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◆大象踩踏灌丛和小树,在森林里辟出一块块的空地。结果形成一片交错镶嵌的栖息地,使其中的生物种类更加丰富。
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◆佛罗里达鼩鼱龟会挖掘9米长的地道,使泥土的成分更加多样,也因此改变了其中的微生物组合。此外,其他生物也可能挤进它们的避难所,例如特化适应地道生活的蛇、青蛙以及蚂蚁。
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◆以色列内盖夫(Negev)沙漠的Euchondrus蜗牛,能吞食并磨碎软岩石,以食用生长在岩石内部的地衣。借着将岩石转化为泥土,同时释放出由地衣进行光合作用后产生的营养物质,它们等于为其他生物开辟了更多的生态区位。
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总的说来,许许多多来自不同生态系统的观察,都得出同一个结论:愈多生物生活在一起,所建构的生态系统就愈稳定,生产量也愈高。但是另一方面,许多试图描述生态系统中物种互动关系的数学模型,却得出几乎完全相反的结论:生物多样性愈高,愈会降低个别物种的稳定性。在某些情况下(让众多互动作用强烈的物种,随机移入到某个生态系统),个别但相互关联的物种波动,会使得每种物种的数量变动范围加大,因此也更容易灭绝。同样,如果给定适当的生物性状,从数学上而言,也可能得出日益增加的生物多样性,反而导致生态系统生产量降低的结果。
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当理论与观察结果冲突时,科学家通常会更为小心地设计实验来解决。遇到与生物体系相关的案例,他们的动机特别强,因为生态系统正是最典型的“复杂到无法单独用观察或理论来解决”的问题。和其他科学一样,要解决这个问题,最理想的程序莫过于先将该系统简化,然后一次更动一到两个重要变量,同时尽量维持其他部分固定不变,再观察会有什么样的结果。
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1990年代,一队英国生态学家尝试设计了一个比较理想的环境,他们建造了一个人工生物圈(ecotron),然后依需求放入各种生物,形成一个密闭的简单生态系统。比较多组人工生物圈之后,他们发现,生产量(以植物增加的总量来计算)会因物种数增加而增加。同时,生态学家也监测明尼苏达草原上的区块(patch,一小块独立存在的土地),观察这个户外的人工生物圈在干早期的情况,结果发现区块内生物种类愈多样化,生产量衰减得愈少,而再生的速度也愈快。
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这些开创性研究似乎很能佐证早先科学家所得出的结论,起码在生产量方面是如此。说得更详细些,测试到这个程度的生态系统,无论就特性或起始情况来说,都不可能吻合“物种的数量越大,生态系统的生产量以及稳定性会双双降低”这样的理论。
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但是,我们又怎能确定呢?批评者质疑(以最佳的科学传统方式逼问):难道生产量增加,就一定代表是物种数增加所造成的后果吗?也许这样的后果是其他因素造成,只不过该因素恰巧与物种数相关而已。这有可能是统计学上的假象。譬如,某个栖息地里的植物种类愈多,愈有可能出现起码一种植物生产过量的情况。在这种情形下,动物以之为食的植物产量的增加,只不过是一种运气,算不上是单纯属于生物多样性本身的特质发生改变的结果。以上这种理论,基本上只是文字诡辩。生物多样性愈丰富,“得到高生产力物种”的可能性就愈大,这也可以视为提高生态系统的生产力的方式之一。(如果从1000名候选者中挑选一队篮球运动员,找到一名天才球员的机会,当然很可能高过从100名候选者中挑选球星。)
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不过,话又说回来,我们还是有必要了解,丰富的生物多样性所造成的其他结果,是否也扮演了重要的角色。尤其需要了解的是,物种互动的方式到底是只造成单方面的生产量增加,还是双方面都会因此而增加?这样的过程称为“生产过度”(overyielding)。在1990年代中期,有一项庞大的国际研究计划,其目的就在于测试生物多样性对生产量的影响,特别是“生产过度”现象究竟有没有出现。该计划后来称作“生物深度计划”(BIODEPTH),其中好几项子计划是由8个欧洲国家的34名科学家所进行的为期两年的研究。这一次结果就比较令人信服了。他们再度证明,生产量确实会随着生物多样性的增加而提升,至少对物种数大于或等于32种生物的群体是如此。此外,该实验的许多趋势也证明了“生产过度”现象确实存在。
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数百万年来,大自然的生态系统“工程师”在推动“生产过度”方面,一向特别有效率。这些“工程师”和其他利用它们开拓出来的生态区位的物种一块儿进化,这种协同进化在生态系统中是蛮和谐的。这些构成该生态系统的物种,借由广布于多个生态区位,比起一般相类似的生态系统,它们能攫取并循环更多的物质与能量。人类也算是生态系统“工程师”之一,但却是很差劲的一个。我们没有和大部分生物一块儿协同进化,现在我们简直是与全世界为敌,我们消灭的生态区位,远超过新创造的。我们以前所未有的超高速度,迫使生物和生态系统走上绝路,降低了生态系统的生产量及稳定性。
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野蛮人的生意经
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我也承认,就生态系统层次的生产价值与经济价值来看,抢救某个生态系统中所有的物种是说不过去的,尤其是那些罕见得即将灭绝的生物。象牙喙啄木鸟的消失,并不会影响美国的繁荣。卡茨基尔森林里的某种罕见花朵或苔藓如果消失,也不会影响该地的净水功能。但是,这又怎么样呢?根据生物目前已知的实用价值来评估它们,是野蛮人的生意经。1973年,经济学家克拉克(Colin W. Clark)以蓝鲸(Balaenoptera musculus)为例,展示了这种观点。110
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成熟蓝鲸身长可达30米,体重可达150吨,是所有已知陆地及海洋动物中,体型最庞大的。同时,它们也是最容易猎杀的动物之一。整个20世纪,就有超过30万头蓝鲸遭到猎杀,最高峰是在1930到1931年的那个捕鱼季,单单一季就猎杀了29649头。到了1970年代早期,蓝鲸族群已经掉落到只剩下数百头。而日本人还是想要继续猎杀它们,即便它们会因此绝种也在所不惜。于是,克拉克问道:怎样做会替蓝鲸以及所有人类创造出更多财富?第一种方式,停止猎杀,让蓝鲸数量恢复,然后再以它们承受得起的速度,持续猎杀下去;第二种方式是,尽快捕杀所有剩下的蓝鲸,然后将赚得的钱投资在股价蹿升的股票上?当年贴现率超过21%时,我们得到令人不安的答案:杀光它们,把获得的钱拿去投资。
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现在,我们来检视一下,上述论调有何不妥。
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克拉克认定的答案很简单。一头死蓝鲸的经济价值,只需要考虑当前市场上的估计方式,换句话说,也就是它们的鲸油和鲸肉论斤拍卖的价钱。其实它们还具有许多其他的价值,随着我们对现存的蓝鲸了解愈深,愈能知道它们在科学、医学以及美学上的价值,而这些价值无论在深度或广度方面,目前还都无法预料。蓝鲸在公元1000年时的价值几何?差不多等于零。它们在公元3000年时价值又几何?基本上应该是无限大,外加当时人们对于祖先所怀抱的感激之情——感谢聪明的老祖宗预先防止蓝鲸灭绝。
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没有人能够事先猜测出,任何一种动物、植物或微生物未来可能具备的所有价值。每种生物的潜力范围很广,从已知的到目前超乎想象的人类需求,尽管大多数生物对人类来说仍属未知。在科学上登记在案的生物,也就是具有拉丁文学名的生物,少于200万种,然而,据估计还有500万到1亿种(或更多)生物有待人们去发现。此外,在已知生物里,只有不到1%的物种被深入研究,绝大多数物种也仅限于形态解剖与鉴别。
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基因工程带动农业革命
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最可能因为了解野生物种而获益的关键产业中,农业是其一。世界粮食供应目前全系在生物多样性很有限的几种植物上。在目前已知的25万种植物中,人类粮食有90%来自其中的100多种。111 其中负担最重的有20种植物,里面又只有3种是攸关人类生存与发展的禾本科作物,这就是小麦、玉米和水稻。对世界大部分地区而言,最主要的20种作物,只不过是差不多1万年前各地农业兴起时,当地碰巧存在的植物。这些各自兴起的农业地带包括:地中海一带和近东、中亚、非洲的岬角、亚洲热带的水稻区、墨西哥高原、中美洲以及南美安第斯山区。
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然而,还有约3万种野生植物拥有可食用部位,曾喂养过早期靠打猎采食维生的人类,只是这些植物多半都不是生长在上述的农业兴起的区域内。在这3万种可食用植物中,起码有1万种可以发展成人类的主要作物。其中有几种甚至马上就具备商业发展价值,譬如,美洲的三种苋类植物、安第斯山的秘鲁胡萝卜(arracacha)以及亚洲热带的翼豆(winged bean,或称四棱豆)。112
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一般而言,这25万种植物(事实上应该说所有生物),都有可能提供它们的基因,经由基因工程(genetic engineering)植入作物内,来改良品种。只要植入适当的DNA片段,就可能创造出耐寒、抗虫、多年生、生长快速、高营养价值、多用途、具备水土保持能力乃至更容易播种和收获的品种。此外,和传统育种技术相比,基因工程技术不但全面,而且实时。113
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这个分子遗传学革命的附加产物——基因工程技术,始于1970年代。1980—1990年代,在世人还没有完全会过意来之前,它便悄悄成熟了。譬如,有一种苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)的基因被植入玉米、棉花和马铃薯的染色体中,以便让这些作物制造出某种能杀死害虫的毒素。不用再喷洒杀虫剂了,基因改造过的植物现在会自己照顾这一点了。黄豆、油菜(canola)等植物,也被植入其他细菌的基因,因此可以抵抗化学除草剂。如今,农田清除杂草的代价便宜得多,因为不会伤害到其中生长的作物。
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到目前为止,最重大的突破完成于1990年代末,那就是黄金稻(golden rice)的登场。这种带有细菌与喇叭水仙基因的新种稻米,能够制造维生素A的前驱物β -胡萝卜素。由于原本缺乏维生素A的稻米,是地球上30亿人口的主食,额外添加的β -胡萝卜素,对人类的贡献可不算小。差不多同时期,借由两项近乎马戏班杂耍的伎俩,基因工程技术证实了它那无穷的潜力:一个细菌基因被植入猴子体内,另外一只水母的生物荧光基因则被植入一株植物体内。
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基因工程引起反对声浪,几乎无可避免。对许多人来说,人类的生存基础等于被神不知、鬼不觉地转换掉了。在缺乏警示的情况下,基因改造生物(genetically modified organism,简称GMOs)溜进我们的生活,充塞在我们四周,悄悄改动了自然界与社会的秩序。针对这种新工业的抗议活动,始于1990年代中期,1999年时整个爆发,恰恰赶上成为千禧年的天启预言活动。欧盟禁止了转基因(transgenic)作物,英国的威尔斯(Wales)王子则把这种方法比喻成“扮演上帝”,激进的示威者更是要求全球禁止基因改造生物。“科学怪食”、“超级野草”以及“农场末日”(Farmageddon)等新词也应运而生;按照英国报纸的说法,它们是“基因黑暗面的疯狂力量”。有些著名的环境科学家发现,无论就技术层面还是就伦理层面,基因工程都有商榷的必要。
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在我撰写本书的时候(2001年),各国舆论和官方政策对于此一议题的态度,可以说是天差地别。法国和英国坚决反对,中国强力赞成,至于巴西、印度、日本和美国,则是态度谨慎。尤其是美国,直到“瓶中精灵”(转基因作物的封号)被释放出来后,大众才意识到这个议题。1996—1999年,美国种植转基因作物的农田,由154万公顷,猛蹿升到2871万公顷。在20世纪结束时,超过半数的黄豆和棉花,以及接近三分之一(28%)的玉米,都是转基因产品。
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事实上,基因工程确有值得顾虑之处,现在我就来总结并评论一下。114
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