北半球的树木会在秋季齐刷刷地掉落树叶,
这让我们的地球自转变得稍快了一些,由此一天的时长也缩短了一些。
至此,我们已经观察了一系列自然界生物之间的相互关联,其中有些部分表现得十分复杂。而对于另外一些,在您看来非常明显的关联,我还完全没有谈到。我之所以没有谈到这些,是因为它们根本就不存在。
比如说,很久以来,人们就会利用山毛榉和橡树的果实来预测天气。农民之间流传着一个古老的规律:“山毛榉坚果和橡子一多,冬天就不好对付了。”还有另一种说法:“9月多橡子,12月必多雪。”为了探究这些说法的真实成分,我首先提几个问题:为什么树木要结出许多果实?这样的做法如何能帮助它们过冬?或者说,这个影响冬天的间接效果是如何产生的?
很可惜,我回答不了上面的问题——唯一可以确定的是:橡树和山毛榉会分别在各自的种群内,协商好共同开花的时间,以便在几年的时间间隔内,一下子结出足够多的果实。原因是前面已经提到过的,使得食草动物得不到持续等量的食物供给,以此来调节食草动物的种群数量。但是这与冬天的寒冷程度毫无关系。
另外我要补充一点:树上的花苞(如同新叶的萌芽一样)早在前一年夏天就已经生长出来了。如果树木可以通过产生果实来适应冬天的气温的话,那么它应该提前不止一年就预知这一年冬天的气温,并且开始计划结出果实了。但是山毛榉和橡树无异于我们人类,提供不了什么预报冬天天气的方法。树木可以获悉白昼的日益缩短,以及温度的下降。然后它们会让树叶掉落,以保证在第一场大雪到来之前及时关闭“大门”。即便是这种短期的天气预报,也不会连续多年都管用,比如,经常会在10月提早出现寒流袭击。那样的话,下完一场新雪后,还挂着部分绿叶的树枝,会被重重的积雪压断,这对树木来说是个沉痛的教训。至少它们会在年幼时从中学会,以后要早一些掉落树叶。但这只是树木一种谨慎的自我保护措施,与进化出更好的预知能力完全无关。我还是坚持我的看法:树木不可能预知一年以后的情况。
好吧,那么松鼠的情况又如何呢?它们也被大众归为可以预报严寒冬天的生物。当松鼠特别辛勤地收集橡子和山毛榉坚果,并且将其藏起来当作丰富的食物储存时,随后到来的冬天往往就特别寒冷。事实真的是这样吗?我认为,您自己也能回答这个问题。这些漂亮的啮齿动物当然没有预知下几个月天气情况的第六感,它们收集果实的多寡,只取绝于果实供给的多少。如果树木结出许多果实,那么这些红色的小家伙就会收藏很多。而到了树木的休整期,树木几乎不结果实,松鼠能发现的果实也就相应少了,我们也就很难发现松鼠收藏果实了。
有些说法介于传说与现实之间,体现出一些相关性。虽然这种相关性是存在的,但是人们对其所做的解释却不正确。在我看来很典型的一个例子,就是蜱虫与金雀花总是一同出现。大多数人都认为,这类小吸血虫特别喜欢停留在金雀花丛中。在大西洋沿岸的欧洲,这类灌木到处分布,给夏天带来凉爽,又给冬天带来温暖,在我所住的埃菲尔山附近也同样如此。在这里,金雀花分布如此广泛,以至于在某些地方成了一种独特的地貌。到了春天,这些灌木被越来越多的蝶形花朵所覆盖,花朵排列得极其紧密,以至于人们几乎看不到绿色的枝叶。巨大的金雀花墙将田野淹没在一片鲜亮的金黄色之中。在我的家乡,人们也称这种植物为“埃菲尔金子”。
蜱虫真的喜欢金雀花吗?这类灌木浑身上下都有毒,而且毒性不只针对人类。它们的树枝、花朵以及叶子中所含的毒性物质,至少对于食草动物来说,是极具威慑力的,所以一些狍子、鹿以及野猪都会远离金雀花。当野生动物数量很多时,所有可口的植物都会被吃掉;由此带有毒性的金雀花比它的竞争者多了一个优势,所以可以不受干扰地四处扩张——它也正因如此而顽强地活了下来。仅仅在传播种子方面,金雀花就进化出了一套自己的方法。在烈日当头的中午,它们的荚果噼里啪啦地掉落在地上,将种子播撒到周边的土地中。得益于荚果圆形的外表,它们可以轻易地滚落到山坡下,就又能向外延伸出几米远。然而靠这种方法播撒种子还是不够,于是它们转而寻求蚂蚁的帮助。
是的,我们接下来要说的又是这些神秘的地下统治者。它们帮助金雀花,将种子播撒到各个地方,连森林里也不例外。虽然对金雀花的种子来说,森林里太黑暗了,但是它们有的是时间,可以慢慢等待。一部分金雀花种子在腐殖质中待了超过50年,直到有一天,一场风暴或是人类出于经济目的的砍伐,使得周边的树木倒塌了。阳光直射到土地上,慢慢地唤醒这些沉睡了很久的种子。很快,这些种子就能发芽,第一年内就能长成半米高的灌木。一些年幼的小树或是其他种类的灌木,如覆盆子,会影响金雀花的健康生长,但是狍子用它们的嘴,为金雀花提供了有用的补救措施:狍子很快就会将周围阔叶林的新鲜嫩叶啃食干净,使金雀花的幼苗可以远离这些恼人的树荫。
在狍子的毛发中,还存在着另一个祸害——蜱虫。那些特别肥硕的蜱虫,到生命的最后阶段会在狍子身上再一次吸饱血,并从它们身上掉落,躲进临近的灌木中。在那里它们产下卵,随后死去。破蛹而出的小蜱虫盯上经过的老鼠,在老鼠身上继续它们母亲未完成的任务:开始吸血。同样的,小蜱虫在饱餐过后从老鼠身上掉落下来,生长并且脱皮。随后它们再次带着饥饿躲在周围的植物中,比如金雀花,并在那里等待更大的哺乳动物出现(也可能是我们人类)。因此,有许多狍子的地方,就会到处是蜱虫;同样的条件下,金雀花也能毫无障碍地四处扩张。所以说,蜱虫喜爱的不是金雀花,而是哺乳动物。金雀花只是和蜱虫一样,也得益于食草动物,而这两者只是在狍子数量过多的情况下,合乎逻辑地一同出现在同一个生存空间内而已,它们互相之间其实没有直接的关联。
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树木无意间做的一些事情,会达到意想不到的效果,即便那些事情对树木本身而言毫无意义。每年秋天,树木都会上演戏剧性的一幕,这可以让人联想到儿童游乐场,尤其是旋转木马。您还记得旋转木马的原理吗?当您的双腿保持向外伸展的状态时,木马被人转动起来。然后您将双腿往回一收,木马会明显转得更快;而当您再次伸展双腿,木马旋转的速度又会慢下来。树木是否也喜欢玩旋转木马的游戏,这点令人怀疑,但是它们确实每年都在重复着类似旋转木马的动作。北半球的树木会在秋季齐刷刷地掉落树叶,这让我们的地球自转变得稍快了一些,由此一天的时长也缩短了一些。这听起来很不可思议吧?
尽管树叶掉落导致一天时长的变化,只有极短暂的一刹那,而且由于其他自然现象的叠加作用,这一变化几乎可以忽略不计,但它确实是可测量的。地球上最大的陆地分布在北半球,而这里也生长着最多的树木。当所有树木的树叶掉落时,这些树叶的重心与地心的距离将会缩短大约30米(也就是树的最高点与地面的距离),这种重心向下移位的效果,就类似于我们在坐旋转木马时将双腿往回收。到了春天,树叶抽出新芽,情况又会逆转:新鲜的、吸饱了水分的嫩叶将树木的重心向上带动,或者换一个视角来说,就是树的重心又离地心更远了些。结果就是:我们地球自转的速度,又稍微减慢了一些。说得有趣一些,这一现象是树木在让我们坐旋转木马。不过正如我之前已经提到的,由于这一作用产生的效果只有很短的一刹那,同时还叠加了其他一些导致重心变化的自然现象,如海水的潮汐现象,所以这一“单脚旋转”的效果就成了介于事实与传说之间的一个亦虚亦实的说法。
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另一个完全不同类型的传言,是关于物种多样性的:对某一种动物或植物的拯救措施,能为我们的环境带来一些好处——对此我们深信不疑,然而这只在极少数情况下会如我们所愿。尤其当我们必须对环境进行改变时,往往会有其他物种因此受到波及,只是它们不在首批被波及的行列中。
当人们看到,不同物种之间的相互作用呈现出怎样的多重性后,不禁又会提出新的问题:我们是否有过某个时刻,真正理解了所在环境中各个物种间的关联?毕竟到目前为止所说的例子中,我们只提到了少数动物之间,以极为复杂的方式相互影响。就好比一个玩杂耍的人,手里只拿了两个球抛向空中,而之后每增加一个球,都会使事情变得更加复杂,进而难以预测。目前已知领域内,德国的这些“球”的数量是种(即德国的物种数量,包含了动物、植物以及菌类的总和)。世界范围内,物种的总数量到目前为止是万种。
这听起来十分复杂,而事实上,情况比想象中的还要复杂得多,因为还有很多动物和植物尚未被人类发现。正如前不久,一位昆虫学家与我聊天时提到,她本人也算是科学家中的“濒危品种”。对于研究甲壳虫类、蝇类的学者及其合伙人来说,研究经费太少了,更重要的是,研究人员的新生力量跟不上。所以仅仅在德国,对于已经发现的物种,尚且还存在着大量未知领域。而除了这已发现的种自然界成员外,还存在着数量不确定的物种,当然它们对生态系统所起的作用,也同样不为人所知。由此可见,我们必然无法理解我们大自然的全貌——而在我看来,我们也没有必要全部理解。
从前几章所举的例子中,我们就能清楚地发现,生态系统多么脆弱,某一个物种出现问题后会带来怎样的后果。出于这样的原因,我们努力的方向必然是尽可能地将大自然保存完好,或放任大自然自由发展。然而“完好”的定义到底是什么呢?在这方面人们应该听信谁呢?森林管理员和森林拥有者表示抗议,他们认为经济林应该是给物种多样化带来了好处的。据第三版的德国森林检索显示,德国树木的平均寿命是77年——哇哦!联邦政府有关部门发布的,关于营养与农业的宣传手册,也是对古老树木的生态重要性大唱赞歌,并且表示现在古树的生长环境一切正常。然而,一种名为树汁食蚜虻的小型蝇类,肯定要提出抗议了,如果它们可以抗议的话。人类直到年才发现这种蝇类,之后在全球范围内发现树汁食蚜虻的次数不到六次;可以说它们是极其罕见的物种,而它们如此罕见有其自身的原因。
虽然树汁食蚜虻长了翅膀,但它显然不是很乐于飞行,而是更愿意待在原始森林里,在那里它会感觉像回到家一般舒适。在树皮下,树汁食蚜虻会发现树木受伤的部位,因为那里会渗出树汁——而这树汁正是它最爱的美味,或者至少是它一顿美味的基础,因为树汁是细菌以及其他微生物的营养基础,而这些微生物会生成一些黏糊糊的物质,就是这黏糊糊的物质最合树汁食蚜虻的胃口。然而这样的受伤部位,只出现在至少有年树龄的古老树木上。更老的话当然更好。然而,如果人们对官方手册所统计的平均树龄77年的数字已经相当满意的话,那这肯定会使树汁食蚜虻感到惶恐而且焦虑。
根据弗兰克·齐欧克博士的报道,树汁食蚜虻的发现纯属意外。有一次他在发大水的区域设置了一个捕捉掉落昆虫的罗网,用于捕捉食蚜蝇,并探究它们对洪水有何反应。起初,齐欧克博士以为罗网中的昆虫并无特别之处,直到那只虫子背部的两个点引起他的注意。这一特征从未在已知的物种上出现过,所以这只虫子肯定属于未被发现的物种。
现在这种树汁食蚜虻需要年老且受伤的树木。然而在经济林的搜寻范围内,受损的树木具有高度危险性,最好是被砍伐掉。从长远角度看,砍伐的目的是,只有那些健康的山毛榉和橡树长粗长大后,才能为人类提供有用的木材。可惜这对树汁食蚜虻来说是个遗憾,它的生存需求没被考虑到。虽然出于保护环境的目的,四处还是会有一些树木被保留下来,但是如果周围一圈其他树木都被砍光了,那么这最后一个“莫西干人”也不会活得特别久。由于太阳将周围的土地晒得很热,最后保留下来的树,失去了典型的湿润凉爽的森林环境。此外,由树木的根系以及菌类所组成的网络系统也遭到破坏,而这一网络系统恰恰能给年老且得病的树木带来帮助。这样的网络系统对森林的健康至关重要,所以对此我们要进行更深入的研究。
森林互联网由菌类组成,它们呈丝状,从地底生长出来,将树木与其他植物联系到一起。菌类是一种非常奇怪的生物:它们既不算植物,也不算动物,但它们的行为更类似于动物,因为它们并不具备光合作用的能力。菌类必须从其他生物那里获取食物;它们就像昆虫一样,细胞壁含有甲壳质;有一些菌类,比如黏菌,甚至可以向前行走。然而不是所有菌类都是友好的,比如有一种蜜环菌,会攻击树木,从而能从树皮中获取糖分储备以及其他美味。蜜环菌经常会导致一棵树的死亡,然后在土壤中蔓延至周围的其他树上。而那些树木对于来自菌类以及昆虫的袭击,也不会毫无抵抗能力,而是会向其他的树木发出警告。警告的方式可能是释放一种香气,来传递它们遇到了何种敌人的信息。与此同时树木会针对特定的敌人,在树皮中储备相应的化学物质,使饥饿的昆虫或哺乳动物对树皮完全失去胃口。
然而遗憾的是,经常当一阵大风刮过时,树木间的警告信号就只能朝着一个方向传递。为了解决由大风引起的问题,树木必须找到另外一种互相沟通的方法,而首先负责沟通的便是树根。树根将大树与其他同类联系到一起,将携带着重要消息的化学信号以及电信号传递出去。然而这一根须网络还是无法延伸至各个角落;有时由于原始森林中一棵巨大树木的枯死,此连接会被迫中断。
此时菌类出现了,它们帮助树木填补了这一空缺。就如同我们上网所用的光纤,菌类通过它们地下的纤维,为树木传递信息,由此整片树林很快就能知道,哪棵树开了花。然而菌类的这项服务并不是免费的;菌类会从山毛榉、橡树以及同类别的树木那里,获取将近三分之一光合作用所产生的糖分和碳水化合物。这几乎相当于一棵树产生木材所需的能量(另外三分之一的能量由树皮、树叶以及果实构成),可谓是强取豪夺。
谁获得了高回报,就意味着它必须提供可靠的服务。菌类看起来深知这一点,但是要做到并非易事。换句话说,“森林互联网”总会遭到严重的侵扰。比如到了冬天,野猪在搜寻山毛榉坚果、橡子或老鼠窝时,会肆意践踏大片树林,并且向下将土壤掘开很深。由此几平方米内的菌丝连接,必然会遭到破坏。对于菌类来说这倒不是问题——为了保险起见,它们会同时生出很多菌丝,然后在菌丝遭到破坏后立即切换至周围其他的连接。所以在秋天,当您采集松茸、牛肝菌或是鸡油菇的时候,是否会将它们从土里连根拔起或从根部剪断(这一行为备受自然保护者的争议),对它们来说也无关紧要,因为由此造成的损伤,很快就会在地底下重新自我修复好。
除了在树木之间传递信息以及转移糖分外,菌类还为完成其他任务做好了准备,比如将土壤中的营养物质向周围拓展,这点树根无法做到。如果树根去吸收磷酸盐之类的营养物质,会将根系周围几毫米范围内的所有营养全部吸光。有了菌类的好处是,树根上那些纤细的根须会被菌丝缠绕,而菌丝又连接着巨大的网络。由此,营养物质就可以被输送到很远之外的树木那里。
菌类可以存活得非常久,但同其他生物一样,它们也是从一个小细胞开始生长的,那就是孢子。这样一个小小的孢子面临着很大的问题:当它脱离菌盖后,会直接掉落到母体已经占据的位置上,那样的话它就无法再向周围扩散。有可能会有多达数十亿这样的小球体,同时脱离菌盖,并期待着开始一段旅程——而在通常无风的森林地表上,这样的旅程很成问题。而这时,菌类一些特殊的结构就起到关键的作用。
加利福尼亚大学(洛杉矶分校)的生物数学家马库斯·罗珀经过探寻得出:大部分菌类的外观都呈现根茎连带着一个帽子状的结构,而这样的结构具有深层的含义。孢子会从菌盖底部的开口向外喷射出来——方向是朝下的,由此它们可以不被雨淋到,也就不会由于潮湿而结块。而帽子部分本身会释放出水蒸气,从而使周围的空气略微降温。由于密度较高,冷空气会沿着帽檐向下降,携带上孢子;之后冷空气由于接触周围的空气而温度回升,结果便是:由于温差,空气形成对流,菌类边缘的空气向上流动,带动了孢子飞离帽子部位大约10厘米。如果现在一阵微风吹过,带走这些小小的“乘客”,那么松茸及其同类的生存就得到了保障。
幸运的话,这些小小的孢子会降落在无人定居的森林土地上。在那里,它们伸展出一部分细小的丝状支脉(也就是菌丝),并等待从植物根系发出的信号。如果周围的植物没有提出传递化学信号的要求,那些孢子会再收回菌丝。它们的营养储备足够它们进行好多次这样的尝试。一旦孢子与合适的植物成功取得联系,比如一棵山毛榉,那么它们便能开始一段较长的生命——可能是一段非常漫长的生命。因为在寿命这一点上,菌类一点也不亚于树木。菌类可能出现的漫长生命,在某种菌类的菌丝上,得到了充分的体现——那是在一片北美森林的土地上发现的,古老蜜环菌伸出的菌丝。迄今为止,这类蜜环菌保持了菌类寿命的最高纪录——长达年,其间它们传播的范围达到将近9平方公里。
然而至今,菌类的世界还远远没有被彻底研究透,在大自然中,每一寸土地都隐藏着无数的秘密。哪怕是在树木中,也存在着许多生物,它们只有在极特殊的条件下才得以存活。而小蠹虫则不然,因为它们可以轻易地获得它们最爱的食物。通常对于树木,小蠹虫只有一个要求:那些树必须很虚弱,那样就会失去防御力。满足这一条件的话,树皮和中间层就只能被小蠹虫无情地啃食。而这一先决条件,在某个树种分布的区域内随处可见(针对这一类树的小蠹虫也同样如此),所以小蠹虫的各个科属里,基本没有濒临灭绝的种类。但是一些特殊物种,就另当别论了。人们可以用吹毛求疵来形容它们对生存环境的要求,但这依然不足以表达它们的挑剔,比如黄粉虫。只有在满足了非常非常苛刻的生存条件下,它才会感觉舒适。
一开始先有了一片古老的山毛榉林,一对黑啄木鸟开始在此定居。这对黑啄木鸟需要几平方公里的土地,来扩展它们的生存空间。然而它们需要等待很长时间,原因在于树木的硬度。同其他啄木鸟不同的是,黑啄木鸟搜寻的大多是健康的树木——有谁会愿意住到朽木搭成的房子里呢?然而健康的山毛榉非常坚硬,即使对啄木鸟而言也同样如此。啄木鸟的大脑牢牢固定在头颅中,这可以确保它们用喙往木头中一顿一顿地敲击的时候,不会像我们的大脑那样,来回弹动。啄木鸟的鸟喙有一种特殊的悬挂系统,可以缓和对头颅产生的撞击,从而进一步避免大脑晃动。然而新鲜的树木实在太硬,不过啄木鸟很有耐心。它们的巨大工程,先从敲击树最外层的年轮开始,有时这一工程可能会搁置好几年。
在这期间,菌类接手了指挥权,它们在啄木鸟打开树木第一个缺口后不到10分钟,就抵达现场了;每立方米的空气中存在无数它们的孢子,这些孢子会立刻掉落在树木受伤的部位。在伤口处,新的菌类生长出来,它们腐蚀树木,并且啃噬朽木。这样一来木头变得又松又软,啄木鸟也在等待了好多年之后,终于又能回来重新继续它们的工程,而且这回不会再头疼了。最终等到洞穴建造完毕之后,啄木鸟将开始繁衍后代。然而它们并不是每次都能如愿,因为经常会有其他鸟类眼红这个新窝,并且不打招呼地住了进来。腼腆的欧鸽,会在黑啄木鸟一番强力的轰赶后,灰溜溜地飞走;寒鸦则不然,它们会顽固地待在那里,霸占着树洞,以至于黑啄木鸟只能重头再开始这一浩大的工程。幸运的是,黑啄木鸟储备了许多套这样的房子,因为雄性和雌性啄木鸟更乐意分开睡觉。
数十年后,这些树洞慢慢腐烂,树洞的底部也会慢慢下沉。对黑啄木鸟的幼鸟来说,这些树洞总有一天会变得太深,因为它们再也够不到洞的入口,而它们需要这入口来进进出出。而那些返回的欧鸽却可以利用到这些树洞,它们搬来一些栖息所需的材料,放到洞里,然后将树洞重新垫高(看来啄木鸟就没想到这个办法)。树洞继续腐烂,洞口也同样如此,由此,洞口的直径变宽,以至于猫头鹰都能从这样的洞口自由出入,它们也同样乐于使用这个宽敞的树洞,而且一用就是好几年。在干燥温暖的树洞里,黄颈鼠也同样觉得很舒适,在那里能看到一些它们留下的食物残渣和皮屑。
而后出现了腼腆的黄粉虫。它们直到现在才搬入舒适的树洞,是的,一直等到前面提到的所有前任“房客们”逐一搬进搬出之后,黄粉虫才开始入住。原因在于它们对食物有着特殊的口味。黄粉虫或者说它们的幼虫,偏爱吃各类面包屑状的残渣、昆虫的残留部分、羽毛的碎屑、动物皮屑,以及所有前任房客从上面掉落的小杂物——胃口真不错!有谁会相信,就是这样的黄粉虫,种群数量还会受到威胁?这里所描述的树木早在几十年前就开始腐烂了,而在经济林中,人们并不愿意看到这样的结果。经济林里的树木经常在被啄木鸟啄了第一口后,木头还没有因内部腐烂而贬值之前,就被砍伐并且卖掉了。虽然我们周围还是会有少数出于种群保护的目的而留下的老树,但是这些孤单的“莫西干人”起不了多大作用,自然界还需要更多这种老树的树洞,来保障那些娇气的生物群体的种群数量。
甲虫的处境同食蚜蝇没有多大差别,为了能留住它们以及其他的物种,我们只有一个方法:与其到处对单棵树采取拯救措施,而这些树最终也难逃被砍伐的命运,我们更应该将大面积范围内的整片森林与经济用途划清界限。而这样的论调——合理的森林经济可以在整片森林区域内,将经济与自然保护结合在一起——完全可以被当作传说或是神话来看待。