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2018年2月3日 星期六

生命的法則(2/2)

生命的法則:在賽倫蓋蒂草原,看見大自然如何運作
The Serengeti RulesThe Quest to Discover How Life Works and Why It Matters

作者
Sean B. Carroll
小時候喜歡翻石頭找蛇,大學念生物(宏觀生態),博士念免疫(微觀DNA)


老師的導讀




在生物學的領域,研究宏觀田野生態的與微觀分子生物的兩票人,研究方法與邏輯天差地別,能夠連貫宏觀與微觀來說出道理,正是作者令人佩服的之處。

作者很用心每一章透過一些典範大師(有照片與生平),帶大家走入每位大師的研究歷程、深入淺出看懂每位大師的貢獻,再把從宏觀生態到微觀分生之間不同發現,整合成為生物的自然法則。

曾經想找攻讀生態學博士的同學交流與請益,是否可以歸納出哪些生態學上的自然律(讓我借用);這本書補足正好需要的一塊


第三部:塞倫蓋第法則


第六章  有些動物更平等

這章的主角-Robert Paine


世界為何是綠的
為什麼吃植物的動物沒有把植物都吃光?
-因為還有些吃這些動物的掠食者在制衡,所以植物不會被吃光

綠色世界假說

Panne的實驗-把食物金字塔頂端的掠食者去除掉會如何?
掠食者由上而下控制整個食物金字塔的物種組成
去除掉頂端掠食者,整個食物金字塔的生物多樣性反而會降低
這些掠食者有如控制整個食物金字塔的關鍵物種keystone species


底層綠色植物的存在,不只依賴土壤與分解者(蚯蚓、真菌),也依賴掠食者來控制食植動物的數量
(雜食性)掠食者的存在,可以抑制食植動物出現單一的優勢物種與維持食植動物間的多樣性


物種不平等
不同物種在生態性中佔據不同地位
關鍵物種透過食物鏈與營養串聯,對於生物多樣性形成強大影響


題外發想:
What If 把組織的關鍵人物與領導人去除掉會如何?(很多政治人物與公司高層其實是裝模作樣、令人厭惡的寄生蟲與造成困擾的代理人...)
群龍無首?
(推舉)出現新的領導人、次一級的會爬上來
平行單位間你不服我、我不服你,組織形成派系內鬥(因為有更兇狠的上層壓得住各單位,才能讓不同單位合作...=>這些裝模作樣的寄生蟲與肥貓,有其存在價值與niche)

高層與政客習慣炫耀、穿鑿附會/往自己臉上貼金,常說自己做了OO所以XX(OOXX兩者不見的是因果關係,而且OO往往是一群人的貢獻);卻沒有想想如果沒有他/她在中間礙事,組織與事情發展說不定會變得更好(除了做的事情,他/她還有更多應為能為而不為或未為的)

人能夠活著,其實已經是一種成就與奇蹟,好好享受,認真過活/踏實做事,不要滿腦子自我中心



第七章  賽倫蓋蒂邏輯

Tony Sinclair

賽倫蓋蒂
https://en.wikipedia.org/wiki/Serengeti


是個26000平方公里的封閉生態系,保有動物遷徙


水牛數量的變化
1961 約一萬六千
1965 約三萬七千
1969 約五萬四千
1972 約五萬八千

1961-1965數量大增的原因
要不生育率增加,要不死亡率降低
顯示早年的牛瘟病毒抑制了水牛族群的數量
存活的水牛身上有抗體,沒有了這個病毒的肆虐,數量大增

數量大增的現象也在牛羚上觀察到
1973 約七萬七千


不同物種間競爭空間、食物或棲息地,這種競爭作用導致調節物種間數量的機制
人類消滅牛瘟病毒,造成牛羚數量大增
牛羚數量大增導致掠食者-獅子/財狼增加與禾草減少
禾草減少導致不容易發生野火/蚱蜢等昆蟲減少
野火減少導致樹木增加
樹木增加導致長頸鹿等其他物種增加


而在食物量中,不同體型大小的生物有不同的數量調節方式
150公斤以下的動物(e.g., 羚羊),數量透過掠食者由上而下調節
150公斤以上的句型食植動物(e.g., 大象、河馬),通常不受獅子等掠食者調節,而是受到植物植被狀況由下而上的調節
食肉動物有一定獵補範圍:最大不會超過獵食能力、最小要高過滿足的食量(太大太小不會成為獵補對象)
食植動物沒有一昧朝向大到不會被吃的方向演化(太大,沒有足夠的植物量支撐)


「密度制約調節」:有些物種的數量與族群大小由密度調節
牛羚數量達100萬,增加速度減緩=>營養不良的死因增加
如果乾季乾旱狀況嚴重一點,數量馬上下降


遷徙能夠增加物種的數量
一來得到較多的食物(擺脫由下而上的制約)
二來增加被獵食的難度(減少由上而下的調節)
想到人類從遊獵變成農耕剛好相反

以上調節與制約的規則適用在所有生態系中

在商場上能夠歸納出類似的制約規則?
大公司的衰敗是因為官僚老化/內鬥忽視或疏忽外部機會而被取代(被外部產業環境變遷而調節)
小公司的失敗是因為短視/沒有足夠資源/如容易被吃(被同業競爭與大公司購併,透過產業內的競爭淘汰調節)
企業的存在如同生物,必須有資源能量挹注(生物看熱量卡洛里,企業看$),要不提高吸收效率(垂直整合),要不開發新產品與市場(遷徙漂移)



第八章  另一種癌症

沒有辦法調節數量=癌症
大量生長的藻類、水母有如生態體系的癌症

伊利諾湖的藻華
原因
1.食物與營養增加(水中的磷營養增加)=>加大油門
2.控制藻華數量的浮游生物,被水中大增藻類產生的毒素死(煞車失靈)


褐飛蝨稻米瘟疫

1970年代之前,褐飛蝨無關緊要
之後噴灑農藥越多,反而褐飛蝨數量大增
原因
1. 褐飛蝨衍生出抗藥性
2.殺蟲劑竟然讓褐飛蝨產卵數量大增兩倍半
3.農藥殺死了吃褐飛蝨的其他昆蟲與蜘蛛等,導致褐飛蝨沒有天敵

原因不只是食物增加,還有制約機制被解除

害蟲與瘟疫藻華之所以形成,是因為控制機制失效(掠食者太少)


題外話:
重視自身安全應該是人天生的反應
會忽視安全只有以下情況
1.無知、缺乏知識(對於環境危害的覺察不足)=>可以透過危害告知與教育訓練,乃至於從別人的經驗與他山之石學習

2.追逐績效與incentive 的扭曲(走火入魔)=>重視安全的本能被忽略與抑制=>要恢復安全與機會間的均衡(只是這個均衡有如蹺蹺板,永遠在過猶與不及之間擺盪)=>好的科學與管理難以達成(沒有中庸之道與穩定的最佳解)



第九章  拿走六千萬條玻璃梭鱸,在十年後叫我

操縱食物鏈
威斯康辛州 曼多塔湖的食物鏈
藻類=>浮游生物=>小魚類=>大型掠食魚類(鱸魚、狗魚、鮭魚)=>人類

放養大型掠食魚類=>小魚類幾乎消失=>浮游生物增加七成=>藻類減少七成(=湖水變乾淨)


黃石公園 狼與柳樹
放養狼回到黃石公園,讓公園內馬與鹿的數量受到控制,讓木本植物不至於受到過度的啃食(植物生長茂密)

引進灰狼與郊狼競爭,讓郊狼獵捕的叉角羚數量增加


重新引入狼群造成的串聯效應影響了黃石公園地區的群聚,而且這種影響會持續下去。但不要妄想讓掠食者族群重新恢復是治療生病生態系的萬靈丹。分子生物學家使用「必要性」和「充分性」這兩個詞彙來描述一個系統運作所需的成分。其中,必要成分和充分成分各會造成一些結果。
通常需要掠食者來控制獵物的數量,但是光憑牠們就足以讓食物網和生態系重新恢復功能嗎?
在曼多塔湖和黃石公園的例子中,答案多半是「不」。在曼多塔湖的實驗中,吃浮游生物的白鮭剛好大量減少,可能才是讓浮游生物變化和水質改善的必要附加條件。在其他有狀況湖泊中進行的實驗也顯示,除了要流放掠食者之外,還要把吃浮游生物的魚類移除,才能改善湖泊的狀況。在黃石公園中也有類似的狀況。研究人員發現,在公園的某些地方,河狸數量並沒有恢復,這些地方七十年來受到侵蝕和其他因素的影響,地貌和溪流的特性已經改變了。狼群尚不足以讓這些物理性變化反轉。讓關鍵物種恢復對於生態系是有幫助,但可能無法完全重建原貌。
我們可能會猜想,生態系改變得越嚴重,就越不容易恢復原狀。

題外話:
越是一言堂、上有政策與下有對策的組織,越難改變..
一個名聲卓越的經理人跳下去拯救一間聲名狼藉的公司,通常改變的是這個經理人而非這家公司
要不掛冠求去、要不委曲求全
要不上任三把火(砍掉重練)要不久而不聞其臭





第十章  復活

莫三比克

哥隆戈薩國家公園

The Gorongosa Restoration Project (GRP)

哥隆戈薩以往以獅群聞名,遊客來到這裡就是想看獅子,但是重建工作顯然不是從獅子開始,因為獅子的獵物已經消失殆盡,

首要之務是重建大型草食動物。這些動物的消失,使得公園中的植被產生了很大的變化。沒有大象來嚼食,林地增加了。沒有大型草食動物,草原的草長得很高,乾季時發生的野火特別猛烈。
哥隆戈薩需要動物。最早的動物是克魯格國家公園提供的200頭健康水牛。
只是盜獵的威脅持續存在,他們在哥隆戈薩設立禁獵區:一片用圍籬封起來的15,000英畝土地,並且搭配嚴密的巡邏,才能保護新來的動物不受獅子和盜獵者的獵捕。

公園復育的關鍵物種:智人人口約有25萬,大部分的人每天收入低於1美元。哥隆戈薩公園如果想要成功重建,就必須證明保留完整的公園要比把它當成農地、林地或是獵場更有價值。

為了提供工作給周圍社區,並為他們提供服務,「哥隆戈薩重建計畫」(Gorongosa Restoration Project, GRP)花在社區的錢和花在園內一樣多。重建計畫直接雇用了數百位當地區民。

讓野生動物數量恢復最重要的工作之一,就是在公園中巡邏,以抑制盜獵、過漁、伐木、耕作,以及違法施放野火。
2005年的觀光客還不到1,000人,到了2008年便成長到8,000名了。觀光也提供這些社區工作與收入。他們雇用了60位當地嚮導,帶觀光客攀登哥隆戈薩山。2009年,他們制定政策,觀光收入的2成要回饋給周圍社區,社區居民則把這些錢分派到各個計畫中,例如學校、醫療站與消防設備上。

GRP也蓋了當地的第一所小學。2010年,社區教育中心(Community Education Center)成立於哥隆戈薩村(Vila Gorongosa)附近,讓周圍地區數千位兒童學習瞭解當地的植物相、動物相,以及基本的環保原理,同時也讓這裡的農民學習永續農業的方法。GRP提供專業的農業知識,幫助村民採用能提高產量的農耕方式,以及栽種新作物。這個做法的前提很簡單:如果公園外土地利用的效能提高,便能確保食物不虞匱乏,那麼園區所受到的壓力也會減輕。而這項工作其實保護了公園最重要的資源──來自哥隆戈薩山的水

哥隆戈薩山區的闊葉樹森林縮減得很快,因為村民把林地砍伐殆盡,栽種玉米之類的作物。沒有了這些樹,山區保存的水分減少,土壤也流失了,更會影響公園中的河流與整個哥隆戈薩生態系。為了鼓勵農民改種其他作物,GRP得找出另一種比玉米更有價值的作物,同時也能配合森林的再生。

解決方式就是「蔭下栽種咖啡」(shade-grown coffee)。GRP在哥隆戈薩山坡上設立了一大片苗圃,其中有4萬盆咖啡苗,旁邊還栽種了樹豆(pigeon pea)這種能為咖啡苗遮蔭、同時能讓農民得到收入的主要作物。GRP的目標是希望讓大片山坡地上的森林重新長回來,並且建立繁榮的咖啡產業:讓環境保護與經濟和人類社會發展相符相成




結語:生存規則

目前最急迫的問題,不是延長人類的壽命、解決貧窮問題,而是
人類創造出一種異常的狀態:人類是強勢過頭的頂級掠食者暨消費者,卻不夠瞭解全球生態的規則

2015教皇通諭-照顧我們共同的家園

我们希望留给正在成长的孩子们一个怎样的世界?


全球合作的前例
50年前天花每年感染1000萬人,造成200萬人死亡

1966在美俄的施壓下,WHO通過了一筆240萬美元的滅絕天花特別預算
原本的策略-在天花的地方,儘可能讓最多人接種疫苗
事實上:疫苗太少/需要接種的人太多

變更策略:集中接種那些傳染病正在發生地區的民眾(以阻斷天花的暴發),包圍已經發病的患者=>只有15的人接種疫苗,卻控制了天花爆發

類似的策略:先調查天花病例的所在,在針對這些病例的所在地安排疫苗接種(而非漫無目標的普遍接種)
成功地防制了印度、孟加拉與衣索匹亞的天花

這章的英雄-Bill Foege

失火之屋-滅絕天花的lessons learned
1.世界的運行依循因果律,天花的滅絕是因為人們為這個目的設置了計劃並且採取行動
2.合作:一個聯盟要成功重點在於為了共同的目標,而控制每個人或組織的自私。世界共通性的問題,沒有任何一個組織或國家可以排除在外 這個成功發生在UN那樣裝模作樣的組織真是奇蹟...
3.社會支持要轉變成政治意願(政府撥發的預算取決民眾支持與關切的程度) 政客好像學會利用制定法案(沒有配套的預算)的方式來給民眾交代.
4.解決方案來自好的科學,但執行方案來自好的管理  好的科學與管理都很難得
WHO問當事人接下來要滅絕哪種疾病,當事人回答應該要滅絕的是不當的管理與WHO的官僚
5.目標放眼全球,但執行要因地制宜
6.保持樂觀,因為樂觀與悲觀都會自我應驗與實現,不因困難與悲觀而放棄
7.個人的抉擇至關重要。不論資源多寡、外在情勢如何,每個人可以做出選擇、採取行動(影響身邊的人與改變未來)


摘錄:
從物理學來說,無機的原子逆熱力學第二定律出現生物是奇蹟;
從生物學來說,按進化規律產生遺傳信息指導組裝人類是奇蹟。
超越化學反應結果的每一位畢業生都是值得珍惜的奇蹟;
超越動物慾望總和的每一位畢業生都應做自己尊重的人。

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