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農業是人類的專利?這種小帽貝說不

2024-09-24辟謠

2024年9月22日迎來了第七個中國農民豐收節,俗話說「民以食為天」,因此農業便是人類的天。

農業是一項復雜的活動。種植、收獲中包含許多繁復的步驟,將許多早期文明都排斥在農業之外,直至現代,仍有原始部落處於采集狩獵的階段,而未踏入農業社會。因此,當我們想到農業時,大部份人都會自然而然地認為,這是人類獨有的發展路徑,動物不可能發展出此類行為。

然而,在遙遠南非海岸的潮間帶,卻有一種與人類共享農業奇跡的美麗居民——一群生活在海中的小螺。它們不像其他螺那樣爬來爬去地啃食食物,而是在巖石上開辟出一塊「農場」,自己「種植」藻類,細心地澆水、除草、施肥、除蟲,每一項都做得井井有條。這獨特而又精湛的農業技巧,或許能讓很多「五谷不分」的人類都自愧不如。

殼耕嘴種,開墾田地

巖石上的長刺星笠螺和它的「農場」

(圖片來源:iNaturalist)

圖中這位生活在大海裏的「小農場主」,叫作「長刺星笠螺」(Scutellastra longicosta)。它屬於笠螺科星笠螺屬。螺如其名,它們的貝殼形若鬥笠,幾乎沒有螺旋,呈扁平的橢圓形,殼口向下大開,就像一頂扁扁的帽子蓋在動物的身上。

同時,作為星笠螺屬的一員,長刺星笠螺的貝殼呈多角星狀,質地堅固,有粗細不均的放射肋,突出殼緣。它的殼中央是亮白色的,從中間向四周呈放射狀分布著10余根黑色的放射肋,殼體在殼邊緣突出,如同一顆閃耀著尖銳光芒的十芒星,有時內表面還閃爍著淡淡的藍色光澤,如同星星般美麗。

長刺星笠螺貝殼的外觀如同一個鍋蓋,動物居住其中(右上方圖為其內表面)

(圖片來源:Wikipedia)

然而, 它們的獨特之處不僅僅在於外表,更在於它們不同尋常的「農業」技能。

種植,需要陽光,需要田地、水和二氧化碳,還需要一個相對穩定、安全的環境。大海雖然遼闊,但深海無光,中層缺地,淺海危險,適合當「農場」的地方並不多。但幸而, 長刺星笠螺獨特的殼形能讓它們找到適合耕種的地區——海岸線周圍的潮間帶 ,也就是那些受著波浪沖刷,時而被淹沒,時而又露出水面的地方。

那裏潮水來了又去,不時即有 幹死 之虞;那裏風高浪急,動物沒有立足之地。因此,潮間帶很少有大型捕食者光顧。

然而,波浪和幹燥對長刺星笠螺幾乎毫無影響。厚重的笠狀外殼如同一頂鍋蓋,阻止了水分散失,寬大的腹足能夠強力吸附,配合外殼的重量,讓它們極難被波浪沖走。因此, 長刺星笠螺成為了當地潮間帶體型最大的動物之一,很少受到攻擊。

南非潮間帶的巖石,長刺星笠螺就生活在其上

(圖片來源:Science Photo Library)

沒有了安全問題,就可以不受到幹擾地開辟「農場」了。

長刺星笠螺以生長在巖石上的藻類為食,而適合耕種的巖石需要表面積大且形狀平坦,「農場」的選址自是慎之又慎。當長刺星笠螺找到適合它所棲息的巖石時,就會選擇巖石中間的位置定居下來。

它們將那裏的藻類啃光,吃飽喝足的同時,將巖石裸露出來,它們此時就會產生一種酸性黏液,將巖石腐蝕,並用它們的放射狀殼尖刮擦巖石,磨出一個凹槽,與它們的外殼緊密貼合,形成一個密不透風的小屋,如同廣闊農場中農民所居住的房子一樣。

在建好自己的住處後,長刺星笠螺就會開墾周圍的巖石,啃食掉周圍附著的其他藻類,形成一道道犁溝,以吸引它們最喜歡的藻類食物——疣狀褐殼藻(Ralfsia verrucosa)。

疣狀褐殼藻使用孢子進行繁殖,當孢子們從水中遷居到長刺星笠螺的「農場」後,長刺星笠螺就開始對「農場」進行精心護理了。

定居的長刺星笠螺,前方是裸露的巖石,後方是生長的疣狀褐殼藻

(圖片來源:Observation.org)

除草驅蟲,精耕細作

一只7厘米的長刺星笠螺可以「耕種」約150平方厘米的區域,在這片小小的「農場」上,長刺星笠螺就是不折不扣的主人和管理者。它們像精心的農夫一樣,定期清除農場上的雜草(在這裏就是巖石表面的其他藻類),讓它們喜歡的褐殼藻能夠不受競爭地茁壯生長。

然而,就像麥田裏經常會有蟲子、田鼠光顧一樣,長刺星笠螺也會受到小動物的打擾。同樣生活在當地的小型藻食性動物,如羊眼帽貝(Cymbula oculus)、松螺(Siphonaria)和寄居蟹也在巖石上吃藻,作為神經系統不發達的動物,沒有「眼力見」的它們經常吃著吃著,就誤入了長刺星笠螺的「農場」。這些小型動物通常以較小的幼藻為食,抹殺了其長大的可能,這種「竭澤而漁」的行為嚴重影響「農場」的產量。

對於這些「不勞而獲」的小偷,長刺星笠螺自是不會容忍。貝殼邊緣長長的刺此時就起到了作用,只見它們「氣勢洶洶」地提起貝殼從家中爬出,趕到入侵者身邊,收縮肌肉,用力將貝殼堅固的刺向前猛擊,將小偷直接砸飛。小動物們身體離地,掉下巖石,如同被鐵扇公主扇飛的孫悟空,隨著水流飄飄悠悠落到不知何處,很難再次入侵長刺星笠螺的領地了。

從水上觀察長刺星笠螺和它們的領地

(圖片來源:iNaturalist)

澆水施肥,提高產量

長刺星笠螺的「農業技能」並非止步於此。它們的「農場」建在潮間帶的巖石上,每當退潮就會露出海面,雖然短期露出海面有助於藻類吸收空氣中的二氧化碳以促進生長,但若露出時間較長,就會導致外圍的藻體失水幹燥,影響生長速度甚至直接被曬死。

作為「農場」的主人,長刺星笠螺自然不會坐視不理。人類農民在旱天裏會從家裏的水缸取水澆灌作物,而長刺星笠螺也有自己的「水箱」: 它們厚重的外殼與巖石緊密相連,嚴絲合縫,可以存貯大量的水分,在退潮時,長刺星笠螺便從殼下將水緩慢釋放,澆灌藻類, 使其水分保持在生活的最佳狀態,讓藻類能夠茁壯成長。

退潮時的長刺星笠螺

(圖片來源:iNaturalist)

長期在一片土地上耕種,必定會面臨土地營養退化的問題。古代文明刀耕火種,耕種兩到三年後,土地就會變得貧瘠。當人類使用「糞肥」和「綠肥」這類天然含氮的有機物後,土壤就能迴圈利用了。

雖然藻類在海洋中,大部份營養都來源於海水,對巖石要求不高,但長刺星笠螺仍然懂得使用「糞肥」。 它們用自己釋放的含氮排泄物——尿液和糞便中的銨和尿素為藻類施肥 ,同時在每次爬行巡視領地時,它們都會沿外殼邊緣釋放自己分泌的、含有豐富氮氧化物的黏液,透過再生有限的營養物質來提高藻類「農場」的產量。

長刺星笠螺耕種的面積雖然小,但效益卻顯著。在它們的精心照料下,褐殼藻的生產力較其他地方高出約30%!相比於其他藻類,疣狀褐殼藻的生長速度本就很快,當定居到長刺星笠螺精心為其準備的耕地時,更是如虎添翼,經常在長刺星笠螺的周圍形成面積廣大且密度極高的濃厚藻毯,如同一層褐色的油漆刷在巖石的表面上,令人類看了都不禁贊嘆。

身旁生長著大量褐殼藻的長刺星笠螺

(圖片來源: iNaturalist)

定期收獲,持續發展

雖然「農場」裏的食物足夠長刺星笠螺吃上許久,但它們卻深諳「永續發展」的重要性,吃起藻類來相當謹慎。每次進食,長刺星笠螺只會吃掉一小片「農場」中藻類的上半部份,如同人類收獲韭菜時,一般每次只割一茬,隨即就去往另一個區域進食。

它們的空間記憶能力極強,能夠記住自己去過哪些地方。再休養生息一段時間,被吃過的藻類就會重新長出,長刺星笠螺得以獲得源源不斷的新鮮食物供應,不需再像其他螺類那樣東奔西跑去尋找食物。

不僅如此,長刺星笠螺驚人的記憶力還表現在「老螺識途」上,科學家實驗性地將它們從「農場」移走並放到附近地點,而這些「小農場主」竟然能夠準確找到回家的路,重新返回到自己的領地。這種對領地的獨特記憶力在自然界中十分罕見,這使小小的「農夫」們更顯神奇。

即使被移走,長刺星笠螺也能回到它們的「農場」

(圖片來源:iNaturalist)

除了提供美味食物外,精心栽培的褐殼藻還成了長刺星笠螺的「天然掩蔽」和「養娃資金」。從幼貝開始,長刺星笠螺就展現出一種獨特的繁育習性。

褐殼藻長在長刺星笠螺的殼上,為它們提供天然的掩護,而新生的小長刺星笠螺就傾向於定居在較大的同種笠螺的殼上,父母背著幼貝,為它們提供保護,而小星笠螺正好以生長在那裏的褐殼藻為食。隨著長大,它們會移動到巖石上,在覓食的同時不斷移動,最終找到一塊無主之地,建立自己的藻類「農場」。

這種獨特的繁育策略使它們的後代能夠在良好的環境中茁壯成長,延續這一奇妙的「農業傳統」。隨著個體越來越多,周圍的土地都被它們占據,將大多數其他物種驅趕出這片巖石以外,形成了密集連片的「家族農場」,形成了排他的、單一物種的,不移動的領地,它們守望相助,將巖石變成了族群的「私有財產」。

一大群長刺星笠螺形成的「集體農場」

(圖片來源:iNaturalist)

結語

我們可以說,這些長刺星笠螺已經形成了「農業社會」的雛形,它們憑借驚人的勞動能力開荒拓土,為家族和後代繁衍生息,與人類在農業社會的生存智慧如出一轍。

出品:科普中國

作者:古明地戀(科普創作者)

監制:中國科普博覽