杂草对茶叶的产量影响很大。印度茶叶产量占世界茶叶产量的30%。由于受杂草影响,2002年印度茶产量降到了80万吨以下。
20年来,用生物控制法对付这种杂草一直是一大科研课题。人们试过了各种办法,例如引进昆虫、采用自动除草技术、使用除草剂,但效果都不好。
现在有了一种专门对付这种杂草的办法:引进蘑菇。生物研究所的墨菲教授领导的研究小组从1996年就开始研究可以抑制杂草生长的蘑菇。他们发现,来自热带的铁锈菌类是这种杂草的天敌,它们可以和杂草一起生长,并控制杂草的数量。其中,双孢锈菌对杂草的影响最为明显。在温室和土地里进行试验的时候,研究者们观察了双孢锈菌对杂草的叶、叶柄和茎的影响,结果发现这些部位都出现了坏死现象,使得杂草生长速度减缓甚至死亡。在进行实地试验的时候,双孢锈菌却没有对别的印度植物造成什么影响。现在,研究人员正对双孢锈菌进行单独观察,以研究它对茶园生态系统的影响。印度会在年内采用双孢锈菌对付杂草,如果效果不错,那么它将会在中国、印度尼西亚和马来西亚得到推广,以解决整个东南亚的茶园杂草问题。
秋叶养林
当白天变短,水银柱开始下降的时候,上百万美国人前往山区,凝望闪耀着绯红、橙黄和金色树叶的森林。这是大自然在单调的冬天来临之前的最后放纵。
秋叶奇景美丽,但也许体现了更重要的东西。鲜艳的色彩,尤其是红色,可能表示树木竭力摆脱昆虫、污染和干旱的伤害。美国林业局植物学家保罗·沙伯格说:“这也许是压力的一个迹象。”
沙伯格和其他生物学家正在解决一个大多数人没有认识到的未解之谜,即为什么有些阔叶树在秋天变成红色,而非黄色或橙色。他们还试图确定,环境因素是否影响色彩改变的时间和程度。
在东部和中西部,答案不止会引起一时的兴趣。在那些地区,秋叶旅游是桩大生意。但是目前,科学对叶子不按时变色还无能为力。天气会影响秋叶变色的时间和程度。沙伯格说2003年偏暖,使美国东部的大部分地区树叶变色的高峰时间晚了一周或更多。
数十年来,生物学家认为,叶子变色是树木和其他阔叶植被准备过冬而进入休眠状态的偶然副产品。
在春季和夏季,植物和树叶是绿色的,因为它们产生叶绿素。叶绿素是一种利用太阳光帮助从二氧化碳、水和其他营养物质制造养料的色素。但是到了秋天,白天变短,夜晚变凉,促使植物停止光合作用,将水和养料输入和输出叶子的叶脉堵塞,把叶子连到树上的细胞退化,直至叶子脱离,落到地上。
叶子在掉落之前会变色,显露出其他色素。后者为在叶子生长季节产生的压倒性的绿色叶绿素所掩盖。有些树叶因为含有叶黄素而变黄,其他树叶因含有胡萝卜素变成橙色。
但是很多树木在秋天产生另一种色素——花青素,使树叶变成红色或紫色。科学家一度认为,花青素没有用,只是叶脉堵塞时困在叶子中的糖分的一种产物。美国威斯康星大学麦迪逊分校的植物生理学家威廉·霍克说,如今,“我们知道大自然比那更有效”。
在过去几年,生物学家提出种种设想,认为花青素发挥遮光剂、防冻液、抗氧化剂和驱虫剂的作用。如今很多科学家认为,花青素帮助树叶免受过量阳光的伤害,使树木在秋天能够延长进行光合作用的时间,储存更多养料。
薄弱的物种界限
最初的肇事者是嗜吃芒果而且吃相难看的狐蝠。而结果是110万头猪被杀,105人死亡,并且发现了一种威胁人类健康的新病毒。
1998年,当尼帕病毒风波乍起时,它就像一出三场的戏剧:蝙蝠、猪和人类轮番登场,与最初的微生物在地球上传播疾病和灾难的方式如出一辙。不知怎么,病毒就从一个物种传到了另一个物种,然后又是下一个物种,结果引发了各种各样的健康问题。
现在,疾病研究人员的目光又聚焦在了导致非典型肺炎全球大暴发的冠状病毒上,他们越来越倾向于怀疑,这种2002年秋天出现的疾病也有类似的传播过程。他们正在研究所有可能成为人们盘中餐的动物——从灵长类到爬行类,它们都有可能是病毒传播到人类的途径。
波士顿儿童医院的传染病负责人肯·麦金托什说:“它不可能是从原始沼泽中冒出来的。”
他曾在20世纪60年代参与发现了冠状病毒,人类感冒病毒的1/3都是由它所致。
虽然听起来有点像是罗宾·库克的小说,但事实是人类有3/4新出现的疾病是缘自动物,并从一个物种传到另一个物种。想想看,2002年导致美国284人死亡的西尼罗河病毒就是蚊子带给人们的;少见但致命的汉他病毒来自波氏白足鼠;艾滋病病毒则源于大猩猩。
病毒和细菌能够变着法儿地寄生于那些免疫系统对外来入侵者特别薄弱的新寄主。
由动物传播到人的传染病会因病毒和细菌的基因进化而变得更有杀伤力。由于这些病原体复制速度极快,它们经常会产生异于祖先的下一代。大多数情况下,这些差异不会很大,但间或会发生一种蛋白质或酶的关键变化,从而促使病毒攻击新目标。
迈阿密大学传染病学专家吉奥·巴拉科说:“病毒是一种非常原始的生物,它们复制遗传物质的机制也很原始,而且这一机制经常会出错。一般来说,突变会造成某种缺陷,使它们无法存活。但有时突变也会增强病毒抵抗某种抗生素的能力,或使它们在特定环境中生存,或是影响其他物种。”
流感病毒的基因结构就像是一串含有基因组的珠子穿成的项链:把其中一颗珠子变成病毒的其他株型,就产生了一种新的流感。
猪是一种病毒发生突变的高效孵化器。它可以同时感染一种禽类传播病毒和一种人类传播病毒。两种病毒在猪的体内交换遗传密码,进行了病毒的重新组合——结果就产生了一种新的流感。
1998年,马来西亚流行一种神秘的疾病,病人会出现高热、肌肉酸痛,甚至致命的脑水肿。疾病从马来西亚半岛北部开始,在7个月的时间里席卷全国,导致105人死亡。
在寻找疾病源头的过程中,研究人员最终追溯到了一个大养猪场,这里被确定为尼帕病毒的发源中心。他们发现,蝙蝠经常光顾养殖场的芒果树,在饱餐之后会留下大量残渣。猪圈里的猪吃的剩芒果中带有含尼帕病毒的蝙蝠唾液。虽然这种病毒没有使蝙蝠患病,却使猪出现了频繁干咳的呼吸道症状。疾病专家发现,发病的人类与猪感染的是同一种病毒。
许多科学家说,在当今世界病毒更容易跨越物种的界限,因为工农业的发展无情地破坏了原来阻隔疾病的生态屏障。而且事态发展又往往会产生非预期后果:为了控制疾病流行而屠杀大量的猪,结果却反而加快了病毒的扩散。
美国疾病防治中心特殊病原体分部负责人托马斯·克西翁热克解释说:“如果我有2万头猪,每头值100美元,而现在因为它们有病有人要将之全部杀死,那我就会想办法到别处去把它们卖掉。人的贪婪也成了疾病蔓延的一个因素。”
克西翁热克曾积极参与过破解SARS谜团的工作。这种病毒到底是从哪里来的呢?克西翁热克和其他疾病专家认为,SARS病毒不太可能来自于大量买卖的猪、鸡等家禽家畜。因为假使是这样的话,鉴于这种传染病对家畜交易的经济影响,它早就应该被发现了。因此,他们决定用研究流行病学的老办法,追踪首批SARS感染者曾经去过哪里,以及他们接触过什么动物。他们的调查结果将有助于更好地了解这种病毒,并找到治疗和控制方法。
从中我们也可以进一步了解,为什么病毒会从一个物种传播到另一个物种,尽管人们不断试图干预,但这一过程仍然如故。麦金托什说:“这有点像是企图阻止小行星撞地球。然而它总是会不断发生。所以我们应该从力所能及的方面去想办法——好比提醒人们系安全带。”
小心物种入侵
1926年,一小批非法移民来到欧洲,激发了旧大陆贪婪的皮货商们疯狂的发财欲,这些移民就是北美水貂。如今一提到这些可怜的小动物,我们就会自然而然地将其与另一个词联系起来——“大衣”。新大陆水貂很快就证明了自己的皮毛能够卖个好价钱,但是,至少对于它的亲戚欧洲水貂来说,它们一点也不可爱。运抵欧洲的北美水貂被人为释放或自行逃脱后,很快就适应了当地的生存环境,今天,它们已经将欧洲水貂逼到了灭绝的边缘。
北美水貂是物种入侵的典型例子,它们攻占了欧洲水貂的生态家园,因为它们体积更庞大,捕食范围更广。更糟糕的是,它们还与欧洲水貂**。尽管这样杂交不会孕育后代,但雌性欧洲水貂却会因此丧失了**的热度,从而大大降低欧洲水貂的出生率和种群数量。西班牙也没能逃过这个物种“强盗”的侵略。1958年北美水貂进入西班牙,现在已经占据了半岛中部和西北部的大部分地区,只有埃布罗河上游一带还幸存着一些欧洲水貂。
西班牙鸟类学会指出,有意或无意地引进物种是目前对生态系统和生物多样化最严峻的威胁之一。实际上,入侵物种和生态环境的破坏是导致物种灭绝的主要原因。入侵物种的行为是毁灭性的,有的吃掉本地物种,有的与本地物种抢夺资源,有的和本地物种杂交,还有的传播疾病或者直接改变生态系统。
最著名的例子发生在20世纪70年代,为了弥补河蟹数量的减少,西班牙引进了北美红蟹。现在我们知道,这些产自美国路易斯安那州的红蟹会穿透堤坝。而且,埃布罗河三角洲地带的螃蟹种群数量超过了每公顷500公斤,它们每年要吞噬掉大量的秧苗。1983年引进西班牙的北美河蟹身上携带着一种致命真菌,致使大部分本地蟹死亡。