《了不起的地下工作者——蚯蚓的故事》读书心得

簋儿
2019-12-25 看过

《了不起的地下工作者——蚯蚓的故事》刚出版的时候翻了几页,当时好像手头有好几本要看的书,就撂下了。前几天发现有个线上读书活动,书目就是这本蚯蚓的故事,于是决定借着读书活动,把这本书读完。结果到了读书活动的前一天才发现家里没有书,当时翻的那本后来被老余带回单位了。于是紧急买了一本,利用开会的间隙读了几章,活动结束后一鼓作气都读完了。

作者从一幅美丽的苹果树科学画开始,引起读者对植物根系所处世界的兴趣,然后慢慢把读者的注意力引向土壤、蚯蚓。书的前四章略有枯燥之感,冗长的描述中略微能抓住眼球的有达尔文对蚯蚓的研究、蚯蚓的分类、蚯蚓的生活习性等。从第五章“它们既看不见也听不到”开始内容越来越有趣,尤其对蚯蚓求偶、交配、做卵茧、受精、孵化的讲述,刷新了三观。整本书的译文比较流畅,没有太明显翻译的痕迹。遗憾的是没有插图,特别是讲解蚯蚓身体结构的一段,如果有插图就更能让读者一目了然了。

本书内容可以分为三部分:蚯蚓、蚯蚓对地球的影响、蚯蚓与人类。

第一部分 蚯蚓

1 蚯蚓的种类与习性

蚯蚓按生态类型分为表居型、上食下居型、土居型三类。

表居型蚯蚓则并不生活在土壤之中,它们适应了在堆肥与落叶层中生活,并取食在腐烂植物残骸上大量繁殖的微生物。表居型蚯蚓的蚓粪能显著增加土壤的肥力。大多数表居型的蚯蚓体长都不足三英寸(约7.6厘米),颜色多为暗红色或接近暗红色,很多种类在体节间会有淡色的条带。鱼饵店里卖的的红蚯蚓和粉正蚓就属于表居型。这两种蚯蚓都能生活在蚯蚓箱里,也广泛受到家庭堆肥爱好者们的喜爱。

上食下居型蚯蚓能钻入地下约八英尺(约2.44米)深,并在夜间爬到地面上寻找食物。它们会在土中形成永久性的垂直隧道,并在位于地面的隧道口附近排出成堆的蚓粪。形成的地下隧道网络能使空气和雨水进入土壤深层,从而提高土壤质量。陆正蚓无论从体长还是色泽上都属于典型的上食下居型蚯蚓。它们的背部为暗红色,腹面则近乎透明。尾端呈扁平状,被称为“勺状尾端”。而它们的环带,一段在全长三分之一处的增厚表皮,十分明显。

大多数土居型蚯蚓都生活在植物的根系周围,取食腐烂的植物根系和富含细菌与真菌的土壤。它们几乎不会爬到地面上,所以是大多数人最不熟悉的一群。这类在深土层中活动的蚯蚓,生活在一个在我们看来荒凉而陌生的世界里。它们非常脆弱,例如,吉普斯兰巨蚯蚓身长能达几英尺,但却有异常脆弱的皮肤。如果被触摸得过于频繁,会爆裂开。土居型蚯蚓对地表的震动非常敏感,能在地下深处感知到地表震动而迅速逃走。它们的寿命很长,能活几十年。

2 蚯蚓的身体结构

蚯蚓有一到五对心脏,最后一对心脏所处的体节是鉴定蚯蚓种类的线索之一。蚯蚓的循环系统比较简单,仅有贯穿全长的主要血管。如果观察比较透明的种类,能看到一条大血管顺着蚯蚓的背部延伸。蚯蚓没有肺,靠潮湿的皮肤呼吸。另外,蚯蚓有一个能帮助磨碎食物的砂囊,基本位于第五、六、七、八这几个体节。卵巢一般位于第十三体节,偶尔会位于第十二体节。肾管是蚯蚓的排泄器官,几乎在每个体节都有肾管。蚯蚓靠潮湿的皮肤呼吸,所以它们没有肺。蚯蚓没有我们平常意义上的大脑,但在第三体节处有脑神经节。

蚯蚓具有很强的再生能力。但人们日常认为的蚯蚓被截成两段就会再生成两条的说法并不科学。事实上,多数情况下只有一段能最后活下去(一般是包含了头部或保有更多体节的一端)。不同种类的蚯蚓再生能力也不一样,陆正蚓再生能力就有限,红蚯蚓则具有高速再生失去体节的能力。有研究人员把红蚯蚓由同一体节割断了五六次,观察他们的再生过程。事实证明,红蚯蚓能在多次横切后复原,而且新长出的部分,其再生能力和起初的蚯蚓一样强大。但是蚯蚓从来不会重新长出比它失去体节更多的体节。到底能否完全复原,则与创伤后留下的体节数量有关。现在仅知道蚯蚓能再生失去的体节、肌肉和消化道,不清楚能否再生器官,因为很多常见的蚯蚓包括生殖系统在内的主要器官,都位于头部附近,而头部再生的能力一直是各种蚯蚓的弱项。但是有一种蚯蚓的生殖器官靠近尾部,而且在尾部被切除后这些器官也会被再生出来。而且,它们常再生出比原先跟多的精巢和卵巢,有时会在同一体节里长出雄性和雌性生殖器官,有时还会再生出兼具两性功能的生殖器官。

思考:蚯蚓遭受创伤后可以再生,但主要器官(生子器官在内)不容易再生,是否意味着这样的蚯蚓虽然没死,但不能繁殖了呢?

3 生殖繁衍

交配。 蚯蚓是雌雄同体的动物,它们的生殖器官(实际上是一些细小的生殖孔)大多可以在位于头部与 环带间的第十二体节附近找到。蚯蚓交配时会将腹部紧贴在一起,头部朝向地方的尾部,找到一个合适的体位,让它们的雄性生殖器官与对方雌性生殖器官对齐。然后它们的雄生殖孔排出精子,被雌生殖孔接收。有些种类的蚯蚓,雌雄生殖孔在交配时无法完美结合在一起,精液则通过一条蚯蚓体表因纵向鸡肉收缩而形成的凹槽,指导精液一个体节一个体节地流向雌生殖孔。大部分蚯蚓有多对雌生殖孔,蚯蚓会适时多次调整姿势,保证每个雌生殖孔都能受精。

卵茧。蚯蚓交配完成后,卵并没有受精。接下来,蚯蚓会把精卵排入一层由环带分泌的浓稠粘液内。几天后,这层粘液最终硬化,蚯蚓则向后蠕动,把这层硬化的粘液从头部褪下来,顺势将硬壳的两个开口用粘液封住,就做成了蚯蚓的卵茧,精子与卵子则已经包裹在卵茧内了。有时候蚯蚓会制作多个卵茧,直到用完所有的精子储备。卵茧有些类似柠檬状,颜色多为褐色或土黄色。

孵化。精子和卵子在卵茧中才会受精作用。如果环境在这时发生大幅度变化,例如,热浪过境烤干了土壤中的水分,卵子和精子可以暂时不结合,在卵茧中共存数月时间。受精后,大约等几天或几周后小蚯蚓才会孵化出来。在某些情况下,则要等上更长的时间。蚯蚓不存在变态发育,从卵茧里钻出来就是五脏俱全的小蚯蚓了。

思考:卵茧需要好几天才能变硬,蚯蚓才能从卵茧中退出,这几天蚯蚓不能动吗?

第二部分 蚯蚓对地球的影响

蚯蚓对地球的影响很大,但所谓的正面或负面的影响,是站在人类的角度看的,对蚯蚓和地球来说无所谓好坏,只是客观的存在。

1 正面影响

改善土壤肥力。表居型蚯蚓的蚓粪能显著增加土壤的肥力。它们的身体结构适应了落叶层的生活,并在那里充当分解者的角色,释放落叶层中的养分以促进植物萌发与生长。这类蚯蚓体内有一种称为石灰质腺的腺体,能将食物中多余的钙质随蚓粪排除体外。钙离子能帮助植物吸收同化土壤中的氮,而氮元素能促进叶片生长,也是蛋白质的主要成分,因此对植物的生长起着至关重要的作用。上食下居型蚯蚓会在土中形成永久性的垂直隧道,这可以让空气到达深层土壤,还能帮助植物的根系进入深土层。蚯蚓在隧道壁上留下的特殊粘液,是细菌和真菌群落生长繁殖的温床,而在隧道里落下的少量蚓粪,也起到了促进微生物生长的作用。隧道壁上富含的有机质,能很有效地滋养植物的根系。蚯蚓吞食细菌,经过蚯蚓的肠道后,有些细菌会被消化死亡,而另一些则会大量繁殖,成为土壤中的主要细菌。因此蚯蚓能够改变土壤中细菌的群落。

常规农业与有机农业。我们称农民利用杀虫剂、除草剂和化肥进行农业生产的方式为“常规农业”,相反的,传统的农业生产方式成为“有机农业”。事实上,化肥也许能养活作物,但有机肥养育的则是土壤本身。当农民把堆肥、海藻、苜蓿粉以及蚓粪肥混入土壤后,实际上是为土壤中的细菌、真菌还有原生生物提供了食物来源,而这些微生物进而会为作物提供养分。而高氮含量的化肥对蚯蚓来说是无法忍受的,这样会减少土壤中蚯蚓的数量。最近几十年里,农民依赖杀虫剂、除草剂与农业病虫害作斗争,而这同时也杀死了土壤中其他的生物,还有农田里的各种益虫。有机质含量低的土壤保水力会相应降低,因此土壤微生物群落的退化意味着同样面积耕地需要更多的水来灌溉,灌溉用水最终会流入河流湖泊,则有可能毒害鱼类、污染水源。土壤健康状况愈差,耕地产出的农作物营养水平也会相应的降低。有机农业则是维持耕地里一个健康的蚯蚓与昆虫群落,耕地边界上茂盛的野花能吸引蜜蜂和瓢虫。厚厚的腐殖土层保存了土壤的湿气,同时也为各类土壤生物提供食物。往地面播撒石灰粉能中和土壤的酸性,蚯蚓则可以把营养带入深土层中。采取作物轮作的方式,可以有效减少土壤中致病微生物的积累。每隔几年或每个季度末,种植一层覆盖作物可以有效稳固土壤,防止冬季水土流失。每年春天,只要把作物割倒,任其腐烂或压入土中,就能增加土壤的肥力。19世纪,欧洲殖民者把欧洲蚯蚓引进到新西兰,彻底改变了新西兰的耕地。新西兰的耕地在接种欧洲蚯蚓后的几年里,生产力最多提升了70%。一位新西兰农场主从1925年开始往自家偏僻山坡上接种蚯蚓,结果发现蚯蚓数量丰富的草场与未曾接种蚯蚓的草场比较,黑麦草的产量提高了二十倍,这使得他养的绵阳数量翻了一番,到冬天收货了额外的四千磅羊毛。

防治病虫害。蚓粪能预防害虫的侵扰,书中作者亲自做了实验,给被白粉虱侵扰的玫瑰施了蚓粪,几个星期后,竟然找不到一只白粉虱了。而且一年过去了,白粉虱再也没出现过。书中还举了个例子,有兴盛蚯蚓群落的土壤中种植出来的玉米更不容易受到玉米螟这种害虫的侵扰。可能是因为刺吸式昆虫会在植物的汁液中找到一些它们不喜欢的成分。玻璃翅叶蝉对此也有一致的反应。

2 负面影响

蚯蚓并不总是对土壤有好处。随着人类活动的蔓延,蚯蚓被带入到新的环境,对当地的生态造成或好或坏的影响。上面谈到的欧洲蚯蚓被引入新西兰农业,就是个正向的例子。然而,当它们侵入了一片长期以来已经适应了没有蚯蚓活动的森林里,却能对森林里本土植物的生存产生消极影响。长期以来,森林的落叶一层接一层地留在地面上,经过多年时间缓慢的腐烂,形成林下落叶层。落叶层包含着落叶和其他有机物,并处于不同的分解阶段。很多植物的种子都有着十分复杂的发芽策略,一颗种子也许得花上两到三年的时间发芽,而这与落叶层有着很大的关系。森林中的低矮植物和树苗也需要在这一层潮湿而缓慢腐烂的落叶层中才能正常生长。落叶层还为许多蛙类和其他两栖类动物提供生存之地。而蚯蚓的入侵,加速了落叶的消耗。表居型蚯蚓吃光所有腐烂的落叶,上食下居型和土居型蚯蚓则进食新鲜的落叶。林中的落叶在夏天到来之前就被各种蚯蚓消耗殆尽。没有了落叶层,很多种子无法发芽,小树苗无法正常长大,栖居于落叶层的昆虫和两栖动物以惊人的速度消失。林下生态系统的变化很快就影响到整个森林的生态系统,对森林的生态系统造成致命的破坏。

第三部分 蚯蚓与人类——蚯蚓并没有意识成文人类的朋友,但人类可能要去征服它们了。

达尔文可能是第一个认真研究蚯蚓的人。他认为蚯蚓是有智慧的,能够判断应该拖拽落叶的尖端,以便更容易拖拽进洞内。达尔文之后,对蚯蚓的研究就式微了。近些年,蚯蚓强大的再生能力引起科学家们的兴趣。在蚯蚓生物学领域里,对蚯蚓再生能力的研究方式花样繁多,对蚯蚓再生能力有了一定的了解,但对蚯蚓控制体节再生的精确机制还了解甚少。科学家的注意力集中在了更实际的问题上,比如蚯蚓提高土壤肥力的能力以及对农业种植的影响。

民间主要利用蚯蚓进行厨余垃圾处理、堆肥,用于改善园艺土壤。有悠久园艺传统的国家,很多人饲养蚯蚓,相关的产品也很容易买到。近几年,国内一些环保人士或自然爱好者也开始饲养蚯蚓,用于处理厨余垃圾,为自己的“花园”施肥或做自然观察。网上有卖简易蚯蚓箱的,但不多,而且大多没有喂养说明,对新手并不友好。

政府层面对蚯蚓的研究和利用主要是处理污水和生物监测。污水处理厂产出的污泥含有大量的有害菌,把蚯蚓放到污泥中,可以把有害菌降低到极低的程度。世界各地的许多污水处理厂,都得出结论:经过蚯蚓处理过的生物固体能达到最高的卫生等级,可以安全地在农业中使用。尽管目前还没有认可任何一种使用蚯蚓处理生物固体的标准化方法,但利用生物技术处理污水的做法已经十分普遍了。可以肯定,不久之后蚯蚓在这个领域也将有机会大显身手。

蚯蚓有富集土壤中众多物质的神奇能力,而且能在组织中富集极高浓度的DDT并不会死去。当榆树喷洒DDT后,农药会粘在树叶上,就连雨水也冲洗不掉。秋天叶子掉落后,成为蚯蚓冬天的食物,它们也因此摄入大量DDT。待到来年春天,小鸟吃了蚯蚓,DDT进入小鸟体内,大约十一条蚯蚓就能毒死一只知更鸟。蚯蚓这种能富集高浓度DDT的能力被用于有毒污染物的生物监测。蚯蚓能快速吸收土壤中的污染物,并富集在自身组织中(它们对像铅这样的重金属有着特别强的吸收能力)也能存活足够长的时间,以供监测人员采集分析之用。通过检测蚯蚓组织中的毒素含量,可以监测一些以前难以量化的指标,比如在一段时间内污染物的累计情况或多种污染物组合情况下的影响。

蚯蚓还被用于降解土壤中的有毒物质。例如,有人研究通过细菌降解土壤中的PCBs,发现有蚯蚓的土壤,PCBs降解程度大大高于没有蚯蚓的。细菌存活需要氧气,而受污染的土壤没有足够的氧气供这些微生物生长。蚯蚓在土壤中挖掘的隧道可以增加土壤中氧气的含量。蚯蚓频繁穿梭于土壤表层和深土层之间,在把深处的土壤带到表层的同时,也在其中混入了大量的细菌。甚至没有在土壤中引入细菌,只要有蚯蚓,土壤中的污染物也降解的很快。原因是蚯蚓创造出的土壤环境更有利于整个土壤微生物群落的发展,这个群落中的某些细菌就有降解污染物的作用。

科学研究还发现有蚯蚓群落的土壤与没有蚯蚓的土壤相比,同化甲烷的能力更强。利用蚯蚓减少温室气体的研究有继续深入研究的必要,也许在不久的将来,蚯蚓会被用来减少温室气体。过去几十年里,还有人对蚯蚓改造露天矿或采石场的生态进行了大量的研究。在采石场有时候半座山都被挖掉了,留下的缺口就像开放性创伤一般。研究人员希望能通过引进蚯蚓来帮助山体恢复,稳定土壤,把落叶层转化到土壤中,从而为植物生长创造条件。这一研究遇到的问题想找到合适的蚯蚓并有足够大的量并非易事。另外,当地的土壤酸碱性和当地气候是否适宜蚯蚓生长也是个不小的挑战。

总之,不管蚯蚓怎么想,人类已经准备要驯化它们了。

思考:我对国内污水处理流程不了解,不知道有没有用到蚯蚓处理。待了解!

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