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【独家·24小时】宁静表土下的昆虫世界

在美国俄勒冈州,有一片名为安德鲁实验森林的原始森林,它是地球温带森林中物种最丰富的地方之一,可与热带森林媲美,其中仅昆虫种类就有七八千种。这些昆虫悄无声息却有条不紊地生活在森林这片静谧的土壤中,虽然有些渺小得连我们的肉眼都难以分辨,但它们却承担着分解土壤中有机物的重任,维系着植物的生存命脉。这就是大自然不可思议的奇妙之处,微不足道的小昆虫竟然决定着参天大树的命运。

维护大生态的小功臣

说到决定森林植被葱郁茂盛的条件,人们首先想到的自然是阳光和水,但却忽视了肥沃的土壤这个关键因素。有时候,在一片繁茂的森林附近,也许就是一块干燥贫瘠的山脊,两者间的生物多样性相差甚远。是什么决定了这一切?这就是看似平常的土壤了。

何谓生物多样性?它是在一定时间和一定地区内所有生物(包括植物、动物和微生物)物种及其遗传变异和生态系统复杂性的总称,主要包括遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次,而这一系统的大背景之一也同样是土壤。

数以亿计的昆虫,如蜘蛛、蜈蚣和各种说不上名的小虫子及其他无脊椎动物,通过自我的回收功能,造福了整个生态系统。

它们能够处理数以吨计的有机垃圾和碎片,包括寿终正寝的大树和地面上的苔藓。它们可以轻松地将其分解为细小的碎片,利用自己消化道内的细菌和真菌,将这些细碎的有机物加工成基本的营养物质。而植物就会像人类进餐一样,直接吸收这些营养物质,借以生长壮大,进而构成一个完整、健康的生态系统。

约翰·伊登(美国俄勒冈州立大学的系统生物科学研究所主任)曾率领自己的科研团队利用卫星激光成像数据,对森林的保护价值进行了长期跟踪评估。由于采用了全新的检测方法,研究人员在分析土壤标本和森林土壤的生态系统时,基本可以获得比较真实准确的结果。但是,对于数千种昆虫是如何生存的,及它们之间的相互关系,科学家还不是很清楚。

如何还原它们的生活

约翰·伊登的科研团队借鉴地理学家研究土壤的方法,发明了一种最新的检测方法——薄切片显微镜法。这种检测方法并不复杂:先在一个压力箱中将环氧物质巧妙地掺入到需要检测的土壤标本中。当环氧物质变硬时,再将其切成打印纸般厚度的薄片,随后打磨抛光,最后在显微镜下仔细观察薄片内的物质结构。

这种方法很好地保存了土壤的完整构成,从已经腐烂的大块植物残骸到细小土壤颗粒都会被完整保留,连一根部分腐烂的松针的全部细节都清晰可见。

约翰·伊登说:“当我们放大这枚‘松针’时惊奇地发现,它竟然是由无数个显然是排泄物的小圆球构成的。原来,在这个松针落地不久,一些千足虫就立刻‘占领’了它,并把它咬碎吃进了肚子,然后以排泄物的形式将其重新排列在松针原先所在的位置上。”

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