2009年5月18日 星期一

從生態角度看生命

<人與環境>篇
趙榮台 (台灣省林業試驗所 森林保護系研究員)

假如人類這些寄生者想要享受「住家」的祝福,繼續存活下去,就必須大幅減少廢棄物,減少資源破壞……

  生態學(Ecology)是研究生物與其環境間交互關係以研究生物彼此間的交互關係的一門科學。當前人類面對的重大問題,例如環境污染、生物多樣性消失、糧食問題、土地管理、人口問題等等,都和生態學有關;要解決這些問題,需要按照生態學的原則來進行。也把生態學英文ecology 拆開來看,「eco-」源於希臘文「logos」,有道(word)、學科、原理、理性(reason)、邏輯」的意思,因此生態學就是探討個體與整體間關係的原理(或科學logos),而這個整體是以「住家(oikos)」的概念來表達。比方說,一隻貓頭鷹要有獵物可吃,要有水喝,要有樹木停棲,要有枯木作為巢穴……,才能存活,才能繁殖。要滿足取食、遮蔽、繁殖、育幼等等的需求,貓頭應得找個具備條件的棲息地(habitat),這個棲息地就是牠的「住家」。不過,「住家」的概念,至少從不同的尺度(規模)而言,可以有許多的詮釋。剛剛提到的貓頭鷹是一個個體,牠或住在食物、水源、休息、築巢位置都不虞匱乏的的森林,這片森林就是牠的住家。但是貓頭應不能離群索居,牠需要配偶,牠的配偶若是住在另一片森林裡,貓頭鷹的「住家」就大一點了。對一群貓頭鷹而言,「住家」的範圍必須更大才能容納牠們、滿足牠們的需要。當「住家」的空間尺度越來越大的時候,影響「住家」的因子也越趨複雜,生態學累積的知識讓我們明白,整個地球是我們(也是所有生命體)的「住家」。

  這就必須再談一下生態學的階層( hierarchy) 概念: 生態學從探討個體(individual)的個體生態學(autecology),到探討族群( population) 的族群生態學(population ecology);在族群之上還有討論群集(community)的群集生態學(communityecology),探討生態系統(ecosystem)的系統生態學(system ecology),以及探討地景( landscape) 的地景生態學( landscapeecology)。階層中的每一個層次都影響到上下相鄰的層次。較低階層的過程(process)通常會有些受到較高階層的某種約束:例如在族群階層的互動(寄生蟲或寄主間的互動)往往是不平衡的、週期發生的,甚至是混亂的;相對而言,較高階層間的互動就有緩慢、長期、穩定的特性。換句話說,長期而言,海洋或森林之類的大生態系的變動,比它們的組成單元(例如海洋中的珊瑚礁生命系或森林中的兩棲動物族群)少。有人認為這是上一階層對下一階層的束縛,因此從某個階層看到的情況可能和在另一個階層看到的不同。

  去年,我的妻子將朋友寄給她的一個網站的網址轉寄給我,這個網址上的訊息足以說明生態學上所謂的空間尺度。這個網站的第一張圖片是從距離地球1,000萬光年(也就是距離地球1023公尺)的地方看銀河系;第二張圖是從距離地球100萬光年(也就是距離地球1022公尺)的地方看銀河系;第三張再以第二張圖1/10(距離)看銀河系;以後每一張圖都比前一張圖縮小1/10來看銀河系。到了距離地球100萬公里(也就是109公尺)的地方,我們終於可以見到小小的地球,再靠近一點,到了距離地球1公里(103公尺)的地方,才能比較清楚看到地面的植被。這些圖還繼續以1/10的比例縮小,到了10奈米(10nm,亦即10-8公尺)之處,可以看到DNA。



  這個表格可以說明空間的尺度,但是,就目前所知,活生命體的「住家」只能在地球上找到,準確地說,活生命體只能在地球的生物圈裡存活、繁衍。生物圈這個系統為生物的生長與繁殖提供了必要物質和所需能量。植物在這裡捕捉太陽能,行光合作用,產生絕大多數生命所賴以維生的氧氣。草食動物取食植物、肉食動物取食草食動物、生物與生物之間形成複雜的互動關係。我們所以能舒服地呼吸、吃、喝,是因為數百萬種生物體和數百個過程的運作維持了一個可以生存的環境。沒有生命的行星不會形成群集,有生命的植物和動物則會形成相互作用、影響的群集,彼此適應。「住家」的概念不只是從個體來看,而且要從群體來看。

  個體有生、老、病、死,即使龜壽鶴齡,終有結束的一天;族群、物種也都一樣,無法萬壽無疆。個體的生命如流水般地隨著時間逐漸走向死胡同,唯有在下一代的更新上找到一條活路。
  生態學的知識也告訴我們,所有的生命都仰賴它們有生命、無生命的環境,因此,這個「住家」必須被保護,否則只有「家毀人亡」一途。另一方面,「住家」誠然提供了資源,但也造成了限制。生命是有限的,它不能無限擴張,例如物種的分布就受到地理屏障和不利環境的限制,族群可以不斷增長,但是也有其極限,否則一定會在超過環境負荷的狀況下崩潰。

  Eugene E. Odum 認為人類實際上是生物圈的寄生者(其他生命何嘗不是?),從寄生蟲與寄主關係的生態研究顯示,寄生蟲和牠寄主之間的互動就像一場起伏的軍備競賽,每一方都想佔上風;但是,久而久之,寄生蟲和寄主終究會彼此調整,達到某種平衡的共存關係。

  只要調整沒有受到大規模的干擾,這平衡便能持續下去。由於共同演化的淘汰作用,使寄生蟲不會把它的寄主殺死,否則玉石俱焚,寄生蟲也活不下去。假設有足夠的時間,又沒有受到太多外在干擾,寄主會逐漸發展出抵抗力,寄生蟲則會減低其毒性,彼此建立有利於寄主的機制。

  Odum也提到,假如人類這些寄生者想要享受「住家」的祝福,繼續存活下去,我們必須大幅減少我們的廢棄物、減少資源破壞並減少人口,以便降低我們的毒性。同樣重要的,我們必須在照管地球上做更多的投資。否則,我們必將成為惡性腫瘤,毀滅我們的寄主。這個看法值得我們深思。
(文章轉載自2004年台灣家庭生活教育專業人員協會舉辦的第一屆兒童生命教育專業人員研討會 )


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