南极物语

青年文摘 日期:2021-10-10

从飞机上俯瞰南极大陆,既无村庄,也无绿色,只有白茫茫的一片冰雪,给人一种正在飞往另一个星球的感受。但是,在地球上最荒芜的世界里,也有生命在顽强地生存着。那么,南极的生物链、食物链和生态系统会是个什么样子呢?

地球上的生命世界,从地理分布来看,是中间大两头小,或者说中间密两头稀,呈纺锤形。赤道地区的热带雨林植物繁茂、动物多样,无论是物种的丰富程度,还是每个物种的个体数量,都非常庞大,生命密度达到地球上的最大值。愈向两极,物种的数量愈少,生命的密度愈小,而在南极中心地区,除了在茫茫冰雪里偶尔可以找到几个细菌,几乎是一片死寂世界。

南极的细菌

南极严酷的自然条件,不仅对较大生物的生存是一种严峻的挑战,而且对细菌这样微小生命的生存和繁衍也是一种严重的考验。但是,南极确实有细菌,不仅在气候条件相对较好的沿海地区,而且在气温常达零下六七十摄氏度的没有任何有机物质的内陆,每半升雪中仍能找到一个细菌。科学家们认为,南极大陆的孤立状态,比恶劣的气候更加有效地抵制了细菌的传播,使南极大陆的细菌密度,比起其他大陆要少得多。但是,通过大气对流、海洋环流以及生物迁徙等途径,有些细菌仍然传播到了南极大陆。而沿岸地区的一些细菌,特别是某些病菌,则是由人类带过去的。

人们在自己原有的孤立而封闭的生存环境中,往往会适应得很好,生活得很健康。但是,如果有外来者带入新的细菌或病毒,往往就会造成严重的后果。例如,夏威夷群岛上的波利尼西亚人,世世代代居住在那里,过着世外桃源般的生活。可是后来,由于航海者带去了新的细菌和疾病,不仅使其人口大幅度减少,而且就连那里的水果和其他农作物,也受到了严重影响。南极也是如此,因为许多细菌和病毒都是从外面带进去的,一旦适应了那里的气候,就会大量地繁殖起来,从而给那里的生物造成致命的威胁。然而,有趣的是,人们发现,南极的细菌虽然耐得了严寒,但不仅受不了高温,而且即使在通常的温度里,也很难生存下去,当温度上升到十几摄氏度时,它们就会纷纷死去。

科学家们发现,有些微生物,能分泌出某种抗生物质和某种类型的抗冰冻的物质,从而使它们赖以生存的水质发生某种变化,更利于它们的生存和繁衍,而对南极土壤中微生物的研究,则为太空探测提供了有用的信息。例如,科学家们在干谷和南极半岛等地,进行了详细的观察和研究,他们想了解,那些本来非常脆弱的微生物,是怎样适应南极这种特定的艰苦环境和可怕的气候的。利用这方面的知识,他们设计出了用于太空探测的生命探测装置,因为南极原始的土壤和环境与月亮及火星表面有点类似。

南极的植物

南极地区温度低、土壤少,水都结成了冰,几乎缺少植物生长必需的一切条件,唯一不缺的就是阳光。虽然有半年暗无天日的极夜,但也有半年连续照射的极昼。在这半年的极昼当中,虽然斜射的阳光比较微弱,即使是吸光效率最高的绿色植物,也只能用去照射到它身上的阳光的5%,但这也足以满足植物生长所必需。在这种奇特的环境里,生长得最成功的是那些最原始的植物,如藻类、地衣和苔藓。

生长在南极的藻类有350多种,只要提供地点让它们生长,即使环境艰苦、条件极差,这种微小的植物,也能大量生长,很快扩散,给单调的南极大陆铺上一层鲜艳的色彩。实际上,除了南极半岛最北端有两三种很可能是候鸟带来的开花植物,南极内陆只有稀少的地衣和苔藓,而且生长得极为缓慢。据观察,南极地衣在一年当中,也许只有一天的活跃生长期。即使那些个体最大、生长最快的地衣,每100年才能生长1毫米。因此,在南极,一块半径只有13厘米的地衣,有可能是这里最古老的植物。

地衣并不是一种单一的植物,而是藻类与真菌的共生体。藻类能进行光合作用,真菌却没有这方面的能力。但是,真菌有其他方面的本领,它不仅能把虚弱的藻类细胞牢牢地固定在岩石上,而且它的须根要吸住水分供给藻类生长。这样,藻类就可以比它单打独斗获得更多的水分。不仅如此,有些地衣真菌,还能分泌出某种物质溶解岩石,从而释放出地衣生长需要的无机物。就这样,真菌和藻类,紧密结合,互有所需,构成了一个有机的联合体,这就是地衣。

虽然地衣只是两种弱小生命的联合体,但具有极为顽强的生命力。有一块在大英博物馆里陈列了15年的地衣标本,偶然沾了一点水分,居然又生长起来!而在实验室里,生物学家们惊奇地发现,即使在零下198摄氏度超低温的条件下,南极地衣也是能够生存的。因此,地衣恐怕也是地球上最为耐寒的植物。在离南极点只有483千米的一些山峰上,人们发现了生长得很好的地衣,就是说,地衣也是地球上生长得最靠南的植物。

苔藓没有地衣那么顽强的生命力,只有在由地衣形成的薄薄的土壤上才能生长。只是,苔藓也有它的惊人之处。在隆冬季节,它们往往变得极其干燥而脆弱,一碰就碎。然而,稍有温暖的气息和水分,它们的组织立刻变得柔软,焕发出一片绿色,呈现出富有生机的样子,这在几乎看不到生命迹象的南极大陆,显得尤为突出,是极为宝贵的。

总而言之,南极的植物区系实在少得可怜。我们知道,在其他大陆,丰富的植物区系直接或间接地为动物提供了足够的食物。但是在南极,这种极度贫乏的植物区系,不可能为较多的动物提供营养。也许正因如此,南极大陆上也就没有什么动物。而那些栖息在边缘地区的海鸟、企鹅和海豹,则以海洋生物为食。

最大的动物

海洋中最大的动物是蓝鲸,陆地上最大的动物是大象,南极大陆上最大的动物是什么呢?是一种只有1。2厘米长的没有翅膀的蚊子。

世界上的动物共有100多万种,其中90%是昆虫。但是,在南极圈以南的整个地区,包括海洋生物在内,动物总共不到70种。而生活在南极大陆上的昆虫,总共只有44种,多为鸟类和海兽身上的寄生虫。真正的陆地动物只有昆虫和蜘蛛类。其中最大的是蠓,也叫南极无翅蝇,身长只有3毫米左右。也算是南极生命世界的庞然大物了。另外还有螨、跳虫、轮虫和扁虫等。与这样一个广大的地区相比,它们实在少得可怜。它们多以地衣、苔藓和藻类为食,构成了脆弱的生物链和食物链。

南极昆虫的品种虽少,但每一种的数量多得惊人,主要是扁虱、小虫和螨类。这些小小的昆虫,都有非凡的耐寒能力,一年之中有300多天都在睡眠之中,身体处在冰冻状态,只有两个月左右的时间可以解冻。一旦苏醒过来,它们便开始紧张地觅食和进行社交活动,以便抓紧时间繁衍生息,传播基因。

只有沿南极半岛的水塘中,才能找到南极最大的动物,即那种只有1。2厘米长的无翼蚊,在水中跳来跳去。生物学家们之所以对这种东西特别感兴趣,不仅仅是因为它是南极大陆最大的动物,而且还在于,人们在南美洲发现了类似的昆虫。科学家们希望,通过把这两种蚊子相互比较,也许能够更多地了解动物是怎样从一个地方往另一个地方传播和扩散的。而且,通过对不同大陆上物种类似的昆虫的研究,可以了解到动物在代代相传的过程中,是怎样和为什么会从一种形态演变成另外一种形态。

在南极大陆最偏僻的东部,大冰盖的下面3000多米深处,有一个沃斯托克湖,深度超过500米,至少有100万年的历史。由于终年不见阳光,又处于巨厚的冰川之下,与其他生态系统完全隔绝。但是,就在这样的湖水里,仍然有细菌和真菌存在。值得注意的是,这里的自然状态,与木星的2号卫星和4号卫星上的状况极为相似。在木星的这两个卫星上,都有巨厚的大冰盖,下面可能还有很深的海洋。因此有人猜测说,既然在沃斯托克湖里还有生命存在,是不是预示着,木卫-2和木卫-4上可能也会有类似的生命呢!

南极大陆最具代表性的生态群落,是在一个干谷里发现的。那里岩石裸露,没有冰雪,干燥而寒冷,完全处于原始状态,仅凭眼睛看上去,似乎毫无生命的迹象。但是,科学家发现,在其干涸的河床里,生存着20多种光合细菌,相当数量的藻类和一些依靠它们生存的微小的无脊椎动物,如轮虫、螨虫和跳虫等。而具有光合作用的细菌和藻类,则相当于植物,是初级生产力,为那些微小的无脊椎动物提供了食物。在这种简单的食物链顶端,有4种线虫,它们分食着不同的动物和植物。在这个微观而脆弱的生态系统中,螨虫和跳虫是最大的动物,相当于森林和草原中的大象或者老虎。干谷里的自然状况,与火星表面极为相似。因此,科学家们在这里流连忘返,在土壤和岩石里寻找着生命的痕迹,他们想由此猜测,火星上存在生命的可能性。

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