将“所有物种的总和”定义成一个名词——“生物多样性。”如果把某个地区的物种数一遍,再加起来,就得出了这个地方的物种是否“多样”。这个说法简单明了,因此世纪初还有Norman Myers为代表的科学家提出,要根据物种的数量对世界的土地进行划分,找出世界上那些有着最多物种的“生物多样性热点区域”,用有限的钱在建立面积有限的保护区的情况下,保护最多的物种。

  

一只红头小翠鸟

  然而,当我们真的要行动起来,把这个生物多样性的概念应用到实际操作时,这个定义就显示出了很大的问题。

问题一:“物种”真的是保护的最小单位吗?

  不知道观察细致入微到鸟嘴形状的达尔文鸟语程度如何,因为鸟的歌声可是相比于外形更能区分鸟的种类的工具。在同一地区,长相相似的鸟种可以通过辨别自己族类的歌声,准确地找到自己的同类,避免和“长得像”的远方表兄交配。

  然而喜马拉雅山区域的暗绿柳莺,却打破了物种的界限——这些物种最初来自山地西边的同一个区域,渐渐扩散到环绕着喜马拉雅山都有分布,但是每离起源地远一点,这些鸟的种群的歌声就要变化一点,以至于绕着山北边的暗绿柳莺到了山的东边,和绕着山的南边来到山的东边的暗绿柳莺碰头后却傻眼了——虽然来自同一祖先,但是它们的歌声已经变得完全不同,无法再互相交配了。吊诡的是,如果顺着它们种群扩散的“脚步”走回去,会发现任何两个临近的区域,暗绿柳莺的“歌声”虽然略有不同,但是它们还是能认出彼此是同类并交配产下后代。这样的“环形种”,不免要让分类学家抓破脑袋:这山的东边没法交配的两群暗绿柳莺,应该算一个物种还是两个物种?如果再问一个现实一点的问题,我们的资金只够保护一小片区域,那我们该保护哪群?从山的北边不停地发生着细微变化的这些“过渡种群”是否也应该保护呢?

  

一只浣熊

  这样的两难局面就发生在捷克的塔特拉山野山羊(Tatra mountain ibex, Capra ibex)的保护中。政府为了保护这些在捷克斯洛伐克灭绝的山羊,从奥地利引进了一小部分同类的山羊。来自奥地利的阿尔卑斯羊在相同的气候条件下生存还可以,但奥地利不想给更多山羊,因此它们从土耳其引进了山羊。然而,土耳其的种群习惯了更为干燥温暖的气候,它们和当地的种群之间交配后生下的后代在秋天而不是冬天交配,导致小羊出生在最寒冷的二月后就可能夭折,最终捷克斯洛伐克的这些羊群还是没能避免灭绝的命运。这些羊群无论在哪个层面上来说都属于同一个“物种”,但是想要保证它们在某个生态系统中的存活,很显然,光是这种“物种”的定义已经不能满足我们的需要了,而“亚种”的说法也因此逐渐广泛地流传开来。

  随着基因测序技术的普及,人们发现越来越多以前被认为是同一“物种”的动物,实际上有着非常不同的基因,比如人们就曾经以为金豺广布欧亚大陆和非洲大陆,然而从最新的基因检测来看,非洲的“金豺”实际上与狼关系更为亲近。以前以为无法交配的物种,也被证明可能一直有着基因的流动,比如北美的灰狼和郊狼,由于人类占用了过多土地造成栖息地重合,导致原本互不相干的灰狼和郊狼互相交配并产下后代。类似的“杂交”还发生在很多濒危物种身上。

  

一只长鼻浣熊

问题二:数量能够代表一切吗?

  世界的生态系统多种多样,如果真的如Myers们所说的按物种划分,我们只能得到一条环绕地球赤道的“生物多样性热点带”。毕竟,还有什么能比热带雨林有着更多的物种呢?而海洋的生态系统更是直接被忽略了,因为光是植物的物种,陆地上就能比海洋多出许多。

  然而,看似无聊的海水表面底下实际上是另一个完整的生态系统。在海底,不但有陆地上也有的高山和峡谷,还有“火山”。在板块与板块相接的地方,地底下的地幔因为更热更轻,源源不断地从地底深处冒出来。而上方冰冷的海水顺着缝隙往下流,冰冷的海水遇到炎热的地幔,就蒸发了,而冷却下来的地幔变成岩石,蒸发后的水携带着含有矿物质的石头,由于压强增加而不得不从缝隙中溢出来,成为冰冷的海底中一块热岛。根据测量,这些海底热泉(hydrothermal vent)的温度可高达平均380摄氏度。

  

  作者最喜欢的western scrub jay(西丛鸦)

  由于热蒸汽触及到海水很快冷却,金属从中析出的硫化氢有剧毒。高压强、没有光、高温,还被硫化物包围的环境,怎么能够生存呢?可就有这么一批生物,凭借着这冰冷的深海中唯一的热源繁衍生息。这里有一种细菌——“巨管蠕虫”giant tube worm, Riftia pachyptila)是深海热泉这个生态系统中的明星。虽然名字不太光彩,但这些没有嘴、没有消化器官、牢牢黏在海底岩石表面并且长达两米的虫子看起来更像是一簇簇长着红色头发的金针菇。它们头顶的红色“头发”,其实是用来捕捉水里氧气、二氧化碳和硫化物的鳃,然后它们会将捕捉到的这些无机物输送给体内的细菌,细菌将这些无机物转化为有机物,虫子再利用这些有机物活下来。除了巨管蠕虫,也有不少蟹和贝壳类生物依靠着这些细菌转化的有机物生活在这海底的热岛中。

  

  即使你在其他任何一个生态环境中都不会发现这样的生物组合,即使发现了也并没有卵用——从生物多样性的角度来说,只有几种生物和一些细菌的生态系统,实在称不上“多样”,也谈不上“保护。”缺乏保护的依据,这些生态系统就成为了被利用的对象。海床富含的硫化物和各种矿物质被一些陆上资源稀缺、又有充足海洋资源的国家看中,成为它们研究开采的对象。在日本和澳大利亚,针对深海开采的研究一直在进行,而这样的开采对于这些巨管蠕虫和它们的伙伴有什么影响我们却无法知道。更为危险的是,这样的生态系统一旦遭到破坏,由于“下海”条件苛刻,想要修复的成本可能会是陆上生态系统的数倍或是数十倍。

  

问题三:如何保护那些远离我们的物种?

  这个问题和生物本身无关,却和人心有关——人都更愿意保护自己熟悉的东西,而这些热带雨林、深海热泉虽然令人心向往之,到底是离我们遥远的事物,若是用它们作为生物多样性的代名词,未免不接地气而且难有实感。其实,围绕在我们身边的动物已经足够我们去欣赏生物多样性了。你在城市里,就可以开始学习,用心聆听清晨时的鸟鸣,尝试去分辨不同的鸟的叫声。在看到一只从没看到过的虫子时,别忙着尖叫,分辨一下它的花纹和大小,你会惊讶地发现原以为远离城市的自然其实就在身边。

  蕾切尔·卡尔森,就以鸟作为她闻名遐迩的书《寂静的春天》的题目——寂静的春天,指的是听不到鸟叫的春天——为保护生物多样性的历史上画出了有力的一笔。在DDT作为杀虫剂被大量使用的年代,她提出大量的鸟因为DDT的毒性而正在死去,最终不忍身边美丽鸟类死去的美国人修正了法律,禁止了DDT 的使用。另一个例子则比较悲伤,是美国的旅鸽。书上说它们的数量如此之多,以至于旅鸽群飞上天空的时候,能够把天空遮住。这种鸟的灭绝使大家意识到,数量并不是种族存活的保证。而无论哪种情况,这些物种都并非在遥远的雨林,而是切实可以看见、听见的物种。

  

  地球的半径约6000千米,而生物圈的范围从最深的海底,到最高的高空,不过20千米,而其中绝大部分生物都生活在海平面下500米到海平面上6千米之间。因此有人说如果把地球比作一个苹果的话,生物圈不过是苹果上的一层皮。然而,就是这层苹果皮,却是一千万现存物种赖以生存的家园,包括人类。生物多样性的迷人之处,或许不光在于她的美丽和多样,也在于她的易碎,在于她的触手可及,也在于她是如此被我们的一举一动影响塑造着。

本文配图均为作者拍照,拍摄过程中无动物受伤且野生动物均放归野外,除了那只猫。

参考文献:

1.Mora, C., Tittensor, D. P., Adl, S., Simpson, A. G., & Worm, B. (2011). How many species are there on Earth and in the ocean?. PLoS biology, 9(8), e1001127. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1001127

2.Meyers N, Mittermeier RA, Mittermeier CG, da Donseca GAB, Kent J. 2000.“Biodiversity hotspot for conservation priorities.” Nature

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