本書作者是美國生物學(xué)家肖恩·卡羅爾。他是當(dāng)今生物學(xué)界的頂級大家,美國國家科學(xué)院和藝術(shù)與科學(xué)院的院士,威斯康星大學(xué)分子生物學(xué)和遺傳學(xué)教授,同時(shí)也是世界上最著名的自然科普作家之一。
一次游歷非洲草原的經(jīng)歷,讓本書作者產(chǎn)生了對不同層級生命系統(tǒng)一般規(guī)律的深刻認(rèn)識(shí)??_爾發(fā)現(xiàn),微觀和宏觀生命系統(tǒng)之間的區(qū)別其實(shí)只是表面上的,它們的本質(zhì)規(guī)律是相同的,所以由此為靈感寫下了這本書,同時(shí)總結(jié)出了適用于地球上任何生態(tài)系統(tǒng)的法則——“塞倫蓋蒂法則”。本書告訴我們,在復(fù)雜的生命現(xiàn)象背后,規(guī)律其實(shí)非常簡單,只有兩個(gè)字——“穩(wěn)態(tài)”。
所有生命系統(tǒng),都有一種讓自己內(nèi)部環(huán)境保持穩(wěn)定的趨勢,可以說,一個(gè)內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定的生命系統(tǒng)就是一個(gè)健康的生命系統(tǒng),如果穩(wěn)定被破壞,那這個(gè)生命系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)各種各樣的毛病,甚至走向崩潰。塞倫蓋蒂法則一共有六條:關(guān)鍵物種法則、影響力法則、競爭法則、體量法則、密度法則和遷徙法則。它們通過不同途徑,各自反映出生態(tài)系統(tǒng)維持穩(wěn)態(tài)的機(jī)制,向我們展示了自然運(yùn)行普遍而又樸素的基本原理。
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你好,歡迎每天聽本書。本期音頻為你解讀的書名字叫做《生命的法則》。
這是一本在自然科學(xué)領(lǐng)域的重磅書,作者把萬事萬物的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律聚焦在一個(gè)草原上,帶你重新理解生命。
我們都知道,萬事萬物的運(yùn)行發(fā)展都要遵循一定的法則。比如,物體的運(yùn)動(dòng)要受到物理法則的制約,化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行要受到化學(xué)法則的制約,我們身處社會(huì)之中的一言一行,也要受到各種社會(huì)法則的制約??梢哉f,世間處處有法則,那在生物學(xué)領(lǐng)域里是不是也是如此,有一套通行的法則呢?
有,而且正是這本書的書名和討論的主題,也就是“生命的法則”。一聽到“生命的法則”這個(gè)詞,你可能覺得有點(diǎn)兒玄學(xué)的意味在里面,畢竟“生命”這個(gè)詞的名頭實(shí)在是太大了。
確實(shí),要想提煉出生命的法則很難。為什么這么說?因?yàn)樯銐驈?fù)雜,物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn),科學(xué)家們可以在實(shí)驗(yàn)室里就能設(shè)計(jì),通過控制某個(gè)變量來驗(yàn)證某種假說,原因和結(jié)果很容易建立起聯(lián)系。但生命現(xiàn)象要復(fù)雜的多,就算是一個(gè)小小的細(xì)胞,里面的分子種類和數(shù)量就是天文數(shù)字,想通過實(shí)驗(yàn)和觀察總結(jié)出來生命的法則難于上青天啊。
但這本書告訴我們。生命的法則也可以很簡單,其實(shí)就是一個(gè)關(guān)鍵詞——“穩(wěn)態(tài)”,穩(wěn)定的穩(wěn),態(tài)度的態(tài),所有的生命活動(dòng)都要建立在穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)之上。了解這一點(diǎn)很重要,我們可以通過對穩(wěn)態(tài)這個(gè)概念的理解,來改善自己的生活,改造我們的世界。
這本書的作者肖恩·卡羅爾,當(dāng)今生物學(xué)界的頂級大家,他是美國國家科學(xué)院和藝術(shù)與科學(xué)院的院士,威斯康星大學(xué)分子生物學(xué)和遺傳學(xué)教授,同時(shí)也是世界上最著名的自然科普作家之一,是為我們介紹生命法則的不二人選。在這本書里,卡羅爾把對生命法則的認(rèn)識(shí),上升到了整個(gè)生物學(xué)界的高度。
為什么卡羅爾能做到這一點(diǎn)?其實(shí)他的主要研究領(lǐng)域是分子生物學(xué)和遺傳學(xué),比較偏微觀,但他一次在非洲大草原的經(jīng)歷,讓他產(chǎn)生了對不同層級生命系統(tǒng)更深刻的認(rèn)識(shí)。他發(fā)現(xiàn),其實(shí)微觀和宏觀生命系統(tǒng)之間的區(qū)別只是表面上的,它們的本質(zhì)規(guī)律是相同的,所以才寫下了這本書,同時(shí)總結(jié)出了適用于地球上任何生態(tài)系統(tǒng)的法則——“塞倫蓋蒂法則”,這個(gè)名詞你可能沒聽過,別急,先記住它,待會(huì)我會(huì)為你解釋。接下來,我就通過兩個(gè)問題,來為你講解這本書的內(nèi)容:
第一,什么是生命的法則?
第二,什么是塞倫蓋蒂法則,它有什么意義?
第一部分
我們先來看第一個(gè)問題,什么是生命的法則?
生命系統(tǒng)分為不同等級,最低等級的生命系統(tǒng)是細(xì)胞,越往上就越復(fù)雜,依次是組織、器官、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈。不同等級的生命系統(tǒng)給我們的印象往往完全不同,比如乍一看,非洲大草原上成群的斑馬和我們?nèi)祟愺w內(nèi)的細(xì)胞沒有任何關(guān)系。但作者認(rèn)為,世間所有生命系統(tǒng)不論體型大小,都受到一條相同法則的制約,也就是“生命的法則”,具體說就是:所有這些生命系統(tǒng),都有這么一種趨勢,那就是讓自己的內(nèi)部環(huán)境保持穩(wěn)定,不要變得太極端。我們可以這么理解,一個(gè)內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定的生命系統(tǒng)就是健康的生命系統(tǒng),如果穩(wěn)定被破壞,那這個(gè)生命系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)各種各樣的毛病,甚至走向崩潰。
這里的關(guān)鍵詞是“穩(wěn)定”或者說“穩(wěn)態(tài)”。什么意思呢,給你舉個(gè)例子。比如正常狀態(tài)下,人血液的酸堿度是恒定的,ph值穩(wěn)定在7.4左右,這個(gè)7.4的ph值就是穩(wěn)態(tài)。如果降低到6.95,人就會(huì)昏迷甚至死亡,如果上升到7.7,人就會(huì)抽搐和癲癇。我們平時(shí)健健康康的,既不昏迷也不抽搐,就是因?yàn)槿梭w依靠著神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行的各種反應(yīng),在想方設(shè)法地維持血液穩(wěn)定的ph值。再比如,我們體內(nèi)生活著很多大腸桿菌,這種細(xì)菌很小,一千萬億個(gè)加起來才重一公斤,它通過分裂來增殖,平均二十分鐘分裂一次,你可能很難想象,如果真的放任一個(gè)大腸桿菌自由地分裂增殖,不考慮死亡的話,只需要兩天時(shí)間,它的后代的總重量就會(huì)超過地球。不過顯然,我們今天沒有生活在一個(gè)大腸桿菌星球上,這是因?yàn)樽匀画h(huán)境在維持著穩(wěn)態(tài),不會(huì)讓任何一種生物的數(shù)量太多或太少。大腸桿菌會(huì)受到這種穩(wěn)態(tài)趨勢的限制,大象和鯨魚也是如此。
你看,各個(gè)層次的生命系統(tǒng),不管是生物體體內(nèi)的微觀層面,生物個(gè)體的中觀層面還是地球生態(tài)這種宏觀層面,它們的運(yùn)轉(zhuǎn)都要遵循生命的法則,離不開穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)。這本書的一個(gè)特點(diǎn)就在于,它沒有把眼光只放在某一個(gè)特定層面的生命系統(tǒng)上,而是總結(jié)出了一條適用于各個(gè)層面生態(tài)系統(tǒng)的法則,找到了它們共同的邏輯,這樣就能讓我們對生物學(xué)整個(gè)學(xué)科,有一個(gè)更全面的把握。
如果我們把眼光放得更廣闊一些,會(huì)發(fā)現(xiàn)更深一層的普適規(guī)律。其實(shí)自然界中這種維持不多不少、不高不低穩(wěn)態(tài)的趨勢,和社會(huì)科學(xué)中的很多哲學(xué)思辨非常相似。比如道家經(jīng)典《道德經(jīng)》里所說的:“天之道,損有余而補(bǔ)不足”,說的意思就是,自然界的規(guī)律就是去除掉多余的,彌補(bǔ)不足的,這不就是對自然界穩(wěn)態(tài)規(guī)律的另一種描述嘛。你看,如果我們抽象掉事物的表面現(xiàn)象,往往能發(fā)現(xiàn)不同事物背后的邏輯規(guī)律驚人地一致,不管是自然的還是人文的。從這個(gè)角度來思考,生物學(xué)領(lǐng)域里不同層次的生命系統(tǒng)都受到相同生命法則的制約,實(shí)在是一件再正常不過的事兒了。
話說回來,生命法則的核心是穩(wěn)態(tài),那生命系統(tǒng)平時(shí)是怎么來維持穩(wěn)態(tài)的呢?作者把維持穩(wěn)態(tài)的機(jī)制總結(jié)成了四種調(diào)節(jié)方式,分別是正向調(diào)節(jié)、負(fù)向調(diào)節(jié)、雙重負(fù)向調(diào)節(jié)和負(fù)反饋調(diào)節(jié),咱來一個(gè)一個(gè)說。
正向調(diào)節(jié)說的是一個(gè)參數(shù)A發(fā)生變化,會(huì)讓另一個(gè)參數(shù)B發(fā)生相同方向的變化。怎么理解呢,打個(gè)比方,就好比草原上草的數(shù)量多了,就會(huì)促使羊的數(shù)量變多,在這里草對羊就是正向調(diào)節(jié)。負(fù)向調(diào)節(jié)就好理解了,就是調(diào)節(jié)的方向反過來,比如狼的數(shù)量多了會(huì)導(dǎo)致羊的數(shù)量減少。
雙重負(fù)向調(diào)節(jié)說的是參數(shù)A負(fù)向調(diào)節(jié)B,B又負(fù)向調(diào)節(jié)C,就好比狼的數(shù)量多了,羊就減少,羊少了就會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)讓草變多,狼對草就是雙重負(fù)向調(diào)節(jié)。
最后一種調(diào)節(jié)方式是負(fù)反饋調(diào)節(jié),A正向調(diào)節(jié)B,B太多之后會(huì)反過來抑制A,這也好理解,就像草原上草讓羊的數(shù)量變多,但羊要是變得太多了,就會(huì)反過來把草吃光,羊?qū)Σ菥褪秦?fù)反饋調(diào)節(jié)。
聽起來可能有點(diǎn)繞啊,但其實(shí)這里主要想跟你說明的是,這四種調(diào)節(jié)方式,時(shí)時(shí)刻刻地維持著所有生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài),不光是羊和草,小到人體內(nèi)的各種細(xì)胞和分子,大到地球生物圈,也都是通過這四種調(diào)節(jié)方式來維持穩(wěn)態(tài)的。在大多數(shù)情況下,這種穩(wěn)態(tài)維持機(jī)制可以運(yùn)轉(zhuǎn)良好,但如果遇到特殊情況、穩(wěn)態(tài)被破壞,那就會(huì)出現(xiàn)各種問題。比如人體的穩(wěn)態(tài)要是被破壞了,人就可能生病甚至死亡。那該怎么辦呢,解決方案也特別簡單——恢復(fù)穩(wěn)態(tài)就行。
其實(shí)很早就有人認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn),而且把這種認(rèn)識(shí)應(yīng)用到了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,也因此挽救了無數(shù)人的生命。比如美國生理學(xué)家沃爾特·坎農(nóng),他在一戰(zhàn)戰(zhàn)場上救治傷員時(shí)發(fā)現(xiàn),休克病人血液中的碳酸根離子濃度比正常人低,這就表明病人的血液比理論值偏酸性,而且血液越是偏酸性,血壓就會(huì)越低,休克癥狀就越嚴(yán)重。在坎農(nóng)以前,人們沒法治療嚴(yán)重休克,病人的血壓一旦降低到五六十毫米汞柱,那基本上就沒得救了。但坎農(nóng)發(fā)現(xiàn)了一種有效方法,非常簡單,休克病人血液里碳酸根濃度既然偏低,那就給病人直接注射碳酸鈉,碳酸鈉呈堿性,能提高血液的ph值,坎農(nóng)通過這種方法,強(qiáng)行恢復(fù)病人體內(nèi)的正常穩(wěn)態(tài),效果出奇得好。之后沒多久,這種處理方法就成了醫(yī)學(xué)界的標(biāo)準(zhǔn),挽救了無數(shù)休克病人的生命。而這,只是運(yùn)用穩(wěn)態(tài)思想治療人類疾病的一個(gè)小例子而已。
好,我們來總結(jié)一下這部分內(nèi)容。生命法則的核心概念是“穩(wěn)態(tài)”,它適用于各層次的生命系統(tǒng),它告訴我們,所有生命系統(tǒng)都會(huì)通過四種調(diào)節(jié)方式,讓其內(nèi)部環(huán)境保持穩(wěn)定。疾病來源于穩(wěn)態(tài)被破壞,所以最根本的治療原則就是恢復(fù)被破壞了的穩(wěn)態(tài)。人們對人體穩(wěn)態(tài)的深刻理解,極大地促進(jìn)了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展。
可以說,在微觀層面上,人們用生命的法則作為指導(dǎo),解決了一個(gè)又一個(gè)難題。但另一方面,人們在宏觀層面上,常常忽視生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)對自身的重要性。作者提示我們,應(yīng)該跳出自己的狹小世界,全面了解更廣闊天地中的宏觀法則。
好,以上就是第一部分,我們討論了什么是生命的法則。如果打個(gè)比方,生命的法則就像憲法,是規(guī)定所有生命活動(dòng)的根本大法,但在這個(gè)根本大法之下,還有很多更加具體的法則,可以用來更精確地描述特定層面的生命現(xiàn)象。
第二部分
目前,人們對生命法則的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用主要集中在微觀層面,尤其是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,宏觀層面的研究和應(yīng)用要少得多。為了彌補(bǔ)這一空白,作者總結(jié)出了一系列解釋宏觀生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的法則——塞倫蓋蒂法則,這也是本書最具原創(chuàng)性的部分。那么接下來,我就為你回答本期音頻提出的第二個(gè)問題,什么是塞倫蓋蒂法則,它有什么意義?
其實(shí)塞倫蓋蒂這個(gè)名字,來自于非洲坦桑尼亞和肯尼亞交界處的塞倫蓋蒂大草原。本書作者卡羅爾本來是一名分子生物學(xué)家,但一次在塞倫蓋蒂大草原的旅游經(jīng)歷震撼了他,給了他發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的靈感,而這本書也正是這個(gè)靈感的最終產(chǎn)物。為了紀(jì)念這一點(diǎn),卡羅爾把這一系列的六條法則,命名為塞倫蓋蒂法則。
當(dāng)然,這不是說它只適用于塞倫蓋蒂草原,實(shí)際上,它適用于全球任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),一共有六條,分別是關(guān)鍵物種法則、影響力法則、競爭法則、體量法則、密度法則和遷徙法則。
我們先來說前兩條,關(guān)鍵物種法則和影響力法則。關(guān)鍵物種法則說的是:眾生并不平等,“關(guān)鍵物種”的影響更大,某些物種對生物群落的穩(wěn)定性和多樣性具有重大影響。影響力法則說的是:關(guān)鍵物種通過多米諾效應(yīng),就像多米諾骨牌一樣,會(huì)一層一層地對食物鏈中更低營養(yǎng)層級的物種,產(chǎn)生重大的間接影響。
為了幫你理解這兩條法則的實(shí)際含義,我們來一起思考一個(gè)問題:一種生物的數(shù)量到底是由誰來決定的?原來的生態(tài)學(xué)家們一直認(rèn)為,一種生物的數(shù)量,一般是由食物鏈中更低層級的生物決定的。在這里,食物鏈層級的高低取決于捕食關(guān)系,捕食者是高層級,被捕食者就要低一級,比如狼就是高層級,羊就是低層級。低層級生物的數(shù)量可以決定高層級生物的數(shù)量,這種觀點(diǎn)特別符合我們的直覺,就像有多少羊就能養(yǎng)活多少狼一樣。但仔細(xì)一想,好像也不是那回事兒,比如草原上的狼一般不會(huì)把所有的羊都吃完,羊沒有被吃完,狼的數(shù)量就被穩(wěn)定住了。這就表明,在這里高層級生物的數(shù)量不是由低層級生物決定的。
那到底是什么因素決定的呢?美國生物學(xué)家羅伯特·潘恩曾經(jīng)做過一個(gè)實(shí)驗(yàn),他找了海邊一塊沒有人類活動(dòng)痕跡的礁石。這塊礁石上有個(gè)微型生態(tài)系統(tǒng),上面有海星、蝸牛、蚌類、藤壺和海藻等海洋生物,其中海星和蝸牛是這片礁石上的捕食者,藤壺、蚌類等生物都是它的美食,而蚌類和藤壺又以海藻為食。
潘恩的研究方法是移除觀察法,很簡單,就是把礁石上的海星撬起來扔到海里,移除這種捕食者,看看接下來會(huì)發(fā)生什么。實(shí)驗(yàn)結(jié)果出人意料,在移除捕食者后不到一年的時(shí)間里,被捕食者們并沒有過地更好,反而大量消失,這片礁石上的種群豐度從15種降到了8種;實(shí)驗(yàn)進(jìn)行5年之后,礁石上的所有空間都被蚌類占據(jù),其他生物全部消失。也就是說,原來在這片礁石上,海星不是大多數(shù)生物的壓迫者,反而是拯救者,它通過控制蚌類的數(shù)量,維持了整個(gè)系統(tǒng)的平衡。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了,捕食者在食物網(wǎng)中可以自上而下地調(diào)節(jié)其他物種的數(shù)量。值得注意的是,蝸牛也是捕食者,但蝸牛的存在不能抑制蚌類的擴(kuò)張,只有海星才能。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)引出了塞倫蓋蒂法則中的關(guān)鍵物種法則,即:眾生并不平等,“關(guān)鍵物種”的影響更大,某些物種對其生物群落的穩(wěn)定性和多樣性具有重大影響。在潘恩的實(shí)驗(yàn)里,海星是維持群落穩(wěn)定的關(guān)鍵物種,蝸牛就不是,海星通過捕食蚌類,維持了礁石上物種的多樣性。
同樣,這個(gè)實(shí)驗(yàn)還能引出影響力法則,即:關(guān)鍵物種通過多米諾效應(yīng),對食物鏈中低營養(yǎng)層級的物種產(chǎn)生重大間接影響。在礁石上,原本生活著好幾種海藻,存在著海星捕食蚌類,蚌類捕食海藻的食物鏈。但移除海星之后,蚌類過度繁衍,海藻就被蚌類吃光了。在這里,關(guān)鍵物種海星雖然和海藻沒有直接的捕食關(guān)系,但就像一片多米諾骨牌可以影響到后面所有的牌一樣,海星通過多米諾效應(yīng),間接地影響了食物鏈中更低一層的海藻的數(shù)量,這種影響雖然是間接的,但也很重要。
接下來,我再用一個(gè)例子,來為你介紹其余四條塞倫蓋蒂法則:競爭法則、體量法則、密度法則和遷徙法則。
幾個(gè)規(guī)則的具體定義,我們先按下不表,讓我們把目光放到塞倫蓋蒂大草原上。
這片草原面積達(dá)到了2.6萬平方公里,是世界上僅有的幾個(gè)能養(yǎng)育大量大型動(dòng)物的樂土。今天的塞倫蓋蒂草原上,仍然生活著我們熟悉的長頸鹿、獅子、水牛和角馬等動(dòng)物,其中角馬值得說一下,它的名字里雖然有馬,但其實(shí)不是馬,它的另一個(gè)名字叫做牛羚,實(shí)際上它是牛的親戚。我們就從角馬和水牛開始說起。
科學(xué)家們一直密切關(guān)注著塞倫蓋蒂草原的生物數(shù)量,在歷史統(tǒng)計(jì)的過程中他們發(fā)現(xiàn),從1961年開始,隨著牛瘟病毒的逐漸消失,角馬和水牛的死亡率大幅下降,隨之而來的,是它們數(shù)量的突然暴增。水牛在1961年只有1.6萬頭,4年后就增長到了3.7萬頭,11年后則超過了5.8萬頭;角馬的增長更明顯,從1961年的20多萬頭,增長到12年后的77萬頭,到了16年后達(dá)到了140萬頭。角馬和水牛數(shù)量的迅速增長,也影響到了其他很多種生物。
你看,它們吃草,所以塞倫蓋蒂草原的草量大幅減少,原來的草可以長到50-70厘米,之后就只能長到10厘米了,更矮的草讓陽光和養(yǎng)分能惠及其他種類的草本植物,這些植物催生了更多種類的蝴蝶群落;同時(shí),以草為生的螞蚱數(shù)量銳減,種類從40多種降到了10多種;湯氏瞪羚和角馬的食性相似,所以在競爭之下數(shù)量也大幅降低,從1973年的60萬只降到了1977年的30多萬只。
好,這里要引出我們提到的競爭法則,競爭法則說的是什么呢?在對共同資源的競爭過程中,有優(yōu)勢的物種會(huì)導(dǎo)致其他一些物種的種群數(shù)量減少。在這個(gè)案例里面,角馬就是優(yōu)勢物種,它的種群數(shù)量多了,就帶來了更大的競爭壓力,最終導(dǎo)致小到螞蚱、大到湯氏瞪羚很多物種數(shù)量的減少。
這時(shí)候有的朋友可能會(huì)問了,角馬和水牛的數(shù)量增加的這么快,那到底有沒有個(gè)頭???再說遠(yuǎn)點(diǎn),同樣生活在塞倫蓋蒂草原上的其他動(dòng)物,比如斑馬、河馬、大象的數(shù)量都受哪些因素的影響呢?這個(gè)問題的答案,其實(shí)就在體量法則和密度法則中。
我們都知道,大草原上最頂級的食肉動(dòng)物就是獅子,不過面對重達(dá)好幾噸的河馬、犀牛和大象,就算是獅群也不敢輕舉妄動(dòng)。研究者們發(fā)現(xiàn),在草原上成年動(dòng)物的體量和它被捕食的概率之間有著強(qiáng)烈的相關(guān)性,其中150公斤是一條明顯的分界線。體重小于150公斤的物種,數(shù)量基本被捕食者控制,而150公斤以上的大型動(dòng)物就很少受捕食者的影響。比如像體重18公斤的侏羚和120公斤的轉(zhuǎn)角牛羚,大多都命喪捕食者之口。但對于大型動(dòng)物來說,比如水牛,它們就很難被食肉動(dòng)物捕食。至于長頸鹿、犀牛、河馬和大象這些巨型動(dòng)物,成年后被捕食的概率基本為0。
在這里,體量法則能解釋這種現(xiàn)象:動(dòng)物的個(gè)頭大小決定了它們的種群數(shù)量在食物網(wǎng)中被調(diào)節(jié)的機(jī)制,小型動(dòng)物受捕食者自上而下的調(diào)節(jié),大型動(dòng)物受食物供應(yīng)自下而上的調(diào)節(jié)。也就是說,小型動(dòng)物的數(shù)量取決于捕食者的數(shù)量,而大型動(dòng)物的數(shù)量則取決于食物的數(shù)量。
體量法則說的是某個(gè)物種受到其他物種的影響情況,同時(shí),一個(gè)物種自身的密度也會(huì)對自身的數(shù)量產(chǎn)生影響。比如像角馬這種數(shù)量特別龐大的生物,就會(huì)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。研究者們通過分析角馬的種群密度和增長率之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn),種群密度小的時(shí)候,增長率比較高,反之當(dāng)種群密度大的時(shí)候,增長率會(huì)變低,最終導(dǎo)致負(fù)增長率。里面的原因很多,比如群眾競爭變得更激烈,傳染病更頻發(fā)等等。也就是說,種群數(shù)量的增長率會(huì)受到自身種群密度的制約。這實(shí)際上就是密度法則,即:一些動(dòng)物的種群數(shù)量,是通過密度制約因素來調(diào)節(jié)的,這些因素有穩(wěn)定種群規(guī)模的傾向。
我們剛才說了角馬和水牛的增長數(shù)據(jù),其中提到在快速增長之后,角馬達(dá)到了77萬頭,而水牛只有大約6萬頭,二者的數(shù)量相差了十幾倍。那這里面有什么特殊原因嗎?答案其實(shí)很簡單,一個(gè)原因是水牛的體積更大,但更重要的原因是,水牛沒有角馬的那種遷徙行為。遷徙本質(zhì)上是逐水草而居,可以解決食物短缺的問題,而且因?yàn)椴妒痴咭赣揍?,往往無法遷徙,所以遷徙還可以給角馬帶來安全保障。這就是最后一條塞倫蓋蒂法則——遷徙法則,即:遷徙行為會(huì)通過增加食物的可獲得性,以及減少被捕食的概率等方式,來增加物種數(shù)量。
好,作者總結(jié)的六條塞倫蓋蒂法則咱們就說完了。塞倫蓋蒂法則沒有地域局限性,在所有地方、所有生態(tài)系統(tǒng)中都適用。很多現(xiàn)象都能通過塞倫蓋蒂法則得到解釋,比如1976年,印尼發(fā)生了一次嚴(yán)重的蟲災(zāi),始作俑者是一種叫做褐飛虱的小昆蟲,當(dāng)年褐飛虱瘋狂繁衍,總共破壞了超過40萬公頃的良田,重災(zāi)區(qū)每株水稻上的褐飛虱數(shù)量平均超過500只。那到底是什么原因?qū)е铝诉@次蟲災(zāi)呢?有了害蟲,人們的一般思維是用殺蟲劑,但作者說,殺蟲劑反而是蟲災(zāi)爆發(fā)的罪魁禍?zhǔn)住R驗(yàn)樾±ハx很容易進(jìn)化出耐藥性,而它們的天敵卻會(huì)因捕食有毒的昆蟲而死去。塞倫蓋蒂的體量法則指出,小型動(dòng)物的數(shù)量受捕食者自上而下的調(diào)節(jié)。所以控制褐飛虱數(shù)量的因素不是別的,是它們天敵的數(shù)量,而一旦它們的天敵滅亡,褐飛虱的數(shù)量就會(huì)失控。
如果我們把塞倫蓋蒂法則的基本原理,和微觀層面的現(xiàn)象相聯(lián)系,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們在邏輯上其實(shí)也是一致的。你看,褐飛虱數(shù)量的瘋狂增長,其實(shí)就像是生態(tài)系統(tǒng)中的“癌癥”,和人體內(nèi)的癌癥邏輯幾乎一模一樣,癌癥的原因是人體內(nèi)細(xì)胞的增殖失去控制,自然界的癌癥則是生物的增殖失去控制。
不過,凡事都有兩面性。自然界中潛在的“癌癥因子”有時(shí)會(huì)導(dǎo)致生態(tài)災(zāi)難,而有時(shí)則是生命的希望。比如在受到人類的保護(hù)之后,19世紀(jì)末僅剩下20頭的北美北象海豹,如今數(shù)量已超過20萬頭;西澳大利亞座頭鯨在50年的時(shí)間里,從不到300頭恢復(fù)到了2.6萬多頭。位于莫桑比克的戈龍戈薩國家公園,因盜獵和內(nèi)戰(zhàn),其中幾種大型哺乳動(dòng)物的總數(shù),在2000年只剩下不到1000頭,而在人們科學(xué)規(guī)劃和努力恢復(fù)下,2014年則超過了4萬頭。這些希望的數(shù)字告訴我們,大自然恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的決心有多強(qiáng)、能力有多大。
要想恢復(fù)自然界生態(tài)系統(tǒng)的健康,很多時(shí)候其實(shí)只需要人們做好一個(gè)開頭,剩下的事情大自然會(huì)為我們完成,這也正是生命法則在宏觀生態(tài)系統(tǒng)層面給我們的啟示。
總結(jié)
好,本期音頻我們回答了兩個(gè)問題。
第一個(gè)問題是:什么是生命的法則?
在作者眼里,就是生命系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)手段,來使自身內(nèi)部環(huán)境保持穩(wěn)態(tài)的規(guī)律,在這里,穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)正常運(yùn)行的核心。而對穩(wěn)態(tài)的理解,其實(shí)也早已滲透到我們?yōu)槿颂幨赖恼軐W(xué)之中,從這個(gè)角度來看,不同學(xué)科之間也是底層相通的。人們通過對穩(wěn)態(tài)的理解,極大地發(fā)展了醫(yī)學(xué)技術(shù),挽救了無數(shù)人的生命,但人類對宏觀層面穩(wěn)態(tài)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用要少得多。
第二個(gè)問題:什么是塞倫蓋蒂法則,它有什么意義?
塞倫蓋蒂法則是作者總結(jié)出的,可以解釋任一特定區(qū)域生物數(shù)量的普遍法則,它研究生物之間的相互作用。具體有六條:關(guān)鍵物種法則、影響力法則、競爭法則、體量法則、密度法則和遷徙法則。這些法則不僅能解釋宏觀層面的生態(tài)現(xiàn)象,也能相應(yīng)地對應(yīng)微觀層面的現(xiàn)象。塞倫蓋蒂法則因一片草原而得名,但它非常深刻,可以應(yīng)用到各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之中,因?yàn)椴煌到y(tǒng)背后的邏輯,本質(zhì)上都是一樣的。
得到課程《吳伯凡·認(rèn)知方法論》的主理人吳伯凡老師,也曾經(jīng)大力推薦過這本《生命的法則》。吳伯凡認(rèn)為,這本書的書名其實(shí)也可以譯成“天道”,因?yàn)檫@本書其實(shí)就是從自然科學(xué)的角度,來解釋大自然背后一以貫之的“天道”?!疤斓馈?,對應(yīng)的其實(shí)就是《道德經(jīng)》里的那句“天之道,損有余而補(bǔ)不足”。萬事萬物都遵循“天道”,表現(xiàn)在生物學(xué)領(lǐng)域就是“生命的法則”,表現(xiàn)在其他領(lǐng)域也有很多體現(xiàn)。比如巴菲特曾說過,他的投資秘訣就是“別人貪婪時(shí)我恐懼,別人恐懼時(shí)我貪婪”。這其實(shí)體現(xiàn)的也是一種“天道”的智慧:別人貪婪往往是因?yàn)槭袌鲆黄蠛?,而一切事物到達(dá)頂峰之后必然會(huì)下降,這叫“損有余”,所以要在別人貪婪時(shí)感到恐懼;別人恐懼往往是因?yàn)槭袌鍪挆l,可是自然規(guī)律是“補(bǔ)不足”,所以恐懼的背后就是商機(jī),聰明人要學(xué)會(huì)在這時(shí)候貪婪。所以你看,不管是生命的法則還是經(jīng)商的智慧,背后的邏輯都是如此的相似??芍^世間大道,殊途同歸。