你或許聽說過,為了逃避由象牙而起的獵殺,部分非洲象的象牙正在退化;因為漁民有「捕大魚、放小魚」的習慣,大西洋鱈魚的體型正在縮小。其實不止動物,看似沉默的植物也在因人類活動而悄然改變進化軌跡。
百合科貝母屬、生長在我國西南高山流石灘上的梭砂貝母,是傳統藥材「川貝」的重要來源。正常情況下,梭砂貝母體色呈綠色,但中科院昆明植物研究所高山植物多樣性研究組與英國埃克塞特大學的科研人員發現,一些梭砂貝母群體學會了「偽裝技能」,體色與所處的巖石環境融為一體。經過研究,他們判斷梭砂貝母進化出偽裝本領,很可能是為躲避日益泛濫的人類採挖。
左邊的AB圖為採挖壓力小時,顏色正常的綠色梭砂貝母。右邊的CD圖為採挖壓力大時,偽裝的暗色梭砂貝母。 (論文插圖/圖)
相關研究成果日前在線發表於《當代生物學》,論文第一作者、中科院昆明植物所副研究員牛洋告訴南方周末記者,這是一場「小心翼翼」的實驗。
在對不同的貝母群體進行觀測時,通常科研人員會拉一根繩子,在山上框出一塊正方形的樣方,但在做該貝母研究時,研究人員很低調,只是四個角上插了幾根筷子以示樣方,「就怕標記太顯眼,吸引採挖的人」。
多年高強度採挖後,梭砂貝母保護依然幾乎處於空白狀態。牛洋認為,不能把人類行為推動的物種篩選和自然選擇都視為「優勝劣汰」,因為自然選擇得出的結果是生態平衡,而人類選擇則會造成生態失衡——在短時間內選擇強度太大,物種往往來不及「進化」,就已經局部滅絕。
牛洋表示,目前尚不能完全排除貝母偽裝是由於動物取食帶來的選擇壓力,但從人類採挖角度來解釋更說得通。因為人類採挖的主要是梭砂貝母的鱗莖,而鱗莖富含生物鹼,帶有毒性,一般不被動物作為食物。
為進一步驗證貝母偽裝與採挖的相關性,研究者利用專為人類色覺設計的CIELAB色覺模型,計算了貝母體色與巖石背景的匹配程度,發現在貝母鱗莖採挖強度大的地方,貝母與巖石背景更相融。
考慮到採挖壓力可能在較長時期內有變化,研究者還評估了偽裝程度與採挖難度的關係。結果表明,鱗莖埋藏越淺、越容易採集的群體,其偽裝越好;採挖較難的地方,貝母一般還是保持綠色狀態。
這些生存策略並不是梭砂貝母主動「思考」出來的,而是在採挖難度小、強度大的地區,偽裝的基因適者生存,更易在群體中流傳下去。「假設同一個群體內,綠色的個體更容易被人挖走,而偽裝的個體和綠色的個體之間基因是可以交流的,漸漸地整個群體的偽裝水平都會趨近。」牛洋稱。
在高原流石灘上生長的另一種植物——雪兔子,因為長得像武俠故事中常常出現的「雪蓮」,且被認為具有藥效而被大肆採摘。美國華盛頓大學和密蘇裡植物園的研究者在國際期刊PNAS發表論文,發現因較高個體的雪兔子被採摘得更多,綿頭雪兔子「在過去100年間,植株高度呈負趨勢」,也就是越變越矮了。
綿頭雪兔子 (彭德力/圖)
此外研究者觀察到,在西藏一些人們輕易不敢進入的「聖地」生長的雪兔子,因為少有破壞,植株高度會比在大肆採挖區域生長的綿頭雪兔子高9釐米。
其實在人們熟悉的農田中,也有類似的植物偽裝案例——為了躲避被當做野草割掉的命運,稻田裡的稗子不斷進化,與水稻秧苗長得越來越像。這種現象被稱為「瓦維諾夫擬態」。
除了用統計學的方法,研究者還試圖證實貝母的偽裝對躲避人類採挖有一定效果。他們編寫了一款名為「找貝母」的網路遊戲(點擊進入遊戲http://www.plant.sensoryecology.com/),玩家首先被告知需要尋找的貝母長什麼樣,接著選擇當人類(三色視覺)還是犛牛(二色視覺),在最短時間內從依次出現的每幅圖片中找到目標。一年多時間裡,全球的五百多名玩家參與了這項實驗。結果表明,偽裝更好的貝母的確更難被找到。並且,擁有三色視覺的人類搜尋目標的速度要比二色視覺的動物更快。
要驗證貝母偽裝的有效性,為什麼不做實地實驗而採用線上遊戲的方式?牛洋其實頗為無奈:「當地人本來不知道這裡有貝母,如果跟著我們去做實驗發現了,把它採掘了,相當於我們變相鼓勵他幹這個事情。所以沒辦法找人去做這個實驗。」
採挖貝母太過猖獗,以至於正常科研都受到影響。牛洋常常發現上次研究中觀測的貝母群體,到下次研究時就消失了。
在研究貝母偽裝與人類採挖的相關性後,牛洋還想繼續了解貝母的偽裝會不會對物種繁衍造成影響。因為貝母的主要傳粉者——熊蜂,一般靠視覺和氣味找到植物,貝母偽裝程度提高,會不會讓熊蜂更難發現它,導致貝母傳粉變得困難?「這實驗需要長期觀測,可我們容易到達的地方貝母群體越來越少,很難進行這樣的觀測研究。」
研究團隊通過走訪四川當地藥商了解到,一公斤可以入藥的乾燥鱗莖,意味著超過三千株貝母被採挖。這種高度破壞性的採挖發生得十分分散,當地人在放牧途中碰到一株梭砂貝母就可能把它採挖掉,而且挖貝母、蟲草是當地人生計的重要補充,相關監管長期處於缺位狀態。
梭砂貝母的偽裝技巧進化得再高超,恐怕也很難擋得住「有心人」的犀利目光。在《國家重點保護野生植物名錄》徵求意見稿中,包含梭砂貝母在內的貝母屬所有種已經被列為二級保護植物。事實上,川貝最典型的來源是川貝母,而非梭砂貝母,只不過川貝母資源越挖越少,梭砂貝母的需求也就水漲船高。
「我們不希望梭砂貝母重蹈川貝母的覆轍。」牛洋表示。
南方周末記者 楊凱奇