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2020年12月19日星期六

谢选骏:怪物的世纪就要降临

谢选骏:怪物的世纪就要降临


《人口暴增:2050年养活100亿人口的五种方法》(BBC 2019年9月11日)报道:


随着全球人口数量持续增加,有人预计2050年全球总人口可达100亿。要让这么多人都吃饱饭,我们的食物产出量就要达到历史新高。挑战之大是前所未有的。我们只剩下30季的播种收割,就要迎来100亿人口的大关。显而易见,如果我们想要养活这个星球的人类,我们所熟悉的农业也要发生改变。


在过去的六个月里,我走遍了整个欧洲,与前沿科学家和工程师、全球意见领袖、精明的零售商、当然还有学识渊博且坚韧的农民聊天,为英国广播公司(BBC)国际新闻(World News)以及未来(Future)专栏的节目——《跟随食物的脚步》(Follow the Food)做准备。这么做是为了检视许多与食品供应相关的问题,并为我们的未来寻找一些可能的解决方案。


这种人们迫切需要的转变,即农业乃至整个食品供应链的转变,已经在进行中了。以下五种方法或许可以帮助我们做好养活100亿人的准备。


1、开发务农机器人

在你对着屏幕大吼机器人抢走人类饭碗之前,请先听我讲完。许多农民表示,坐在拖拉机上在农田里耗上好几个小时的时间,不仅重复及无聊,还剥夺了他们原本可以用来处理更重要的工作以打理生意的时间。小型机器人公司(Small Robot Company)已经开发了三款小型机器人:汤姆(Tom)、迪克(Dick)和哈利(Harry)。汤姆拍摄带有地理标记的田间植物图像,然后发回分析。随后迪克出动,负责对特定作物进行农药精准喷洒,进而免去地毯式喷洒的需要,避免不必要的径流污染,并能节约资源。哈利则是播种机器人,配合机械钻完成工作。这三个机器人可以一起完成原本由人类负责的单调工作,而且准确率更高,还减少了浪费。


2、保护珍贵的土壤

农用小型移动式机器人的潜在优势之一在于他们可以取代许多由传统大型拖拉机完成的工作。普通的拖拉机非常沉重,在滚过田地的时候会压实土壤。这会破坏土壤中的空隙,减少储存空气和水分的孔隙大小。土壤被压实很大程度上影响了土壤储存水分的能力,进而影响作物对水分和营养的吸收。使用更小、更轻的机器人完成原本由拖拉机完成的工作有助于减少此类问题的发生。小型机器人虽然不能拖动翻土机、犁田机等大型重机械,但发明轻型农耕机器人的目的本就不是为了简单地重复传统的务农方法。


3、减少食物废弃量

我了解到最令人震惊的事实就是有大量好的、可食用的食物被浪费。据联合国透露:“据估计,生产的食物中,有三分之一最终都在消费者和零售商的垃圾桶里腐烂掉,或由于运输和收割不当发生损坏而抛弃。”据估计,有三分之一的食物都在消费者和零售商的垃圾桶里腐烂——存在严重浪费的国家包括荷兰。按商品价值计算,荷兰是仅次于美国的第二大农产品出口国。荷兰食物货流量之巨大意味着浪费问题也相当严重。荷兰政府已经下定决心,要在2030年成为欧洲第一个将食品废弃量减半的国家。人们想了无数精彩的点子和具体措施希望有助于改善这一现象,但我认为一个机智的方法就是使用“Too Good To Go”(意为:质量太好不值得丢弃)应用程序。这款应用程序可以让零售商家将原本计划丢弃,但仍然完全可以正常食用的食物,以折扣价卖给消费者。


4、减缓食物成熟过程

我们暂时还不能让时间倒流,但至少我们可以减缓水果的成熟速度。我在英国家中吃的香蕉可能从厄瓜多尔、多米尼加、哥斯达黎加、甚至更远的地方漂洋过海而来。这些香蕉为了到达这里,在尚未成熟、还是绿色的时候就被摘下,在船上待上40天左右的时间,最终出现在某家超市里。为了能被消费者从货架上选走,这些香蕉都应该呈现出完美的黄色,不能有任何黑点或者棕色的斑块。这一切都要靠无法想象的、小心谨慎的管理才能做到。我们暂时还不能让时间倒流,但至少我们可以减缓水果的成熟速度——如果香蕉在运输过程中过早成熟,就会释放乙烯,进而导致其他香蕉开始成熟。只需要一根坏的香蕉就可以造成15%的货运损耗。这就浪费了一大堆香蕉。英国诺里奇(Norwich)的一些科学家们正在编辑香蕉的基因,即改变基因的特定碱基,进而让香蕉的乙烯排放量大大降低。这样就能减少运输过程中的损耗,延长香蕉在超市货架售卖的时间。在世界部分地区,这可以真正运用到供应链里。然而在欧盟等其他地区,经过基因编辑的作物受到严格监管,审批程序很冗长。


5、做更明智的决定

我花时间和农民、制造商、零售商以及消费者在一起,很快就发现我们目前食物的培育、处理和出售方法是无法规模化且不可持续的。能让我们在2050年养活100亿人的方法只有将农业和食品工业变得更加可持续。这就需要我们改变整个培育、处理、运输、储存和销售模式。这意味着许多行业和政府都必须行动起来。我们每一个人也应该如此。无论是去菜市场选购最“丑”的蔬菜做晚餐,还是鼓励超市改变标签方法、向顾客展示食品的碳足迹和水足迹(这样顾客就可以挑选一个使用较少稀缺淡水资源种植的牛油果),还是用新科技避免浪费,我们可以通过很多行动表达对食物、对生产者的重视和珍惜。


建造一个用可持续农业养活的世界是一项艰巨的任务。但农民、科学家、工程师、零售商、商界领袖以及政府都在齐心协力,确保我们未来有足够的食物。而我肯定也会思考,要加入他们的队伍,自己在个人层面可以作出哪些改变。


谢选骏指出:人们绞尽脑汁,想出来的却是一个扬汤止沸、涸泽而渔的方案!因为只要人数增长够多,任何明智的方法都会导致更加愚蠢的结果——越多的食物催生了越多的人,最后导致整个生态环境的全面破坏。这样的破坏,足以导致怪物的世纪慢慢降临——


《未来生命:地球可能会演化出哪些奇特生物》(BBC 2019年9月12日)报道:


上世纪80年代初,古生物学作家道格拉斯·迪克森(Dougal Dixon)出版了一本名为《人类灭绝之后的未来动物世界》(After Man: a Zoology of the Future)的科幻著作,想象数百万年人类绝迹后地球上的生命形态。在迪克森的未来奇幻世界中,有用尾巴当降落伞的鼩鼱(shrew),飞翔的猴子(flying monkey/flunkey),盘绕卷曲的超级长蛇空中抓捕飞鸟,夜间滑翔动物使用长刺刺杀猎物,脸如鲜花的鸟类和诱惑授粉昆虫落入它们饥饿口中的蝙蝠。


时过几十年后,迪克森称他这本书并非是想要预测未来,而是要探索自然发展的一切可能性。他说:“有关演化论的科普书籍,即或不是出自本意,看来给人的印象都是生命演化只是过去时。事实当然并非如此。生命的演化今天仍在在进行中,即或人类在地球已经绝迹后的遥远未来,生命的演化仍将继续下去。”


即或迪克森这本书是科幻著作,但大多数生物学家都同意几百万年后的地球将会是一个完全陌生的星球。亚利桑那州立大学(Arizona State University)演化生物学家阿克逖皮斯(Athena Aktipis)说:“以我之见,遥远未来的地球我们看来和感受会像一颗外行星那般的离奇。”


无论未来的生命演化如何,今天的人类看到都会觉得怪异和不可思议,如同今天的世界,哺乳动物称霸天下,但要是你自恐龙世纪穿越过来,一定会觉得难以相信。那么,地球遥远未来的生命形态看来将会是什么样? 比如说,基于我们对地球生命和演化原理的认识,能否推想1亿年之后地球上会演化出什么样的物种?


让我们首先将时光倒流数百万上千万年前,回到我们地球上生命初始的世纪。据圣路易斯华盛顿大学(Washington University in St Louis)的演化生物学家罗索斯(Jonathan Losos)之说,大约5亿4千万年前的寒武纪(Cambrian)大爆发时候,地球上出现一系列“怪异”和“类似今天动画电影角色”的奇特生物。


罗索斯所著《不可思议的生命:演化的命运、时机和未来》(Improbable Destinies: Fate, Chance, and the Future of Evolution)一书写道:“栖息在加拿大伯吉斯页岩(Burgess Shale)的生命完全可以称之为怪物。”有一种叫怪诞虫(Hallucigenia)的动物,细长的管状肢体上长满了两排巨大的长刺,以及类似棍子的爪子状附肢,“像是来自动画片《飞出个未来》(Futurama)的东西”。因此,生命在遥远的未来演化出如此奇特和怪诞的物种不是不可能的事。罗索斯说:“差不多任何你能想象到的生物形态,都曾在生命演化史的某个地方某个时期在某些物种中出现过,只要演化时间足够,就能化不可能为可能。”


按照罗索斯的理论,生命演化之潜在世界广袤无垠,人类尚未能窥其全貌。因此,他在书中如此说道:“如果认为地球上的生命形态已经揭示了如同我们地球这样的星球上生命所有可能存在的方式,或者大多数方式。这样的观点,就我本人而言,实难苟同。”


当然,要预言生物究竟如何演化是相当困难的。物种演化能否预测?罗索斯的著作分析了支持和反对的两种观点,提出一个关键问题在于,如果我们想要“再现生命的历程”,演化的历史是否会依旧再来一次。无坚实可靠的证据支持历史会重演,因为物种演化要经历极其漫长的地质年代时间,人类无法知道对未来的演化我们可预测到多少,以及生命史是否会重演。而且还会有不可预料的偶发事件,比如超级火山的爆发,或者小行星撞上地球。所以,物种将来如何演化,今天根本不可知。


或许,我们可以根据现有的知识做一些猜测。不过,我们首先必须讨论一支正在改变地球生态的演化大军,即我们人类,或曰智人(Homo sapiens)的影响。


人类在地球上生生不息,繁殖人口,扩张领土已数百万年,因此可肯定对未来的生命演化的影响必定举足轻重。为适应人类对自然环境的改变和污染,物竞天择,适者生存,就会有新的物种演化而生。西雅图华盛顿大学(University of Washington)的古生物学家彼特·沃德(Peter Ward)2001年出版他的著作《未来的物种演化》(Future Evolution),书中这样认为:“有一天我们很可能会看到鸟喙演化到能够啄食罐头里的食物,或者老鼠长出不沾水的油性皮毛以防被有毒废水污染。”


或许将来的动物要被迫适应一个污染远比今天更加严重的世界——按照沃德的预测,地球有可能出现这样的新物种,耐寒、适应性强,具有野火烧不尽,春风吹又生的强韧生命力,愿意附生于人类社会,甚至能够利用人类世界的资源,比如家猫、老鼠、浣熊、郊狼、乌鸦、鸽子、椋鸟、麻雀、苍蝇、跳蚤、蜱虫和肠道寄生虫之类。


人类的活动改变着气候,我们生活的地球正在变暖,变干燥,缺乏淡水亦会影响物种为适应环境而改变。美国马萨诸塞州曼荷莲学院(Mount Holyoke College)的演化生物学家帕翠霞?布伦南(Patricia Brennan)说:“我会想象动物演化出怪异的特性和本领来获取空气中的水分。块头较大的动物可能会演化出一些好像扬起的船帆或鼓起的皮翼之类的东西,清晨空气潮湿时就伸展开来获取水分。例如,有些蜥蜴的褶边颈圈为收集水分会鼓涨很大很夸张。”


布伦南还设想在一个变暖的地球上,会演化出无毛的哺乳动物和鸟类,“哺乳动物的某些部位可能会不再有毛,会以身体上的皮囊收集水分。在暖化的星球上,靠自身新陈代谢产生热量的温血动物可能会活得很艰难,因此,在暖化的气候里,属于温血动物的鸟类可能会去掉体外的羽毛以散热,哺乳动物也可能会去掉大部分毛发。”


未来的人类或许也会将生命玩弄于股掌之上,事实上,这已经开始。就如研究人员劳伦·霍尔特(Lauren Holt)今年为英国广播公司未来频道(BBC Future)的《深度文明》(Deep Civilisation)系列节目所写的文章说,地球上生命发展其中的一条轨迹可能是人类干涉的“后自然”走向。在后自然主义的情景中,从基因改造的蚊子到人工授粉无人机,人类操控的基因工程、生物技术和人类文化的影响可能会把物种的演化导向迥然有别的道路。生命的演化将受制于人类的欲望和需求。


不过,未来生命的演化也有其他的可能选择。例如,人类的后代会比今天的人类更有智慧,有可能会决定放弃干涉自然,让自然重新野生化,让自然的演化自行其自然之道,否则人类就会自取灭亡,这就是《人类灭绝之后的未来动物世界》一书为人类预言的结局。


物种灭绝尤其可能导致生命演化的全新局面。沃德指出,物种大灭绝实质上等于重设物种演化的时钟。他说,地球上发生过的5次物种大灭绝,都使得地球上的动植物发生了天翻地覆的变化。


发生在大约2.52亿年前的二叠纪(Permian)大灭绝事件,灭绝了地球上95%以上的海洋物种和70%的陆地物种,包括当时横霸地球的背鳍爬行动物和大型哺乳类爬行动物。但这次大灭绝腾出了空间,让恐龙得以演化,随即取代前朝成为陆地上的新霸主。这一结局与发生在白垩纪-第三纪(Cretaceous-Tertiary)大灭绝竟然异曲同工,这次大灭绝意外地让哺乳动物取代了恐龙,成为地球新世界的最强大物种。


沃德这本书指出:“大灭绝不仅出现了物种的更替,还出现了我们可以称之为物种整体系统的变革。大规模灭绝改变的不仅是地球上物种的数量,还有地球生命的结构。”


一些生物学家认为,在一次物种大灭绝之后,会演化出具有全新能力的全新生命形式,因新旧物种之天差地别,我们根本无法想象全新的物种会是什么样子。例如,在地球上生命的最初10亿年左右,地球上出现以呼吸氧气为生的动物是不可思议的,因为当时地球大气层氧气极少,而且细胞尚未演化到以氧气为能量。到大约24亿年前发生大氧化事件(Great Oxidation Event)后,形势完全逆转,进行光合作用为大气层带来氧气的细菌导致了地球上的第一次物种大规模灭绝。


麻省理工学院的演化生物学家比特尔斯顿(Leonora Bittelston)说:“这种微生物为整个地球带来氧气,结果是天翻地覆的变化。很多新事物在发生之前无人可以预料,不过一旦发生,我们的地球就会改变。”因此让我们设想,要是人类绝迹于地球,从今天往前的1亿年内,地球上的生命会变得如何的野性十足和复杂难解?我们是否能看到树木开始行走,或发射毒气或毒飞镖来猎杀动物而食之?海洋生物会改变形态吗?会有蜘蛛游到水里,用蛛网捕捉沙丁鱼?而水中之鱼是否会飞,好在空中捕食昆虫和鸟类?深海动物能否投射出自己明亮的全息影像来欺骗捕食者、吸引猎物或引诱性伴侣?虎鲸和鲶鱼能否返祖,回到陆地捕食猎物?


我们是否也能看到生物迁居陌生的栖息地?譬如,是否会有巨大而轻盈的有毒真菌飘浮在空中,状如空中之水母,任何动物一旦撞上就会被缠绕而吞噬?是否有在云中筑巢,捕捉在空中进行光合作用之生物的昆虫和蜘蛛?要是植物或微生物演化出类似太阳能光伏板的东西来追踪并聚集阳光,寒冷的冰川能否出现生机盎然的绿洲?


阿克蒂皮斯说,这些生物听起来是匪夷所思,但并非不可能。许多想像在自然界本有依据,比如有滑水和空中滑翔的蜘蛛,有栖息在云层中的微生物,有深海琵琶鱼摇摆其生物性发光球来吸引猎物。还有一些虎鲸和鲶鱼种群会有意搁浅海滩猎食岸边的动物。冰上也会出现一些微小的独立绿洲,由烟尘、岩石和微生物组成的冰上微细生态群。


哈佛大学演化生物学家乔·沃尔夫(Jo Wolfe)发现,真的会有树木能够行走,即是说,这些树木会非常缓慢地向水源方向移动。她认为,树木可能会进化到利用毒气甚至带刺的枝捕猎食物。因为自然界早有了捕蝇草(Venus flytrap)这样的食肉植物。她还指出有食鱼的蜘蛛,并说生活在云层中的微生物可能是从生活在海洋最上层的大量称之为原绿球藻(Prochlorococcus)的微生物演化而来。


在自然界,一般是极端环境中才能产生反常的演化。地球上此类现象多不胜数,而且会一直如此。我们以深海中的雄性琵琶鱼为例。因为能与其交配的雌性琵琶鱼极少,当雄性有幸邂逅一只雌性时,即干脆融入雌性,与其合体。马里兰大学帕克分校(University of Maryland, College Park)的行为生态学家克里斯婷?胡克(Kristin Hook)说:“雄性琵琶鱼此生可能再也见不到其他雌性,所以干脆放弃自我,成为雌性的精子附属器官。所以,我们可能会看到动物做更多类似行为事情,随着时间的流逝,我能想象,如果不可能找到交配对象,自然选择会让能自我繁殖的物种获得演化的优势而生存下去。”


基于我们对自然的认识,我们切勿假设未来世界的生物仍会固守其目前的栖息地而不另寻空间发展。生物化学家兼作家琳?卡波拉尔(Lynn Caporale)指出,一些“飞鱼”已经能够在空中捕捉昆虫,甚至猎杀鸟类,还有某类鱼竟能上岸在陆地上行走,甚而爬树。甚至乌贼偶尔也会喷水推进,用鳍作翅膀飞出海面。


陆栖或海栖动物如果能切换栖息地,这是否会产生一些奇幻怪异的生物。不妨以一只蟾蜍为例。蟾蜍求偶时,食道向外鼓胀,壮大如气囊,然后发出求偶的呱呱蛙鸣声。在《未来的物种演化》这本书中,沃德戏虐般假设蟾蜍会演化成"齐柏林飞船(zeppelinoid)",一种栖息在低层大气中的新型浮游动物。这种离奇的蟾蜍可能从水中提取氢气并储存于咽喉中,将身体变为气球,因此可以腾空而起,最后飘浮在于空气中。因为不再需要陆上蹦跳而行,蟾蜍的腿会变成悬垂的触须以觅食,体型会进化得很大,以避免成为他人的猎物,其大甚至可能超过蓝鲸。这艘巨大的“齐柏林飞船”如同水母漂浮水中一样飘浮在空中,拖着触手捕捉比如鹿这类的猎物,还可以从空中吃树梢上的叶子。在这个想象的飞行蟾蜍主宰时代,飘浮的蟾蜍会满布空中,其漂浮的庞大身躯为大地投下壮观的奇妙幻影。


沃德说:“齐柏林飞船是一个童话,但这个幻想的角色也有些微现实。”自然演化史曾诞生第一个会飞的生物和第一个会游水的生物,这一突变为这两个物种开辟了新的疆域,随后很快地更多的物种也就演化而生。


既然人类还未对演化论和遗传学有充分的认识,而且演化的进程常常受到偶发事件的影响而突变,因而人类是无法准确预测未来地球的生命将会是什么样。沃德认为,要找出在未来演化中的获胜者,就像要事先指出谁是股市赢家,或谁做了正确天气预报一样。我们有一些资料可以做有根据的猜测,但不确定性也非常之高。“未来将演化出来的新生动物,我们只能猜猜颜色、习性和形状而已。”


罗索斯同意此说。他说:“总而言之,潜在的发展面向是如此之广阔,又如此之不确定,因此试图预测未来生命的形态可以说是刻舟求剑,如做无用之功,因为演化的随意度实在太大。生命可能的呈现方式多不胜数。”


但要是参考现代生命的千奇百怪,我们就不应低估这一可能性,即地球未来可能会有神乎其神的生命演化形态。实际上,在今天的地球上,尚有许多自然的创造成果和多样模式人类还有待探索认识。


确实如此。迪克森指出,他在1981年出版的《人类灭绝之后的未来动物世界》所描述的一些怪异动物,本是他“纯属猜测”的个人臆想,后来竟然真的在自然界发现,比如地上行走的蝙蝠和空中猎杀蝙蝠的蛇。该书2018年再版时,他在书中如此反思,“有好几次,每当我遇到一些新发现的自然生态系统或演化新形态,就不免想到,‘如果我当时把这些发现写进《人类灭绝之后》,我应该会大笑不止’。”


谢选骏指出:人类之后的世界,在人类看来一定是一个充满怪物的世界——除非人能感知这样的世界,并且习惯了它。这就像人类之前的世界,也会让考古家们感到惊骇的。如果人不注意保护自己的生存环境,怪物横行的世纪就要降临了!

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