饭饭TXT > 学习管理 > 《超级生物探寻指南(出版书)》作者:[美]马修·D·拉普兰特/译者:胡小锐【完结】 > 超级生物探寻指南:一场关于不可思议的生物、进化智慧和人类健康的环球之旅.txt

第6章.2

作者:美-马修·D·拉普兰特/译者:胡小锐 当前章节:7068 字 更新时间:2026-6-22 19:11

在这些种类繁多的动物中,有一种半英寸长、名叫布氏游蚁(Eciton burchellii)的昆虫。就在我们快速穿行于丛林中心时,温贝托突然停下脚步,从地上捧起了一些昆虫。然后,他把其他昆虫逐一剔除出去,只留下一只他认为值得我们注意的布氏游蚁。他用拇指和食指捏住它的腹部,让我仔细观察。

“看到它的钳子了吗?”他说,“它的咬合力可能是世界上最强的。如果人拥有同样的力量,就可以用双臂将冰箱挤扁。只不过这些钳子不是蚂蚁的胳膊,而是它们的上颚。”

为了证明他说的话,温贝托把他的另一根食指放到蚂蚁圆球状粉红色头部的正上方,让它钳住他的皮肤。可以看到钳子的尖头扎进了他的肉里,他的指尖变成了亮粉色。

我不由皱起眉头,但温贝托没有任何表示。

“?Díos mio!”我说,“不疼吗?”

“哦,有点儿疼,”听他说话的语气,就好像我是在问天气一样,“坦白地说,很疼。但远远比不上子弹蚁。”

“就是说……你被子弹蚁咬过?”

他看了我一眼,好像是在说:“我倒是希望没被咬过。”

如果在昆虫纲设立重拳杀手奖,那么获得这一殊荣的肯定是子弹蚁。即使成年人被子弹蚁咬一口,也会立即因为疼得难以忍受而倒地不起。子弹蚁的“施密特叮咬疼痛指数”为“4 +”。贾斯汀·施密特是美国亚利桑那大学的昆虫学家,他根据自己在漫长职业生涯中遭受过的数百次昆虫叮咬,制定出这个四级测量体系。施密特说,被子弹蚁叮咬后的感觉就像“赤脚踩在炽热木炭上,脚后跟上还钉着一颗3英寸的钉子”。

温贝托费了好大劲儿,才摆脱了布氏游蚁深深扎到他手指肌肉组织深处的钳子,整个过程看起来比刚开始的叮咬还要痛苦。他说,他认为蚂蚁是世界上最令人遗憾的未被充分研究的几种生物之一。

“这种蚂蚁咬合力很强,”他说。“但还有更强的。不过,亚马孙丛林中有很多种蚂蚁,每一种蚂蚁都具有某种异乎寻常的特性。”

全世界已知的蚂蚁种类超过12 000种。温贝托说,它们有一个共同点,那就是它们聚在一起时会更加强悍。

只要走出房间,四下看看,你可能很快就会发现蚂蚁。一旦你发现了一只,就有可能在它附近发现还有其他蚂蚁。尽管蚂蚁速度很快,强壮有力,有厚厚的外壳,但单只蚂蚁还是比较脆弱的。只有团结起来,它们才有足够的力量来承受恶劣的环境。

蚂蚁经常聚在一起,不习惯单独行动。它们一起觅食,一起战斗,一起构筑巢穴。它们利用信息素留下的“嗅迹”,在崎岖的道路上一起长途旅行,每只蚂蚁都以“体味接力”的方式为开辟这条道路做出自己的贡献。正因为如此,它们才能共同生存和发展。

小小的蚁群如此神奇,因此通常被认为是一种超个体——这个词是由哈佛昆虫学家威廉·莫顿·惠勒创造的,意思是说集体中的个体在进化时并非互相依赖以确保个体生存,而是宁愿牺牲自己也要确保整体的生存。“超个体”一词常被用来与多细胞性和社会性对比。多细胞性是指细胞为了有机体的利益而协同工作,社会性是指个体为了群体的利益而协同工作。但是,这个概念仅仅是一个方便的比喻,而不是科学原理。近一个世纪以来,几乎没有人检验过它。[39]

不过,生物学家杰米·吉鲁利和他的同事们认为,人们在100年前提出的另外一个概念可能有助于检验生物种群是否真的可以像单一有机体那样运行。1905年,奥地利物理学家、哲学家路德维希·玻尔兹曼指出,为生存而战“就是为获得做功所需的自由能而战”。当然,生物体越大,做任何事情时需要消耗的能量就越多。多年来,研究人员发现,能量消耗的速度与生物体的体型大小具有显著的一致性,这一原理后来被称为代谢比例理论。

吉鲁利认为,如果生物种群可以像生物体那样运行,那么它们的新陈代谢数据应该会有所体现。因此,他和他的合作者研究了141种蚂蚁,以及27种蜜蜂、黄蜂和白蚁的种群,收集了包括种群重量、食物消耗量和群体生殖腺总生物量在内的所有信息。吉鲁利和他的研究团队猜想,生物种群的生物量产量和寿命会随着其质量和代谢率的变化而变化,与单一生物体的变化方式一致。

事实的确如此。如果在用图标表示相关性时不加标记,就很难猜测哪些数据点属于个体,哪些数据点属于群体。在能量使用方面,很多适用于单个有机体的生物学规则同样适用于这些所谓的超个体。[40]

几年后,英国布里斯托大学的研究人员发现,白翅华扭白蚁(Temnothorax albipennis)会协调一致地对模拟的攻击做出快速反应,但当蚁群受到攻击的部位不同时,它们的反应也会有所不同。研究人员发现,如果他们选择的攻击方式是移走蚁巢附近的几只蚂蚁,蚁群就会从蚁巢撤离。如果移走的是几只正在侦察的蚂蚁,蚁群就会撤退到蚁巢里。研究人员认为,蚁群的反应与单个有机体相似——在需要时它们会动一动“身体”,但如果为了保证安全,得放弃其“附器”以避免受到伤害,它们会毫不犹豫地撤离。[41]

在2017年休斯敦发生毁灭性洪涝灾害期间,大群火蚁的照片在世界各地的社交媒体上四处流传,因此数百万人有幸目睹了蚂蚁超个体谋求生存的多种手段之一。克雷格·托维以前见过这种行为。作为一名系统工程师、生物学家,这位佐治亚理工学院的教授长期以来一直对蚂蚁通过协同工作以形成特定结构的生存与自我保护方式很感兴趣。如果独自面对不断升高的水位,单只红火蚁很快就会遭遇灭顶之灾。但在2017年洪水之前,托维和他的同事们就已经从亚特兰大周围收集了一些火蚁集落,并带回了实验室。他们把这些蚁群扔到水中。结果,这些蚂蚁迅速做出反应。它们拥抱到一起,用自己的身体编织成一个薄饼状的蚁团。研究人员发现,这样的蚁团可以在水面上漂浮数周。

在用液氮冻结这些蚂蚁之后,托维的团队发现,它们是综合运用上颚、爪子和黏性脚掌抱成一团的。[42]火蚁无须任何训练,也不需要做任何准备,就可以在几分钟内完成这项工作。就像包括几乎所有哺乳动物在内的大多数脊椎动物天生就知道如何游泳一样,[43]火蚁天生就知道如何防止蚁群溺亡事故。

当然,这样做可能意味着个体必须为了群体的利益而牺牲自己。当人类做出这样的行为时,我们称之为勇敢、无私。我们为这种无畏精神而惊叹,也因为这种行为十分罕见而惋惜。但是,当蚂蚁这样做时,我们称为“蚂蚁的特性”。

考虑到蚂蚁为维持蚁群的生存所做的努力,我们可能会不由自主地产生一个念头,或许——仅仅是或许——我们可以向蚂蚁学习。事实上,考虑到我们之间日益紧密的联系,我们可能正在朝着这个方向前进。哺乳动物学家、自然作家蒂姆·弗兰纳里对此深信不疑。

“互联网的发明是否可能导致人类社会朝着类似的方向进化?”弗兰纳里曾提出这样一个问题[44],“当我们为避免全球经济灾难或为签署预防灾难性气候变化的全球公约而努力时,我们就会和蚂蚁一样,不可避免地形成有利于超个体有效运转的结构。”但弗兰纳里也承认这种可能性:“我们正走在一条毁灭的道路上,可能还来不及掉转方向,就将遭受灭顶之灾。”

不过,温贝托不同意弗兰纳里的观点。“看看这片丛林,”他说,“这里有无数种生物。但为了活到现在,它们都曾在进化的道路上经历过各种各样的混乱环境。我们也必须这样做。我相信人类比我们想象的更强大。如果我们愿意学习,并与我们身边的所有生命和谐相处,我们就会过得很好。”

[1] 2015年,布鲁萨特在发表于《科学美国人》的《新的化石表明伶盗龙长有羽毛》一文中指出,还有一些恐龙看起来更像《侏罗纪世界》里的伶盗龙,但并不是真的伶盗龙。

[2] 水熊是缓步动物的俗称,代指缓步动物门的各个物种。

[3] 查克·诺里斯,空手道世界冠军,美国电影演员。他在电视剧中夸张的演出成为风靡一时的网络现象,他本人也成为全球恶作剧代表人物。——译者注

[4] 我敢肯定,如果查克·诺里斯和水熊打一架,水熊把7只手绑在背后也能取胜。

[5] 霍金预测,我们可能只剩下100年了。

[6] 当《华盛顿邮报》记者本·瓜里诺在2017年谈到这个问题时,他在文章标题中一语道破天机:“天体物理学家称,这些动物可以活到地球毁灭的那一天。”

[7] 2017年,巴蒂斯塔在接受《哈佛公报》采访时表示:“地球上的缓步动物几乎是不可毁灭的。”

[8] 这很可能在35亿年内发生。

[9] 2018年,《实验生物学杂志》发表《南极缓步动物是否能够承受全球气候变化带来的环境压力?》一文,称这些动物将“面临数量减少甚至灭绝的风险”。

[10] 想把生命从一个星球转移到另一个星球吗?美国国家航空航天局的一些研究人员认为,最好的选择不是人类,而是缓步动物,这是2008年发表在《太空生物研究》上的《缓步动物Ramazzottius varieornatus作为天体生物学研究的模型动物》一文讨论出的结论。

[11] 2016年,国枝武一和他的团队在《自然通讯》上发表题为《具有超强耐受性的缓步动物基因组和人类利用缓步动物特有蛋白质培养的耐受力增强的细胞》的文章,用科研中常见的有所克制的方式表示:“这些发现表明缓步动物特有的蛋白质与它们的耐受性有关,缓步类可能成为新的保护基因和保护机制的丰富来源。”

[12] 2014年,我和舒宾一起获得了卡弗里科学新闻奖,这让我既吃惊又深感荣幸。我的获奖作品是一篇关于世界上最大的无性系生物潘多的文章,舒宾的获奖作品是美国公共电视网根据他的书改编的三集电视系列片。两者相比,我感到无比惭愧。

[13] 2014年,研究人员完成了腔棘鱼基因组排序之后,在《自然》杂志上发表题为《象鲨基因组为研究有颌类动物的进化提供了独特的视角》的文章并谨慎地指出,他们的分析表明腔棘鱼谱系的进化“速度相对较慢,与非哺乳四足动物的进化速度相似”。

[14] 我告诉庞琼,如果他再有机会和象鲨一起游泳,并且需要有人帮他拿装备,我就会搭上第一班去澳大利亚的飞机。2013年,他发布的象鲨视频出现在视频网站上。

[15] 但值得注意的是,在宣布完成人类基因组测序项目15年后,科学家仍在努力填补代码中一些相当麻烦的空白。莎伦·贝格利在2017年为《STAT新闻》撰写了题为《嘘!人类基因组测序根本没有完成。一些科学家认为我们应当完成这项工作》的文章。

[16] 对美洲河狸进行基因组测序的原因是为了纪念加拿大建国150周年——这确实是一个重大事件,但对科学而言没有任何意义。

[17] 在《软骨鱼保留下来的p53基因家族的所有三个成员以及Mdm2、Mdm4》一文中,研究人员称,他们的分析显示,象鲨基因组编码了p53基因家族中的三个成员,即p53、p63和p73。该论文发表在2011年的《细胞周期》杂志上。

[18] 2017年,迈克尔·弗朗和齐永成(音译)在《生物分子与治疗学》杂志撰文,称进一步探索基因在鲨鱼和裸鼹鼠(寿命长,对癌症和其他多种疾病有抵抗力)等物种中的进化方式,“可能为治疗人类疾病带来新的认识”。

[19] “条纹”这条神奇的鱼学会了钻铁环,接受手指喂食,以及在铅笔指引下跳8字舞。它死后,我把它埋在我家后院的一棵树旁。

[20] 所有热爱怪异科学的人都应该读一读雨果的《奇怪生物学:反常的动物、突变体和疯狂的科学》。

[21] 2018年,雨果在《新闻周刊》上写道:“失去身体某些部位后能够再生的生物真的很罕见,让人不由想到了蜘蛛侠。”

[22] 在2010年发表于Phys.org网站的《美西钝口螈有助于揭示干细胞和进化的奥秘》这篇报道中,诺丁汉大学研究人员安德鲁·约翰逊称他选择研究蝾螈的原因是蝾螈与实验室中使用的其他蛙类、鱼、苍蝇和蠕虫不同,它们有多能性细胞。和人类一样,蝾螈的胚胎干细胞可以变成任何其他类型的细胞。

[23] 2018年,萨姆·斯基帕尼在《史密森尼》杂志撰文称:“它们也经常被送到实验室进行研究,可以说,它们就是两栖类的小白鼠。”

[24] 三位蝾螈研究人员在《生物科学》杂志上发表了题为《两个蝾螈的故事》的文章,声称“必须全球共同努力,才能保护和管理好这个在自然环境和实验室环境中不可替代的物种”。文章发表于2015年,但几年以来,全球范围的态势几乎没有变化。

[25] 和测量速度的方法一样,测量缓慢程度的方法也有很多种。我们在这里讨论的是在以其能达到最快速度移动时,绝对速度最慢的哺乳动物。

[26] 动物学家露西·库克在The Day杂志上写道:“人们说,名字有什么关系?有关系,如果名字是罪孽的同义词,关系就太大了。是的,从人们用世界上最令人厌弃的罪行为树懒命名的那一刻起,它就被诅咒了。”值得称赞的是,库克从尘封已久的生物学史书架上,摘取了乔治–路易斯·布丰那句刻薄的名言:“或者说,他就是我一贯认为的那个小丑。”

[27] 保利告诉我,很容易就能找到它们,因为“它们走不了多远”。

[28] 如果热量再少,树懒可能就难以生存了。它们过的是勉强果腹的日子。

[29] 事实证明,性是树懒唯一能够快速完成的事情。一次完整的性接触可能只持续5秒钟。2012年,伊娃·罗泽·斯科赫在《国际邮报》上写道:“无论从哪方面来看,树懒都可能成为所有雌性物种最可怕的噩梦。”

[30] 我至少可以确定她是这么说的。我亲爱的柬埔寨裔美国朋友孙春告诉我,这句话的意思是“你不懂”。

[31] 2018年3月,艾奥瓦大学的研究人员安德鲁·福布斯和同事们在《量化无法量化的量:为什么膜翅目(而不是鞘翅目)是最具物种多样性的动物目》一文中提出了一个令人信服的观点,他们认为黄蜂(而不是甲虫)是一个最具多样性的动物群体。

[32] 在很长一段时间里,科学家都认为最小的昆虫甚至更小,它就是1863年约翰·埃顿·勒孔特描述的一种名为“Ptilium fungi”的甲虫。不过,勒孔特的估计远没有后来引用的那么专业。勒孔特说,P. fungi“很少超过0.01英寸”,但后来的测量结果证明这个说法是不正确的。2015年发表在《动物之谜》杂志的《最小的动物有多小?已知最小非寄生类昆虫Scydosella musawasensis Hall,1999(鞘翅目,缨甲科)创造的新纪录和重新测量的结果》确定了一个更精确的记录。

[33] 2014年,《动物之谜》发表了一项名为“在桑德兰群岛和小巽他群岛发现的98个Trigonopterus属象鼻虫新物种”的研究,研究人员提供的99张雄性象鼻虫交尾器官照片表现出的差异帮助他们确定了这些物种中有很多是非常独特的。

[34] 根据2015年发表在《英国皇家学会学报》(B卷:生物科学)上的文章《甲虫化石记录和宏观进化史》,甲虫的一个分支——多食亚目,在其大部分进化史上,科级分类单元灭绝率似乎为零。

[35] 据《史密森尼》杂志估计,在任何时候,地球上都生活着大约1019只昆虫。仅在美国就有9万多种已知昆虫。

[36] 华莱士毫不掩饰他的轻蔑之意:“究其本质而言,缅因龙虾节就是打着烹饪噱头的中等规模乡镇集市。”

[37] 第一家寿司店直到1966年才登陆美国,而且主顾几乎都是日本移民。那么,寿司是如何在美国大获成功的呢?特雷弗·科森在《寿司的故事:生鱼片和米饭谱写的传奇》一文中称,这个问题答案是电视迷你剧《幕府将军》、新兴的健康食品理念和外国菜的加利福尼亚化。

[38] 马丁的书引导我们心情愉快地融入“全球食品运动的下一个大趋势”。

[39] 2009年,雷切尔·雷特纳在生命科学网上发表了一篇关于生物学家吉鲁利的文章,题为《从运行方式看昆虫种群就是一个超个体》。

[40] 在《群居昆虫群居生活的能量基础》一文提供的一张张图表中,各种有机体种群紧密围绕在单个有机体的关系曲线周围。该文章发表于2010年的《美国国家科学院院刊》上。

[41] 根据2015年发表在《美国科学公共图书馆》(综合卷)上的文章《超个体的各种反捕反应》,集体的反应与个体生物的神经系统有惊人的相似之处。

[42] 2017年,托维在《谈话》杂志中指出,与普遍的看法相反,蚁后不会发号施令。每只蚂蚁都能控制自己,通过复杂得令人难以置信的方式与其他蚂蚁保持协调一致。

[43] 包括人类在内的大猿类是为数不多的例外。长颈鹿可能也被这个规律排除在外,但似乎没有人能确定。

[44] 弗兰纳里在《纽约书评》上对伯特·荷尔多布勒和爱德华·威尔逊于2009年出版的关于蚂蚁的《超个体》进行了同样精彩的评论。弗兰纳里称,《超个体》是“一部极其重要的作品,任何对引导当前社会发展的趋势感兴趣的人都能领会其中发人深省的深刻意义”。他的说法完全正确。

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