李忠東
屎殼郎是蜣螂的俗稱,世界上有2萬多種,分布在南極洲以外的任意一塊大陸。熱帶生態(tài)學(xué)家、國際自然保護(hù)組織官員特龍·拉森評價道:“屎殼郎在清理人畜糞便、保持農(nóng)田肥沃、消滅有害昆蟲和寄生蟲以及減少溫室氣體排放等方面發(fā)揮作用,是生態(tài)系統(tǒng)的重要一員?!?/p>
屎殼郎渾身上下裝飾著色彩斑斕的花紋,長著與天敵對抗的長角。英國和澳大利亞科學(xué)家已經(jīng)證實,屎殼郎的力氣在昆蟲王國中數(shù)一數(shù)二。力氣最大的一種雄性屎殼郎可以拖動相當(dāng)于其體重1141倍的物體,就好比一個體重70千克的人拖動近80噸的重物。
古埃及人崇拜圣甲蟲,認(rèn)為圣甲蟲是太陽神凱布里的化身,具有幫助人完成生死交替的作用。
在留存下來的古埃及神廟建筑、珠寶首飾和手稿文字中,對圣甲蟲的展現(xiàn)和描述隨處可見。古希臘作家普魯塔克這樣寫道:“古埃及人相信,每天早晨,圣甲蟲讓太陽再生,滾動到地平線之上;傍晚,圣甲蟲則把太陽運送到另一個世界,但次日又會讓太陽再生?!边@種備受敬仰的圣甲蟲,其實就是我們今天說的屎殼郎。
屎殼郎對生態(tài)系統(tǒng)的作用和蜜蜂一樣重要,只是因為其總是和糞便關(guān)聯(lián)在一起,致使人類對它們的親近感不如蜜蜂。其實,成千上萬種屎殼郎中,只有一小部分以糞便為食。一個美國野外考察小組發(fā)現(xiàn),一些生活在秘魯雨林中的屎殼郎會蠶食體長是自身13倍的千足蟲。它們先用頭部的鋸齒將千足蟲的身體切成兩段,隨后進(jìn)一步肢解尸體分而食之。
排泄是生物新陳代謝的一部分,如果自然界沒有專門負(fù)責(zé)清理糞便的環(huán)節(jié),這個世界很快便會被惡臭的糞便堆滿,而屎殼郎正是這一重要環(huán)節(jié)的標(biāo)兵。每到非洲雨季旱季的交替時節(jié),不論是遼闊的馬賽馬拉大草原和廣袤的北非合歡樹林,還是植被茂盛的尼日爾河和川流不息的尼羅河谷,都可以看見無數(shù)屎殼郎忙著覓食。
一旦發(fā)現(xiàn)糞便,屎殼郎便如獲至寶,經(jīng)過挖洞、埋藏和粉碎等過程進(jìn)行快速清理。它們常將糞便制成球狀,滾動到可靠的地方藏起來,然后再慢慢吃掉,在24小時內(nèi)食用的量超過本身的體重。一只屎殼郎可以滾動比身體大得多的糞球,有的甚至大如蘋果。處于繁殖期的雌屎殼郎則會將糞球做成梨的形狀并在其中產(chǎn)卵。孵出的幼蟲以現(xiàn)成的糞球為食,直到發(fā)育為成年屎殼郎,才會破糞而出。它們就是這樣
屎殼郎及時清理糞便,讓蚊蠅和寄生蟲找不到立足之地,間接地降低了疾病的傳播,為人類和牲畜的衛(wèi)生與健康做出貢獻(xiàn)。與此同時,草不會因為糞便的堆積而枯萎死掉,被屎殼郎分解后的糞便能轉(zhuǎn)變成綠色植物生長所需的養(yǎng)料、改善土壤結(jié)構(gòu)。據(jù)美國生物科學(xué)研究所的報告,一只屎殼郎一年內(nèi)可以處理約0.5噸的糞便,所有屎殼郎每年能為美國養(yǎng)牛業(yè)節(jié)省3.8億美元的糞便清理費用。南非有大約1500萬頭牛,每天大約會產(chǎn)生30萬噸糞便。這里的屎殼郎種類超過800種,如果不是它們的辛勤工作,這么多年牛糞應(yīng)該早就堆到人們的膝蓋甚至肩膀的位置了。
瑞典昆蟲生態(tài)學(xué)家托馬斯·羅斯林和同事們的研究地區(qū)主要集中在北歐的芬蘭,一代接著一代,不斷地清理著自然界的廢棄物。
“屎殼郎用鏟子形狀的頭部和強有力的足把糞便滾成一個球,然后推動前進(jìn)?!庇茖W(xué)家巴利奧尼·桑德斯指出,“迄今為止,屎殼郎的價值還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被充分認(rèn)識到。它們實在太不起眼了,因此往往被人們忽略了。”這里生活的屎殼郎外觀遠(yuǎn)不如非洲大草原上的高調(diào),但同樣在默默無聞地做著貢獻(xiàn),幫助減少溫室氣體的排放。他們發(fā)現(xiàn),屎殼郎在牛糞上到處鉆孔,這會讓氧氣更容易滲入里面,從而調(diào)節(jié)其中微生物生態(tài)的平衡。產(chǎn)生甲烷的微生物一般都是厭氧菌,氧氣的進(jìn)入將極大抑制這些微生物產(chǎn)生甲烷的活動。
“屎殼郎的處理能夠讓一堆牛糞釋放的甲烷氣體數(shù)量下降40%以上?!绷_斯林表示,“屎殼郎并不僅僅是電視節(jié)目里那些推糞球的小甲蟲,而是滾動世界的小東西?!?/p>
科學(xué)家一直在努力嘗試,讓屎殼郎發(fā)揮更大的生態(tài)作用,其中最著名的案例要數(shù)在20世紀(jì)60年代的澳大利亞。當(dāng)時,澳洲養(yǎng)牛業(yè)發(fā)展迅速,獲得巨大的成功。正當(dāng)農(nóng)場主為之欣喜不已的時候,意想不到的事情發(fā)生了。茫茫草原慢慢被大量牛糞覆蓋,大片牧草枯黃死亡。嚴(yán)重惡化的草原生態(tài)環(huán)境不但使牲畜業(yè)遭受重創(chuàng),而且牛糞滋生出的蚊蠅泛濫成災(zāi)。澳大利亞雖然有本地的屎殼郎種類,但是它們只食用袋鼠排出的小粒硬干糞,而不喜歡牛群排出的黏稠糞,于是澳大利亞陷入了空前絕望的“牛糞之災(zāi)”。面對嚴(yán)峻的局面,澳大利亞實施了“澳洲屎殼郎項目”。1965年至1985年,科學(xué)家從世界各地先后引進(jìn)23個品種的屎殼郎,其中包括中國的屎殼郎,為清除動物糞便起到了巨大的作用。
有人發(fā)現(xiàn),屎殼郎基本是沿著直線滾動糞球的,并且能避開爭奪食物的甲蟲,科學(xué)家對此頗感興趣。瑞典隆德大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),原來屎殼郎會抬頭看天象,從中獲得線索以確認(rèn)方向。對它們而言,天空中不同方位起伏變幻的光線猶如引路的“指南針”。
白天,屎殼郎導(dǎo)航首選是太陽,而夜
農(nóng)場堆積如山的牛糞被迅速消滅,草原再次恢復(fù)了勃勃生機,有害的叢林飛蠅也下降了90%以上。屎殼郎在澳大利亞的功績,讓它們名揚天下。
鄰近的新西蘭也深受牛糞困擾之苦,本地雖有屎殼郎,但一般生活在森林中。它們以鳥類的糞便為食,對牛糞無能為力,為此該國也引進(jìn)外來屎殼郎處理牛糞?!坝嘘P(guān)數(shù)據(jù)表明,新西蘭僅僅母牛糞每年散發(fā)的一氧化二氮氣體就占14%?!表椖控?fù)責(zé)人安德魯·巴伯指出,“引進(jìn)屎殼郎處理牛糞,每年可以節(jié)約數(shù)百萬資金,降低溫室效應(yīng),對改善環(huán)境和土壤也有好處?!蓖?,它們則將月亮和銀河帶作為自己的向?qū)?。其中月亮的偏振光來源于月球?qū)μ柟獾姆瓷?,會在天空中產(chǎn)生羅盤般的圖案。雖然人類無法看到,但對于自帶“偏振片”的屎殼郎就沒有問題。與其他的導(dǎo)航天體不同,銀河帶具有獨特的盤狀對稱結(jié)構(gòu),尤其當(dāng)它位于至高點時,南北對稱,很難分辨,然而屎殼郎似乎很少犯錯。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),屎殼郎通過快照記憶天體位置進(jìn)行導(dǎo)航,并在大腦中存儲和使用這些圖像記憶。
螞蟻和蜜蜂也具有快照記憶能力,可圍繞著巢穴轉(zhuǎn),很可能在旋轉(zhuǎn)身體時采集方位信息,識別地球周圍環(huán)境。與其他動物和昆蟲使用天體位置進(jìn)行導(dǎo)航不同,屎殼郎是唯一對不同天體進(jìn)行信息采集的動物。在開始滾動糞球時,屎殼郎能夠通過匹配大腦存儲記憶和當(dāng)前環(huán)境,成功地沿著直線行進(jìn)。
為了揭開謎底,生物學(xué)家進(jìn)一步在實驗室環(huán)境下人工模擬銀河帶,研究屎殼郎群體利用銀河帶定位的可能機制。他們將LED發(fā)光管置于南北兩側(cè)不同的海拔高度,模擬橫跨南北的銀河帶,觀察屎殼郎的方向錯判率。實驗?zāi)M了完全無光、南北單側(cè)光照、南北非對稱光照以及南北無差別光照等多種情形,結(jié)果發(fā)現(xiàn)屎殼郎在南北單側(cè)光照的情況下對方向的誤判率最低,也就是說它們實際上是參考銀河帶兩翼的亮度差來區(qū)分南北。
由于眼睛太小分辨率不高,屎殼郎很難像其他物種一樣利用單顆恒星導(dǎo)航,但幸運的是它們充分利用各類天體線索,開發(fā)出一套錯綜復(fù)雜、效果明顯的導(dǎo)航模式。聰明的屎殼郎能夠根據(jù)自身所處的環(huán)境,在太陽、月亮偏振光以及銀河帶之間自由切換,甚至在月光寥寥的夜晚,根據(jù)銀河帶的南北亮度梯度依然保持自己的方向感。
看到這里,你是不是感慨,“我要是有屎殼郎的導(dǎo)航本領(lǐng)就好了”!不過,隨著城市化進(jìn)程,日益嚴(yán)重的光污染漸漸隱沒了銀河帶,這將大大地削弱屎殼郎的導(dǎo)航優(yōu)勢。它們未來能否演化出新的導(dǎo)航模式,將成為這一物種面臨的嚴(yán)峻考驗。