未来自然史:掌控人类命运的自然法则
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第一章
生命中的出其不意

能人是第一个人类物种,出现于大约230万年前。能人后又产生了直立人。后来,直立人又进化成了十几种其他人类物种,包括尼安德特人、丹尼索瓦人和智人。这一过程历时漫长,在此期间,哺乳动物数量繁多。驯鹿数以百万计,某些猛犸象的数量达到数十万只。然而,在距今250万年到5万年前,任何一个人类物种的数量最多大约是一万人到两万人。人类极度分散,聚集规模相对较小,无论何时何地,人口数量都比较少。在整个史前时期,人类物种相对稀少,能生存下来纯属偶然。但是,很快就发生了变化。

大约1.4万年前,我们这个物种,即智人,开始适应定居的生活。在一些人类社会中,狩猎和采集渐渐被农业、啤酒酿造和烘焙取代。这种转变促进了人口增长,在随后的数千年中人口持续增长。大约9000年前,第一批小型城市出现,地球上的人类总数还比较少,但人口增长速度已经开始加快。到了公元元年[1],地球上的总人口已达1000万人,相当于现代中国一个普通城市的规模。然而,人口增长率仍在继续上升。

从公元元年到今天,人口增长速度持续加快,地球增加了80亿人口。这种人口增长现象被称为“大升级”或“大加速”。人类一举一动的影响越来越大,而且这些影响力增加的速度逐年上升。[2]

我们在实验室里研究细菌和酵母时可以让我们联想到人类在“大加速”过程中经历的那种人口增长。培养皿上的一些小型菌落就如同城市一般,刚得到所需养料时生长缓慢,养料被完全吞噬后其生长就会加速,最终培养皿被大肆繁殖的细菌覆盖。早在1778年人们就开始意识到人类就是地球培养皿上野蛮生长的细菌,当时法国博物学家布冯伯爵乔治-路易·勒克莱尔(Georges-Louis Leclerc)曾写道:“今天地球的各个角落都烙上了人类留下的印记。”[3]

在人口增长“大加速”期间,人类消耗的地球生物量比例呈指数级增长,直到今天,人类消耗了地球上一半以上的陆地净初级生产力[4],即绿色植物。据估计,人类占据了地球上陆生脊椎动物数量的32%,家畜占65%,其他数以万计的脊椎动物仅占3%。在这种情况下,物种灭绝的速度至少加快了100多倍便丝毫不让人感到意外了。在过去的1.2万年中,任何衡量人类对生物界影响的指标都直线上升,而且往往呈指数级增长(见图1.1)。人类社会产生的污染物也以同样的速度激增:甲烷排放量增加了150%;一氧化二氮排放量增加了63%;二氧化碳排放量几乎翻了一番,达到300万年来的最高峰值;杀虫剂、除菌剂和除草剂的使用量也不断上升。由此产生的危害随着人口增长、需求增加和欲望膨胀而不断升级。

在“大加速”过程中的某个不确定的时刻,人类的种群以及其活动进入了一个新的地质时代,即人类世。一切发生得如此之快。与漫长的生命史相比,人口增长只在一瞬,如火车相撞事故一样毫无预兆,如爆炸一样瞬间完成,如湿地上一夜之间长出蘑菇那般迅猛无比。人们像研究车祸遗留问题一样研究人口激增的后果,收集碎片信息,并且设想只要收集到足够多的碎片信息就可以拼凑出有意义的全貌。这个假设似乎十分合乎逻辑,因此这是进行科学研究的常用方法。对于生物学家来说,他们收集的碎片就是物种。他们对物种进行研究,记录其详细信息和生存条件。但是这种方法存在一个弊端:缺乏自己的独立意识。

为了认识世界,我们研究了很多物种,但几乎都是些不寻常的物种。它们既不能代表生物界的真实全貌,也不能代表生物界中与人类自身福祉最息息相关的那部分。我们的问题其实很简单。我们总是认为整个生物界像人类世界一样简单易懂。然而这两种想法是错误的,因为我们是带着一定的偏见认识世界的。我首先要从这些偏见谈起,因为如果不了解我们对生物界的想象与其现实之间的巨大差距,我们最终将无法真正领悟未来自然发展史的真谛。

我们的第一个偏见是人类中心主义。这种偏见深深地植根于我们的认知和思维中,甚至可以称之为法则,人类中心主义法则。生物学是人类中心主义法则产生的沃土,每种动物都会依靠自己的感官认知世界。如果狗掌握了科学的奥秘,那么我要谈论的就是“犬中心主义”的问题。但人类的与众不同之处在于,我们的偏见不仅会影响我们个人对现实世界的感知方式,还会影响到我们为世界物种归类而建立的科学系统。瑞典自然历史学家卡尔·林奈(Carl Linnaeus)率先提出了生物分类法,同时也播下了人类中心主义的种子,使这种偏见生根发芽、影响深远。

图1.1 过去1.2万年中的人口增长。1.2万年前,即公元前1万年之前,全球人口数量从未超过10万人,这一数字未显示在此图表上。图源:劳伦·尼科尔斯(Lauren Nichols)。

林奈1707年出生于罗斯胡尔特,这个小村庄位于马尔默市(瑞典南部城市)的东北方向,距马尔默市约150千米。罗斯胡尔特的气候或多或少类似于丹麦哥本哈根的气候。那里有世界上最冷的夏天,冬天阴沉多云。只要太阳出现,人们就像向日葵一样把脸转向太阳,甚至会伸手指向这来之不易的晴朗,兴奋地说:“出太阳了。”正是在罗斯胡尔特,林奈对大自然产生了兴趣。后来,他在瑞典以北的乌普萨拉及其周边地区进行自然研究。

虽然面积很大,但瑞典却是世界上生物多样性最少的国家之一。然而,林奈认为他家乡的物种匮乏是正常的。

林奈曾出国旅行,他去过荷兰、法国北部、德国北部和英国。这些地方的纬度比瑞典稍低,但它们的生物学特性极其相似。正如林奈所见,地球的景观和他想象的一样,即使不是完全和瑞典国内相同,也总有些相似之处。天气多雨、寒冷,随处可见鹿、蚊子、螫蝇,还有山毛榉、橡树、白杨、柳树和白桦树。这里有春天娇嫩的花朵、夏末美味的浆果,还有潮湿的秋天土地里冒出来的真菌,正好成熟,可以拿来做食材。

在18世纪前,不同国家、不同文化背景的科学家对生物都有着各自的命名系统。林奈创造了一个通用的命名系统,并将之编纂成册。这是一种科学的通用语言,每个物种都被赋予了一个属名和一个拉丁语种名,例如,人类是“Homo(我们的属)sapiens(我们的物种)”。然后他把目光转向了身边的物种。林奈研究它们,触摸它们,给它们起新的名字,仿佛造物主赐福——这就是林奈式命名法。

因为林奈重命名物种的工作始于瑞典,所以他重命名的第一个物种就来自瑞典,主要分布于北欧。关于生物命名的西方科学传统就这样始于一个瑞典式的偏见。即使在今天,离瑞典越远,发现新物种就越容易。林奈的瑞典主义也不是他唯一的偏见,他也是有血有肉的人,这是毋庸置疑的。他喜欢研究自己周围令他着迷的物种。他喜欢植物,并且痴迷于它们的生殖系统。但他同时也研究动物。在动物界,他对脊椎动物青睐有加。在脊椎动物中,林奈主要研究哺乳动物,但他不喜欢哺乳动物中的小体型物种,例如老鼠,他更喜欢研究大体型哺乳动物。总而言之,他的研究对象要么是符合生物学家的审美标准或常见的物种,例如开花植物,要么是那些在大小或行为上与人类非常相似的物种,容易观察找到与人类的相通点。

图1.2 103个国家各自的维管植物物种数量。注意:瑞典是物种种类最少的国家之一。例如:虽然哥伦比亚的面积只有瑞典的2倍,但它拥有的植物种类大约是瑞典的20倍。各个国家鸟类、哺乳动物和昆虫的多样性情况相似。

在这种研究模式下,林奈的重点既有欧洲中心主义特征,也有人类中心主义特征。受教于林奈的科学家们称自己为林奈的“使徒”,大多都追随他的脚步,心中也有类似的偏见。事实上,林奈之后的大多数科学家都是如此。这些偏见不仅影响到物种命名的先后顺序,[5]还影响到对物种的研究力度,特别是哪些物种能得到重点保护。

这种源自欧洲中心论和人类中心论的科学偏见使我们无法客观正确地认识这个世界。

我们以为我们研究的物种就是整个世界,而忘记了这只是我们研究的世界的冰山一角。几十年前,当科学家们开始思考“地球上有多少物种”这个简单的问题时,我们就意识到这种观念很明显是错误的。

研究这个课题的第一人是昆虫学家特里·欧文。20世纪70年代,欧文开始研究一群生活在巴拿马热带雨林树顶的甲虫。这些生活在树上的甲虫,其活动足迹常在树枝与云层之间,它们最早是在欧洲被发现的,被称为步行虫。在欧洲,步行虫的种类并不多,它们常在地面上活动爬行。

欧文采用了一种新方法寻找并识别树顶的步行虫。他借助绳索爬上一棵高大的树,然后向附近一棵树的树冠喷洒杀虫剂喷雾。首先他对柳杉喷洒杀虫剂,然后他返回地面,等待被杀死的昆虫落下。当欧文第一次尝试这种方法时,数以万计的昆虫落在他铺在森林地面的防水布上。他欣喜地看到落下的昆虫中不仅有步行虫,也有大量其他种类的昆虫。

欧文最终统计出柳杉树上大约有950种甲虫,这至少是他和他的搭档能够识别出来的种类数量。除此之外,尽管象鼻虫科专家没有时间进行正式鉴定,但他估计样本中还有象鼻虫科的其他206种甲虫。这样看来,一片森林中某一种树木上有约1200种甲虫,这比美国的鸟类种类还多。欧文接下来着手研究其他种类的昆虫和更常见的其他种类的节肢动物。他忽然意识到,不仅绝大部分步行虫物种是科学界的新发现,大多数其他种类的甲虫以及各种各样的节肢动物也是科学领域的新物种。与此同时,当欧文开始对其他树种进行取样时,他发现了不同于柳杉树上昆虫的其他种类的昆虫。每种热带雨林树种上都存活着独有的昆虫和其他节肢动物,而且热带雨林树种繁多。

欧文面临着为各种各样无名物种命名的巨大挑战。他周围的物种是科学家们从未见过的,更不用说详细研究它们了。除了知道这些物种是从这些树上掉落到地上以外,人们对这些物种一无所知。碰巧这时欧文接到了植物学家彼得·雷文(Peter Raven)的电话。时任密苏里植物园园长的雷文问了欧文一个简单的问题。如果在某一树种的一棵树上就生活着这么多不知名的甲虫物种,“那么巴拿马一英亩[6]的森林里可能会有多少种甲虫呢”?雷文提出这个问题是他担任美国国家科学研究委员会(该委员会主要研究热带森林生物学的空白领域)主席的职责所在。[7]欧文回答道:“彼得,没有人了解那些昆虫,这个问题不可能有答案。”[8]

雷文给欧文打电话时,人们还无法对地球上物种数量做出科学合理的推断。1833年,昆虫学家约翰·额巴迪·韦斯特伍德(John Obadiah Westwood)对其比较熟悉的昆虫界专家同行进行了问卷调查。根据调查结果,他推测出地球上可能有50万种昆虫,更不用说其他种类的生物了。雷文还在提交给美国国家科学基金会(The National Science Foundation)的研究报告中通过简单的数学运算进行了估测,他推测地球上可能有300万到400万个物种。如果雷文是对的,那么地球上至少有一半以上的物种没有被命名。

与此同时,尽管欧文曾表示“不可能”估算出巴拿马一英亩森林中的昆虫种类,更不用说估算出地球上所有物种的数量,但是,他还是决定试一试。他首先做了些计算工作。如果柳杉树上有1200种甲虫,而其中1/5种甲虫依赖于该特定树种,那么在巴拿马一公顷的森林中可能有多少种甲虫?假设欧文在柳杉树上的发现也适用于其他热带树木,那么结合现有树种的数量,他最终计算出了巴拿马森林中甲虫的物种数量。然后他对数字稍作调整以便于更全面地估算节肢动物(不仅包括昆虫,还包括蜘蛛、蜈蚣等)的总数,他最终的计算结果是,在巴拿马一公顷森林中有4.6万种节肢动物。他就是这么答复雷文的(尽管回答得有些晚——那时雷文提交给美国国家科学基金会的报告已经发表很久了)。但是欧文仍然决定做进一步的研究。他用同样简单的数学运算不仅仅估算了巴拿马的一公顷森林或者巴拿马所有森林中节肢动物的数量,而且也估算出世界上所有的热带森林中节肢动物的数量。欧文在《鞘翅目昆虫公报》上发表的一篇长达两页的论文中写道:“如果地球上有约5万种热带树种,那么世界上可能存在3000万种热带节肢动物。”鉴于当时只有约100万种节肢动物(更普遍的说法是150万)被命名,这也就意味着每20种节肢动物中就有19种尚未被命名![9]

欧文的这个估算在学术界引起了轩然大波。科学家们在报纸上言辞激烈地争论其合理性,或与欧文进行面对面的争执。

有的科学家私下说欧文愚不可及,也有科学家公开这么说。部分科学家说欧文荒谬无知,是因为他们认为他把物种的数量估计得过高了;还有人说欧文愚蠢可笑,则是因为他们认为欧文对他们喜欢的生物群体数量的估算偏低。他们撰写了数十篇科学文章,欧文则对他们的论文做出了回应。欧文收集了新的数据,写了更多的文章,这反过来又引发了新的争论。同时,其他科学家也受到启发,去收集新的数据,由此发表了更多的文章。不论是对欧文的估算进行完善和改进,还是驳斥和唾弃,整个过程都是公开直接的,充斥着激进的、愤怒的情绪,争论无休无止。

最后争论风波基本平息了,或者说缓和了很多。经过多年争论,科学家们已经达成了某种共识:尚未命名的动物物种数量太多,因此我们在几个世纪之后才能确定欧文的估算是否正确。最新估测表明,地球上昆虫和其他节肢动物可能有约800万种,也就是说,7/8的动物物种尚未命名。800万种这个数量比欧文估计的3000万种要少很多,但这仍比他预估之前人们认为的要多出不少。[10]未知物种的数量是巨大的,而已知物种的数量却少得可怜。

为促使科学家们重新考虑动物物种规模,欧文在生物多样性研究领域充当起了哥白尼的角色。天文学家哥白尼认为,宇宙是以太阳为中心的。哥白尼认为地球绕着太阳转,而不是太阳绕着地球转,而且地球每天绕地轴自转一圈。与之相比,欧文则揭示了人类只是数百万物种中的一种。他还提出大多数动物物种不是像我们这样的脊椎动物,也并不生活在北方(这一点和林奈的观点一致),相反,它们可能是热带的甲虫、飞蛾、黄蜂或苍蝇。在当时看来,欧文的见解非常前卫。的确,这些观点过于激进,所以我们很难将其纳入人类对世界的日常认知,这比让人们接受貌似静止的地球既绕地轴自转又绕太阳公转这个事实还要困难。

在我们看来,欧文进行的生物界革命不仅仅限于昆虫,比如那些能够长出蘑菇的真菌,似乎比昆虫更鲜为人知。最近,我和同事研究了在北美各地房屋中发现的真菌。我们发现每家每户都有真菌。但令人吃惊的并不是发现了真菌,而是发现真菌种类竟然如此之多。最新统计记录显示北美现有记载在册的真菌约两万种。然而,我们在房屋灰尘中发现的真菌种类是其两倍之多。[11]换言之,我们在房屋里发现的这些真菌种类中,有一半以上是科学界尚未发现的物种——房屋中成千上万种真菌是科学界的新物种。这并不是说那些房屋有多么特别,相反,在自己的家中存在的大量未知的真菌只是证明了我们对周围的真菌知之甚少。每次吸气时,你吸入的真菌孢子中有一半尚未命名,更不必说详细研究它们对我们身心健康产生何种影响。现在停下来吸一口气,你就会吸入未知的真菌。真菌可能不像昆虫那样种类繁多,但它们的种类远远超过脊椎动物的种类。

但是,如果我们要完成“欧文革命”,我们必须弄清楚的是细菌,而不是真菌。林奈发现了细菌的存在,但是他忽略了它们。事实上,他把所有微生物都归为一种单一物种,“卓变形虫属”,由于其体型太小,过于异类,所以无法形成有机体。最近,肯尼思·洛西(Kenneth Locey)和我的合作者杰伊·列侬(Jay Lennon)试图估量这一混乱的物种数量。他们重点研究细菌,并且估计地球上可能有一万亿种细菌。一万亿![12]一万亿!也许是因为特里·欧文一直记着这个惊人的数字,所以在生物研究后期,在面对辉煌的时刻,他谦卑地指出“生物多样性是无限的”并且是“无法估量的”。[13]洛西和列侬对细菌多样性的评估报告并未认为细菌种类是无限多的,而是相对于已知的世界,它们的数量几乎是无限的。洛西和列侬基于世界各地的3.5万份样本的研究数据对细菌种类进行估算,这些样本来自土壤、水、粪便、树叶、食物和其他细菌栖息地。在这些样本中,他们能够识别出500万种基因不同的细菌。随后,他们运用一些常见的生命法则(例如,一个栖息地中的物种数量如何随着该栖息地中的个体数量的增加而增加)来估算如果他们对地球全部物种进行取样则会发现多少种细菌。答案是一万亿种,误差最多几十亿种。洛西和列侬的结论或许是错误的,但是要验证这一点,我们大概还需要几十年,也许几个世纪,甚至更长的时间。有一次,我和一位同事在深夜闲聊。她认为可能只有十亿种细菌,而后她又接着说:“但是我也不清楚。我敢肯定的是新的细菌物种无处不在。”我们坐在它们上面,呼吸着它们,喝下它们;我们只是没有给它们命名或者计算它们的数量,或者我们命名或计算它们数量的速度远远不够快,以至于我们无法彻底了解这个未知的世界。

当我还是一名研究生时,欧文的论断已经使科学家意识到地球上大多数物种都是昆虫。有那么一段时间,真菌似乎引起了诸多关注。现在看来,大体估算一下,地球上的每一个物种都算是细菌。我们对世界的认识不断变化;更具体地说,我们对生物世界的探索也不断深入。随着这种变化,人们的生活方式似乎越来越不像属于我们这个物种的生活方式。一般的动物物种既不来自欧洲,也不属于脊椎动物;更普遍的物种不是动物也不是植物,而是细菌。

但是,细菌还不是整个故事的终结。大多数个体菌株和菌种似乎都有独有的病毒,称为噬菌体。噬菌体专家布列塔尼·利(Brittany Leigh)在审校本章节时通过电子邮件提醒我,在某些情况下,噬菌体的种数是细菌种数的10倍。如果有1万亿种细菌,那么也可能有1万亿种噬菌体,甚至是10万亿种噬菌体。没人知道准确的数字。但是我们可以确定的是,其中绝大多数还没有被命名或者被研究过。

除了噬菌体,距离颠覆“人类万物中心论”还有最后一步之遥。正如来自田纳西大学的微生物学家凯伦·劳埃德提醒我的那样,大多数物种可能并非来自欧洲,而且也不是动物,甚至无法在地球表面生存。

劳埃德研究生活在海底地壳中的微生物。不久前,人们还认为地球的地壳中没有生命。然而,与此相反,劳埃德和其他科学家的研究表明地壳中充满了生命。生活在地壳中的生物并不依赖太阳来生存,它们依靠的是地壳深处的化学梯度产生的能量,过着简单平静的生活。

一些微生物生长繁殖缓慢,一个世代更替可能就需要1000年到1000万年。设想一下,已经存在1000万年的物种中的一个细胞明天终于要分裂了。它的上一次分裂可能在人类和大猩猩的祖先开始他们各自的生存轨迹之前,甚至在黑猩猩和人类的祖先与大猩猩的祖先分道扬镳之前,它就已经存在了。在一个世代的时间里,这样的细胞不仅经历了整个人类全面进化历程,而且经历了“大加速”历程。那么这个细胞的下一代在下一个1000万年间将会经历什么呢?

这些生长速度缓慢、以化合物为食的地壳微生物直到最近才被发现。但是现在科学家认为它们代表了地球上20%的生物质量(科学家称之为生物量)。根据它们所处的深度来看,这个数据可能也被低估了,因为我们不知道它们具体的深度。当然,肯定比人类目前探索到的深度还要深。地壳微生物并不“正常”,它们不是正常的生命状态。然而无论从生物量还是从多样性的角度来衡量,它们的生活方式实际上比哺乳动物或脊椎动物的生活方式更普通。

一般生物不同于人类,也不依赖于人类,这与我们的人类中心论大相径庭,这是“欧文革命”的核心理论,与我称之为欧文定律的认知相一致。欧文定律认为人们对生命的探索和研究其实比我们想象的要浅显得多。同时,在我们的日常生活中,我们很难记住人类中心论和欧文定律。这可能需要我们每天重复告诉自己:“我是小物种世界里的庞大生物,是单细胞物种世界中的多细胞生物。我在无骨物种世界里拥有骨骼,在无名物种的世界里拥有名字,大多数现存物种还不为人所知。”

令人惊讶的是,尽管我们对生物世界所知甚少,对其维度存有偏见,我们依然成了一个了不起的物种,取得了非凡的成就。爱因斯坦曾说“世界的永恒奥秘在于它的可理解性”;换句话说,难以理解的是我们对它了解了多少。[14]但是我不太赞同这个说法。我认为更让人费解的是,尽管我们对这个世界知之甚少,我们依然幸存下来。我们就像一个司机,尽管个子太矮,看不到窗外,还有些醉意,而且非常喜欢高速驾驶,但还是能在路上正常行驶,一往无前。

我们能安然度日的一部分原因在于我们了解周围这些小小的、不知名的生物所起的作用,尽管我们不知道它们具体是什么。这就像面包师和酿酒师制作酸面包和发酵啤酒一样。

在制作酵母面包时,我们先将面粉和水混合,几天后,面粉和水的混合物似乎奇迹般地开始冒泡、膨胀并变成酸性。这种起泡的混合物被称为发酵剂,然后可以添加到更多的面粉和水中使面团发酵并变酸。制成的酸面团可以被烘烤成面包。我们不知道第一个酸面包是何时被烤制出来的。最近我开始与考古学家合作研究一块有7000年历史的烧焦食物是不是最古老的酸面团面包。我们还无法确定这个食物是不是古代的酸面团(它看起来似乎是酸面团)。但是即使它不是酸面团,它也极有可能是目前被发现的最古老的酵母面包。

迄今为止发现的最古老的啤酒诞生于农业社会开始之前。[15]酿造啤酒的过程和制作酵母面包的过程非常相似。让谷物发芽,然后煮熟发芽的谷物,直到它们开始变酸和产生酒精。

在古代的酿造和烘焙过程中,传统的科学家通过进行无数次的反复试验以提高酿造和烘焙的水平。例如,面包师们发现一些天然酵母种可以被储存起来进行培育,然后重复利用来制作新的面团。他们也发现了制作天然酵母种的适宜条件。他们就像对待自己的家人一样悉心培育天然酵母种:一个神秘莫测却至关重要的家人。酿酒师也同样掌握了取一瓶啤酒顶部的一些泡沫然后添加到另一瓶上的方法,这种泡沫也是一种“动物”。

古老的酵母究竟如何使天然酵母种膨胀以及古老的细菌如何使发酵剂变酸,面包师们对此一头雾水。同样令他们费解的是古老的酵母如何使啤酒产生酒精以及古老的细菌如何使它变酸。另外,面包师和酿酒师并不知道面包和啤酒中的细菌其实来自他们种植的谷物和自己的身体,他们也不清楚面包和啤酒中的酵母来自黄蜂体内(黄蜂就是啤酒和面包酵母的天然产地)。了解适宜微生物生存的必要条件已经足够,这是人们在这个充满无限未知的世界中生存的秘诀。

然而,当我们的祖先开始改变他们周围的世界时,他们也无意中改变了他们周围的物种组成。他们在改造世界时,发现这些日常食谱没有用。烤不出蓬松的面包,酿不出美味的啤酒。他们对失败的原因一无所知。他们选择放弃,迁徙他处,另谋出路或者开创新天地。我们并不关注太多导致这些变化的失败记录是什么,我们只关注这些变化本身。有时,历史记录大度地掩盖了我们的过错,就像在昏暗的光线下远距离拍摄的照片可以遮盖我们脸上的一些皱纹和瑕疵一样。然而,更大的可能是随着人类人口的增长以及由此引起的生态变化,增加了这种日常生活中常用的古老配方失败的概率。

许多年前我曾读过一个科学作家写的故事,故事讲的是作家本人和一个导游以及一群旅伴进入一个山洞探险。当他们进入洞穴时,大群蝙蝠从里面铺天盖地飞出来。他可以听到它们运动时发出的声音和叽叽喳喳的叫声,甚至能感受到它们飞行时翅膀震动下的风声。“别担心,”导游说,“蝙蝠能准确判断你们的位置,因为它们有回声定位的能力。在黑暗的环境中它们也能看到我们。”就在导游转身往洞里走的时候,一只蝙蝠飞快地从洞里飞出来,重重地撞在了他的脸上。

导游不知道的是,虽然蝙蝠的确拥有通过回声在黑暗中定位的惊人能力,但同时它们也利用地标和重复的路线来寻找方向,特别是在山洞里更是如此。蝙蝠正沿着一条首选路线飞行,突然迎面遇到了导游,根据它的方位地图,导游并不在那个位置。蝙蝠和人误打误撞地撞在了一起,把对方吓得够呛。

我们过去取得过许多成就的世界是一个由固定物体构成的世界、一个相对稳定的世界。即使我们无法看清世界的一切,我们也可以规划未来的道路。但是由于我们改变了生活,因此就遇到了蝙蝠面临的问题。当面对未来的时候,我们的方位感全部罢工,我们对周围世界的感知出现了严重的偏差。一切都回到了从前。我们开始东碰西撞,我们发现自己被生活蒙蔽了双眼。

在某些情况下,我们错误的行为造成的后果虽然很严重,但并不致命,这样就为我们犯更大的错误埋下祸根。例如,我的搭档最近一直在北卡罗来纳州立大学的一个实验室里制作和研究天然酵母种,这个实验室里到处都是家庭常见的、种类独特的微生物种,它们被密封起来,因此食物几乎不会发酵。当我们动手做的时候却失败了。酵母极少在天然酵母种中繁殖,它反而被称为霉菌的丝状真菌占据,而霉菌不能使面包发酵。我们在实验室制作面包时,就已经对配方中的某些成分做了太多改变。类似的事情似乎也发生在一些严密封闭、与户外生活隔离的家庭中。在这些地方,我们改变了生命体的结构组成,破坏了天然酵母种的生态系统。

我们在实验室培养的不正常的天然酵母种就是我们人类生物体宏观世界的缩影。关于我们在世界中担任的角色,我之前曾把人类比作培养皿里的微生物,但这并不完全准确,因为我们和我们的家庭血脉相连,所以我们并不孤单。我们是更广泛的生命共同体中的一个物种,但我们的影响力非同寻常。我们人类类似于天然酵母种中的乳酸菌。像我们一样,乳酸菌创造了它们所处的世界,同时也依赖周围的其他物种。但与人类不同的是,乳酸菌倾向于让周围的环境对它们更有利。它们产生酸并在这种环境中茁壮成长。另外,还有两个明显的不同之处:第一,乳酸菌生存的世界里只有几十个物种,并非数百万、数十亿或数万亿个物种;第二,当乳酸菌耗尽所有资源时,我们可以帮助它们存活下去。我们雪中送炭,给它们提供新的面粉。

而如果我们耗尽了食物,我们则无法通过大量补充库存来拯救我们自己。我们既要利用资源,又要维持资源的生产。

有人可能会说人类和乳酸菌之间还有第三个不同之处,即人类是有自我意识的。

可是我们的自我意识有其局限性。一旦我们越来越清楚地看到我们的决定引起的后果时,我们的行为往往就会变得异常错综复杂以至于自己很难判断哪个行为会产生何种影响。最近,德国的一群业余昆虫学家开始重新研究他们在过去三十年里收集的昆虫。这些昆虫是在标准化地点用标准化的昆虫诱捕器收集的。年复一年,昆虫学家们把这些使用捕虫器捕捉的昆虫分类、鉴定,不断扩充着小组收集的昆虫大军。这些业余昆虫爱好者最初的目标只是记录德国的昆虫,重点研究其中的稀有物种。他们中许多人和特里·欧文一样都是甲壳虫爱好者。他们并没有指望记录下来任何重大发现,更不用说昆虫小组之外的具有新闻价值的物种了。毕竟,德国是全世界两三个最受欢迎的昆虫研究圣地之一。此外,虽然德国现存的物种比林奈提到的瑞典更多,但并非万物俱全。例如,我们几乎可以肯定的是在巴拿马或哥斯达黎加的某一个热带森林中昆虫的种类比整个德国还要多。还有一个例子:在德国已知的蚂蚁种类大约有100种,但是人们发现在哥斯达黎加的拉塞尔瓦生物站附近的森林中有500多种蚂蚁。[16]然而当昆虫学家对比在不同年份收集到的昆虫数量时,他们的发现令人大吃一惊。在过去三十年里,他们研究的生活在自然栖息地的昆虫总生物量已经下降了70%到80%,而这一情况却丝毫没有引起人们的关注。这种情况竟然发生在号称全世界最佳昆虫研究地的德国。导致昆虫生物量下降的原因至今仍无人知晓。[17]

同样人们也不知道德国昆虫数量减少会产生什么后果,只是我们清楚这已经使得以昆虫为食的鸟类的数量大幅度减少。但是还会产生其他影响吗?没有人知道。我觉得我们只有到那个时候才会知道。

变数太大,未知太多,人们很容易选择放弃。在无知和迷失的黑暗中,也许最简单的解决办法就是听从命运的安排,在摸索中洒脱地走向未来,同时心怀希望。我们无法确定未来,世界太复杂,我们太无知,周围的变数太大。毫无疑问,我们会为寻找出路而撞得头破血流,但也许这就是我们的命运。另一种做法是我们聚焦细节,重点研究某种特定的德国甲虫物种的进化。通过深入研究具体问题,我们可以更广泛地找到解决问题的方法。关注具体细节是解决问题的方法的一部分,但在很大程度上无法展示问题的全貌,因为有太多该死的细节。

我在此采用的方法是借助生命法则来帮助我们了解这个正在变化的世界,哪怕我们还无法确定其每个法则的具体名称。但即便如此,我们也需要牢记欧文定律。欧文定律告诉我们生物世界比我们想象得更加宏大、更加多样化;已知的世界是渺小的,未知的世界则是无边无际的。我在本书中向你们介绍的法则会受到欧文定律的制约,也受到尚未被研究的生物体的制约,因为它们的行为和现存物种的行为大不相同。但是,意识到我们对世界的看法是模糊的、片面的、有偏见的,并不能阻止我们利用已知的知识来探究这个世界。在无尽的黑暗中,虽然希望之光微弱,但依然可以为我们指明方向。无论如何,我们必须为自己找到出路。[18]

注释:

[1]原文如此,疑数据有误。——编者注

[2]Stefen, W., W. Broadgate, L. Deutsch, O. Gafney, and C. Ludwig,“The Trajectory of the Anthropocene: The Great Acceleration,” Anthro pocene Review 2, no. 1 (2015): 81–98.

[3]Comte de Bufon, Georges-Louis Leclerc, Histoire naturelle, générale et particulière, vol. 12, Contenant les époques de la nature (De L’Imprimerie royale, 1778).

[4]净初级生产力,指绿色植物利用太阳光进行光合作用,把无机碳固定转化为有机碳这一过程的能力。——编者注

[5]Gaston, Kevin J., and Tim M. Blackburn, “Are Newly Described Bird Species Small-Bodied?,” Biodiversity Letters 2, no. 1 (1994): 16–20.

[6]一英亩约为4046.86平方米。——编者注

[7]National Research Council, Research Priorities in Tropical Biology(US National Academy of Sciences, 1980).

[8]Rice, Marlin E., “Terry L. Erwin: She Had a Black Eye and in Her Arm She Held a Skunk,” ZooKeys 500 (2015): 9–24; originally published in American Entomologist 61, no. 1 (2015): 9–15.

[9]Erwin, Terry L., “Tropical Forests: Their Richness in Coleoptera and Other Arthropod Species,” The Coleopterists Bulletin 36, no. 1 (1982): 74–75.

[10]Stork, Nigel E., “How Many Species of Insects and Other Terrestrial Arthropods Are There on Earth?,” Annual Review of Entomology 63 (2018):31–45.

[11]Barberán, Albert, et al., “The Ecology of Microscopic Life in House hold Dust,” Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 282,no. 1814 (2015): 20151139.

[12]Locey, Kenneth J., and Jay T. Lennon, “Scaling Laws Predict Global Microbial Diversity,” Proceedings of the National Academy of Sciences 113,no. 21 (2016): 5970–5975.

[13]Erwin, quoted in Strain, Daniel, “8.7 Million: A New Estimate for All the Complex Species on Earth,” Science 333, no. 6046 (2011): 1083.

[14]The origin of this quotation is described in Robinson, Andrew,“Did Einstein Really Say That?,” Nature 557, no. 7703 (2018): 30–31.

[15]Liu, Li, Jiajing Wang, Danny Rosenberg, Hao Zhao, György Lengyel, and Dani Nadel, “Fermented Beverage and Food Storage in 13,000 Y-Old Stone Mortars at Raqefet Cave, Israel: Investigating Natu fian Ritual Feasting,” Journal of Archaeological Science: Reports 21 (2018):783–793.

[16]Based on estimates by Jack Longino.

[17]Hallmann, Caspar A., et al., “More Than 75 Percent Decline over 27 Years in Total Flying Insect Biomass in Protected Areas,” PLOS ONE 12, no. 10 (2017): e0185809.

[18]Thanks to Brian Wiegmann, Michelle Trautwein, Frido Welker,Martin Doyle, Nigel Stork, Ken Locey, Jay Lennon, Karen Lloyd, and Peter Raven for reading and thoughtfully commenting on this chapter.Thomas Pape provided especially generous and useful comments.