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沙漠中的仙人掌

2022-01-23 10:53:18林林
科學大觀園 2022年1期
關(guān)鍵詞:仙人掌物種植物

林林

不像果樹那樣碩果累累,不如花朵那樣燦爛,但仙人掌卻能在每處荒涼的地方生長,即使在干旱的土壤里也能吐出新綠。它是沙漠中的“救命樹”,但移植他處后,卻也意想不到地成了生物“入侵者”。

來自美洲的貯水能手

資料顯示,仙人掌的“老家”在美洲,主要分布在一些高原、海島、山地及沙漠地區(qū)。仙人掌科植物是個大家族,成員有上千種。它們相貌上的差異主要表現(xiàn)在莖的不同,多為柱狀或掌狀,小的如砂石,大的似巨柱。表面有的平滑,有的結(jié)節(jié),有的凹陷,有的呈圓球狀……它們大多生活在荒漠地帶,少數(shù)生長于熱帶地區(qū),比如常見的曇花屬、蟹爪蘭屬的一些種類。

之所以能在沙漠的干旱氣候下繁衍生息,是因為仙人掌的葉子退化成為刺狀,大大縮小了蒸騰面積,使體內(nèi)的水分不容易散失。綠色的肉質(zhì)莖很肥厚,表面有角質(zhì)和蠟質(zhì),不僅貯藏水分,還代替葉子進行光合作用。這種植物每到晚上打開氣孔吸收二氧化碳,白天則在封閉氣孔(防止水分散失)的同時,還能用晚上收集的二氧化碳進行光合作用。通過該過程,就可以避免白天蒸騰作用損耗的水分。

對于沙漠中的行走者,仙人掌就是一棵救命樹??茖W家做過一個實驗,拔出一棵仙人掌稱重后有37.5千克,把它扔到角落里6年后再稱,重量為26.5千克。也就是說,這些年它動用自己的儲備,在沒喝一口水的情況下僅消耗了11千克,但凡換成別的綠色植物,估計早已成了標本。仙人掌不僅是貯水能手,還是節(jié)水模范。在沙漠中,一棵15米至20米高的仙人掌,可蓄水兩噸以上。令人驚奇的是,仙人掌的種子含有足量的水和營養(yǎng),即使脫離母體還能存活數(shù)月。除此之外,仙人掌還可以利用母株上產(chǎn)生的子球繁殖,這些子球落入地面即可生根繼續(xù)生存。

墨西哥是舉世聞名的“仙人掌之國”,那里的仙人掌科植物幾乎占了全世界的一半,以至于它在墨西哥歷史上有著重要的地位,甚至被當作神明或是被看成是辟邪的神木。直到現(xiàn)在,墨西哥的國旗、國徽和貨幣上都有傲立的仙人掌。墨西哥城里也處處栽種仙人掌,有的高達15米,有幾百個枝杈,完全就像一棵參天大樹;最大的仙人球直徑有兩三米,重達1噸。仙人掌雖然呆萌,但它們的花絢麗燦爛,直徑最大可達60厘米。

仙人掌之所以能從美洲擴散至世界各地,研究人員認為,人類是其長距離傳播的重要媒介。哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸后,傳教士、殖民者開始將仙人掌植株運輸?shù)绞澜绺鞯亍4送?,以仙人掌果實為食的動物也是仙人掌遠播的途徑之一。

超強繁殖力“惹禍”

18世紀到19世紀,英國軍隊所著的是著名的紅色軍服。之所以選擇紅色,主要因為它是當時印染技術(shù)下最便宜、最容易獲得的顏色,而且那時兩軍交戰(zhàn)使用的多是黑火藥,一旦開火,戰(zhàn)場上到處都彌漫著黑煙,顯眼的紅色能夠很好地辨清敵我。

那么,紅色染料又是如何得到的呢?人們發(fā)現(xiàn)有種名叫胭脂蟲的小小昆蟲,其體內(nèi)含有大量洋紅酸,可加工生產(chǎn)出安全無毒的天然染料,即胭脂紅色素。這種色素至今仍然廣泛地用于食品、化妝品、藥品等多種行業(yè)中,不過在19世紀化學合成色素興起之前,胭脂蟲紅色素主要用來染布。

為了獲得威武的紅色軍服,英國軍隊需要大量的胭脂紅作為染料。然而,當時的胭脂蟲養(yǎng)殖業(yè)早被西班牙所壟斷,胭脂紅在墨西哥(當時西班牙的殖民地)的出口產(chǎn)值僅次于金銀。僅在瓦哈卡地區(qū),1758年至1780年期間每年胭脂紅的平均產(chǎn)量達到100萬磅。為了保持壟斷地位,西班牙人千方百計地保守飼養(yǎng)秘密。由于進口價格高昂,英國只得籌劃將胭脂蟲養(yǎng)殖業(yè)引入自己的殖民地澳大利亞。

胭脂蟲主要寄生在仙人掌中,既然要發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),首先須引入它的寄主仙人掌。根據(jù)資料記載,1788年第一批來自美洲的兩種仙人掌進入澳大利亞。沒想到的是,那里氣候炎熱干燥,雖然四面環(huán)海,但干旱或半干旱地區(qū)居多。被引入的胭脂蟲適應不了,很快死去,仙人掌卻如魚得水,在這個沒有天敵的環(huán)境里像野火一樣擴散開來。

到了1900年,仙人掌在澳大利亞的覆蓋面積達4萬多平方公里;20年后,這片土地又擴大了近6倍——幾乎相當于英國的國土面積。由于仙人掌泛濫,這里已經(jīng)完全無法耕種和放牧,農(nóng)民失去了大片土地。

持續(xù)幾十年的人類與仙人掌大戰(zhàn),由此拉開序幕。最初,政府發(fā)布懸賞,只要有人能想出鏟除仙人掌的辦法,就能得到豐厚的獎賞,但應者寥寥。渾身是刺的仙人掌不斷地刺傷人和動物,敗血癥事件頻頻發(fā)生,政府開始恐慌,隔三差五就會舉行治理仙人掌的會議。

無奈之下,政府投入大量資金,雇傭?qū)H嘶蚴峭诟偻?,或是火燒刀砍,甚至噴灑毒藥,但一直未找到“一招制敵”的辦法阻止仙人掌不斷侵蝕。而且在與仙人掌斗爭的過程中,人們也發(fā)現(xiàn)了這種植物無敵的繁殖能力,就像“打不死的小強”一樣,在各種打壓下仍蔓延到昆士蘭等地區(qū)。

發(fā)現(xiàn)天敵“仙人掌蛾”

科學家對仙人掌展開大量研究,尋找它的死穴。直到1925年,人們才在阿根廷發(fā)現(xiàn)了仙人掌的天敵——仙人掌蛾,這是一種同翅目螟蛾科的昆蟲,原產(chǎn)南美洲,以仙人掌為食。這一發(fā)現(xiàn)對于澳大利亞政府來說簡直是救命稻草,不惜花費大量資金引進仙人掌蛾。

仙人掌蛾果然不負眾望,科學家把它的卵放在仙人掌里,幼蟲孵化后就會侵入仙人掌內(nèi),等它們吃飽喝足,仙人掌也徹底失去了活力。就這樣,100人分乘7輛貨車,繞著整個昆士蘭和新南威爾士行駛,向土地所有者發(fā)放裝有仙人掌蛾卵的紙筒。從1926年到1931間,有20多億枚卵被分發(fā)出去。仙人掌蛾用7年時間逐漸殺死肆無忌憚蔓延的仙人掌,直到昆士蘭最后一片仙人掌集中區(qū)被摧毀后,7000萬英畝的土地才慢慢重新成為農(nóng)耕地和牧場。

想來是曾經(jīng)飽受仙人掌的折磨,為了紀念仙人掌蛾所做的貢獻,澳大利亞的人們還為它建了一座紀念館,入選為昆士蘭的文化遺產(chǎn)。

因仙人掌入侵而飽受煎熬的不只是澳大利亞,肯尼亞也為此事頭疼,現(xiàn)在正在全世界尋求更有效的根治辦法。

1940年,英國殖民者進入肯尼亞的同時,也帶入了當?shù)卦緵]有的仙人掌,作為一種籬笆使用。仙人掌非?!皠偃巍边@一角色,不僅綠色環(huán)保,而且尖刺能成功阻止野生動物的侵襲。但最近幾年,這種植物在肯尼亞的生長逐漸失控。據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物科技中心統(tǒng)計,在肯尼亞萊基皮亞縣,這些生物已經(jīng)占據(jù)了500多平方公里,以至于當?shù)厝税阉鼈兎Q為“魔鬼仙人掌”。更可怕的是,肯尼亞大部分天然牧場正在被其占領(lǐng),饑餓的大象不得不靠近人類居住區(qū),雙方?jīng)_突不斷發(fā)生。而且大象吞食仙人掌后,就會被尖刺刺中,進入腸道造成損傷。這次仙人掌入侵也產(chǎn)生了連鎖反應,它正在影響著該地區(qū)整個生態(tài)系統(tǒng),當?shù)厝藢Υ烁械揭换I莫展。

為何不效仿澳大利亞的生物防治經(jīng)驗?肯尼亞擔心大量釋放這種蛾子后,會造成另一種平衡被打破。他們正在尋找新的方法來合理利用這種植物,比如生產(chǎn)沼氣等。

“植物小強”里也有瀕危物種

不是所有的仙人掌科植物都能成為入侵物種,也有一些種類因為生長區(qū)域小,或者生長速度極其緩慢,再加上人類過度挖采,造成了它們的瀕危。

仙人掌之所以能從美洲擴散至世界各地,研究人員認為,人類是其長距離傳播的重要媒介。哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸后,傳教士、殖民者開始將仙人掌植株運輸?shù)绞澜绺鞯?。此外,以仙人掌果實為食的動物也是仙人掌遠播的途徑之一。

一份發(fā)表在《自然植物》期刊上的研究報告顯示,英國埃克塞特大學的研究人員對1478種仙人掌分別進行數(shù)據(jù)分析,依據(jù)它們的分布地區(qū)、數(shù)量趨勢、棲息地和生態(tài)環(huán)境特征、保存狀況、使用和貿(mào)易等因素,最終得出結(jié)論——接近30%的仙人掌品種瀕臨滅絕。

這份報告提到,看起來生命力頑強的仙人掌,有些也對生長環(huán)境的要求嚴苛,一旦氣候或土壤被破壞,就很難繼續(xù)生存。在眾多破壞因素中,人類活動是導致植物瀕危的主要原因,如無節(jié)制地采伐利用、非法貿(mào)易等。間接原因則更為復雜,如大氣、水以及土壤污染、外來物種入侵、全球氣候變暖、生態(tài)系統(tǒng)功能受損、植物所依賴動物群體的退化等。這些都會直接減少植物群體的數(shù)量或間接干擾植物群體的正常維持和更新,當特定植物群體的數(shù)量減少到一定數(shù)量,就會進入瀕危、極危、野外滅絕或滅絕的狀態(tài)。目前,在我國瀕危物種科學委員會公布的2019年《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》中,仙人掌科中共有39種被納入附錄Ⅰ內(nèi),均屬一級瀕危物種,比如花籠、龜甲牡丹等。

如果認為植物的滅絕對自然界影響不大,那就大錯特錯了。所謂“牽一發(fā)而動全身”,自然界中生物從來不是孤立的,它們同處于龐大復雜的食物鏈中,其中一種消失,將會使特定生態(tài)系統(tǒng)的功能發(fā)生紊亂、衰退直至崩潰。

仙人掌是干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分,同時對于許多動物的生存至關(guān)重要,直接影響所在生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。比如,仙人掌為鹿、林鼠、兔子等動物提供食物和水,這些物種有助于擴散仙人掌種子;仙人掌花朵為蜂鳥提供花蜜,蜜蜂等昆蟲對其進行授粉。可見,仙人掌如果缺失了,就會造成多個物種的紊亂。

一個物種的誕生可能需要數(shù)百萬年,但人類活動導致其永久消失可能只需要短短幾年。雖然有不少植物已經(jīng)完全消失在人類的視線中,但是保護的行動只要開始就不會太晚,盡可能減少對植物的干擾就是人類最好的行動。

◎ 來源|北京日報(有刪減)

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