【CC讲坛】杨锡福：合作与对抗，小老鼠和大森林的对话

如果没有老鼠，森林会怎样？与鼠为友十二年，钻进大森林，揭开自然复杂网络中动植物之间合作与对抗的秘密。

杨锡福

中国科学院动物研究所 助理研究员

说起老鼠，想必大家对它都没有什么好印象，因为它们常偷吃粮食，毁坏家具，制造噪音等等。而这些的罪魁祸首主要是，褐家鼠和小家鼠，它们的栖息环境就在人类生活区。

而我今天不谈这两种小鼠，想跟大家谈谈我多年来研究的森林鼠，它们与大森林进行着哪些对话。

众所周知，在人类社会中，人与人之间既存在对抗，也存在合作，而当前主流的观点认为，合作才能共赢。那么自然界森林鼠与种子之间，是否也存在对抗与合作呢？

回答这个问题之前，我们先要了解一下，森林鼠与种子之间到底有着怎样的关系，什么又叫种间互作网络。

种间互作网络也叫生态网络，描述的是森林生态系统中，生物间复杂的相互关系。通俗来说，当走进一片森林，如果我们细心观测，就会发现同一片植物叶片上面，存在着多种甲虫，而多种甲虫，又以不同的植物叶片为食，它们之间就构成了一种复杂的相互关系，这种复杂的相互关系就是一种植物-甲虫网络，也叫植物-植食者网络。又如在一片草地，如果我们细心观测就会发现，不同的蝴蝶、蜜蜂访问不同的开花植物，它们之间就构建了一种传粉网络。

其实早在十九世纪中叶，英国生物学家、博物学家达尔文，在其巨著《物种起源》中，就已经描述了这样一种“纷繁喧闹的河岸”景象：那儿林木交错，虫鸟鸣叫。然而由于早期技术手段的限制，多为描述一种现象或提出一种可能的概念，而缺乏定量研究。

随着科学技术的发展，科学家整合了数学、社会学、信息论、生物学等等多学科思维，生态网络从早期的概念提出和现象描述，发展到了定量研究阶段，很多生态网络的结构和概念得以解析。

而不同于植物-植食者网络、传粉网络，因为蜜蜂、甲虫一般白天活动，可以通过肉眼直接观测，而我们研究的森林鼠一般夜间活动，这也给我们研究增加了困难。对夜间活动的森林鼠，我们是否就无能为力了呢？其实不然，不过难度也不小。

为了更好地研究森林鼠与种子之间的互作网络，我们在前期种子标签的基础上，进行了一定的改进，我们将不同的标签牌裁剪出不同的形状，这样就便于我们在红外相机下，知道动物处理种子的先后顺序了。我们使用种子标签，通过追踪标签牌，可以找到我们释放的种子，这就有区别于森林中的种子，而且还可以知道我们释放种子的最终命运，是吃、是埋，最终又被鼠类搬运多远。

我们在种子释放点附近安放红外相机，这样当动物处理种子时，就会被红外相机自动拍摄，何种动物处理种子，鉴定视频便可一目了然。如图中展示的小泡巨鼠正在处理我们的种子，其实除了小泡巨鼠，我们研究的区域还存在其它几种常见鼠类，如中华姬鼠、高山姬鼠、针毛鼠、社鼠等。

我们也采用种子标签和红外相机技术相结合，我们在都江堰十四个斑块，连续六年，监测了38,520粒枹栎、栓皮栎等十种植物种子。我们的研究目的，是为了探究人类干扰导致的森林破碎化，对鼠-种子互作网络结构和稳定性的影响。我们也发现了，人类干扰确实对鼠-种子互作网络结构影响很大，并且发现干扰越大，越不利于生态系统的稳定。

我们的这一结果给我们启示是，我们需要减少人类活动对森林的干扰，这样将更有利于森林生态系统的稳定和健康。我们的这样一个研究也突破了传统定性描述的局限，定量的结果，可为破碎化森林的群落更新和生态恢复提供科学依据。而我们的这一结果也被国际认可，发表在国际林学期刊《森林生态与管理》上。

有趣的是在我们研究鼠-种子互作网络过程中，我们也发现老鼠为了尽快占有种子，它们会在原地捡吃少数种子，而将大量的种子快速搬走，并且它们会就近分散埋藏种子，然后再慢慢向外面扩散。为了防止被捕食，鼠类会在释放点仅吃少量小的种子，而将大的种子搬走。而为了防止埋藏的种子被盗走，鼠类多次反复埋藏，平均达到2~3次，有些甚至达到5次以上，更有甚者被鼠类搬运到树上埋藏。这也体现了小老鼠具有大智慧，既满足了能量的需求和分配，又降低了竞争和被天敌捕食的风险。除了鼠类的这种主动行为，我们也在猜想或许老鼠的这种抉择，也帮助了母树选择了更优质的基因传承。

其实我们人类思想肯定是超脱了动物和植物，但是鼠类和植物也有它一定的优势。现在我们做研究也是为了找到它们哪方面是聪明的，我们学习它们这些聪明的方式加以利用，我们的利用不是利用它的聪明来对抗它，而是它们的聪明我们学到了，进而能够和它更好地和谐相处，这才是最终的目的。

而在我们研究森林鼠与种子互作网络过程中，我们还发现了另外一个很奇妙的现象，就是大自然存在一种"大年结实"的现象。

"大年结实"到底是怎么一回事？它与鼠类又有着怎样的一种联系呢？

"大年结实"指一些植物会选择在某些年份，同步生产大量的果实和种子，而在其它年份很少生产和不结果的一种现象。犹如农民种植的果树一样，如果今年大量结果 可能明年结果就很少了。这种现象不仅发生在亚热带森林中，而且在热带和温带森林也时有发生，森林中的很多植物，每隔3~5年就会出现一次大年结实。大年结实也是壳斗科、龙脑香科、松科等很多植物繁殖的一种策略。

这种现象也受到国内外学者广泛关注，有解释说是气候因素导致，有解释说是资源因素导致，也有解释说是这两种的共同作用，这些都没有考虑动物的作用。

那么我们想问是否大年结实就与动物没有什么关系呢？作为我们研究动物的人，一般会从动物的角度去看看，是不是与动物有关，因为作为森林生态系统的重要组成成员，动物不可能只作为一个旁观者。

我们先来假设一下，当没有老鼠等动物的帮助，植物大年结实后会怎样？

一般来说，产生大年结实的植物所结的果实个体比较大，难以通过风力远距离传播，而且在森林中也很难通过水来传播。因此当植物结实大年，大量的种子会自然降落地面，密密麻麻地铺在母树的周边。大量的种子因为相互竞争，被微生物感染而死亡。尽管也有少量的种子萌发并长出幼苗，但是由于同母树竞争而缺少阳光、营养、水分等等，最终也难以存活，就会出现“大树底下没幼苗”的一种普遍景象。这也就是我们生态学上普遍认为的，一种负密度制约假说，该假说认为距离母树越近，幼苗的死亡率更高。

有人会问，有一些种子可以通过风力传播，大风吹走或大水冲走，但是即便这些种子离开了母树，往往多滞留在地表和水里，由于没有适宜种子生长的环境，最终也很难存活并萌发长出幼苗。而在种子生产小年，成活的概率就更低了，长此以往，没有幼苗更新的森林，随着大树的老去、 死亡，有可能森林最终变成草地。

现在我们来看看有老鼠等动物的帮助，植物大年结实又将会是怎样一种情景。在结实大年， 大量的种子会吸引鼠类前来取食，因为这些种子就相当于鼠类的美食。

种子大量掉落地面，鼠类抵达后会吃掉一部分种子，而会将更多的种子扩散出去，埋藏在土壤浅层和枯枝落叶下，这就有效地帮助种子逃离了竞争激烈的母树周围。更为巧的是老鼠埋藏种子的地点，也恰恰是适合种子萌发和幼苗生长的环境。

而且在种子大年，大量的种子会降低鼠类找回和利用埋藏种子的欲望，因为相对来说，老鼠还不如直接去母树底下处理种子更为划算。这样就会导致埋藏的更多种子，被老鼠遗忘而逃脱捕食，并在次年的春季萌发长出幼苗。

那么除了老鼠以外，我们也发现了几种鸟类，像这种松鸦，还有灰翅噪鹛，也对种子起到了一定的扩散作用。然而在我们释放的38,000多粒种子中，也仅发现了1515粒种子被鸟搬走，占比也不到4%。那么大家可能会问，鸟类吃什么和传播什么样的果实和种子呢？原来大多数鸟类生活在树上，它们主要取食浆果等鲜果类果实，鸟类吞食了果实后，一般会吃掉果肉，而将种子通过消化道排出体外，因为排出的种子携带了鸟类粪便，这也有利于种子的萌发，因此鸟类传播种子，也是一种互惠互利的关系。

除了老鼠和鸟类以外，大家可能会问是否就没有其它大中型动物了呢？而我们为了了解我们所在的样地，是否存在这种大中型动物，我们也在21个样地布设了42台红外相机，通过连续四年监测，也仅拍到了大型动物偶尔只有野猪，中型动物也仅有果子狸、黄鼠狼、狗獾等少数几种。

而且在我们进行的鼠-种子互作实验中，也未发现这些大中型动物处理过我们释放的种子，因此我们认为大年结实，或许是植物与鼠类的一场交易或称博弈，植物同步结实，种子满足了各类动物的食欲，而植物也从中受益。

通过结实大年刺激了鼠类分散贮藏种子，鼠类的数量也会随之上涨，然而这种上涨是慢半拍的。当大年过后种子数量减少，鼠类的数量也随之下降，当下一次大年结实的到来，鼠类的数量不足以应对丰富的植物种子，而产生过度的捕食压力，从而会有利于种子萌发。植物通过这种巧妙的"收"和"放"，控制着鼠类的粮仓，进而维持着森林生态系统的稳定。

我们为了印证我们的猜想，同样在都江堰森林中，通过连续四年标记追踪了21,600粒植物种子，我们希望探究动植物关系，对植物演化出大年结实策略的影响。我们的结果发现，当植物同步生产种子时，大量的种子会刺激鼠类前来分散贮藏种子，增加了种子逃逸的机率，进而有利于参与结实大年的植物，这样通过鼠类帮助植物发生的这种间接关系，在生态学上称之为"似然互惠"；而当植物异步生产种子时，由于产生大量的种子吸引鼠类来取食，就会增加生产少量种子的取食压力，进而造成了两者之间的竞争，要么双方都受害，要么一方受益，一方受害，这种间接关系就叫做"似然竞争"或"似然捕食"。

我们的这些结果也证实了，鼠类等动物确实参与了植物大年结实的调控作用。这样的结果也说明了，植物大年结实不仅受气候、资源等因素的影响，也与老鼠等动物脱离不了干系。我们的这一结果也发表在国际生态学期刊《生态学快报》上。

我们还推测，生长在同一区域的植物，因为阳光、水分而相互竞争，但当涉及到繁殖这件大事时，彼此放下争斗、群策群力，吸引动物来传播种子，才是最为明智的抉择。

我多年在森林生态系统与老鼠相伴，也对这种小小的动物有了更多的了解，尽管老鼠在长期以来被冠以害鼠之名，但它们显然在森林生态系统中具有重要的作用。除了与植物种子之间的合作与对抗外，它们还是猫头鹰、蛇等肉食动物的食物来源，是食物链上的重要一环。而且老鼠的挖洞、埋藏种子等挖掘行为，促进了土壤的疏松，进而有利于地表植物根系和地表昆虫的呼吸，因此它们在维持生物多样性和生态系统功能，维护生态平衡和健康方面也功不可没。

然而我们即便知道了这些，由于老鼠的进化历史比人类还长，按地质时代划分，老鼠出现在第三纪始新世，而人类出现在第四纪更新世，这是一个什么样的概念呢？就是说老鼠的进化历史，比人类早了约3000~5000多万年，这也造成了我们对老鼠的研究，还需要更多的努力去揭秘。

在森林生态系统中也同样存在，很多动物与植物之间的关系需要我们去了解。例如鼠类等动物如何感知植物大年结实的到来？而动物与植物如何互作，进而维持着森林生态系统的稳定和健康等等。

大自然就是这么神奇，鼠类与其它生物之间的这种相互联系，相互制约形成的复杂网络。通过对抗与合作，共同维持着森林生态系统的稳定和健康，从它们的这种关系我们是否也可以反思，如果人与鼠类 人与自然也能够和谐共生，是否我们人类和自然构建的网络将更加稳定和健康呢？答案是肯定的。

所以我希望大家应该尊重自然，爱护自然，取之有度，用之有节，遵循自然的发展规律，不仅对老鼠，对其它野生动物也需要爱护之心。不过我们也应该清醒地认识到，森林中的鼠类如果相对密度过大时，将会对森林产生严重的危害，这也体现了鼠类与森林之间的对抗，我们需要加以适度的干涉，进而防止鼠类种群爆发。此外还有一些鼠种是鼠疫、出血热等，疾病的携带者和传播者，因此我们需要与这些动物保持一定的距离。

总之，我们应该理性、辩证地看待万事万物，没有绝对有害的生物，任何生物都有其在自然界存在的必然性。

倘若没有老鼠，不仅生态系统有可能崩溃，人类的发展也将受限，最终危害的还是人类本身。而对于早期无节制破坏的自然，我们应该加强生态治理，恢复青山绿水，使人与自然和谐共处，唯有这样才能减缓生物多样性下降的趋势，维护生态平衡，保护人与野生动植物赖以生存的地球。