(一)
高尔基说,书是人类进步的阶梯。今天,我与大家一起阅读一本书:《生命的法则》(TheSerengetiRules)。这本书的作者是美国科学家肖恩·卡罗尔,他是美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、威斯康星大学分子生物学和遗传学教授、富兰克林生命科学奖获得者。他也是一位著名的科普作家。
一次游历非洲坦桑尼亚赛伦盖蒂草原的经历,卡罗尔发现,微观和宏观生命系统之间的区别其实只是表面上的,它们本质的规律是相同的,这就是——生命的法则,简而言之就是在大自然中有一双看不见的手,在平衡着植物、食草动物和食肉动物的整体比例,无论是大象的数量,还是大肠杆菌的数量,都受制于生命的法则,其实,在复杂的生命现象背后,隐藏着一个规律,所有生命系统,都有一种让自己内部环境保持稳定的趋势,大道至简,只有两个字——“稳态”。如果在某一区域,生物种群的数量不断增加,但大自然能够供给的食物有限,大自然不会让种群数量无止境地上升,会通过饥荒、瘟疫、战争等方式,调节种群的数量,回到平衡状态。
不仅是大自然,人的身体也暗自遵循着一种相似的自我调节机制。著名生理学家坎农的“内稳态”理论告诉我们:神经系统和内分泌系统的许多行为阻止了剧烈变化的发生,使我们的体内环境保持在一个围绕中心小幅变化的范围,比如说,我们的体温就稳定在36度上下,酸碱度、水分、盐分、氧含量、糖含量,也都稳定在一个有限的范围内。一个内部环境稳定的生命系统就是一个健康的生命系统,如果稳定被破坏,那这个生命系统就会出现各种各样的毛病,甚至走向崩溃。如果我们长期暴饮暴食、作息紊乱,刚开始身体还能自主调节,一旦坏习惯击垮了这种调节能力,身体就会跟我们算总账,爆发顽疾。如在分子层面上,过高的胆固醇会导致心血管疾病,基因突变会导致各种癌症,从本质上看,它们都是与调节失控有关的疾病。
作者以“稳态”为灵感写下了这本书,强调我们只有遵从生命的法则,才能修复被破坏的生态环境,共建人类美好家园!
(二)
深入赛伦盖蒂草原,作者还产生了对不同层级生命系统一般规律的深刻认识,总结出了适用于地球上任何生态系统的法则——“塞伦盖蒂法则”。塞伦盖蒂法则一共有六条:关键物种法则、影响力法则、竞争法则、体量法则、密度法则和迁徙法则。
关键物种法则:大千世界,动物的地位并不平等,关键物种的作用举足轻重,对生物群落的稳定性和多样性具有重大影响,它们的影响会向下延伸至更多的营养层级。关键物种的重要性体现在它们的影响程度,而不是在食物网中所处的层级。把握这些关键物种,特别是拯救濒危的动植物关键物种,对于重造我们美好家园显得尤为重要和迫切。
影响力法则:关键物种通过多米诺效应,对食物链中低营养层级的物种产生重大间接影响。食物网中的一些物种可以自上而下地产生重大影响,而且影响程度常常与他们的绝对数量并不匹配,这个影响会波及整个生物群落,并间接影响低营养层级的物种。分子层面和生态系统中的调节都遵循着同样的普适逻辑——正向调节、负向调节、双重负向调节和反馈调节机制无处不在。
竞争法则:对共同资源的竞争导致了一些物种种群数量减少,在对空间、食物以及栖息地等共同资源的竞争中,有优势的物种会导致其他物种种群数量减少。物竞天择,一个地方的生物群落通过一定时间的竞争会形成稳态,但一旦有外来物种入侵,尤其是优势物种入侵就有可能打破这种平衡。如年福寿螺引入中国,因个体大、食性广、适应性强、生长繁殖快、产量高,肉质细嫩鲜美,中国各地均有养殖,由于福寿螺的体内可能有管圆线虫等寄生虫,若食用前不彻底加热的话有可能导致食用者患上管圆线虫病,可引起头痛、发热、颈部强硬等症状,严重者可致痴呆,甚至死亡。福寿螺现已被列入中国首批外来入侵物种,在全国形成了对福寿螺的全面围剿。因此,生物安全我们任何时候都不能掉以轻心。
体量法则:个体大小会影响调节模式,动物的个头大小决定了他们的种群数量在食物网中被调节的机制,小型动物受捕食者调节(自上而下),而大型动物受食物供应的调节(自下而上)。
密度法则:一些物种依靠它们自身的密度进行调节,一些动物种群的数量是通过密度制约因素进行调节的,这些因素有稳定种群规模的倾向。不管是什么原因导致某个物种数量增加了,在增加到一定程度时都会有制约这一物种数量增长的因素出现,从而导致物种数量的增长缓慢或者是负增长。反过来也是类似的道理。
迁徙法则:迁徙导致动物数量增加。迁徙行为通过增加食物的可获得性(减少自下而上的调节),以及减少被捕食者捕食的概率(减少至上而下的调节)等方式来增加物种数量。每年在塞伦盖蒂和毗邻的马赛马拉草原重复上演的东非动物大迁徙就是一个例证,人类最早的祖先从非洲走向欧洲、亚洲的迁徙也是为了追寻更有利的生存环境。中国古代的都城从黄河流域逐步向长江流域的迁徙也是因为江南物产的丰裕。
塞伦盖蒂法则指导着自然界芸芸众生繁衍兴衰,它们通过不同途径,各自反映出生态系统维持稳态的机制,向我们展示了自然运行普遍而又朴素的基本原理。
(三)
年12月31日,中央电视台开播了一档栏目《动物世界》,通过专家的讲述、优美的画面、感人的故事去告诉观众认识动物,打动观众保护动物,已故著名主持人赵忠祥具有辨识度的声音解说受到海内外广大观众的喜爱。30多年过去了,《动物世界》仍是中央广播电视总台的热播栏目,纪录片中的许多镜头就来自坦桑尼亚塞伦盖蒂和肯尼亚马赛马拉草原,现在每年在塞伦盖蒂和毗邻的马赛马拉草原上演的东非动物大迁徙中央广播电视总台都会专门报道,随着国人生活水平的提高,中央广播电视总台的节目已经满足不了广大人民群众对野生动物世界的好奇,每年已有不少国人踏上了非洲之旅,专门前往坦桑尼亚、肯尼亚现场观看东非动物大迁徙。
从每年的5月中后期开始,塞伦盖蒂国家公园就迎来了它的旱季,青草被逐渐消耗,食物变得越来越少,在这期间,公园的水草不能满足大量食草动物们的需求,所以食草动物们开始向塞伦盖蒂的西北面迁徙,只为了追赶青草和水源,草原上的动物会长途跋涉多公里,上演地球上最壮观的动物大迁徙场面,它们从坦桑尼亚境内的塞伦盖蒂公园南部,迁徙至肯尼亚境内的马赛马拉野生动物保护区。参加大迁徙的兽群分为前中后“三军”;打头阵的是20多万匹野斑马,紧跟其后的是百万头角马,殿后的是50万只瞪羚。因为斑马喜食高层新草,中层嫩草正好是角马的食物,而底层短草便是个头矮小的瞪羚的美味了。紧跟食草动物之后,便是成群结队的非洲狮、猎豹、豺狗等凶猛食肉动物。
从10月份开始,非洲的塞伦盖蒂大草原重新迎来的雨季,在雨水的滋润下,青草开始返青。同时,面积只有塞伦盖蒂约十分之一的马赛马拉国家公园并不足以维持数量庞大的食草动物们。当到达终点之后,由于气候的变化,短短两三个月之后,这多万只食草野生动物组成的远征大军将再次不辞辛苦的追寻青草返回塞伦盖蒂,整个过程大概持续一个月的时间,基本结束在每年的12月,动物们回到了家园,开始繁衍后代、修养生息,逐渐补充在路途中失去的同类数量,为第二年做准备。在长达近公里的非洲大迁徙过程中,杀机四伏,危险重重,不仅要穿越狮子、豹埋伏的草原,还要提防随时有可能出没的豺狗以及在狭窄的马拉河两畔聚集的鳄鱼,这些食肉动物随时准备分享即将到来的盛宴。在这数以百万计的迁徙队伍中,大约会有25万只角马死去,只有30%的幸运者能够回到出发地,但角马依然乐此不疲,新生的小角马都会加入往返坦桑尼亚和肯尼亚之间这永无止境的循环,聚众长途跋涉,涉水迁徙。而跟随它们一起回来的,还有40万在惊险旅途中诞生的新生命。周而复始,每年大自然都会上演同样的故事。
做为一个大学学习自然地理和生态学的学生,尽管毕业后并没有专门从事生态学的研究工作,但亲近自然,