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第12章 人类与生态(1)

人与有害昆虫的战争

有人说:“昆虫是人类争夺本行星统治权的主要对手。”

有害昆虫,它毁坏人类的农作物,常常使水稻、玉米、小麦、棉花、油菜、甘蔗、马铃薯等作物绝收,被称为“无烟的火灾”,导致大片森林、果园和其他经济林木成为枯木,或严重减产;它传播人类和牲畜家禽的大多数传染病;它毁坏建筑木料,使堤坝、枕木、家具、衣服受到严重损害等等。

它是人类的大敌。

人类憎恨这些昆虫,又常常感到无限的恐惧或无奈。人类发动对它们的战争,但又常常束手无策。

19世纪,一种原来无害的小甲虫,在沙漠里生活时吃被称为“水牛刺”

的植物,后来改吃多汁的马铃薯,一两年的时间里,这种甲虫便席卷美国,从西海岸直到东海岸。1877年,它在西欧莱茵河畔马铃薯地里出现,并迅速蔓延,威胁数百万以吃马铃薯为生的人。

蝗虫,它是更大的“灾星”。它铺天盖地而来的时候,就像一片乌云一样遮天蔽日。5000多万只集群的蝗虫便可遮住一平方公里的天空,它所过之处,全部农作物化为乌有,最快的速度每天达150公里。一个蝗虫群,一天就可能吞噬几十万吨的谷物。

我国解放前的中原地区,有所谓“黄蝗汤”三大害之说:“黄”指黄河缺口,水灾泛滥;“蝗”是指蝗虫灾难;“汤”是国民党将领汤恩伯,代表国民党对人民的压迫和剥削。一种小小昆虫,同严重的水灾和反动暴政相提并论,足见它对人民正常生活威胁的严重性。

现在,虽然在我国和大多数发达国家已控制了蝗灾,但是在非洲,它仍然蹂躏苏丹、乍得、尼日尔、马里、塞内加尔各国。它被称为巨大的生物“炸弹”,卷土重来,引起全世界的恐慌。联合国粮农组织每年要拨款35亿美元,拯济由蝗灾造成劫难的发展中国家人民。

鉴于有害昆虫对人类健康和社会财产的严重危害,人类发动了一场历史悠久的抵御害虫的战争。这场战争有文字记载的历史已有4000多年。虽然人类在这场战争中已经取得了许多辉煌的胜利,但也遭受过许多惨重的失败。

虽然在这场战争中,人类使用了最现代化的化学武器,但是至今仍然没有决出谁胜谁负。1996年6月,在香山科学会议上,中国科学院院士陈述彭教授讲了这样一个故事:他说有一天,他请教中科院外籍院士李政道教授:“你认为,在人与蚂蚁的战争中,是人消灭蚂蚁还是蚂蚁消灭人?或者,是人消灭人,蚂蚁消灭蚂蚁?”他们讨论了很长时间,但仍不得其解,很难作出结论。直到最后,李政道院士说:“我看还是人消灭人,蚂蚁消灭蚂蚁。”

这是世界级科学家的讨论。也许,有人对李政道教授的结论会有不同的看法,但是这并不妨碍关于人与昆虫的战争是一种全球规模的战争这样的看法。

在这场战争中,人虽然用现代化武器武装起来,但是就对付个别种的昆虫,如蝗虫、棉铃虫、松毛虫、小甲虫、蚂蚁等,在一对一的战争中也做不到决战,何况地球上有数百万种昆虫呢?虽然这几百万种昆虫中有许多是对人类有益的,有更多对人类利益影响不大,但在地球生态平衡中起着重要作用的,只有少数昆虫是对人类有害的。如果所有的昆虫联合起来向人类进攻,那么人类肯定失败无疑了。当然,这种假定是不可能出现的。因为各种昆虫都是单独地采取自己的对策的。地球上只有人类有可能联合其他物种,如增育有害昆虫的天敌,共同对付敌人。

昆虫的最成功的对策是:(1)惊人的繁殖速度。例如苍蝇,一二个月换一代,雌蝇几乎是产卵机器,一对苍蝇在适宜条件下,它们的子孙后代,一年内便可充斥世界,以14厘米厚的蝇层覆盖整个地球表面。当然,这种情况是不会出现的。因为它受到它的天敌的控制。(2)惊人的快速生长。大多数昆虫以极高的速度生长。例如蚕,在它生长发育的50天里,自身的重量增加56千倍。这与它们的食量惊人有关。例如有的昆虫的幼虫,一昼夜吃200次。它老是在吃东西,所吃的食物大大超过它的体重。在大草原上,一种螟蛾,体重只有0025克,但是它的子孙后代,到夏末的一个发育期,要吃掉9吨重的青饲料,相当于3头母牛1年所需的饲料,它这些子孙的体重加起来有225公斤。根据科学家估算,在适宜生存的大草原上,每公顷昆虫生物量100~300千克;在同样的面积上,鸟类生物量为300~550克;啮齿动物(如老鼠)的生物量3~5千克;草食哺乳动物(如牛羊)从1千克到10~15千克。(3)它的强大的扩散率,能迅速地扩大生存空间。昆虫的这些对策的成功运用,是人类难以控制它的根本原因。

人类对有害昆虫的战争,采取了种种手段。至今为止最强大的武器是化学除虫剂。开始的时候,化学除虫剂使用的效果是明显的、神奇的。它从虫口中挽救了成亿吨的谷物。但是它所带来的问题也接踵而来:第一,它不具有选择性毒效,作为一种致死毒物,不能专一地杀死人们希望除去的害虫,甚至连带把害虫的天敌也杀死了;第二,在使用一段时期之后,害虫获得抗药性;第三,化学农药大量使用造成严重的环境污染。

例如印度尼西亚,由于杀虫剂对农作物提供的保护,1986年实现水稻产量的自给自足。但是,两年之后,1988年稻田几乎被稻褐飞虱蚕食殆尽。稻褐飞虱原来只是一种次要的害虫,但是它的天敌被杀虫剂消灭殆尽之后,大举重来,发生大爆发,一年之内使印度尼西亚的水稻生产损失10多亿美元,吞噬了足以供300万人一年食用的稻谷。

为了达到对害虫的控制,全球杀虫剂生产数量增加,如1982至1994年农药生产和使用量,美国37万吨,前苏联53万吨,中国16万吨,80年代中期东亚农药市场达250亿美元。1994年是全球杀虫剂生产和使用增长最快的一年。为了对付害虫抗药性问题,又不得不开发新的杀虫剂。但是,新杀虫剂的研究开发,需要约10年的时间,既跟不上害虫抗药性的发展,又耗费大量资金。例如许多大型化工公司云集的欧洲,每种新杀虫剂开发的成本,从1975年的2500万欧洲货币单位,增加为1992年的125亿欧洲货币单位。

这成为不堪重负的投资。

这样就迫使人类与有害昆虫的战争走向一个新阶段:综合防治害虫的阶段。

生态学告诉我们,不能把同人类竞争的所有昆虫都视为害虫,而只是它们的数量足够大时才成为害虫。因而防治害虫,是指控制它们的数量,而不是消灭它。

实际上,人们早就发现,某种昆虫大爆发,并成为危害严重的害虫,只是发生在大面积单一树种,或大面积单一作物的地方。在未受干扰的森林、荒漠、沼泽地等荒野地区,害虫爆发的情况是罕见的。因为这里各种生态因素相互作用相互制约,不会出现某一个物种处于支配地位的情况。各种生态因素相互制约,这是一种重要的自然界力量。对昆虫的真正有效的控制是由自然界完成的。从防治害虫的视角,主要是开发和保护害虫天敌的作用,利用自然界的自我调节能力,实现对害虫的控制。

据报道,英国牛津大学的科学家发现,蝗虫分泌出一种泡沫状物质,它起某种化学信号的传导作用。这种作用能使上10亿只蝗虫聚集到一起,而且,雌性蝗虫群体在一起的时间只要达到4小时,它产下的卵以后就会变成具有群居性的幼虫,但如果将雌虫产卵地的泡沫状化学物质除去,幼虫日后就会发展成独居的成虫。

这种发现可能为人类控制蝗虫爆发提供新途径。因为蝗虫有群居和独居两种生存形式,只有群居的蝗虫才会形成巨大的灾难,独居的蝗虫不会造成麻烦。人们在确定那些泡沫状化学物质的性质后,就有可能把它产卵地的这种物质除去,从而使全部幼虫长成独居昆虫,或者利用它向蝗虫传递化学信号,误导蝗虫在没有谷物生长的季节过早聚集,从而使它们饿死。

但是,无论如何,昆虫将同我们人类一起,共同生活在同一个星球上。

它们是人类的伙伴和朋友。

人类对昆虫的总对策应该是:第一,培育对人类有益昆虫的生存条件,发展有益昆虫;第二,控制对人类有害的昆虫的数量,减少它们对人类利益的损害,人类的目标不是消灭它们,在一定的限度内要容忍它们;第三,保护全部现在对人无利害关系的昆虫。它们的存在对维护地球生态基本过程和保护生态平衡是非常重要的,是不可缺少的。

科学家告诉我们:“绿色植物、微生物、各种默默无闻的小动物和昆虫,它们构成了地球的生命。正是它们的生存,创造并维持地球适宜生存的条件。”“各种昆虫和节肢动物,它的重要性大到这样的程度,如果它们被消灭的话,人类就只能存活几个月。”

人类对昆虫需要采取尊重和谨慎的态度。

人与细菌的竞争

人与细菌的战争,就同人与有害昆虫的战争那样,虽然人类使出浑身解数,但至今也只是打个平手。

虽然细菌是地球上出现最早的生物,它已有30亿年的历史,虽然我国人民利用细菌为自己造福已有数千年的历史。例如2000多年前就有记载:“若作酒醴,尔惟曲蘖”。“蘖”是指谷物,“曲”是经发酵富有微生物的“起子”。这里说的是,酒是谷物经过微生物发酵以后酿造出来的。又如,公元一千年,我们的祖先就知道以种牛痘来预防天花,这是用微生物来保护人体健康。

但是,细菌是“小小精灵”。一个普通细菌细胞,它的体积约占1立方微米,1000个细胞堆在一起,才有一粒米那么大,因而人的肉眼看不见。直到1675年,荷兰人列文虎克发明显微镜,当他利用自己制造出来的能放大200倍的显微镜,观察污水和腐烂的有机物时,看见许多活的小动物。1676年在加大显微镜放大倍数后他看见了细菌。也就是说,它们的存在条件虽然有30亿年,但人们看见它却只有300年的历史。

人类从产生那一天起就同细菌竞赛。因为细菌无处不在。例如在人的肠道里有细菌100种,数量达100亿个,构成庞大的菌种群落。在这里人与细菌的竞争是共生性质的,即双方各蒙其利。又有报道说,一个成人的身上有100万亿个细菌,总重量达15公斤,人吃下去的营养物质,有30%被它们享用了,同时它们帮助人类消化食物。

虽然细菌向人类进攻是从人一产生就开始的。但人发起对细菌的战争,却是从1928年英国科学家弗莱明发现青霉素才开始的。

地球上现存已知的细菌约有4000种。其中大多数是对人类有益的,只有少数对人类有危险性,如沙门氏菌、链球菌、葡萄球菌、大肠杆菌……它们导致人生病或死亡,如肺结核、肺炎、脑膜炎、天花、霍乱、痢疾……几乎人类的所有疾病都是由致病的细菌引起的。因而人们称它们为“机灵的小魔鬼”。

抗菌素发现之前,人类对感染病菌而引起的疾病,往往束手无策,眼巴巴地望着病人死去。例如肺结核,在19世纪至20世纪初,是一种不治之症,被称为“白色瘟疫”;肺炎球菌引起的肺炎,死亡率达85%;霍乱、脑膜炎等等,不知夺去了多少人的生命。

运用抗菌素,首先是青霉素,接着不断地发现新的抗菌素。现在它们的数量达100多种,在人对细菌的战争中,人处于胜利者的地位。如结核菌、细菌性肺炎、败血症、梅毒和其他细菌性传染病基本上被征服了。医生们说:

“上个世纪80年代人们的看法是我们已征服了几乎所有的传染病。”

但是,到90年代中期,人们提出了相反的看法:“医疗界所谓战胜传染病已变成一个幻想”。世界卫生组织1996发表的报告说,传染病仍然是人类第一杀手。1995年,全世界有5200万人死去,其中1700万人死于各种传染病,其中多数是婴幼儿,全世界57亿人口中约有半数受到传染病的威胁。

这是怎么回事呢?

这同人类用化学杀虫剂除虫一样,当人们服用抗菌素杀灭有害细菌时,连带把那些有益细菌也杀死了,从而降低了人体的抗病能力,更严重的是,现在每一种致病细菌都有好几种变体。新的抗菌素药物的研制,跟不上新细菌突变体的出现,而且,大多数细菌对抗菌素产生了抗药性。例如,1979年沙门氏菌感染病例中,有16%对一种以上的抗菌素有抗药性;10年之后,这个数字上升到32%。现在许多细菌对100多种抗生素至少有一种有抗药性,有些对所有抗菌素有抗药性。这样常常使医生们束手无策。

致病细菌这种“机灵的小魔鬼”,要比人们想象的聪明得多,厉害得多。

当人们用青霉素或其他抗菌素杀灭它们时,可能把大多数细菌杀死了。但是会有少数细菌由于产生了变异而没有被杀死。它们幸运地活了下来,获得抗药性基因。而且,这种变体能把抗药性基因传递给后代。一个细菌在24小时内能留下1677万个后代。更可怕的是,这具有抗药性的基因变体,与其他细菌分享抗药性成就。科学家报告说,获得抗药性的细菌变体,能渗出一种诱惑性化学物质,吸引另一种细菌,当两者接触时,它们就各自开一个孔儿,交换一个DNA环,通过这种交换,那种细菌也就获得了抗药性了。这样就加速细菌抗药性的蔓延。一位科学家说:“抗生素的使用引起了生物学史上有记载以来史无前例的进化改变。”

这样,在人们与细菌的战争中,又从优势转变为劣势,神奇的抗生素正在失去疗效。

例如,肺结核病的流行与死亡,在半个世纪里曾得到有效的控制。但现在有死灰复燃之势。世界卫生组织1996年6月报告说,被称为19世纪“绝症”的肺结核病,在20世纪曾得到控制,21世纪可能成为“疑难杂症”。4年前,纽约首次发现抗药性肺结核病人,用现有的治疗药物(过去作为特效药的药物)均告无效,接着又在其他地方相继发现,而且抗药性肺结核菌的传染性很强,目前还没有找到对付这种肺结核病菌的办法。世界卫生组织估计,目前全球约有1/3的人感染过结核杆菌,每年新病倒800万人以上,年死亡人数300万人,今后10年,将有9000万人死于肺结核,特别是发展中国家将受到最沉重的打击。

于是有的医生说:“微生物眼下就在取胜。它们的年龄比我们大得多,也比我们聪明得多。”

如何对付这些“机灵的小魔鬼”?

医学专家劝告我们,要明智而慎重地应用现有的抗生素,如轮流使用抗生素,让某些抗生素得到一次完全的休息,以击退细菌的抗药性;通过允许抵抗力弱的细菌自行恢复力量,提高人体抗病能力;制造和应用能攻击细菌的新疫苗等。此外,干扰素的应用,把基因工程用于治疗等,可能成为控制传染病的新途径。