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《雕刻地球的生命：生物侵蝕的神奇故事》
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活動截止時間：3月13日
（將會在3月14日的推文裡公佈獲獎名單）
活動解釋權歸「尹哥聊基因」所有
你是否曾漫步在海邊，撿起一塊佈滿孔洞的貝殼，好奇這些孔洞是如何形成的？你是否在森林中見過樹木上奇怪的痕跡，疑惑那是何種生物所為？你是否想過，那些看似堅硬無比的岩石、貝殼、木材甚至骨骼，是如何被生物一點點改變的？
這些問題的答案，就藏在這本《雕刻地球的生命》中，帶你走進一個充滿奇蹟的生物侵蝕世界，讓你重新認識這些微小卻強大的生命力量。
“生命一直在打碎、刮擦、鑽孔的方式磨損岩石、貝殼、骨骼和木材，這個過程已經持續了10億多年。”
從地衣到鸚嘴魚，從恐龍到大象，從深海的食骨蠕蟲到森林中的啄木鳥，各種各樣的生物都在用它們獨特的方式改變著地球的面貌。
01
你的沙灘，只是鸚嘴魚的糞便
當你漫步在熱帶島嶼的白色沙灘上，一定想象不到，腳下細膩的細沙都可能來自鸚嘴魚的糞便吧！
鸚嘴魚主要以珊瑚藻類為食，它們用堅固的牙齒啃食珊瑚表面，獲取生長在其間的藻類和其他微生物。當鸚嘴魚啃食珊瑚時，它們並非僅僅取食表面的藻類，而是會連同珊瑚碎片一起吞下。一旦進入鸚嘴魚的消化系統，珊瑚碎片會被進一步分解。鸚嘴魚的胃酸和腸道中的酶會軟化珊瑚，並將其轉化為更細小的顆粒。經過消化道的處理後，這些顆粒最終透過排洩系統排出體外，成為你眼前的細膩白沙。舉個例子：1995年，一項關於大堡礁駝背綠鸚嘴魚（Chlorurus gibbus）生物侵蝕率的研究估計，每條魚每年可將略微超過1000千克的珊瑚轉化為沉積物。
鸚嘴魚製造的近海沙地不僅是美麗的沙灘的基礎，還是眾多海洋生物的棲息地。例如，甲殼類動物、多毛綱蠕蟲、掘洞的海膽等小型無脊椎動物常常選擇這些沙地作為家園。此外，這些沙子還為瀕危海龜提供了安全的產卵場所。海龜媽媽們爬過沙灘，抵達沙丘，在那裡挖出甕形的巢穴，然後產蛋，並把蛋埋在這些沙子中進行孵化。許多涉禽物種也會利用沿海沙丘後方的沙地築巢，孵育後代。
△ 終期階段的雄性綠鸚鯛個體
02
深海的食骨者
再深入那幽暗無光、壓力巨大的海底，你會發現一個更為神秘的世界。當一頭巨大的鯨魚死去並沉入海底，它的屍體便成為了一個豐富的食物源，吸引著各種奇異而神秘的生物前來享用。一群被稱為“深海食骨者”的生物，透過各自獨特的方式，將死亡轉化為新的生命源泉，維持著深海生態系統的平衡。
當鯨魚屍體沉入海底後，首先迎來的是“全程自助餐”階段。在這個階段，大量食腐動物迅速聚集到鯨魚屍體周圍，開始大快朵頤。鯊魚、盲鰻和十足目動物等是這一階段的主要參與者。它們以鯨魚的皮膚和肌肉為主要食物來源，迅速消耗掉大部分柔軟組織。
隨著食腐動物逐漸消耗掉鯨魚的外部組織，第二階段——“機會主義者定殖”開始了。此時，更多的物種利用鯨魚屍體周圍富含有機物的沉積物和裸露的骨骼作為食物和家園。其中最引人注目的是食骨蠕蟲（Osedax），這是一種多毛綱動物，生命週期依賴於骨頭。它們使用酸液鑽進密實的皮質骨，以及下面更加多孔的松質骨。這些行為暴露出更多底下的骨頭，其中許多都充滿著富含脂類的骨髓。雌性蠕蟲鑽入骨頭並在其中定居，同時為微生物、線蟲和其他多毛綱動物提供入口，讓它們在其中生存並取食。
隨著時間的推移，鯨魚的骨骼逐漸暴露出來，進入了第三階段——“臭雞蛋”階段。在此階段，厭氧細菌將富含脂類的骨頭中的硫酸鹽轉化為硫化物，形成一個只有親硫生物才能忍受的硫化氫氣圈。儘管硫化物對大多數生物來說是有毒的，但對於某些特殊的生命形式來說，它們卻是寶貴的能源來源。這些特殊的微生物能夠利用硫化物進行化學合成，產生有機物質，為整個生態系統提供能量。喜愛硫化物的微生物墊擴充套件開來，它們的有機物吸引來一些植食性動物，例如帽貝和其他腹足綱動物。
△ 鯨魚的骨架殘骸
最終，鯨魚的堅硬部分就成為固著動物的附著表面，進入了第四階段——“鯨魚礁階段”。在此階段，骨骼中所有的有機物質消耗殆盡；只剩一些被侵蝕的骸骨，作為深海中的硬質基底，供懸浮物攝食者附著，例如深海蛤蜊。鯨魚礁類似於淺海珊瑚礁的生態系統，雖然沒有珊瑚、鸚嘴魚或其他豐富多彩的生物群，但它同樣為眾多海洋生物提供了棲息地和食物來源。鯨魚礁的存在標誌著鯨魚屍體從一個食物源轉變為一個穩定的生態系統結構，繼續支援著周圍的生物多樣性。
03
狂熱的貝殼粉碎者
你是否曾在海邊漫步時，發現一些破碎的貝殼散落在沙灘上？其實，這些破碎的貝殼不僅僅是大海的饋贈，它們背後隱藏著一場驚心動魄的捕食戰。不管是螃蟹還是海鷗，它們都擁有強大的力量和精妙的技巧，足以將堅硬的貝殼碾碎。
就拿螃蟹來說，它們擁有強壯的鉗子，也就是螯足，可以用來捕捉並粉碎貝殼。螯足不僅是它們的主要武器，還是多功能工具，用於挖掘、對抗獵物或競爭對手。螃蟹的螯足由一個固定的掌節和一個可移動的指節組成，指節上生有短小帶刺的“牙齒”，可以抓住並壓碎獵物。每隻螃蟹通常擁有兩隻不同大小的螯足，較大的用於壓碎，較小的用於抓取或劈砍。
螃蟹在捕食過程中展現了極高的智慧和技巧，它們可以用兩隻鉗子抓住獵物，並根據貝殼的大小和厚度選擇不同的攻擊方式。如果貝殼較薄，螃蟹可能會直接插入一隻鉗子的尖端，切割並撬開貝殼；而對於厚實的貝殼，螃蟹則會將其置於上螯足內，用力擠壓，直到貝殼破裂。
除了螃蟹，鳥類也是著名的貝殼粉碎者。海鷗就有一種獨特的捕食行為，那就是“高空拋蛤蜊”。它們會銜著蛤蜊飛到高空，再將蛤蜊拋下，藉助重力和堅硬的地面擊碎貝殼。原來，聰明的海鷗不只會去碼頭整點薯條，還擁有頂級捕食者的靈活性和適應性。
其實，這些貝殼粉碎行為不僅為捕食者提供了食物來源，還促進了貝殼和其他有機物質的分解。此外，破碎的貝殼碎片也為其他小型無脊椎動物提供了棲息地。例如，寄居蟹通常會選擇完整的貝殼作為住所，但如果找不到合適的貝殼，它們也會利用破碎的貝殼作為臨時避難所。
隨著捕食者的力量不斷增強，獵物也逐漸演化出更為複雜的防禦機制。例如，蛤蜊和螺類逐漸演化出更厚的外殼、稜角和刺狀結構，以抵禦捕食者的攻擊。這就是捕食者與獵物之間的協同進化過程。
△ 海鷗在木製碼頭留下的硬殼蛤“屠殺”現場
04
貝殼上的秘密
你是否曾撿到一枚美麗的貝殼，卻發現其上佈滿了神秘的小孔？究竟是誰，在貝殼上留下了鑽孔痕跡？
要知道，這些鑽孔並非隨機分佈，而是捕食者精心選擇的結果。這些捕食者包括玉螺、骨螺，還有章魚，它們利用自己獨特的工具和技巧，在堅硬的貝殼上鑽出完美的圓形或橢圓形孔洞。就拿玉螺來說，它們是最早被科學家研究的鑽孔捕食者。玉螺能夠利用自己的齒舌，也就是一種帶有微小牙齒的帶狀結構，摩擦貝殼表面，逐漸削弱貝殼的結構。而且，玉螺通常會選擇靠近貝殼頂部的鉸合部位進行鑽孔，因為這裡是貝類內部肌肉附著的地方。一旦鑽孔完成，玉螺會注入毒液，使獵物癱瘓並最終死亡。玉螺的鑽孔位置非常精確，幾乎總是位於最有效的攻擊點。
△ 一隻現代玉螺上的斜角狀鑽孔，這是同類相食的痕跡
與玉螺相比，骨螺的攻擊更為猛烈。骨螺不僅會鑽孔，還會使用其強壯的口器直接撕裂貝殼。骨螺的齒舌比玉螺更加鋒利，能夠迅速穿透較厚的貝殼。此外，骨螺還具備一種特殊的腺體，可以分泌酸性物質，軟化貝殼表面，加速鑽孔過程。
除了螺類，章魚也是著名的貝殼鑽孔專家。章魚能夠用8條觸手緊緊包裹住獵物，試圖將兩片貝殼分開。如果獵物過於頑強，章魚便會啟動B計劃：利用顎片和齒舌在貝殼上鑽孔。章魚的鑽孔通常較小且呈橢圓形，集中在獵物內部肌肉對應的位置。而且，章魚不僅能鑽孔，還能注入毒液，使獵物麻痺並最終死亡。
貝殼上的這些鑽孔不僅僅是捕食行為的產物，更對生態系統產生了深遠的影響。鑽孔破壞了貝殼的完整性，使其他微生物和小型無脊椎動物更容易進入其中，進一步加速貝殼的分解。不過，寄居蟹通常不選擇帶有鑽孔的貝殼，因為這些貝殼容易被壓碎，除非萬不得已，才會利用這些“二手房”作為臨時住所。
“生物侵蝕將以許多和過去相同的方式，繼續影響我們的海洋和陸地表面，只要地球還在提供岩石、貝殼、樹木或骨頭，生命就會侵蝕它們，將它們的精華還給下一輪的更新。”
《雕刻地球的生命》不僅揭示了自然界中那些鮮為人知的生物侵蝕現象，還向我們展示了生命如何透過獨特的互動方式，一點一滴地塑造和改變我們的地球。這不僅是一次穿越時間長河的旅行，更促使我們深入思考生命與地球環境之間的關係，以及如何應對未來的氣候變化。
一起走進生物侵蝕的奇妙世界，開啟跨越時空的演化之旅吧。
本文圖片來自《雕刻地球的生命》
《雕刻地球的生命：生物侵蝕的神奇故事》
【美】安東尼·馬丁 著
劉暢 譯
上海科技教育出版社
2024年12月
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