李竹、黄满荣、杨红珍、张昌盛、杨静等编著的《物种战争之地道战》从普通民众日常生活中的身边事说起,很自然地引出红脂大小蠹、菊芋、截头堆砂白蚁、革胡子鲇、五爪金龙、美洲斑潜蝇、麝鼠、三裂叶蟛蜞菊、非洲大蜗牛、三叶鬼针草的入侵事件,并以此为主线,条分缕析,用通俗的语言和生动的事例,将这些外来物种的起源与分布、主要生物学特征、传播与扩散途径、对土著物种的威胁、造成的危害和损失,以及人类对其进行防控的策略和方法等科学知识娓娓道来。同时,还将公众应对外来物种入侵所应具备的科学思想、科学方法和生态道德融入其中,使公众既能站在高处看待问题,又能实际操作解决问题。对于一些比较难懂的学术概念和名词,则采用“知识点”的形式,简明扼要地予以注释,使本书的可读性更强。
本书的另一个特点是图片、插图非常丰富,其篇幅超过了全书的1/2,且绝大多数是创作者实地拍摄或亲手制作的。这些图片与行文关系密切,相互依存,相互映照,生动有趣,画龙点睛,真正做到了图文并茂,让读者能够在轻松愉悦中长知识,潜移默化地受教育。
《物种战争之地道战》由李竹、黄满荣、杨红珍、张昌盛、杨静等编著。
地道战叉名”坑道战”,是在地下挖坑道来进行作战的一种方式。进攻方利用地道破坏防守方的防御工事,并侵入其领土。防守方也可借地道隐藏自己,或将部分主力秘密转移到其他地方。地道还可以相互连接戍地下网络,是“进可攻,退可守”的地下堡垒。可以说,它把《孙子兵法》所讲的“攻其无备,出其不意”演绎得十分生动。
在生物界物种之间的战争中,其实早就开始应用“地道战”这个战术了。红脂大小蠹在油松表面钻洞,然后在树皮下开始挖掘地道,一方面进攻树木的茎干,然后秘密入侵根部,同时也利用地道进行防守,避开天敌和人类的搜寻:菊芊块茎在地下秘密地储备新生力量,发达的根系向四处延伸,肆意入侵周边的领土:其他物种如麝鼠、截头堆砂白蚁等也或多或少地利用地道行走江湖,各显神通。但是,当进攻套路被对手熟悉后,一招鲜,还能吃遍天吗?
树皮下的隐居生活
别看红脂大小蠹的门户不起眼,外观看来只是一团不规则的又脏又黏的凝脂,大多数情况下连门口都分辨不出来,可它们家的内部却别有洞天。它们的家是类似地道一样的坑道,在昆虫居所中可以称得上是“宫殿”了。一般一个坑道有一雌一雄,开工建地道的工作是由雌虫完成的,雌虫钻透树皮到达形成层,甚至木质部表面也可以被刻食。雌虫铺好前进的道路后,雄虫随之进入坑道。每一棵松树只有少数几对“夫妻”来安家,它们喜欢把家安置在距离地面1米以下的树干或裸露的根部,树干越向上,坑道的数量越少,最高的坑道也就一人多高,这可以使成虫和幼虫能赶在越冬前尽快地蛀食到地下。
据观察得知,红脂大小蠹挖地道时,先横向挖几厘米长的一小段,然后转90。弯,向树的纵向挖掘母坑道,通常挖到根部。母坑道一般长达40厘米,形状各式各样,常为直线形、“L”形和穴形,还有不同程度的过渡型。
坑道建成后几天到一个月,蛀孔或侵入孔就停止流松脂了。雌虫和雄虫交配后,雌虫就开始产卵。每堆卵大约10~40枚,都堆积在母坑道的一侧,上面盖着紧实的木屑和虫粪,而在另一侧则是成虫的活动空间。幼虫孵化后不单独发育,因此无子坑道,而是形成共同坑,和成虫一起生长。随着幼虫的不断生长,其身后的坑道逐渐填充了红色木屑。幼虫老熟后,在坑道外侧边缘形成单独的蛹室,或在根部稍向下啃咬部分的木质部做成蛹室。蛹室由木屑构成,环绕在幼虫共同坑末端附近。成虫不断把虫粪、松脂和碎木屑从侵入孔排出来,这就是我们看到的红褐色的柔软的凝脂。当红脂大小蠹建造的坑道太深时,就用虫粪把坑道口堵住,然后在坑道口以下十几厘米的地方从内部再开几个新的排粪口,但并不咬穿树皮,只有坑道里的幼虫和成虫排出的粪便太多的时候,才把那层外皮咬破,把虫粪排出/树外。
可见,红脂大小蠹在树皮下的地道里过着隐士般的隐居生活,它们的卵、幼虫、蛹终生都在坑道中生活,成虫也只有在扬飞扩散和寻找新寄主时才离开坑道。红脂大小蠹一年可发生1~2代,成虫羽化后,成群地从侵人孔飞出来寻找合适的寄主。扬飞从4月中旬开始,5月中旬为扬飞的高峰期,6月中下旬扬飞基本结束。9月第二代成虫开始扬飞,之后大部分成虫就开始休养生息,准备在树皮下越冬了。尽管一年只发生2代,红脂大小蠹的扬飞期还是不整齐,一年中除越冬期外,在松林内都能看到红脂大小蠹成虫,但高峰期出现在5月中下旬。越冬的除了成虫外,还有幼虫或蛹,大多在树干基部、主根、侧根树皮与韧皮部之间越冬,且主要集中在树的根部和基部,伐木树皮下也是红脂大小蠹的重要越冬场所之一。
油松等能散发出一种引诱红脂大小蠹的化学物质,而其他阔叶树等非寄主植物散发出的物质则对它们有趋避作用,所以红脂大小蠹能灵敏地嗅出它们喜欢的食物并准确定位。另外,红脂大小蠹个体之间还能发出一种化学信息素叫聚集信息素,这种我们看不见、摸不着的物质却是红脂大小蠹的风向标。当一只成虫占领一个树干时,会释放这种聚集信息素向同伴们通风报信:“这里有好吃的,大家快来吧!”几天之后,其他的个体就被引诱过来集体为害,导致松树几天之内就会死亡。
对于一个新的栖息地来说,一般是雌虫先入侵,随后雄虫被雌性的气息吸引过来,共同建造它们的家。夫妇两个分工明确:雌虫负责开山辟路,雄虫则在后面做排出蛀屑和松脂等善后工作。
红脂大小蠹自己肆意妄为的同时,还带来了部分帮凶。现已报道红脂大小蠹与10种长喙壳类真菌伴生,其中大部分是植物的致病菌。当红脂大小蠹入侵时,其携带的病原菌也会伴随其入侵,其中黑脂小蠹细帚霉等伴生菌属于对松树具有高致病性的病原菌,它可以降低植物的抵抗力,从而更利于红脂大小蠹的入侵,使松树遭受虫害和病害的双重打击。虽然在我国油松受害死亡多是蠹虫为害的结果,但仍有部分油松的死亡原因是由于侵入害虫携带的蓝变菌造成。同时,红脂大小蠹除了自身携带有害的伴生菌外,还可以诱导寄主油松产生抑制其他种类伴生菌生长的化合物,以此来协助它携带的有害伴生菌在入侵地的侵入。这种错综复杂的关系中包括了虫—菌种种间协作、虫—寄主相互作用、菌—寄主相互作用和菌—菌种间竞争4个方面,验证了红脂大小蠹与其伴生菌的共生关系在入侵地的发展和保持,从而提出了一种新的入侵模式——共生入侵。
P10-14
没有硝烟的战场
——《物种战争》序
谈起物种战争,人们既熟悉又陌生,它随时随地都可能发生。当你出国通过海关时,倍受关注的就是带没带生物和未曾加工的食品,如水果、鲜肉……。因为许多细菌、病毒、害虫……说不定就是通过生物和食品的带出带人而传播的,一旦传播,将酿成大祸,所以,在国际旅行中是不能随便带生物和食品的。
除了人为的传播,在自然界也存在着一条“看不见的战线”,战争的参与者或许是一株平凡得让人视而不见的草木,或许是轻而易举随风飘浮的昆虫,以及肉眼看不见的细菌……它们一旦翻山越岭、远涉重洋在异地他乡集结起来,就会向当地的土著生物、生态系统甚至人类发动进攻,虽然没有硝烟,没有枪声,却无异于一场激烈的战争,同样能造成损伤和死亡,给生物界和人类以致命的打击。正因如此,北京自然博物馆科研人员创作的这套丛书之名便由此而就《物种战争》,既有“地道战”“化学武器”“时空战”“潜伏”“反客为主”“围追堵截”“逐鹿中原”,又有“双刃剑”“魔高一尺,道高一丈”“螳螂捕蝉,黄雀在后”。可见,物种战争的诸多特点展示得淋漓尽致。
我不是学生物的,但从事地质工作,几乎让我走遍世界,没少和生物打交道,没少受到这无影无形物种战争的侵袭:在长白山森林里被“草爬子”咬一次,几年还有后遗症;在大兴安岭,不知被什么虫子叮一下,手臂上红肿长个包,又痛又痒,流水化脓,上什么药也不管用,后来,多亏上海军医大一位搞微生物病理的教授献医,用一种给动物治病的药把我这块脓包治好了。有了这些经历,我深深感到生物侵袭的厉害,更不用说“非典”“埃博拉”……是多么让人恐怖了!越是来自远方的物种,侵袭越强。
我虽深知物种侵袭的厉害,但对物种战争却知之甚少。起初,作者让我作序,我是不敢接受的。后经朋友鼎力推荐,我想,何不先睹为快呢,既要科普别人,先科普一下自己。不过,我担心自己能不能读懂?能不能感兴趣?打开书稿之后,这种忧虑荡然无存,很快被书的内容和写作形式所吸引。这套丛书不同于一般图书的说教,创作人员并没有把科学知识一股脑地灌输给读者,而是从普通民众日常生活中的身边事说起,很自然地引出每个外来入侵物种的入侵事件,并以此为主线,条分缕析,用通俗的语言和生动的事例,将这些外来物种的起源与分布、主要生物学特征、传播与扩散途径、对土著物种的威胁、造成的危害和损失,以及人类对其进行防控的策略和方法等科学知识娓娓道来。同时,还将公众应对外来物种入侵所应具备的科学思想、科学方法和生态道德融入其中,使公众既能站在高处看待问题,又能实际操作解决问题。对于一些比较难懂的学术概念和名词,则采用“知识点”的形式,简明扼要地予以注释,使丛书的可读性更强。
为了保证丛书的科学性,创作者们没有满足于自己所拥有的专业知识以及所查阅的科学文献,而是深入实际,奔赴全国各地,进行实地考察,向从事防控外来物种入侵第一线的专家、学者和科技人员学习、请教,深入了解外来物种的入侵状况,造成的危害,以及人们采取的防控措施,从实践中获得真知。
这套丛书的另一个特点是图片、插图非常丰富,其篇幅超过了全书的1/2,且绝大多数是创作者实地拍摄或亲手制作的。这些图片与行文关系密切,相互依存,相互映照,生动有趣,画龙点睛,真正做到了图文并茂,让读者能够在轻松愉悦中长知识,潜移默化地受教育。
随着国际贸易的不断扩大和全球经济一体化的迅速发展,外来物种入侵问题日益加剧,严重威胁世界各国的生态安全、经济安全和人类生命健康;我国更是遭受外来物种入侵非常严重的国家,由外来物种入侵引发的灾难性后果已经屡见不鲜,且呈现出传人的种类和数量增多、频率加快、蔓延范围扩大、发生危害加剧、经,济损失加重的趋势。这就要求人们从自身做起,将个人行为与全社会的公众生态利益结合起来,加强公共生态道德教育,提高全社会的防范意识和警觉性,将入侵物种堵截在国门之外。
如今,物种战争已经打响,《孙子兵法》说:“多算胜,少算不胜,而况于无算乎!”愿广大民众掌握《物种战争》所赋予的科学武器,赢得抵御外来物种侵袭战争的胜利。
中国科学院院士
中国科普作家协会理事长 刘嘉麒
2014年10月于北京