生物多樣性小故事
“生物多樣性主要包括三個層次:物種多樣性、遺傳多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生物多樣性是指生物及其環(huán)境共同形成的生態(tài)復(fù)合體及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和,由三個方面構(gòu)成。物種、遺傳、生態(tài)系統(tǒng)多樣性也各有其特點和含義。
物種多樣性是生物多樣性的中心;是生物多樣性最主要的結(jié)構(gòu)和功能單位。物種多樣性包括兩個方面:一方面是指一定區(qū)域內(nèi)物種的豐富程度,可稱為區(qū)域物種多樣性;另一方面是指生態(tài)學(xué)方面的物種分布的均勻程度,可稱為生態(tài)多樣性或群落多樣性。
讓我們通過幾個小故事來了解一下生物多樣性的重要意義。

香蕉滅絕華蕉頂替
我們現(xiàn)如今吃的香蕉,其實并不屬于真正意義上的香蕉,而是香蕉的代替品種,因為在1950年的時候,香蕉事實上已經(jīng)滅絕了。
早在很久之前,人們就非常喜歡吃香蕉,特別是工業(yè)革命之后,世界各地的交流也變得廣泛,從19世紀(jì)開始,香蕉曾經(jīng)在南亞等地區(qū)被“瘋狂種植”,但是,由于當(dāng)時人們的經(jīng)驗不足,并且也沒有意識到農(nóng)作物的病蟲害,究竟有多可怕,于是,上世紀(jì)20年代開始的一場“香蕉傳染病”就開始在全球大流行起來。短短20多年的時間里,香蕉就從世界上滅絕了,可是,人們由于仍然非常渴望吃到香蕉,于是,研究者們就開始從已知的植物中,去尋找和香蕉屬于“近親關(guān)系”的物種,最終,一種在熱帶地區(qū)廣泛種植的“華蕉”,代替已經(jīng)滅絕的香蕉,繼續(xù)為人們傳遞美味。
雖然現(xiàn)如今人類的科學(xué)技術(shù)水平,已經(jīng)和百年前不同了,但是,對于香蕉的病蟲害治理問題上,也是仍然存在著一些不足之處,所以,雖然“華蕉”并不是真正的香蕉,但是,它也同樣存在著滅絕的風(fēng)險。
兀鷲減少導(dǎo)致狂犬病增加
過去十年間,印度有一種翅膀展開可以達(dá)到3米的兀鷲幾乎消失,這產(chǎn)生的直接后果是狂犬病發(fā)病率居高不下。這是因為兀鷲吃動物死去后的尸體,它們消失就導(dǎo)致了郊外的動物尸體大量堆積,吸引了大量野狗,結(jié)果使人被狗咬、患上狂犬病的數(shù)量大大增加。而兀鷲消失的原因之一與當(dāng)?shù)厝私o牛喂食一種藥物有關(guān)系,它能夠減少牛關(guān)節(jié)的疼痛,但對兀鷲來說卻是毒藥。
海岸衛(wèi)士紅樹林
在熱帶、亞熱帶海岸帶海陸交錯區(qū)連片生長的紅樹林,占據(jù)陸地面積不到全球陸地面積的1‰,卻與珊瑚礁、上升流、海濱沼澤濕地齊名,并稱為四大海洋高生產(chǎn)力生態(tài)系統(tǒng)。
紅樹林具有防風(fēng)消浪、促淤保灘、固岸護(hù)堤、沉降污染、調(diào)節(jié)氣候、凈化海水和空氣、維護(hù)生物多樣性等功能。發(fā)達(dá)的盤根錯節(jié)的根系,以及成片紅樹林緊抱成一團形成的張力,有效消解了海浪的力量。不管林外風(fēng)浪多大,紅樹林里風(fēng)平浪靜,因此紅樹林被譽為“海岸衛(wèi)士”。
紅樹林微生物多樣性也很豐富,具有良好生物活性、獨特化學(xué)結(jié)構(gòu)的活性功能分子,能為生物制藥等領(lǐng)域提供豐富的模式結(jié)構(gòu)化合物。
紅樹林是結(jié)構(gòu)多樣的生態(tài)系統(tǒng),維持著高度的生物多樣性和豐富的海產(chǎn)品供應(yīng)。紅樹林部分被淹沒在海洋中,形成了一個錯綜復(fù)雜的地上根系網(wǎng),為各種海洋生物創(chuàng)造了獨特而復(fù)雜的棲息地。這些物種被紅樹林所吸引,因為紅樹林具有較高的食物供應(yīng)量、含氧量高的涼爽水源及其提供的庇護(hù)所。
哈密瓜與青霉素
在1928年夏弗萊明外出度假時,把實驗室里在培養(yǎng)皿中正生長著細(xì)菌這件事給忘了。3周后當(dāng)他回實驗室時,注意到 一個與空氣意外接觸過的金黃色葡萄球菌培養(yǎng)皿中長出了一團青綠色霉菌。在用顯微鏡觀察這只培養(yǎng)皿時弗萊明發(fā)現(xiàn),霉菌周圍的葡萄球菌菌落已被溶解。這意味著霉菌的某種分泌物能抑制葡萄球菌。此后的鑒定表明,上述霉菌為點青霉菌,因此弗萊明將其分泌的抑菌物質(zhì)稱為青霉素。
然而遺憾的是弗萊明一直未能找到提取高純度青霉素的方法,于是他將點青霉菌菌株一代代地培養(yǎng),并于1939年將菌種提供給準(zhǔn)備系統(tǒng)研究青霉素的英國病理學(xué)家弗洛里(Howard Walter Florey)和生物化學(xué)家錢恩。
通過一段時間的緊張實驗,弗洛里、錢恩終于用冷凍干燥法提取了青霉素晶體。之后,弗洛里在一種甜瓜上發(fā)現(xiàn)了可供大量提取青霉素的霉菌,并用玉米粉調(diào)制出了相應(yīng)的培養(yǎng)液。
用玉米漿代替原來的蔗糖液做培養(yǎng)液,可以將產(chǎn)量提高20倍。
世界上的霉菌有很多種,有的容易產(chǎn)生青霉素,有的則根本沒有。為了尋找新的菌種,希特利將實驗室的人都派了出去。結(jié)果一位叫瑪麗?亨特的實驗人員在水果攤上找到了一種長了毛的哈密瓜(Cantalope,美國的一種甜瓜,和哈密瓜是同種),發(fā)現(xiàn)上面的黃綠色霉菌已經(jīng)長到了深層,于是就把它帶了回來。
弗洛里檢查了哈密瓜上的綠毛,發(fā)現(xiàn)這是能夠提煉青霉素的黃綠霉菌。采用了新的菌種,再加上后來的射線照射處理,使得青霉素的產(chǎn)量又提高了1000倍。
今天人們通常講在發(fā)明青霉素的過程中有兩次偶然的運氣,第一次是弗萊明的那一次,第二次就是這個瑪麗帶回的綠毛哈密瓜。
即便在工廠能生產(chǎn)青霉素后,產(chǎn)量依然很少。于是美國幾十家藥廠上千名工程師通力合作,使得青霉菌的濃度又增長了近百倍,才使得工廠能夠大量生產(chǎn)這種藥品。
二戰(zhàn)時留在英國的亞伯拉罕在1943年發(fā)現(xiàn)了青霉素中的有效成分青霉烷,這就讓藥用的青霉素可以保留有效的成分而濾除各種可能有害的無用雜質(zhì)。
1945年,英國著名女科學(xué)家多蘿西?霍奇金通過X射線衍射得到了青霉烷的分子結(jié)構(gòu),這使得美國麻省理工學(xué)院的希恩得以在1957年成功地合成了青霉素,從此生產(chǎn)青霉素不再需要培養(yǎng)霉菌了。
蘑菇拯救地球
在很久很久以前,那個恐龍都還未出現(xiàn)的超遠(yuǎn)古時代。在激烈的生存進(jìn)化中,一株很有上進(jìn)心的植物第一次進(jìn)化出了“木質(zhì)素”,從而成為了地球上的第一棵樹。
在之后長達(dá)4000萬年的時間里,地球上沒有任何一種細(xì)菌或真菌知道該怎么分解木質(zhì)素,更沒有動物對這玩意感興趣。
在那個時代,木頭是不會被降解的,就如同今天的塑料一樣,當(dāng)時整個地球表面都被不斷繁殖的樹木給“污染”了。
于是,森林成為了當(dāng)時地球上的唯一霸主,而且是邪惡霸主,樹木死后的木頭堆積如山,從空氣中扣留了大量的二氧化碳,導(dǎo)致地球上的氧氣含量急劇升高,氣溫急劇下降,高濃度的氧氣直接改變了地球的大氣結(jié)構(gòu),導(dǎo)致地球上99.99%的物種因氧中毒被滅絕,同時導(dǎo)致地球所有的表面礦物被氧化,還原性在銀以上的金屬在地球表面不可能有單質(zhì)存在。
人類今天所謂的破壞地球環(huán)境,導(dǎo)致物種滅絕的手段,和當(dāng)年的森林比起來,還差很多火候。
直到另一棵機智的真菌進(jìn)化成了蘑菇,掌握了降解木質(zhì)素的技巧,世界才恢復(fù)了和平,地球才慢慢的變成了我們今天看到的這個樣子。
如今,人們?nèi)匀荒芾闷焦絹矸纸馐汀⑺芰?hellip;…
我國野大豆挽救美國大豆
美國在20世紀(jì)50年代出現(xiàn)大豆的萎黃病,這種病使美國大豆大幅減產(chǎn)。70年代,美國科學(xué)家從我國引種野生大豆與當(dāng)?shù)匾谆嘉S病的大豆雜交,培育出一批能抵抗萎黃病的優(yōu)良品種,挽救了美國大豆產(chǎn)業(yè)。
野大豆為豆屬植物,是國家二級重點保護(hù)野生物種,分布于150-2650海拔區(qū)間內(nèi)的林下、溝旁、河邊等。它的最大特點有兩條:同時具有抗病、抗旱、抗寒、喜陽、耐蔭、耐鹽堿、耐瘠薄、種子蛋白質(zhì)含量高等多種優(yōu)良特性;與大豆栽培種相比,野大豆根系小,根瘤菌數(shù)量多。
上世紀(jì)七十年代,一個國外民間友好交流代表團在中國內(nèi)陸活動,代表團中有一位農(nóng)作物育種專家收集到一棵野大豆的種子,這棵野大豆標(biāo)本成為美洲大陸大豆未來的“祖師爺”。據(jù)說,后來,西方植物學(xué)者以其他事由進(jìn)入秦嶺,再將野大豆標(biāo)本帶出中國海關(guān)。若干年后,孟山都公司獲得來自中國的野大豆標(biāo)本,運用分子生物學(xué)技術(shù)對它進(jìn)行檢測和分析研究。1998年10月1日,該公司向美國專利局提交了一項名為“高產(chǎn)大豆及其栽培和檢測方法”的專利申請。
利用在他國采集到的重點保護(hù)野生物種野大豆作為育種材料,培育出大豆新品種,美國躍居世界最大的大豆輸出國,并壟斷了國際市場。但其實,野大豆是中國特有種,只不過我們錯失了良機。
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