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第1章 迷人的大家伙

作者:美-马修·D·拉普兰特/译者:胡小锐 当前章节:15148 字 更新时间:2026-6-22 19:11

世界上最大的生物如何挽救人类的生命?

马果国家公园非常美丽。每当晨雾散去,就会露出蔚为壮观的景色。金合欢树林变成了鸟类和狒狒的游乐场。除了偶尔有蟒蛇光顾,一小队公园护林员也会来这里巡视。近些年来,在与埃塞俄比亚西南部的大象偷猎者的对抗中,这些护林员逐渐落了下风。

马果的狩猎管理员曾要求护林员对公园里的大象进行一次普查。2017年秋天,他邀请我和来自南奥莫河谷卡拉部落的护林员凯尔·艾克一起徒步巡逻。天未破晓,我们就从营地出发了,沿着一条湍急、混浊的河流,在公园东北部的山脉与河谷中穿梭前行。但是就在我们出发之前,艾克还笑着说这个任务毫无意义。

“我们知道这里有大象,”当我们在茂密的荆棘中穿行时,他告诉我,“那是因为我们有时会看到它们的足迹,但是,我们已经有几年没看到过大象的身影了。这些年没有人看到过真正的象。”

果然,那天我们看到了扭角林羚、水羚、犬羚、狒狒和珍珠鸡,就是没看到大象。有一次,一个灰黑色的大家伙似乎在我们前面100码[1]左右的地方悄悄钻进了灌木丛。我们看到树梢晃动,但等我们赶过去,它仿佛树林里的幽灵一般,消失不见了。我们跟随着大象留下的杂乱无章的脚印走了几英里,又走了几英里,但是除了看到被踩得乱七八糟的草地和汽车轮毂罩大小的泥坑外,我们一无所获。

在有些地方——就在马果国家公园以南不远的某些地方,大象生活的环境比较安全,因此象群数量稳定,甚至还在增长,但南奥莫河谷不在此列。

“幸存下来的大象都躲起来了,”艾克说,“它们吓坏了。”

回到护林站后,自然保护官员德米拉什·德尔莱因向我解释了其中的原因。德尔莱因从他那张快要散架的书桌抽屉里抽出一本旧账簿,打开泛黄的书页,翻出一张手工绘制的表格。然后,他重重地发出了一声与他瘦弱的体型不搭的叹息。

“这是我自1997年以来的亲笔记录,”他说,“你看这儿,那时我们在马果发现了近200头大象。”

德尔莱因告诉我,他们真的亲眼看到了那么多大象。根据这些数字,埃塞俄比亚野生动物和自然历史学会估计,当时在马果可能有多达575头大象。[2]根据最新调查,到了2014年,这个数字已降至170头左右。德尔莱因说,尽管大象数量已经这么少,但保护措施得当的话,还是有可能增长的。

“但它们没有得到保护,”他说,“我们没有采取任何措施。”

“那现在还有多少呢?”我问。

德尔莱因的头低了下去,说道:“不多了,已经所剩无几了。”眼泪在他的眼眶里涌现。

他甚至不敢去猜测一个具体的数字。这太难了。

我们在他的办公室外面用瓶盖下棋时,我问艾克和他的同事们,如果马上进行大象普查,大象的数量可能是多少。

“15头?”艾克猜了一个数字,其他巡逻人员纷纷点头。

“几年前有170头,现在就只剩下15头了?”

他们又点了点头。

马果国家公园四周都是部落,包括卡拉、哈马尔、穆尔西和阿里。这些部落的成员一直在猎杀大象。虽然他们的捕杀规模不是很大,但一头大象从出生到长大,并不是那么容易。

但是,当政府出售这些部落的土地,允许外国投资者在该地区开设工厂时,一些部落成员用政府不允许的行为来反抗。他们开始猎杀更多的大象,用象牙换取现金和枪支。

德尔莱因有极强的同情心。和他一起工作的巡逻人员都来自周围的部落。他说,政府直截了当地对部落提出了各种要求,没有考虑“如何以正确和尊重的方式与他们交流”。

巡防队根本没有办法保护这些动物。德尔莱因说:“我们42人要巡逻整个公园,但公园的面积超过了2 000平方千米。我们没有卡车,枪也没有几支,而且我们没有受过这方面的教育或培训。”

对于伦敦动物学会EDGE物种项目的负责人尼莎·欧文来说,这一切都不足为奇。她说,在全世界范围内,都没有足够的管理人员来保护那些需要被保护的物种。“归根结底,保护动物需要通过与人交流来实现。交流得好,我们可以产生巨大的积极影响,但如果交流得不好,就有可能使情况变得更糟。”

然而,好的交流需要理解,而我们在这方面起步很晚。事实上,直到1977年,才有人想到要组建一个研究者协会,对非洲象和亚洲象进行科学探索。[3]

从发表在第一期《大象》杂志上的一篇协会工作状况评论文章可以看出,在20世纪70年代这个领域是多么落后。一家动物园向协会报告说,他们对两个不同物种——非洲公牛和亚洲母牛——杂交繁殖很感兴趣。这是一个毫无意义的生物工程,在今天看来更是自然保护受到的一个诅咒。[4]“近期资料精选”列出的参考文献是一些更复杂的科学探索,但即使是这样一份清单,里面也充斥着与基本属性相关的问题,例如:大象能活多久,它们能吃多少东西,它们喜欢什么样的栖居环境。这样的问题,科学家在几十年甚至几百年前就应该已经研究过了。

在《大象》创刊15年后,它的编辑、生物学家杰斯克尔·肖沙尼[5]仍在感叹:我们还有许多关于大象的非常基本的信息没有收集到。他的《大象:野外的宏伟生物》(Elephants: Majestic Creatures of the Wild)一书对这种世界上最大的陆地动物的社会、经济和生态作用进行了深入研究,书中写道:“我们才刚刚开始了解大象的行为及其在生态系统中的作用。”[6]

著名动物学家理查德·劳斯在为该书撰写的前言中称,当时有一个新发现——大象可以通过一种叫作“次声”的超低频声波进行远距离交流,让他惊叹不已。

这并不是说当时不可能有这样的发现,因为人类用仪器探测到次声已经是在此之前75年的事了。[7]但此前没有人想过要尝试一下。“毫无疑问,”劳斯补充道,“还有更多重大发现有待我们去完成。”

一旦开始认真地研究大象,我们就会清楚地看到一个事实:劳斯的那句话太过于轻描淡写了。

为什么说大象就是武术家?

与其说非洲象是异常值,不如说它是一个必然结果。

这种陆地上现有的最大哺乳动物可以被用来宣传柯普定律。这个以古生物学家爱德华·柯普的名字命名的假设[8]是19世纪提出来的,它认为随着时间的推移,一个谱系中的动物往往会体型越变越大。[9]

从长远来看,这是显而易见的。大约40亿年前,生命以单细胞生物的形式,首次出现在地球上。到了大约2.3亿年前,这些微小生物进化成了恐龙,随后统治了地球1.65亿年,并逐渐变得越来越大,直到……

“轰”的一声……一颗小行星带来了毁灭性的灾难,把地球表面的大型生物几乎一网打尽。幸存下来的大多是体型较小的穴居动物,它们可以蛰伏起来,等待剧变落下帷幕。“大自然母亲”以这些小动物为出发点,重新开始她的创世工作。每过一个千年,被创造出来的动物就会变大一些。今天,地球表面再一次出现了巨型动物四处游荡的场景,包括长颈鹿、犀牛、河马和大象等。

柯普定律并不完美。在大量的化石记录中,我们很容易就能找出那些对生存时代和生存地点等条件做出相反反应的谱系。然而,从长久来看,那些没有灭绝的动物往往会体型再次变大。因此,将柯普定律绘制成图的话,就会发现它不像一条直线,而是更像一个反向的过山车——它不断上下起伏,但从长远看,它会越爬越高。

同人类和其他有胎盘类哺乳动物一样,大象很可能也是从这样一种动物进化而来的:它长着毛茸茸的尾巴,以昆虫为食,体型与大鼠相仿,外表与长着长鼻子的鼩鼱相似,体重28克。[10]在随后的几个纪元里,地球上出现了35磅[11]重的磷灰兽。它看起来像是沙鼠和河马的混合体。后来,又出现了重达1 000磅的渐新象。它的下巴向前伸出,因此看起来更像是大象和杰·雷诺的混合体。再后来,地球上出现了重达4 000磅的古乳齿象。它看起来与现代大象比较相似,但鼻子较短,嘴巴的四个角都长着象牙。

所有这些动物似乎都属于今天的非洲象所在的那个谱系。自6 500万年前恐龙在地球上销声匿迹之后,非洲象就是地球表面最大的动物。(体型最大的猛犸象在身高上可与它们的现代近亲相媲美,但体重可能不及最大的非洲象,后者体重可达1.5万磅。)自上一次大灭绝以来,地球上估计有650万种陆生物种,[12]而在地球表面曾经生活过的数亿种生物中,大象的确算得上一种神奇的野兽。

达尔文认为,小动物随着时间的推移而变成大动物是自然选择在起作用。这个解释非常合理。因突变而导致体型与力量都略有增加的个体,能更好地适应竞争配偶、夺取食物以及击退捕食者等活动。

但是,可能因为导致柯普定律的最重要因素是一些显而易见的东西,它们常常被人们所忽视。正如进化生物学家约翰·邦纳曾经向我解释的那样:“顶层总是有空间的。”他认为,体型较小的动物必须与许多处于类似生态位的其他动物竞争。但是一旦某种动物发现自己处于生物群落的最顶端,“它们就会逃避竞争”。因此,随着时间的推移,许多动物越变越大。

不仅体型变大了,形态也发生了变化。这是因为在生物成长时,支配物质和能量的宇宙法则会影响各种维持生命的力量。邦纳在《为什么体型很重要》(Why Size Matters)一书中指出,体型是包括进化在内的所有生物过程的驱动力。正因为如此,大象看起来像大象,而不是我们的共同祖先放大后的样子。邦纳认为,它们之所以变大了,并不是因为像长鼻子这样的突变使它们更能适应环境。事实上,这些突变的出现是适应其生长的需要。

为了解释其中的道理,邦纳经常援引乔纳森·斯威夫特的《格列佛游记》(书中主要讲述主人公在几个偏远国度的游历。这本书全四卷,主人公里梅尔·格列佛曾经是一名医生,后来在几艘船上担任过船长)中的大人国居民。斯威夫特笔下的小人国居民看起来和人类一模一样,但个头儿要小得多。大人国居民同样长得与人类非常相似,但身高比我们高12倍,接近70英尺。但这么高的身高会导致一个物理问题——身高增加后,身体的宽度和厚度也会相应增加。据邦纳估计,要填充这样大的体型结构,大约需要12~13吨重的组织和骨骼。

仅仅将人腿按比例放大,是不可能支撑这个重量的。邦纳说,为了能够行走,大人国居民的下肢必须非常粗壮,因此他们看起来就像是“腿部患有晚期象皮病的病患”。[13]所以,我们无须考虑他们看起来像不像人的问题,因为他们不可能长得与人相似。

尽管如此,大象不仅使我们有机会了解物理学和进化相互配合时可以产生多大的力量,还能教给我们很多有关于生存的知识,因为大象是符合柯普定律的最极端陆生动物的一个范例,在生存方面具有很多优势,与此同时也具有很多劣势。

进化似乎会驱使许多动物(尤其是哺乳动物)随着时间的推移越变越大,[14]但它最终也会把最大的动物推向灭绝的深渊。我把这种现象称为“柯普悬崖”。体型较大的动物每天需要更多的食物和水来维持生存,因此在食物匮乏的时候更容易饿死。此外,它们的妊娠期更长,往往一次只生育一个后代,这意味着它们无法像小型动物那样迅速地更新换代,更不用说增加数量了。因此,它们无法快速进化以应对气候变化。

正是出于这些原因,人类才不需要继续和巨河狸(Castoroides)这样的动物共同生活在地球上。巨河狸是一种史前巨兽,体长可达7英尺,体重超过112千克。它们可能是在11 000年前灭绝的,与之一起消失的还有雕齿兽(一种犰狳,学名Glyptodon,体型与大众“甲壳虫”汽车相仿)和巨爪地懒(身高达10英尺的树懒,学名Megalonyx)。在所有这些动物之前从柯普悬崖上完成致命一跳的是真正的大脚怪——巨猿(Gigantopithecus),这是一种10英尺高、1 000磅重的食果类人猿,曾经栖息在今中国南方所在地区。[15]

这些动物体型庞大,但现在已经不复存在了。

由此可见,体型虽说越大越好,但过犹不及。这就是世界上最大的陆地动物如此特别的原因。体型庞大是大象得以生存的一个原因,同时也是大象面临的一大麻烦。出于某种原因,走钢丝般地走在进化道路上的大象,成功地在巨大体型和巨大压力(例如剧烈的环境变化,饥饿的捕食者,以及进化的必要性)之间找到了平衡。它们就站在柯普悬崖的边缘,岌岌可危,却没有掉进那可怕的深渊。这几乎是一个奇迹!

大象确实是现存陆地动物中体型最大的,但如果动植物已经进化出所在谱系中其他物种无法比拟的超级体型,那么它们都曾走过同样不可思议的进化之路。长颈鹿、巨杉、蓝鲸,无一例外。这些生物是进化道路上的柔术大师,力量、平衡和健康在它们身上完美地结合到了一起。它们的体型就是线索,只要我们愿意拜倒在它们脚下,就能学到关于在这个世界上生存的大量知识。[16]

为什么说大象的细胞就是善解人意的僵尸?

乍一看,我和我的朋友祖里在外形上没有多少相似之处。它有大鼻子,而我有大拇指。它的皮肤呈灰色,有很多裂纹,而我的皮肤呈粉红色,有雀斑。它可以通过鼻子和脚上的震动探测到低沉的隆隆声,进行远距离交流,而我有短信、电子邮件和推特。此外,因为各种原因,作为一头幼象,它的体重约为251磅,远远超过了我成年后的最高体重。

从生理学这个角度来看,我们似乎无法找到比非洲象更不同于智人的哺乳动物。

但非洲象与智人也有很多共同点。作为哺乳动物,这两个物种的寿命都异乎寻常地长——停止繁殖后还能再活几十年,而许多其他动物在停止繁殖后往往就会终止生命。两者都是群居动物,生活在高度复杂的群落中。我们的大脑都比较大,即使是结合体型来考虑的话,也不算小。

那么,我们的基因组是否相似呢?答案是两者有很多重叠。大约3/4的大象基因与人类相似,这些相同的遗传物质是我们深入了解大象的一个潜在途径。

自从分化成不同的物种以后,人类与大象共有的基因编码已经发生了很多变化,但两者的DNA(脱氧核糖核酸)中仍然有大量序列在执行着明显相似的功能。因此,如果我们看到大象的基因组发挥了某种功能,人类在条件合适时也能利用自己的基因组实现同样的功能,我们无须感到不可思议。

利用DNA图谱研究进化过程的先驱、著名生物人类学家莫里斯·古德曼为我们树立了一个榜样。为了验证解决大脑体积大、氧气摄取量高的方法是否真的是人类独有的,古德曼对15种动物的基因组进行了分类。他发现这些动物在过去的3.1亿年里先后朝着不同的方向发展,但开始的时间相差很大。[17]古德曼意识到人类和大象的“有氧能量代谢”基因(它们会影响线粒体对氧的使用)都经历了一个加速进化期。[18]

我们无法理解的是,当这个快速变化期开始时,人类和大象早就因为面临大脑不断变大这个共同的问题,在不同的历史时代在生命进化树上分道扬镳了(原因是某个共有的遗传特性开始分别进化)。[19]因此,我们需要加以重视的不仅仅是这两个物种在分道扬镳时所共有的遗传特性,基因组根据环境需要开发这些遗传特性的潜力同样应该引起我们的重视。

这种潜力是比较基因组学这一新兴领域研究的核心内容,也是儿科肿瘤专家乔希·希夫曼的核心研究内容。希夫曼的狗死于癌症,因此他有一个日益坚定的信念:他要解开治愈癌症的奥秘。

这得从2012年夏天说起。当时,希夫曼的爱犬罗迪死于组织细胞增多症,一种攻击皮肤细胞和结缔组织的疾病。希夫曼告诉我:“这是我妻子唯一一次看到我哭。罗迪就像是我们的第一个孩子。”

希夫曼听说过伯恩山犬患癌症的风险很高,但直到罗迪死后,他才知道这种风险到底有多高。伯恩山犬活到10岁以后,有50%的概率会死于癌症。

他说:“我突然意识到,新兴的比较肿瘤学是一个全新领域。我情不自禁地想,我要成为开创者或者领导者,帮助推动这个领域的研究向前发展。”

人们发现,体型大小似乎与癌症发病率无关。这一现象被称为“佩托悖论”,是以牛津大学流行病学家理查德·佩托的名字命名的。希夫曼一直对这个发现感到非常奇怪。但是,当希夫曼带着他的几个孩子去犹他州的霍格尔动物园游玩时(我有时也会来到这里,和我的大象朋友祖里共进午餐),所有问题一下子迎刃而解了。

一位名叫埃里克·彼得森的饲养员正在对一群游客做介绍。最后,他顺便说了一句:动物园里的大象经过了训练,允许兽医从它们耳后的静脉中提取少量血液样本。在人群散去后,身材瘦削的希夫曼激动地向他走来。

“我有一个奇怪的问题。”希夫曼说。

“没关系,我们已经习惯了。”彼得森回答说。

“那就好——我怎么才能弄到一些大象的血呢?”希夫曼问道。

彼得森想,要不要给保安打电话呢?但在希夫曼做了一番解释之后,这位动物饲养员告诉这位好奇的医生,他会考虑这个问题。两个半月后,动物园的机构审查委员会同意了希夫曼的请求。

从那以后,一切都顺利得到了解释。

导致癌症发生的一个原因是细胞分裂。细胞每次分裂时都会复制自己的DNA,由于各种原因,这些复制有时会出现错误。细胞分裂得越多,出错的概率就越大,出现过的错误就越容易被一次又一次地重复。

那么大象的细胞呢?它们分裂得非常频繁。仅仅几年时间,祖里就从第一次出现在我眼前时的体重长到它现在的体重。想到这需要完成多少次细胞分裂,我们就有理由相信大象患癌症的可能性应该很高。但事实上,大象几乎不会患癌症。

希夫曼说:“大象不仅体型庞大,而且长得非常快,很快会从300磅重的小象长成1万多磅重的大象,每天要长3磅多。从这个角度看,小象应该活不到成年,它们患癌症的概率是(人类的)100倍。仅仅考虑概率的话,大象应该会尸横遍野。”他说,它们甚至可能在达到繁殖年龄之前就死于癌症。“它们应该已经灭绝了才对!”

已经有比较肿瘤学家认为大象癌症发病率异常之低与p53基因(与某个已知的人体抑癌基因相对应)有关。大多数人都有一份这种基因的拷贝,即拥有两个等位基因。然而,那些患有遗传性李–佛美尼综合征的人只有一个等位基因,他们患癌症的概率接近100%。因此我们可以断定,p53等位基因越多,越有可能避免患癌症。研究表明,大象有20个p53等位基因。

事实上,大象身上不仅有更多这样的基因,而且这些基因的行为有一点不同。这是希夫曼研究动物园提供的大象血液后取得的重大发现。

人体中的抑癌基因抑制肿瘤生长的第一种方法是修复有缺陷的细胞,癌症就是这些细胞导致的。因此,希夫曼的团队一开始认为,p53基因越多,大象修复细胞的能力就越强。为了观察细胞的修复,研究人员将大象细胞暴露在辐射下,以造成DNA损伤。但他们注意到,大象的细胞似乎会自然地杀死受损细胞,而不是试图修复受损部位。

为了理解这个现象,我们可以想一想在僵尸来袭时你该采取什么应对措施。为了避免侵染,你肯定会和僵尸进行长期艰苦的斗争,对不对?如果僵尸要咬你的手臂,而你又无力阻止,再假设你的枪膛里只剩下最后一颗子弹,而且你还有点儿时间考虑自己可以为那些仍然活着的人类同胞做些什么,在这种情况下,你会怎么做呢?

大象的细胞就是这么做的。接受p53基因的指令后,突变的细胞会放弃抵抗。一旦发现恶性突变已经不可避免,它们就会通过一个叫作细胞凋亡的过程结束自己的生命。

大象的细胞针对的并不仅仅是某一种癌症。显然,p53基因可以让细胞对大象身上发生的各种恶性突变细胞都做出这样的反应。这一发现与传统的假设截然不同。传统的假设认为,所谓的癌症其实是身体机能出现了一系列复杂的紊乱,没有任何单一的治疗方法可以治愈。[20]

我第一次见到希夫曼是在2016年,当时他正因为大象有可能帮助我们了解癌症而兴奋不已。不过,他也非常谨慎,当时的他并没有告诉任何人他很快就能找到治愈癌症的方法,甚至没有说他有可能获得成功。

然而,仅仅几年后,希夫曼就公开表示他要让全世界的人都摆脱癌症。我们至少可以认为他在实验室里取得的进展使他看到了希望。

希夫曼和他的团队仿照他从祖里和世界各地的大象身体内提取的DNA,制成了一种合成p53蛋白,然后注射到癌细胞中。从延时视频看,实验结果明白无误,而且令人吃惊。

乳腺癌细胞没有了。

骨癌细胞没有了。

肺癌细胞也没有了。

所有癌细胞都无法逃脱这种面对僵尸细胞的壮士断腕之举,它们先是萎缩,然后烟消云散,没有留下任何可以变异的东西。[21]希夫曼目前正与以色列理工学院的纳米药物输送系统专家阿维·施罗德合作,研制微型输送工具,将合成的大象蛋白输送到哺乳动物的肿瘤中。

即使大象研究只能给我们带来这些好处,也已经相当可观了。

但事实上,这还仅仅是冰山一角。

为什么说大象的性兴奋对其他动物有好处?

故事发生在一个夏日,地点是奥克兰动物园,这是美国为数不多的在公象保护方面得到公认的几家动物园之一。

那天下午,许多游客正围在几头展出的大象周围,但很少有人会注意到那头23岁、名叫奥什的大象。突然,它一边摆动着硕大的脑袋,一边缓步走了过来,一直走到距离游客最近的那个围栏角落,然后停在那儿。它的庞大身躯给人一种震撼的感觉。事发当日,奥什身高10英尺[22]9英寸[23],体重为13 000磅。它的腿像围栏周围的树木那样粗大,眼睛闪着琥珀色的光。它的耳朵像跳动的主动脉,在扇动时能拍打到肩膀,同时扇起了大片的尘土。它的声音低沉,既有鸽子咕咕叫的抑扬顿挫,又有远方火车驶过发出的八度和音。

当奥什把鼻子伸过围栏,凝视关着几头母象的隔壁围栏时,游客们咯咯地笑了起来,发出了一声声“啊呀,我的天啊”的惊叹。但是,当奥什的阴茎从它的两条后腿之间露出来,并且随着勃起变得越来越大时,展馆里传来了惊恐的父母们发出的喘息声,以及孩子们被同行的成年人拉着迅速离开的脚步声。

奥什显然对那几头母象感兴趣,这是一个好兆头。它的第一次发情期刚好过去一年多。到了发情期,公象就会变得异常好斗,饲养员也会很谨慎,却很想把它们和母象关到一起。毕竟,每多一头有生育能力的公象,就有可能增加圈养象群的基因多样性。动物园的支持者认为这对物种保护至关重要。

当时(2017年),人们已经发现通过人工方法从奥什身上采集到的精液因为受到尿液污染而失去了繁殖力。动物园的动物护理主任科琳·金斯利告诉我,她希望可以通过更“顺其自然”的方法来改变大象的繁殖态势,但这需要奥什带个好头。[24]

金斯利和她的员工在奥什那儿遇到的难题并不罕见。随着野生大象的数量持续下降,美国动物园和水族馆协会敦促其成员优先解决繁殖事宜,但几乎所有野生物种的圈养繁殖都面临各种各样的困难。克服这些困难需要具备创造力、耐心、运气、经验,还需要财力的支持。

对大象的研究可能起步晚了一些,但现在每年都有数百份关于野生和圈养大象的科学报告发表,其中许多研究都非常关注在生育繁殖方面取得的发现。温迪·基索(Wendy Kiso)是这一领域的杰出代表。2005年前后,她曾在佛罗里达州波克城的林林兄弟大象保护中心担任研究员。林林兄弟马戏团[25]在关停了大象表演后,将之前用于表演的几十头大象送到了该保护中心。基索取得了多项成果,其中之一是确保大象精子在冷冻后仍能存活的新方法。基索发现,将精液稀释到卵黄乳液中能起到这个效果。[26]基索和她的团队还发现,通过林林兄弟保护中心象群体内乳运铁蛋白(一种有助于将铁传递至细胞内部的抗菌蛋白,所有哺乳动物体内都有这种蛋白)的数量可以预测这些大象精子质量的变化。

这类研究看似深奥,但其实不然。为什么这么说呢?既然我们在与人类的癌症抗争这个问题上可以从大象身上学到很多知识,那么在如何拯救其他动物这个问题上,我们同样可以通过保护大象学到很多知识。基索及其团队的研究成果已经一次又一次地成为科学家手中的基础材料,用于研究(以及拯救)其他动物,包括那些不像大象那样善解人意、受公众喜爱或得到大量资金支持的动物。[27]

世界自然保护联盟的濒危物种红色名单上有超过4万个物种,其中已经有数千个物种被宣布为“极度濒危”。在新一轮种群评估之后,还将有数千个物种可能会获得这一称号。这些动物中很少有像大象那样能让全世界的人为之倾心而甘愿掏腰包的。

拯救濒危动物的一个难点是保护遗传多样性。因此,环保主义者一直在努力地从尽可能多的来源采集动物精子、胚胎、组织、血液和DNA,以建成基因资源库。这些资源库就是一份“保险单”,可以确保我们掌握充足的遗传物质,尽最大可能地拯救濒危动物。

在保存濒危动物精子方面,我们所掌握的知识大多来自我们投入了数十亿美元的人类生育能力研究,以及为了繁殖成功而大量饲养的那些牲畜。我们通常认为,如果这些知识适用于智人,而且适用于牛,它就适用于其他任何动物。基索团队证明了事实并非如此。即使是亚洲象和非洲象这两个关系密切的物种(它们大约是750万年前分化的),也需要被区别对待。例如,他们的另一项研究表明,在采取不同的冷冻技术时,亚洲象和非洲象的精子会有不同的反应。[28]在那之前,对于世界最大陆地动物排行榜上排名前两位的这两种动物的精子,人们一般都是用同样的方法加以处理的。

那篇论文发表两年后,著名生物学家、在业内享有盛誉的史密森学会会长皮埃尔·科米佐利在为其他濒危野生动物的生殖研究寻求投资时,就曾援引林林团队的成果。与人和牛相比,这些动物与其他濒危物种的共同点要多得多。尽管冷冻保存是国际保护组织使用的一项重要技术,但科米佐利感叹说:“几乎所有其他物种……我们都还没有研究过。”[29]

现在由于大象的巨大影响,情况已经开始改观了。但是,这些因为体型巨大而深受所有人喜爱的动物,并不是仅仅通过这一种方式来改变我们长期以来的科学假设。

为什么我们对长颈鹿的了解几乎都是错误的?

1801年,让–巴蒂斯特·拉马克指出,动物频繁、持续地使用任何一种特性,都会逐渐增强这种特性并将其推向“发展的极限”。[30]这是拉马克学说的一个标志性例子。

1809年,拉马克在描述长颈鹿及其长脖子时指出:“在长期干旱、土壤贫瘠的地方,长颈鹿只能吃树叶,而且需要不断地伸长脖子才能吃到树叶。这导致它的前腿比后腿长,脖子也变得非常长。”

1859年,《物种起源》的出版确立了查尔斯·达尔文的进化理论,拉马克信奉的很多观点被取而代之。尽管“用进废退”遗传理论仍然风靡一时,但这个理论的大部分内容在20世纪早期孟德尔遗传定律占据核心地位之后也被人们遗弃了。[31]不过,“长颈鹿长高是因为要去吃树叶”的观点一直存在,而达尔文本人也起到了推波助澜的效果。达尔文说,长颈鹿“能吃到长在高处的树叶,因此完美地适应了环境”。[32]

现在,即使大多数人不知道拉马克学说和达尔文进化论的区别,他们也会告诉你:不论长颈鹿是如何进化成世界上最高的动物的,它们的目的都是吃到长在高处的树叶。

但是有一个问题:该理论没有得到大量证据的支持。

早在1991年,有人注意到长颈鹿经常不需要充分利用自己的身高就能吃饱肚子,在大多数情况下,它们甚至还要俯下身来才能进食。[33]这个观察结果后来得到了其他科学家的证实。他们发现,在干燥的季节(这个时段的食物竞争应该最激烈,因此动物面临的选择压力最大),长颈鹿甚至更有可能像那些有竞争关系的食草动物一样,以低矮的灌木为食。[34]

琳恩·伊斯贝尔是最早观察到这个现象的一批人之一。这位经验丰富的野外研究员特别善于捕捉其他科研人员忽略的东西。她说,我们往往用因果关系来思考进化问题,但这种做法过于简单化了。她告诉我:“我最感兴趣的东西之一就是动物面临的多种选择压力。”她把重音放在了“多种”这两个字上,以强调动物面临的选择压力不止一种。“动物生活和进化的环境异常复杂,所以总是有多种选择压力同时产生。”

尽管伸长脖子吃高处的树叶绝对有可能是导致长颈鹿成为超级生物的多个因素之一,但伊斯贝尔等科学家已经找到了大量令人信服的证据,证明这不是主要因素,更不是像很多人被告知的那样作为唯一因素存在。

毕竟,长颈鹿并不是在进食时才使用它们的长脖子和长腿,它们还会用脖子打架。雄性长颈鹿用它们厚实的头骨当大槌使用,脖子越长、越重,在与对手争夺雌性长颈鹿时就越有优势。此外,它们在踢和跑的时候要用到它们的长腿。因为身边有一些最冷酷无情的食肉动物,长颈鹿生活在或战或逃的环境中,所以踢与跑是两种关键的生存技能。

长颈鹿无与伦比的身高不是简单的因果关系演化的产物,更有可能是选择压力(当然包括吃到高处食物的能力,但同时也包括应对性内竞争和逃脱捕食者追捕的能力,以及在需要保护自己与幼崽时挺身而出、参与战斗的能力)接踵而来造成的结果。这个观点有助于解释宾夕法尼亚州立大学的科学家发现的一个现象。这些科学家将长颈鹿的几个基因组与 狓(长颈鹿的一个近亲,身高远比长颈鹿矮小,从后腿及臀部看与斑马比较相像)的基因组进行了对比,结果发现,自从它们在不算久远的1 100万年前分化成两个谱系之后,已经有70种基因发生了显著变化。[35]

尽管如此,基因测序不仅为“长颈鹿长高是无数选择压力导致的”这个观点提供了证据,还表明人们对这个物种的理解存在问题——现在人们发现“长颈鹿是一个物种”的说法似乎是一个根本性误解。

当阿克塞尔·扬克第一次提出我们可能需要改变对长颈鹿的认识时,人们都不愿相信他。扬克知道其中的原因。这位遗传学先驱说,当他从非洲各地的长颈鹿身上提取的DNA样本显示出惊人的基因多样性时,就连他自己都不敢相信。[36]他回忆道:“我当时就说:‘这有点儿奇怪。’我没有怀疑它们分属不同的物种,但是当我们用不同的方法分析数据时,发现这些数据分成了四大类。”

他说,即便如此,他还是有点儿犹豫,不敢公然与传统观点唱反调。“因为,显而易见,每个人都知道长颈鹿。”他说,“如果你问一个4岁的孩子长颈鹿是什么,她都能告诉你答案。”

“对,就是那种长得非常高的动物。”我说。

“完全正确。”扬克说,“每个人都知道,但也就知道这些吧……如果我们基于某一种属性来考虑这些动物,往往就会忽略一些东西。”

把长颈鹿归类为单一物种是18世纪的事,而且这个决定是一个从来没有见过活着的长颈鹿的人单方面做出的,他不知道也不关心长颈鹿在体型、花纹、行为特征、地域分布和交配行为等方面彼此差距非常大。但这个人是卡尔·林奈——生物分类学之父。事实证明,他在为12 000种动植物分类时创建的架构相当坚固,甚至神圣不可侵犯。尽管这显然是一个不完善的系统,而且已经有人提出了替代方案,但我们仍在使用林奈250多年前提出的双名法。[37]

然而,当扬克对林奈的单一物种假设实施基因测试时,他发现不同种类的长颈鹿彼此之间的差异就像北极熊与灰熊之间的差异那样大。他确定了长颈鹿有4个不同的物种,包括南方长颈鹿、网纹长颈鹿、北方长颈鹿和马赛长颈鹿,其中马赛长颈鹿是4种长颈鹿中最高的,因此也是世界上最高的哺乳动物。扬克告诉我,他认为我们或许还可以从基因的角度证明其他长颈鹿群体也应该被认为是独立物种,但这需要更多的时间和更多的研究。

这时候,你或许在想:“等等,难道这些不同种类的长颈鹿不能互相交配吗?”没关系,不是你一个人有这个疑问。关于物种形成,有一个非常普遍的观点是物种形成与繁殖力有关。其实不然。

大多数科学家对物种(至少是对有性繁殖的生物)的定义,是分类学家恩斯特·迈尔提出的。迈尔认为物种形成源于生殖隔离。[38]生殖屏障确实可以造成这种隔离,但地理屏障或行为屏障也可以产生同样的效果。

不同种类的长颈鹿之间确实是生殖隔离的,而且隔离得非常彻底。扬克说,据他所知,野生长颈鹿没有杂交后代,动物园里的长颈鹿也只有过一例。来自不同群体的两头长颈鹿的确有可能产生有生育能力的后代,但是100多万年以来,在不同长颈鹿种群各自的进化过程中,从来没有发生过这种情况。如果我们向上追溯,可以一直追溯到大多数古人类(包括尼安德特人和罗德西亚人)与我们的共同祖先分化之前的时间。

所有这些都可能从根本上影响我们对长颈鹿的保护,因为尽管决定一种动物是否被宣布为濒危动物的因素非常多,但绝对数量是其中一个非常重要的因素。2010年,世界自然保护联盟宣布,从灭绝的风险来看,长颈鹿是“最不需要关注”的物种。然而,如果把目前仍存活的10万头野生长颈鹿分成4个不同的物种,情况就变得可怕多了,尤其是在这些群体分布不均匀的情况下。例如,北方长颈鹿只有几千只存活在野外,这些动物分散在非洲数千英里的范围内。但是,已有的假设很难被推翻,到了2018年,世界自然保护联盟的评估结果没有改变——仍然把长颈鹿视为单一物种,认为它是易危物种,但不是濒危物种。[39]

基因方面的证据是有说服力的,所以我认为世界自然保护联盟的态度肯定会改变,而且很快就会改变。一旦这种情况发生,我们可能就有更充足的理由认为所有长颈鹿都面临着有希望的未来,因为这份名单在世界各国都具有道德和法律约束力。

只要国际社会齐心协力,就可以对一些重大问题产生重大影响。

为什么蓝鲸研究如此之难?

我看到在左舷船头向东大约200米的位置,有一头鲸跃出了水面。

我指着雾蒙蒙的挡风玻璃说:“鲸。”这是我唯一的反应,因为我从来没有见过鲸。

我年轻时曾在美国海军服役,还乘坐尼米兹号航空母舰环游过世界。但是航空母舰实在是太大了,有时我连续几天甚至是几个星期都没有上过甲板,因此让我感受到时间流逝的其实是铃声和交接班变化,而不是日出日落。我偶尔会在半夜溜到后甲板上,惊奇地看着巨舰尾流留下的那条生物发光带。这是海洋中一些体型最小的“居民”送给我们的神奇礼物,但我还从未见过体型最大的海洋生物。

20年后,在加利福尼亚州蒙特利湾的一艘小得多的船上,我第一次见到了须鲸科的成员。

一条巨大的灰色尾巴突然从水里冒出来,一下一下地拍打着水面,发出巨大的声音,我们在船舱里都能听到。“是座头鲸吗?”我问导游、海洋生物学家南希·布莱克。

“是的。”她说。

“太大了。”我一边努力地控制着我的敬畏之心,一边说道。

“只是一个小家伙。”她笑着说,“一只顽皮的小家伙。”

我想,布莱克这样淡然是可以理解的。她干这行已经30年了,世界上很少有人比她见到的鲸更多。在看到这个小家伙之后,仅仅过了一个星期,一个超大的大家伙就去了那个海湾。那天,布莱克的一名船员正在驾驶一架无人机,镜头突然捕捉到下面有一条蓝鲸浮出了水面。它附近的那条船还不及它身体的1/2。

就像许多超级生物面临的状况一样,人类对这些体型庞大的鲸开展的科学研究起步较晚。在1986年国际捕鲸委员会禁止捕鲸之前,研究人员还得与猎人竞争才能接触到实验所需的鲸。在世界上的某些地方,这种竞争持续的时间甚至更长。在这方面,我们很幸运,因为鲸还没有被推下柯普悬崖。几百年来,尽管我们在大肆捕杀,但并没有导致更多的鲸掉进灭绝的深渊,这证明了这些海洋霸主的进化适应性。[40]

特别是在说到蓝鲸时,我们也有值得炫耀的地方:我们与有史以来最大的动物同时生存在地球上。

要想充分体会这是什么样的殊荣,可以按埃里克·柯比建议的那样,到橄榄球场上走一走。一个100码的橄榄球场可以代表地球46亿年的历史。你站在俄勒冈州立大学(柯比在这里教授地质学[41])雷瑟体育场西北端的球门线上,从这里开始,向东南方向走去。在你到达代表现代山脉出现的那个点之前,你早已走过球场另一端的2码线了。当你到达代表鲸出现的那个点时,你正好站在1码线上。当你到达代表蓝鲸出现的那个点时,你离到达阵区也就3英寸。说到那剩下的几英寸,柯比在几年前接受美国国家公共广播电台(NPR)采访时称:“如果你拔下两根头发放到球门线上,就可以用它们表示人类文明在地球上存在了多长时间。”[42]

我们就在那儿,蓝鲸也在那儿。这是多么幸运!

至少对我们来说,运气不错。100年前,海洋里有数十万头蓝鲸。现在,只剩下大约25 000头了。尽管座头鲸和灰鲸已经从一个世纪的商业捕鲸中恢复过来——这真实地证明了国际合作的有效性,但在全世界范围内,蓝鲸的状况还迟迟未见改观。

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