自然進(jìn)化的基因庫——稀樹草原
稀樹草原覆蓋了坦桑尼亞4/5的國土,養(yǎng)育了300多萬只野生哺乳動物,其數(shù)量超過撒哈拉沙漠以南所有國家野生動物的總和。放眼全世界,沒有哪個國家像坦桑尼亞一樣擁有如此規(guī)模的草原生態(tài)系統(tǒng),其奧妙何在?
2 000萬年~3 000萬年前,整個東非還被大片熱帶雨林覆蓋,終年潮濕炎熱。后來,地質(zhì)構(gòu)造逐漸發(fā)生了改變。在地幔上升流的作用下,東非從整個非洲大陸板塊中剝離,形成了一個巨大的陷落帶,這就是東非大裂谷的由來。大裂谷的東側(cè)逐漸抬升,造就了東非高原。氣候發(fā)生了改變,溫度降低,降雨變少,越來越干燥,大片雨林萎縮、死亡,變成茫茫草原。而大裂谷的西側(cè)并未受到地殼運(yùn)動的波及,今天剛果(金)、加蓬一帶依舊保存了世界第二大熱帶雨林。
一場大雨之后,稀樹草原變得生機(jī)勃勃
稀樹草原開創(chuàng)了一種不同于森林的生態(tài)體系。草,取代了樹木,成為這一體系的核心。在這一演變過程中,眾多生物被淘汰了,但也有一些動物適應(yīng)了新的環(huán)境存活下來。比如,本來生活在森林中、以樹葉為主食的反芻類動物,抓住了歷史的機(jī)遇,進(jìn)化出四個胃室,即生出了瘤胃。瘤胃比另外三個胃的體積都要大得多,能夠消化粗糙、堅韌的草本植物纖維。大約200萬年前,反芻類動物進(jìn)入繁榮期,擴(kuò)展到了整個稀樹草原。
各種掠食類動物接踵而至,之前它們是適應(yīng)叢林生活的中小型猛獸,全身斑點(diǎn)密布,尾巴粗短。開闊的草原使它們的體格更加強(qiáng)壯,更擅長奔跑,能夠捕殺體形更大的獵物。還有一種靈長類動物,已能直立行走。它們尾隨反芻類動物大遷徙,一邊采集植物果實(shí),一邊以倒斃的動物尸體為食。長途跋涉使它們的下肢逐漸強(qiáng)壯,腳趾也變成并排朝前的形狀。隨著上肢的解放,它們開始使用簡單的工具。它們被古人類學(xué)家稱為“能人”,是人類的直系祖先。
物種的進(jìn)化一刻也沒有停止,稀樹草原也在不斷變化,引起稀樹草原變化的最大因素是降雨。稀樹草原沒有四季之分,只有旱、雨季交替。旱季長達(dá)半年,視野所及一片枯黃,有些地方甚至退化為半沙漠。雨季來臨時,大雨傾盆,數(shù)日不停。短短幾天,原本毫無生氣的黃土地就呈現(xiàn)出一派綠草如茵的景象。每年的雨季從12月開始,至來年的5月結(jié)束,降雨量約為500毫米~1 500毫米。
金合歡屬的植物極其耐旱,哪怕最干旱的年份也能存活
在一些降雨特別多的年份,草地就變成了森林。但到了旱季,一場大火又將森林燒成了一片灰燼。每當(dāng)旱季尾聲,空氣極度干燥,在烈日的暴曬下,枯草發(fā)生自燃,蔓延成熊熊大火,有時蔓延數(shù)百公里?;鹂梢詺绯善臉淞?,卻奈何不了野草。雨季來臨后,僅僅幾個小時,被燒焦的土地上青草又破土而出,長得格外茂盛。
草是稀樹草原生態(tài)圈的生產(chǎn)者。草的生命力頑強(qiáng),富有韌性,生長迅速,它們給草食動物提供了食物。反過來,草食動物對草的定期修剪又抑制了草的過分茂盛,讓更多的品種得以存活。不但如此,草食動物的進(jìn)食促進(jìn)草更快地發(fā)芽生長。稀樹草原草的品種主要是馬唐和鼠尾粟等茅草,根部淺、營養(yǎng)豐富。在較濕潤地區(qū),水蜈蚣屬植物的生長占優(yōu)。在丘陵地帶為半開闊的灌木叢,主要植物是哨刺和無花果樹。此外,還有大片的金合歡林地草原。金合歡十分適應(yīng)干燥的環(huán)境,它們能把樹根扎到地下30多米汲取水分,即使在最干旱的年份,也無性命之憂。
為了防止和延緩草食動物進(jìn)食的帶刺植物
草食動物和草本植物的關(guān)系并不如膠似漆。植物們進(jìn)化出五花八門的方法,避免被動物們吃掉。有的植物纖維特別粗壯,難以咀嚼和消化。有的草里含有火山玻璃,會磨損啃食者的牙齒和腸胃。有些植物長出尖銳的硬刺、倒鉤、莖須,以延緩草食動物的進(jìn)食速度。還有一些植物甚至動用化學(xué)武器,一旦遭到啃食,竟能從葉子中釋放出一種氣味難聞的化學(xué)物質(zhì),迫使進(jìn)食者知難而退。
不過,草食動物并沒有吃白食,它們給植物帶來許多好處:大象承擔(dān)了播種的工作;長頸鹿幫助了花朵授粉,加快嫩葉長出;羚羊的啃食會讓來年的草地更加繁茂。還有響刺槐,這是一種全身長滿硬刺的植物,螞蟻喜歡依附在它上面吸食花蜜。作為回報,螞蟻能夠保護(hù)響刺槐免遭其他動物的進(jìn)犯和啃食,小到昆蟲,大到大象。
如果按照在旱雨季的行動方式,稀樹草原的草食動物可以分為兩類:遷徙的和不遷徙的。反芻類動物如角馬、湯姆遜瞪羚,消化方式特殊,依賴草料在腸胃中發(fā)酵獲得養(yǎng)分,普遍傾向于攝取營養(yǎng)價值更高的植物;營養(yǎng)價值低的干黃植被,即使經(jīng)過反芻消化,也不能提供足夠的營養(yǎng),所以旱季來臨時,它們就必須遷徙到長有青草的地方。而斑馬能適應(yīng)營養(yǎng)價值最低的草類,它們的盲腸在進(jìn)化中變得非常大,用來幫助消化。因此,斑馬的遷徙路線往往不與角馬的重合,它們可能走到中途就停下來,折返回出發(fā)地。
因為對草的營養(yǎng)要求高,角馬必須長途遷徙,以便尋找可吃的青草
那些不需要遷徙的動物,比如黑斑羚和鴕鳥,能從露水、樹葉、小水坑里獲得賴以生存的水分。這些動物能夠找到富含礦物質(zhì)的土地,即使在旱季,草也能夠不斷長出。動物通過進(jìn)食和排泄,在這片土地上形成了一個微型生態(tài)系統(tǒng),循環(huán)供應(yīng)青草,幫助動物熬過漫長的旱季。
為了減少食物爭奪,草食動物有不同的采食對象和范圍。角馬主要吃草莖,斑馬吃草尖,巖羚吃底部的樹葉,黑斑羚吃中部的樹葉,長頸鹿則吃頂部的樹葉,大象可以吃樹皮、樹根。在遷徙中,斑馬充當(dāng)排頭兵,用鐮刀一樣的門牙,掃蕩那些不受歡迎的長草;然后是角馬,吃掉草的中部;最后是瞪羚,把草根消滅干凈。
人們常常見到1萬只~10萬只的角馬群或斑馬群,或數(shù)量30頭~1 000頭的水牛群。但一些小型草食動物,比如巖羚、石羚和犬羚,總是單獨(dú)或兩只在一起行動,不會組成大的群體。這是為什么呢?答案很簡單。大型草食動物目標(biāo)明顯,大量聚集時,它們被肉食動物捕殺的概率下降為萬分之一甚至十萬分之一。而小型草食動物目標(biāo)小,隱蔽性強(qiáng),不易被肉食動物發(fā)現(xiàn),沒必要成群結(jié)隊。
巖羚個子小,容易隱藏,沒有必要結(jié)成群體
上百萬只角馬、斑馬和瞪羚組成的遷徙大軍,無疑是一場移動的盛宴,是草原上大小肉食動物的主要食物來源。但是肉食動物大多擁有各自的領(lǐng)地,還受到體能的限制和幼崽的拖累。因此,當(dāng)大遷徙隊伍離開領(lǐng)地后,食物短缺的問題就出現(xiàn)了。不過,它們也有各自的應(yīng)對策略:
花豹在草叢中仔細(xì)尋找獵物,它們總是在夜幕的掩護(hù)下出擊
饑餓的獅子吃烏龜果腹
花豹 花豹適應(yīng)性很強(qiáng),它們從不尾隨大遷徙。大多數(shù)草食動物離開后,它們以捕捉不遷徙的小型動物為生,比如野兔、蹄兔、犬羚、葦羚、巨蜥、烏龜?shù)取?/p>
獅子 獅子是領(lǐng)地性動物,但為了填飽肚子,有的獅子會一路尾隨大遷徙的隊伍。研究表明,塞倫蓋蒂中心區(qū)的獅群曾遷徙到50公里以外去捕獵。但老弱病殘和哺乳期的雌獅就不能走出領(lǐng)地太遠(yuǎn),它們只好捕捉那些不遷徙的草食動物,比如水牛、疣豬、黑斑羚。無論如何,草食動物的離開,對所有的獅子來說都是一場嚴(yán)酷考驗。
獵豹 雌獵豹和一些無領(lǐng)地的雄獵豹,會跟隨湯姆遜瞪羚遷徙。擁有領(lǐng)地的雄獵豹,主要捕獵領(lǐng)地內(nèi)的永久居民,比如野兔、黑斑羚幼崽。一旦食物出現(xiàn)短缺,它們也會遷徙。
斑鬣狗 斑鬣狗有很強(qiáng)的耐力,它們用吃“移動快餐”的方式解決這一難題。母鬣狗能夠長途跋涉到40公里~50公里尋找食物,捕殺體弱的角馬、斑馬,或者吃沿途倒斃的死尸,填飽肚子后再返回巢穴哺育幼崽。據(jù)統(tǒng)計,斑鬣狗每年這樣來回折返的距離可達(dá)3 500公里,是角馬遷徙路程的3倍。
斑鬣狗用吃“移動快餐”的方式解決食物短缺問題
稀樹草原上一共有38種肉食動物,彼此之間存在一定的食物競爭。為了最大限度地減少競爭,它們在狩獵時間和目標(biāo)獵物上采取了不同的方式。
獅子雖然被稱為“百獸之王”,仍然需要防范敵人,成群的斑鬣狗敢于攻擊落單的獅子,或者吃掉獅子幼崽。性情暴躁的大象和水牛也是獅子的重要威脅。于是,雌獅們組成一個大家庭,共同保護(hù)幼獅;雌獅們還把幼獅藏在石頭縫或灌木叢中;陌生的雄獅們會結(jié)成聯(lián)盟抵御敵害。
花豹采取的是回避原則,就是盡量避免與大型肉食動物正面遭遇?;ū?dú)⑺阔C物后會將尸體拖到樹上享用,以免被獅子或斑鬣狗打劫。
獵豹是最弱小的貓科動物之一,它們無法抵擋獅子或斑鬣狗的傷害,所以獵豹總是在白天捕獵,因為獅子和斑鬣狗大多在白天歇息。獰貓和藪貓捕捉小型獵物,比如鳥、老鼠和野兔。蝠耳狐、蜜獾和幾種獴,幾乎以昆蟲為食。胡狼則是雜食性動物。
肉食動物之間主要通過氣味、聲音、形體變化以及身體接觸進(jìn)行交流。
貓科動物主要用氣味標(biāo)記領(lǐng)地,比如獅子、花豹在巡視領(lǐng)地時,會在樹干和草上留下尿液,標(biāo)記領(lǐng)地范圍。斑鬣狗會用肛腺排出一種特殊氣味,附著在領(lǐng)地邊緣的草上。獅子的上顎有一種特殊的嗅覺器官,人們稱為“雅各布遜氏器官”(Jacobson's organ),它們在利用這一器官感知?dú)馕稌r,嘴巴張開,眼睛瞇起,好像做出一副笑臉。
花豹獨(dú)來獨(dú)往,盡量減少暴露自己的機(jī)會
獅子必須防范大象、水牛、斑鬣狗等動物
獅子朝灌木上撒尿,標(biāo)記領(lǐng)地范圍
胡狼和野犬能發(fā)出短促的尖叫聲,大耳朵能夠捕捉到細(xì)微的聲響。獅子能發(fā)出巨吼,在晴朗的夜晚最遠(yuǎn)可傳到8公里以外。獅子通過吼叫宣告領(lǐng)地范圍,并與遠(yuǎn)方的同伴交流。它們能從聲音中辨別對方的性別、年齡、健康狀況和數(shù)量。斑鬣狗能發(fā)出11種不同的叫聲。當(dāng)表示膽怯和屈服時,它們發(fā)出的聲音類似人的笑聲;當(dāng)它們招呼同伴時,則發(fā)出長音節(jié)的尖叫,能傳播到5公里以外。
雄獅長有漂亮的鬃毛,鬃毛隨著年齡的增長逐漸增加,顏色由金黃色變成棕黃色、棕黑色、黑色。研究表明,雌獅選擇配偶時,更青睞鬃毛茂盛和發(fā)黑的雄獅。大鬃毛雄獅遭遇的挑戰(zhàn)少于鬃毛稀疏或無鬃毛的雄獅。肉食動物在發(fā)動攻擊時,會更多地使用肢體語言,比如揚(yáng)起尾巴、豎起鬃毛和耳朵,盡量地使自己顯得“龐大”;但當(dāng)它們表示屈服時,會盡量蜷縮起來,看起來比平時小一圈。
大多數(shù)肉食動物通過身體磨蹭表達(dá)問候和親熱。獅子通過輕碰頭部、摩擦臉頰表示問候。斑鬣狗則通過互嗅生殖器的方式確定對方的身份和社會地位。雌性、母子之間常通過互相舔舐傳達(dá)彼此的愛意。
雄獅的吼聲十分巨大,能夠傳到8公里以外
殺戮是肉食動物的本色,它們進(jìn)化出獨(dú)特而高超的捕獵技巧。
斑鬣狗 傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為斑鬣狗是純粹的腐食動物,其實(shí)斑鬣狗不僅消滅草原上腐敗有毒的動物尸骸,也捕殺年老體弱或生病的動物,包括獅子。斑鬣狗有一顆強(qiáng)大的心臟(占體重10%),能支持它們數(shù)小時高強(qiáng)度的奔跑,迫使獵物耗盡體能,束手就擒,然后分而食之。
花豹 花豹是極其神秘的殺手,習(xí)慣悄無聲息地接近獵物,距離小于3米時才發(fā)動攻擊,獵物常常來不及反應(yīng)就被鎖喉秒殺。
獅子 獅子是典型的機(jī)會主義者,它們或者守候在水源邊,等待獵物送貨上門;或者潛伏在草叢中,緩慢接近獵物,直到足夠近,才躍出將之撲殺。只有對付大型獵物時,獅子才選擇集體捕獵,而雄獅往往也在這時參戰(zhàn)。
獵豹 獵豹是陸地上跑得最快的動物,但它們不善于隱藏,靠飛一樣的速度追上獵物。但獵豹的耐力很差,不能長時間奔跑,否則會窒息而死。
獅子的耐力不佳,它必須慢慢潛伏,盡量靠近獵物
非洲野犬 非洲野犬是非洲捕獵成功率最高的動物,它們能連續(xù)奔跑上百公里。非洲野犬沒有鋒利的犬齒,無法鎖喉殺死獵物,只能從不同方向撕扯獵物。獵物還沒有咽氣,內(nèi)臟就被非洲野犬從肛門中掏出來吃掉,是真正的生吞活剝。
獵豹極速奔跑追捕獵物
很多時候,肉食動物并不能一次吃光獵物,剩下的部分就成為了腐食動物的佳肴。事實(shí)上,獅子和斑鬣狗都吃腐爛的肉。在有些地區(qū),獅子食腐的比例甚至超過了捕食所得,但傳統(tǒng)上并不把它們看作腐食動物。稀樹草原的腐食動物一般指禿鷲。禿鷲專門以腐爛的尸體為食,可算得上草原清潔工。它們不僅消化高度腐爛的肉,甚至排泄物也能一掃而光。禿鷲的消化系統(tǒng)很特殊,它們的胃中有濃酸,消化道中還有多種酶,能夠殺死尸體中的毒素,轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)。禿鷲是稀樹草原上重要的消費(fèi)者(有些觀點(diǎn)認(rèn)為禿鷲也是分解者),能夠加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。如果沒有禿鷲,草原上會尸骸遍野,臭氣熏天,滋生嚴(yán)重的傳染病。
肉食動物的捕獵
盡管禿鷲的作用顯著,但它們還不是生態(tài)系統(tǒng)的必備環(huán)節(jié),起關(guān)鍵作用的是草原上的那些分解者。分解者指生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌、真菌和放線菌等具有分解能力的生物。它們能把動、植物殘體中復(fù)雜的有機(jī)物,分解成簡單的無機(jī)物,釋放在環(huán)境中,供生產(chǎn)者(草食動物和肉食動物)再一次利用。
禿鷲扮演著草原清潔工的重要角色
分解者分為兩類:一類是細(xì)菌和真菌(微生物);另一類是其他腐食性動物(如屎殼郎、蚯蚓等)。分解者對于稀樹草原生態(tài)系統(tǒng)來說極其重要,如果沒有分解者,動、植物殘體將會堆積成災(zāi),物質(zhì)將被鎖在有機(jī)質(zhì)中不再參與循環(huán),物質(zhì)循環(huán)功能將終止,生態(tài)系統(tǒng)將會崩潰。塞倫蓋蒂草原上的屎殼郎,每天能夠消滅掉上百萬噸的動物糞便。20世紀(jì)七八十年代,大面積放牧累積的牛糞令澳大利亞的草場瀕臨毀滅,澳大利亞政府不得不向中國購買大量屎殼郎。
屎殼郎發(fā)現(xiàn)了一堆糞便后,便會用腿將部分糞便制成一個球,讓其滾起來。它會先把糞球藏起來,然后再吃掉
塞盧斯禁獵區(qū)在過去10年中失去了90%的大象,現(xiàn)存大象數(shù)量不足1萬頭
總而言之,稀樹草原的精彩難以盡述,這是地球上最富生機(jī)、最為玄妙、最波瀾壯闊的地方。生生不息的數(shù)百萬野生動物,就是一座展示自然進(jìn)化奧秘的基因?qū)殠?。如今,地球上大部分原野、山川、河流、濕地被人類活動侵占和污染,許多動物消失了,剩余的被迫退縮到一塊塊狹小的庇護(hù)所內(nèi)茍延殘喘,而稀樹草原卻仍能為東非地區(qū)的各種動物提供足夠的生存空間。盡管如此,稀樹草原也面臨著偷獵、傳染病和氣候變暖三大威脅。塞倫蓋蒂國家公園(以下簡稱“塞倫蓋蒂”)每年因偷獵要失去20萬只動物;塞盧斯禁獵區(qū)(Selous Game Reserve,以下簡稱“塞盧斯”)在過去10年中失去了90%的大象。如果再不采取有力的保護(hù)措施,人類終將失去這些可愛的生靈,導(dǎo)致稀樹草原毀于一旦。保護(hù)稀樹草原,就是保護(hù)人類自己。
日出時分的角馬和金合歡樹,這是稀樹草原的典型景色
每當(dāng)黃昏時分,清風(fēng)如水,天空澄凈。草原上星羅棋布的花崗巖巨石,靜靜地佇立在落日的余暉中。這些渾厚的巨石歷經(jīng)億年,布滿了風(fēng)蝕雨剝的痕跡,與色彩斑斕的草原融為一體,好像一塊塊玉石,散發(fā)著古樸、滄桑的氣息。遠(yuǎn)處,一頭雄獅攀爬到巨石頂端,帶著君臨天下的氣概,琥珀色的眼睛俯視整個草原,紅褐色的鬃毛隨風(fēng)吹起——這就是稀樹草原最經(jīng)典的畫面。
獅子是稀樹草原最有代表性的動物之一