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冰河期持续了100多万年,到冰河期后期,也就是更新世末期,冰川时进时退,循环往复,北欧和北美的大片土地都受到了很大的影响,但西伯利亚北部草原却未受到太大的影响。尽管气候已经变得十分寒冷,但草原上随处可见猛犸象、长毛犀牛、野牛、野马、驯鹿、麝牛、麋鹿、驼鹿、赛加羚羊、犁牛等大型草食动物,它们悠闲地吃着草,而狮子和狼等肉食动物则躲在一旁窥视着它们。
草食动物们在大草原上竞相觅食草类,它们维系着草原的生态。冬天,它们啃食夏天滋长的草;它们的粪便使土地肥沃,提高了草类的生产力;它们四处游荡,践踏草地,使苔藓和灌木等贴地植物找不到立足之地,保护了草原生态。就像今天的非洲热带稀树草原,如果不是数目惊人的大型草食动物的存在,草原也会消失。
像今天一样,一到冬天,大草原的地面就会结冰、收缩、开裂,而当春天到来时,冰雪融化渗入土地,在地下深而窄的裂缝中冻结。经年累月,尘土、河流淤泥和冰雪慢慢沉积,最终在地表上形成厚厚的一层冻土。在这层沉积土里满是各种各样的植物残根、微生物和动物残骸,这为科学家研究更新世生态系统的兴衰提供了大量线索。
重建“更新世公园”
科学家打算在西伯利亚重建一个“更新世公园”,旨在恢复1万年前的大草原环境。
自1989年起,俄罗斯科学家就着手重建“猛犸大草原”生态系统,这一工程被称为“更新世公园”。科学家建造“更新世公园”的目的至少有两个:第一,希望准确界定更新世动物在其生态系统中起到什么样的维持作用;第二,希望通过弄清怎样保护和拓展北纬地区与更新世时期类似的草原,探索阻止全球变暖的办法。
“更新世公园”选址在西伯利亚北部,俄罗斯雅库特共和国境内,这里地处西伯利亚最北端,人迹罕至,目前主要生活着成群的野生驯鹿和野马。为什么要选在这里?首先,这里从更新世起就是大草原,如今草原已经扩展到100万平方千米;其次,这里的气候对于重建更新世大草原生态系统极为理想;第三,这里现在仍遗存着许多更新世生态系统中的动物和草类。综合这些因素,科学家认为更新世生态系统能够在这里得以重建。“更新世公园”计划占地160平方千米,其中1/3是牧草地,1/3是森林,1/3是柳树灌木地。
重建更新世生态系统的第一步,是在草原上放养各种更新世草原动物(但先不收集肉食动物)。科学家目前正在加紧进行这一阶段的工作。第二步是使草食动物的密度增加到能影响植被和土壤的程度,并随着动物密度的增加而增大园区面积。第三步,也是该方案最重要的阶段,是从加拿大引进野牛,并在草食动物足够多时引进包括狼、熊、山猫等在内的肉食动物,甚至包括西伯利亚虎,让它们充当猎食者。
重建“更新世公园”的意义不只是一次科学探险。众所周知,如果导致气候变暖的温室气体继续排放,极地的永冻层就会融化,全球气候将发生巨大变化。而在西伯利亚北部地区,草原的变化也会影响全球气候,因为冻土锁住了大量的有机碳,碳含量大约为5000亿吨,是全球热带雨林含碳总量的2.5倍。不仅如此,这些碳是在更新世通过植物的根从高产的干草原植被那里吸收的,其性质相对不稳定,一旦冰层融化、土地解冻,各种微生物就可能开始转化被土壤隔绝起来的碳,在有氧条件下生成二氧化碳,在缺氧条件下生成甲烷,而两者的释放都会加剧温室效应。
科学家认为,在西伯利亚地区重建一个类似更新世的环境,以草类维持土壤的稳定性,这样也许能阻止温室效应的加剧。一方面,这样的生态系统的反照率(反射太阳光的能力)高,能减少太阳照射引起的气候变暖;另一方面,由于有大量草食动物存在,践踏积雪,将地面暴露在更为寒冷的环境中,冻土就不会解冻,从而缓和全球气候变暖带来的负面影响。
重新野化北美
科学家准备实施“重新野化北美”计划,目的是拯救那些濒临灭绝的动物。大约1.3万年前,北美大陆失去了它的大部分大型动物。2006年,在俄罗斯西伯利亚“更新世公园”的带动下,美国科学家开始实施“重新野化北美”计划,该计划的目的是在北美地区重建一个与更新世相似的自然生态系统,从而延缓甚至阻止物种的灭绝进程。科学家认为,如果生态系统持续恶化下去,北美大陆最终会成为“老鼠和蒲公英的天下”。
但是,要想恢复更新世的生态系统,必须引入那个时期的大型动物,这至少在目前是绝无可能的,因为那些动物早已灭绝,而克隆它们的技术尚不成熟。因此,“重新野化北美”事实上是引入与已灭绝动物相关的物种。
该计划的第一阶段是引入一些濒危物种。首先引入的将是博森龟。博森龟是北美洲最大的陆地龟,直到更新世末期,这种重达50千克的龟类还广泛分布于奇瓦瓦沙漠中,如今却只见于墨西哥北部的一小部分地区。接下来,将引入野马和野驴作为它们的已灭绝同类物种的代理物种。考虑到欧亚和非洲的一些同类物种也濒临灭绝,在“重新野化”系统中也将引入亚洲野驴和普氏野马等。大夏驼也将被作为更新世末期骆驼的替代物种引入。目前,野生大夏驼严重濒危,只生活在戈壁沙漠中,如果被引入北美,不仅有助于保护这种动物,而且还可能使贫瘠的北美生态系统受益匪浅,因为杂草常常肆虐美国西南部,而杂草却是大夏驼的美食。
第二阶段是引入非洲猎豹、亚洲及非洲的大象和狮子,作为曾经遍布北美草原的古代大型哺乳动物的代理物种。非洲猎豹是已经灭绝的美洲猎豹的近亲,在未来100年中灭绝的可能性极大。大象的情况也差不多。在更新世末期,北美洲曾经生活着5类长鼻动物,其中包括猛犸象、乳齿象和嵌齿象。现在,不仅这些动物早已绝迹,亚洲象和非洲象也危机重重。
该计划的终极目标,是将非洲狮和亚洲狮作为古代美洲狮的替代物种引入“重新野化”系统。现在,无论是在亚洲还是在非洲,狮子都受到日益严重的生存威胁。
“重新野化”计划也遭到了质疑。反对者认为,在基因上,那些代理物种跟它们古代生活在北美洲的近亲并不完全一样,比如现在的狮子和猎豹比已经消失的更新世的同类体型小,大夏驼也与更新世的北美驼有明显的区别,因此“重新野化”有点文不对题,而且难保成功。支持者则针锋相对地指出,“重新野化”计划可行的一个最好例证,是游隼被成功地引入了北美洲。上世纪70年代,人们将分别生活在四个大洲的7个游隼亚种引入北美洲,结果它们在北美洲的繁殖能力丝毫没有减退,和在原来的栖息地没有什么两样,现在它们成为已经灭绝的北美洲游隼的良好代理物种。既然游隼可以,那么狮子、猎豹、大象和骆驼又有什么不可以呢?
反对者还认为,引入异域物种的做法违背自然规律,可能带来疾病传播或其他无法预料的生态危机。这的确是一个不能忽视的问题。因此,对“重新野化北美”计划还需做进一步的研究,这也是该计划至今尚未实质性推行的重要原因之一。
更新世
更新世,也称洪积世,地质年代名称,第四纪的第一个世,距今大约160万年至1万年。更新世是冰川作用活跃的时期,在整个冰期,在亚洲、欧洲和美洲大陆生活着猛犸象、骆驼、马、巨型河狸、狼和短面熊等适应寒冷气候的动物。到更新世晚期,距今大约1万年前,现代人类经白令海峡进入美洲。最新理论认为,人类带到美洲大陆的疾病导致猛犸象等大型哺乳动物灭亡,而人类的狩猎可能加速了这一进程。
长毛猛犸象
长毛猛犸象是北美洲5种大象中最有名的一种。长毛猛犸象比今天的大象重得多,但比其他美洲古象要小一点,身高很少超过2.7米,体重不超过8吨。长毛猛犸象长着深褐色到接近黑色的浓密长毛。厚厚的长毛可以帮助它们抵御严寒。长毛猛犸象是草食动物,长着特别适合嚼碎茅草和苔草的磨齿。它们每天大约要吃180千克食物,花在这上面的时间大约是12小时。由于它们生活的地方每年都有一部分时间被积雪覆盖,因此它们每年都要进行长途迁徙。
长毛猛犸象可能起源于非洲,而后走出非洲遍及全球,特别是在北美洲广泛分布。
更新世晚期,长毛猛犸象突然灭绝了,只在位于俄罗斯极地区域的弗兰格尔岛上有一小群幸存下来,直到大约4000年前才灭绝。那时,非洲的古埃及人正忙着修建金字塔。长毛猛犸象灭绝的原因迄今仍不完全清楚。
现在,在世界很多地方都发现了长毛猛犸象的遗骸,其中包括从英国到西伯利亚,以及美国和加拿大的一些地区。
关于克隆
◎2006年初,科学家宣布已经解读了猛犸象基因组的一半内容,并有望在3年内破译猛犸象的整个基因组。这使猛犸象重返人间的计划可行性又增加了一成。
◎克隆已灭绝动物的理念最早出现于20世纪90年代早期。当时,美国作家迈克尔