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科学松鼠会 ? 大灭绝时代(三)灭绝速率,四万五千倍

几十年前,关于蛙类种群正在崩溃的最初一批报道流传开来,而一些该领域的权威专家却对此持怀疑态度。毕竟,两栖动物是这颗星球上最出色的幸存者之一。今天蛙类的远古祖先是在大约4亿年前从水中爬上岸的。到了2.5亿年前则演化出了一批最早的代表物种,它们后来分别演化成现代两栖类的各个目——首先是蛙与蟾蜍,其次是蝾螈和火蜥蜴,第三类是一种诡异的无脚生物,称为蚓螈。这就意味着,两栖类不仅存在的时间比哺乳类和鸟类更长,甚至早在恐龙出现之前就已经生活在地球上了。

两栖类(amphibian)其名源自希腊文,意为“双重生活”。它们大多仍与水环境有着紧密的联系,而那正是它们在演化之路上出发的地方。(古埃及人就认为,蛙类是每年尼罗河泛滥时陆地与水交配的产物。)蛙卵没有硬壳,必须要保持湿润才能发育。很多蛙类,比如巴拿马金蛙,都会把卵产在溪水中。也有些蛙在短时存在的池塘中产卵,或在地下产卵,甚至是在自己吐出来的泡沫所筑成的巢中产卵。除了把卵背在背上或放在袋子里的蛙之外,还有些蛙把一串串的卵像绷带一样缠在自己腿上。还有两种叫作胃孵蛙的蛙类在不久前双双灭绝了,它们会把卵吞到胃里携带,最终从嘴里吐出发育好的幼蛙。

两栖动物演化出来的时候,地球上所有的陆地还连在一起,组成一块单一的大陆,称为泛古陆。自泛古陆分裂以来,两栖动物适应了除南极大陆之外各个大陆上的不同生存条件。在全世界范围内,逾7000个两栖物种得到了鉴定,其中大多数发现于热带雨林之中。只有个别的两栖动物,比如澳大利亚的沙山蛙,可以生活在沙漠之中,还有个别的能生活在北极圈内,比如木蛙。像春雨蛙等在北美地区常见的蛙类能够忍耐冬季的冰天雪地。即便是从人类的视角来看长得很相像的两栖动物群体,其漫长的演化史导致其基因很可能迥然不同,差异之大就像是蝙蝠与马。

戴维·韦克是那篇把我引向巴拿马的文章的作者之一,同时也是最初拒绝相信两栖动物消失事件的学者之一。那还是20世纪80年代中期的事情,韦克的学生去内华达山脉进行蛙类采集,却空手而归。韦克记得自己在20世纪60年代做学生的时候,内华达山脉的蛙类多到让人躲不开。“如果你在河边走,可能一不小心就会踩到它们身上。”他告诉我,“它们无处不在。”韦克当时觉得自己的学生可能去错了地方,或者只是不知道该如何寻找。然而,一名有着多年野外采集经验的博士后告诉韦克,他也没找到任何两栖动物。“于是我说: 好吧,我跟你一起去,去一些肯定能找到蛙的地点。”韦克回忆道,“于是我带他去了这个肯定能找到蛙的地方,但我们只找到了几只蟾蜍。”

情势之所以如此令人困惑,原因之一在于出问题的地域太广了。蛙类的消失似乎不仅限于人口密集、环境受到极大影响的地区,还包括了相对未受人类破坏的地区,例如内华达山脉和中美洲的山地。在20世纪80年代末期,一位美国的两栖爬行类学者来到了哥斯达黎加北部的蒙特韦尔德(Monteverde)云雾森林保护区,想要研究金蟾蜍的繁育习性。她花了两个野外考察季来进行寻找,然而在那些曾经能遇到大批金蟾蜍缠绕在一起蠕动交配的地方,只搜罗到一只孤零零的雄性。(金蟾蜍现在被确定为已灭绝物种。它们的颜色其实是明亮的橙色,与巴拿马金蛙的亲缘关系很远。它们的眼睛后部长有一对腺体,因此严格来讲属于蟾蜍。)差不多与此同时,在哥斯达黎加中部,生物学家发现有若干个当地特有的蛙类种群已经崩溃了。稀有而高度特化的物种正在消失,而人们更为熟知的物种也面临着同样的命运。在厄瓜多尔,常会造访人们后院花园的詹氏蟾蜍,同样也在几年之内消失了。而在澳大利亚东北部地区,当地曾经最为常见的南日蛙也已经难觅踪影了。

从澳大利亚的昆士兰州到美国的加利福尼亚州,究竟是哪位神秘的凶手杀害了一个又一个种群的蛙类?说起来或许有些讽刺,又或许算不上讽刺,最初的线索来自一个动物园。位于华盛顿特区的美国国家动物园曾经成功地繁育了原产于苏里南(Suriname)的钴蓝毒箭蛙,前后有很多代。后来,差不多是一天之内,在动物园水箱里繁育出来的钴蓝毒箭蛙开始陆续死亡。动物园里的一位兽医病理学家在死去的箭蛙身上取样,用扫描电子显微镜对样品进行研究。他发现,蛙的皮肤上有一种奇怪的微生物,并最终鉴定为一类叫作壶菌的真菌。

壶菌几乎无处不在,从树冠的顶端到地下深处都有它们的身影。而这个特定的壶菌物种此前却从未发现过。实际上,它太过特别了,生物学家们不得不为它专设了一个新的属以便分类。它的双名法命名被定为“Batrachochytrium dendrobatidis”(Bd),其中“batrachos”这个词根在希腊文中的意思是“蛙”。

那位兽医病理学家把美国国家动物园里受感染的箭蛙身上取得的样品交给了缅因大学的一位真菌学家。后者对这种真菌进行了培养,并把获得的真菌送回了华盛顿。当健康的钴蓝毒箭蛙暴露在这种实验室里培养出来的Bd面前时,它们也生病了,并在三周之内死去。接下来的研究表明,Bd干扰了蛙类通过皮肤吸收重要电解质的能力,最终导致它们患上了相当于心肌梗塞的疾病。

应该说,EVACC还是一个正在搭建的项目。我拜访这个保护中心的那一周里,一支来自美国的志愿者队伍也在那里帮他们建造一个展厅。这个展厅未来将对公众开放,所以从生物安全防护的角度考虑,这个展厅的空间必须与保护中心的其他区域隔离开来,并设有专用入口。展厅的墙上有洞,以后会嵌入玻璃箱。在洞的周围,有人画上了山地的景致,非常像你走到屋外抬头望向山上所能看到的景色。整个展厅的亮点在于一个满是巴拿马金蛙的大展箱。志愿者们正在其中为金蛙们建造一个近一米高的水泥人工瀑布。不过水泵系统似乎出了点问题,而在这个没有五金商店的山谷中又很难找到可以替换的零件。志愿者们很多时候似乎都是在闲晃,在等待。

我花了不少时间跟他们一起闲晃。与格里菲思一样,所有的志愿者都是蛙类爱好者。我得知他们之中有好几个人在美国的工作都是动物园的两栖动物饲养员。其中一个人还告诉我说,蛙毁了他的婚姻。这些志愿者的奉献精神令我感动。正是这样的奉献精神把蛙类带到了“蛙旅馆”中,又建起了EVACC,并让它运营至今——虽然它还没有彻底完工。然而与此同时,就在那勾画出来的绿色山峦与人造瀑布之间,我又不可抑制地感受到一种极度悲伤的情绪。

埃尔巴耶镇周围的森林中几乎已经没剩下什么蛙类了,这清楚地证明了把动物运进EVACC的举动有其正当价值。然而,这些蛙类在保护中心里生活的时间越长,就越难解释它们出现在这里的意义。人们发现,那种壶菌并不需要两栖动物也能生存。这就意味着,即便它把一个地区全部的两栖动物都杀死了,它还能继续存在下去,做着壶菌该做的事情。因此,如果把EVACC里面的金蛙重新放归埃尔巴耶镇周围真实的山地中,它们还是会生病,之后死亡。(虽然真菌能够被漂白剂消灭,但显然无法对整个雨林进行消毒。)在EVACC,每一个人都会告诉我,这个中心的目标是要保留这些物种,直到它们能够被放归自然,在森林中重建种群。而他们每一个人也都承认,他们无法想象这一目标如何才能真正达成。

“我们不得不指望这一切会突然间好转起来。”卡了壳儿的人造瀑布项目的负责人,休斯敦动物园的两栖爬行动物学家保罗·克伦普(Paul Crump)告诉我说,“我们不得不指望奇迹出现,让我们把一切恢复原状,就像什么都没发生过一样。我现在说出来的这些话听上去真是有点愚蠢。”

“关键是要把它们送回大自然中,这在我看来越来越像是一个幻想。”格里菲思说。

壶菌横扫埃尔巴耶镇之后并未就此停下脚步,而是继续向东前进。自从它从西方进入巴拿马以来,现在已经侵入了另一边的哥伦比亚。Bd已经扩散到整个南美高地,并沿着澳大利亚东海岸南下,跨海进入新西兰和塔斯马尼亚。它还横扫了整个加勒比海地区,并出现在意大利、西班牙、瑞士和法国。在美国,它好像是从几个地点辐射开来的,而非像一圈圈涟漪那样的波纹状。无论从哪方面来看,目前似乎都没有任何手段可以阻止它。

与声学工程师谈论的“背景噪声”类似,生物学家提出了“背景灭绝”。在正常时期——这里的“时期”指的是地质学上的一整个地质时期——物种灭绝的发生频率很低,甚至比物种形成的频率还低,我们称之为背景灭绝速率。在不同类型的生物中,这一速率是不同的;通常所用的表达方式是每百万物种年中的物种灭绝数量。其背景灭绝速率估计约为每百万物种年0.25种。也就是说,以今天地球上生存的约5500种哺乳动物来计算,按照背景灭绝速率,你可以期待每700年看到一个哺乳类物种消失——再次强调,这是非常粗略的估计。

物种大灭绝则截然不同。有别于背景的嗡嗡声,大灭绝会是一声巨响,是灭绝速率图上的一个尖峰。安东尼·哈勒姆和保罗·魏格纳是来自英国的两栖爬行动物学家。他们在这一领域写了很多文章,把物种大灭绝定义为这样一类事件:能够“在并不太长的地质时期内消除掉全世界生物种类中非常可观的一部分”。另一位专家戴维·雅布隆斯基认为大灭绝的特征是“在全球范围内”快速发生的“生物多样性的本质性丧失”。研究二叠纪末期大灭绝的古生物学家迈克尔·本顿使用了生命演化树的比喻:“在物种大灭绝期间,演化树上的大量树枝被截断,就像是有一个手持巨斧的神经病发动了疯狂攻击。”另一位古生物学家戴维·劳普则试图从受害者的角度来看待这个问题:“生物物种在大多数时间里只有很低的灭绝风险。但这种相对安全的情况却被偶尔才会出现的高危期不时打断。”由此,生命的历史整体上是“偶尔被恐慌打断的长久安逸”。

在大恐慌的时期,一大类曾经占据支配地位的生物可能会彻底消失,或者降级为次要角色,几乎就像是整个地球正在经历一场大换角。这类大规模的物种消失令古生物学家们推测,在物种大灭绝事件中——除了所谓的五次大灭绝之外,还有很多次规模较小的类似事件——通常的生存法则不再奏效。环境条件的变化是如此剧烈或如此迅速,抑或既剧烈又迅速,以至于演化的脚步完全跟不上。事实上,那些在正常情况下用来对付生存威胁的性状,反而可能在这种极端异常的环境中成为致命因素。

目前还没有关于两栖动物背景灭绝速率的严谨计算结果,部分原因在于两栖动物的化石非常罕见。不过几乎可以肯定,这一速率低于哺乳动物的背景灭绝速率。大概每一千年左右才会有一种两栖动物灭绝。这个物种可能来自非洲,或是来自亚洲,或是来自澳洲。换句话说,一个人目睹这样一次灭绝事件的几率接近于零。然而,格里菲思已经观察到了几种两栖类的灭绝。差不多每一位在野外工作过的两栖爬行动物学家都目睹过若干起这样的灭绝。(就连我,在为写作这本书做调研的时候,也遇上了一个两栖类物种的灭绝,还有三四个物种像巴拿马金蛙一样已经在野外范围内灭绝了。)“我选择两栖爬行动物学作为毕生的事业,是因为我享受与动物一同工作的时光。”亚特兰大动物园的两栖爬行动物学家约瑟夫·曼德尔森曾经写道,“我从未想过我的研究会重现古生物学中的事件。”

 【1904年版的《自然界的艺术形态》中绘制的两栖动物插图 图片出处:维基百科,点击图片可查看细节丰富的原图】

今天,两栖动物“享受”着世界上最为濒危的动物纲这一与众不同的地位。根据计算,它们的灭绝速率可能比背景速率高了四万五千倍。然而,还有其他许多物种的灭绝速率也在接近两栖动物的水平。据估计,全部筑礁珊瑚虫物种的三分之一、全部淡水软体动物物种的三分之一、鲨鱼和鳐鱼物种的三分之一、全部哺乳动物物种的四分之一、全部爬行动物物种的五分之一,以及全部鸟类物种的六分之一,都在走向各自的灭亡。物种的消失无所不在: 在南太平洋也在北大西洋,在北极也在撒哈拉,在湖水中也在岛屿上,在山巅之上也在山谷之中。如果你懂得如何寻找,在自家院落里也有可能追踪到正在发生的灭绝事件。

对于物种消失的原因,有着各式各样似乎完全不相干的解释。但是,只要对这类事件进行足够深入的追踪,你就会不可避免地找到那个共同的根源——“一个像野草一样的物种”。

Bd有能力自行移动。在显微镜下能够看到这种真菌产生的孢子长着细长的尾巴,能够像螺旋桨一样推动孢子在水中前进。它们也能被溪流或是一次暴风雨之后形成的地表径流带到更远的地方。(可能正是这类扩散作用导致巴拿马的疫情向东发展。)但是,这类运动无法解释这种真菌为何能差不多同时出现在世界上如此之多相距遥远的地区,包括中美洲、南美洲、北美洲以及澳洲。有一种理论认为Bd是随着非洲爪蟾的运输而遍及全球的。在20世纪50年代至60年代,非洲爪蟾被用于女性的孕检,因为雌性非洲爪蟾在注射了怀孕女性的尿液之后,会在几小时内产卵。令人感兴趣的是,非洲爪蟾虽然广泛感染了Bd,但它们自身似乎并不会受到有害的影响。第二种理论认为真菌是由北美牛蛙引入欧洲、亚洲以及南美洲的,或有意为之,或无意为之。这种动物的出口是为了满足人类的食用消费需求。北美牛蛙也广泛感染了Bd,但似乎并不会受其伤害。第一种理论已经被称为“走出非洲”,而第二种则或许可以被称为“蛙腿汤假说”。

无论是两者之中的哪一种,从病原学上来看都是一样的。如果不是被人类装到轮船和飞机上,一只携带Bd的蛙不可能从非洲前往澳洲或从北美洲前往欧洲。这种在今天看来毫不稀奇的跨大陆物种重组,在35亿年的生命史上可能是前所未有的。

即便现在Bd已经横扫巴拿马的大部分地区,格里菲思还是会偶尔外出为EVACC采集物种样本,寻找幸存者。我为自己的访问选定的时间,恰好能赶上一次这样的采集之旅。一天晚上,我和他以及两名建造瀑布的美国志愿者一起出发了。我们向着东方前进,穿过巴拿马运河,在一个叫塞鲁阿苏尔(Cerro Azul)的地区过夜,落脚点是一间用2.5米高的钢铁栅栏围起来的旅社。拂晓时分,我们开车来到了查格雷斯(Chagres)国家公园入口处的警卫站。格里菲思期望能够找到EVACC所短缺的两个品种的雌蛙。他取出了由政府颁发的采集许可,展示给警卫站无精打采的官员看。几只营养不良的狗跑出来围着卡车闻来闻去。

离开警卫站,道路变成了由深深的车辙串在一起的一连串土坑。格里菲思在卡车的CD播放器里放了一张吉米·亨德里克斯(Jimi Hendrix)的专辑,而我们就随着跃动的节拍颠簸前行。蛙的野外采集需要很多装备,所以格里菲思还雇了两个人来帮忙。在一个叫作洛斯安赫莱斯的小小村落,最后几间房子前面,那两个人从薄雾之中现身出来。我们继续颠簸前进,直到前面的路无法让卡车通行为止。于是,我们所有人都下了车,开始步行。

满是红泥的小路蜿蜒穿过雨林。每走几百米,就会有一条稍窄的小路从主路上穿过。这些路径是切叶蚁制造出来的,它们来回走了上万甚至是上亿次,不停把草叶碎片带回自己的居所。(它们的巢穴看起来就像是一堆锯末,能够覆盖街心花园大小的一片地域。)来自休斯敦动物园的美国人克里斯·贝德纳尔斯基(Chris Bednarski)警告我要躲开那些兵蚁,它们即便是死了也会把颚留在你的小腿里面。“这东西真的会把你搞得一团糟。”他说道。来自托莱多动物园的另一个美国人约翰·查斯顿(John Chastain)扛着一根用来对付毒蛇的长钩子。贝德纳尔斯基又向我保证道:“幸运的是,那些真正能够给你带来麻烦的生物很稀少。”吼猴在远处吼叫着。格里菲思指给我看美洲豹在松软地面上留下的脚印。

大约一个小时之后,我们来到了一个在树林中开辟出来的农场。地里零乱地长着一些玉米,但附近没有人。很难说是农场的主人已经放弃了这块贫瘠的雨林土地,还是只不过恰好今天不在。这时,一群翡翠绿色的鹦鹉突然冲向空中。又过了几个小时,我们走进了一小块林中空地。一只蓝色的大闪蝶轻快地掠过,双翼与天空一样颜色。这里有一间小木屋,但已经破败不堪了,于是乎所有人都选择睡在外面。格里菲思帮我吊起了一张床——某种介于帐篷和吊床之间的东西,必须要挂在两棵树之间才行。它位于底部的一条狭缝就是入口,而顶部则要用来遮挡肯定会出现的雨水。当我爬进这东西里面时,感觉就像是躺在一口棺材里。

那天晚上,格里菲思用便携式燃气炉煮了一些米饭。然后,我们在头上绑好头灯,向着附近低处的一条溪流蹒跚而行。很多两栖类是夜行动物,所以看到它们的唯一方法就是在黑暗之中寻找。这件事情做起来就像听起来那么困难。我不断滑倒,不断违反着雨林中的第一安全守则:任何东西,如果你不知道它是什么,就永远不要伸手去抓。在我又一次摔倒之后,贝德纳尔斯基指给我看,就在旁边的一棵树上有一只跟我拳头差不多大的狼蛛。

经验丰富的猎人寻找蛙类时,会向森林中射出一束光,注意观察蛙的眼睛的反光。这一路上格里菲思看到的第一只两栖动物是一只圣何塞柯克兰蛙,正在一片叶子上休憩。这种蛙属于一个较大的“玻璃蛙”科,之所以起这个名字是因为它们半透明的皮肤甚至能显露出体内器官的轮廓。眼前这只玻璃蛙是绿色的,缀着微小的黄点。格里菲思从包里取出一副医用手套戴上,站在那里一动不动。突然,他的手像飞镖一样疾速伸出,势如苍鹭,将那只蛙一把抓在了手里。接下来,他用另一只空着的手拿起一支看起来像棉签的东西刮了刮蛙的肚皮,然后把棉签放进了一个小小的塑料管中。这个样品以后会被送到实验室里分析是否有Bd感染。因为这种蛙不是他想要寻找的品种,格里菲思把它放回叶子上。然后,他取出了自己的照相机。那只蛙面无表情地回瞪着相机镜头。

我们继续在暗夜之中搜寻。有人发现了丘盗蛙,通体橘红色,如同森林地被层的颜色。还有人发现了沃氏蛙,看起来就像一片鲜绿的树叶。对于找到的每种生物,格里菲思都按流程操作:一把抓起来,在腹部取样,然后给它拍照。最后,我们还偶遇了一对正在“抱合”的巴拿马盗蛙——这是两栖动物做爱的方式。这一次,格里菲思没有打扰它们。

格里菲思想要捕到的两栖动物之一是突角囊蛙。这种蛙的鸣叫声很独特,就像是开香槟的声音。当我们正在一条溪水中央蹚着水前进时,突然就听到了这种叫声,仿佛是从四面八方同时传来似的。一开始,这声音听起来好像就在身边,但当你靠过去时,它似乎又跑远了。格里菲思开始模仿这种叫声,用双唇发出香槟酒瓶塞弹出时的声响。

最后,格里菲思觉得是我们其他人蹚水的动静吓跑了这些蛙。他一个人走到前面,而我们大家原地不动,在及膝深的水中站了很久。当格里菲思终于挥手示意我们过去时,我们发现他面前有一只黄色的大蛙,长着长长的脚趾和像猫头鹰一样的面孔。它坐在一根树枝上,比视线稍高。格里菲思此行要为EVACC找一只雌性的突角囊蛙。于是,他猛地伸出手去,抓住了这只囊蛙,把它翻过来查看。如果是雌性突角囊蛙,腹部会有一个育儿袋,但这只没有。格里菲思给它取了样,拍了照,然后放回了树上。

“你是个帅小伙。”他轻声对那只囊蛙说。

午夜时分,我们开始返回营地。格里菲思唯一决定带回来的是两只小小的蓝腹丛蛙以及一只颜色发白的蝾螈。他自己和两名美国志愿者都不知道这只蝾螈具体是什么物种。蛙和蝾螈都放在了塑料袋里,还加了一些树叶以保持潮湿。我突然意识到,这两只蛙和它们的后代(如果能有后代的话),以及它们后代的后代(如果也能有的话),都永远不会再踏足这片雨林了,反而要在无菌玻璃箱中度过一生。那天夜里下了雨,我睡在棺材一样的吊床里做了一个鲜活的噩梦。醒来之后,我唯一还能记起的梦中场景,就是一只明黄色的蛙,正叼着烟嘴抽烟。

本文为松鼠叶盛最新译作《大灭绝时代》的节选连载篇目之三,点击标签“大灭绝时代”可阅读所有相关内容。

《大灭绝时代》,作者为美国知名记者伊丽莎白·科尔伯特,荣获了2015年第99届普利策非虚构类写作奖。作者在序言中写道:

第六次大灭绝的故事,至少根据我所选择的内容来说,分为十三章。每一章的主线是在某一方面具有代表性的一个物种:美洲乳齿象,大海雀,还有一种在白垩纪末期与恐龙一起消失的菊石。本书前面几章所涉及的物种已经灭绝了,因此这一部分主要是在介绍远古的大灭绝及其曲折的发现过程,自法国博物学家乔治·居维叶以始。本书的第二部分讲的是发生在当下的事情,在日益支离破碎的亚马孙雨林中,在迅速变暖的安第斯山坡面,在大堡礁的外围海域里。我选择前往这些特定地点的原因对于一个记者来说都很普通,无非是那里有个科考站,或者是有人邀请我参与一次科考活动。当今正在发生巨变的范围是如此之大,以至于我可以随便去往某处,只要在正确的指引之下,都能发现灭绝的现象。本书中还有一章所讲述的灭绝差不多算是发生在我家后院里——很可能也同时发生在你家后院里。

如果说灭绝是一个令人恐惧的话题,那么大灭绝就更是如此。但这同时又是一个令人感兴趣的迷人话题。在接下来的文字之中,我要尝试着去表述其两面性——既有我们所了解到的事实带来的兴奋,也有与之俱生的恐惧。我希望,本书的读者在掩卷之时,能够对于我们活在其中的非凡一刻心存感激。

 
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