小蚯蚓　大作為

李忠東

對絕大多數(shù)人而言，蚯蚓是再熟悉不過的生物了。它們沒有脊椎，沒有牙齒，甚至又聾又盲，對于這個(gè)世界的作用恐怕也僅限于松松土而已。然而，法國草原生態(tài)學(xué)家安德烈·瓦澤的研究發(fā)現(xiàn)，在人類早期古文明的發(fā)祥地，比如尼羅河流域、印度河流域以及幼發(fā)拉底河流域等，都有大量的蚯蚓存在。這些地方之所以有偉大的人類文明崛起，很大程度上是因?yàn)轵球镜墓凇Ｋ麨榇速澝赖溃骸皼]有蚯蚓，就無法創(chuàng)造出輝煌的文明?！庇鴮W(xué)者克里斯多夫·羅埃德認(rèn)為，蚯蚓對地球的影響力最大，后面依次排下來的是乳酸菌、根瘤菌、藍(lán)藻、海藻和人類。蚯蚓是地球上生存年代最久遠(yuǎn)的物種之一，亞里士多德曾戲稱它們是地球的“腸子”。

挖鉆孔洞有智慧

英國博物學(xué)家、生物學(xué)家、進(jìn)化論的奠基人查爾斯·達(dá)爾文喜歡各種各樣的動(dòng)物，以發(fā)表“生物進(jìn)化論”聞名天下。他28歲時(shí)，開始把目光投向毫不起眼的蚯蚓，進(jìn)行了長達(dá)40年的研究。查爾斯·達(dá)爾文在花園中培育了很多蚯蚓。他饒有興趣地注意到，它們會(huì)把土壤帶到地表，使得一些石頭陷進(jìn)土里。他專門在花園中放置了一塊大石頭，多年以后石頭陷進(jìn)土里1.2～3米。這位生物學(xué)家試著用燈光照射蚯蚓。因?yàn)闆]有眼睛，它們在燈光調(diào)到非常亮以前沒有什么反應(yīng)。然而，一旦有光照射到身體的后段，它們便會(huì)扭動(dòng)起來。面對口哨、喊叫、低音管聲、鋼琴聲，蚯蚓都不為所動(dòng)。但把它們擺放在鋼琴上，按下某個(gè)琴鍵時(shí)，它們卻會(huì)作出激烈的反應(yīng)，因?yàn)殡m然聽不見，但是它們卻可以感受到樂器的振動(dòng)。

查爾斯·達(dá)爾文通過長期的觀察，為蚯蚓所展現(xiàn)的智慧而震驚。它們習(xí)慣于把葉子和其他東西從外面拖到洞穴里，特別是在秋季和初冬季節(jié)。這是蚯蚓最強(qiáng)烈的本能之一，為的是覓食或堵塞住洞口。它們在拖拽葉子時(shí)，總是選擇最省力的方式，即銜住葉子的尖端前進(jìn)。查爾斯·達(dá)爾文曾從蚯蚓的洞穴中拔出了227片枯葉，發(fā)現(xiàn)其中有181片葉子是從尖端拖入洞穴的，占80%。剩下的20片和26片葉子，則分別是從底部和中間被拖入的。蚯蚓沒有眼睛，它們是如何找到葉子的尖端的呢？他試著把一些葉子的尖端剪掉，再讓蚯蚓去拖拽。結(jié)果，它們會(huì)先銜住葉柄根部，再把葉子拖進(jìn)洞里。他隨后又用松針及其他葉子進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蚯蚓總會(huì)“想”到最為省力的方法，將葉子拖進(jìn)自己的洞穴。

為了進(jìn)一步加以驗(yàn)證，查爾斯·達(dá)爾文做了另一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他將硬紙剪切成與葉子類似的細(xì)長三角形，在用鑷子夾住最小的那個(gè)角時(shí)，這張三角形紙片能輕松地被拖進(jìn)一根細(xì)管中，并內(nèi)卷成規(guī)則的錐形。而用鑷子夾住紙片的其他位置，就很難將其拖進(jìn)細(xì)管，即便進(jìn)去了，也會(huì)形成不規(guī)則的卷曲。接下來，他把這些三角形紙片撒在草坪上，還給紙片涂上了油以防止被露水分解，等待蚯蚓們“上鉤”。結(jié)果它們銜住三角形紙片最小的那個(gè)角，把62%的三角形紙片拖進(jìn)洞里，其中剪得較窄的三角形紙片比例最高。查爾斯·達(dá)爾文重復(fù)了數(shù)百次實(shí)驗(yàn)，得出一個(gè)驚人的論斷：“通過對上述實(shí)驗(yàn)中蚯蚓堵塞洞口方式的分析，我們可以推斷出它們具備一定的智力水平?！?/p>

絕大多數(shù)種類的蚯蚓并不僅僅四處游蕩，在土壤中覓食，把用過的土壤拋在身后，相反，它們會(huì)建造自己的家園。這些半永久性的洞穴存在的時(shí)間，通常比它們的一生還長。查爾斯·達(dá)爾文指出，蚯蚓的洞穴不是簡單挖掘出來的，而是建造得相當(dāng)堅(jiān)固的垂直隧道，有的甚至超過一米深，并且內(nèi)襯“水泥”。這種“水泥”是由蚯蚓的分泌物和排泄物壓實(shí)而成的，形成了一層獨(dú)特的、厚達(dá)一厘米的洞穴襯里，被稱為“蚓觸圈”。每一個(gè)蚯蚓洞穴開口處的土壤表面都會(huì)有一個(gè)糞堆，即蚓丘，這既是廚房又是廁所，由凋落物和糞便組成。蚯蚓甚至?xí)诔鲇糜诋a(chǎn)卵的旁側(cè)小洞。許多蚯蚓在夜間出來尋找食物和配偶，但軀體并不會(huì)完全離開洞穴，而是經(jīng)常把尾巴末端留在洞內(nèi)，一有情況就迅速退回安全的地下。

1881年，查爾斯·達(dá)爾文生前的最后一部著作《腐殖土的形成與蚯蚓的作用》出版發(fā)行，當(dāng)時(shí)該書的銷量可與《物種起源》相媲美。書中記錄了一些對蚯蚓的貌似微不足道的觀察，但實(shí)際上發(fā)現(xiàn)的是一個(gè)關(guān)乎我們這個(gè)世界存亡的重大事實(shí)。正如書中寫道的那樣：“我們很難找到其他的生靈像它們一樣，雖看似卑微，卻在世界歷史的進(jìn)程中起到了如此重要的作用?！辈闋査埂み_(dá)爾文認(rèn)為，地球土壤的形成與蚯蚓的長期勞作有著密不可分的關(guān)系。在暗無天日的地下，它們也許是地球歷史的重要“見證者”。地球有今日這種生態(tài)環(huán)境，蚯蚓可謂功不可沒。

改造土壤顯身手

蚯蚓雖然不起眼，但是能改變周邊環(huán)境的物理和化學(xué)特性，并以此影響著生態(tài)系統(tǒng)功能。它們已經(jīng)在陸地上存在了數(shù)千萬年，甚至上億年，但從解剖學(xué)角度看，它們實(shí)際上并不適合在陸地上生活。與大多數(shù)陸生動(dòng)物不同，它們?nèi)匀槐Ａ糁湎x祖先的基本生理機(jī)能。與淡水生物類似，它們會(huì)產(chǎn)生大量稀釋的尿液，很容易因干燥而死。假如我們把蚯蚓從土壤里挖出來，那么它們很快就會(huì)被陽光曬死。既然它們并沒有演化出適應(yīng)陸地環(huán)境的生理特征，那么是如何生存下來的呢？它們的成功得益于在陸地上創(chuàng)造了一個(gè)水生世界。蚯蚓十分高明，使土壤更容易吸收水分，并補(bǔ)充因排泄而流失的水分，保持居住環(huán)境的潮濕。

蚯蚓的體重不足30克，身體結(jié)構(gòu)完全適應(yīng)了地下的生活。視力自然是用不上的，需要的僅僅是基本的感光能力。肺部在狹小的地下隧道里也派不上用場，只需靠表皮進(jìn)行氣體交換。它們通過在土壤里挖鉆孔洞，促進(jìn)土壤顆粒穩(wěn)定成團(tuán)聚體，增加土壤孔隙度，提高降雨期間水滲入土壤的速度，改變了土壤中各組分的比例;加速氣體進(jìn)入或流出土壤，豐富土壤中的營養(yǎng)和微生物群落的多樣性。蚯蚓細(xì)長的身體成為土壤顆粒的極佳載體，每天攝取超過其自重30倍的土壤重量，融合了搬運(yùn)和轉(zhuǎn)化土壤的能力，并迅速將大量的枯枝落葉混合到下面的土壤層中，加速有機(jī)物分解，從而增加植物養(yǎng)分的釋放，使土壤更加適合農(nóng)業(yè)種植。

長期以來，學(xué)術(shù)界對蚯蚓在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中的貢獻(xiàn)一直眾說紛紜。大量的研究表明，蚯蚓的確能提高土壤肥力，是農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的“益蟲”。但也有研究稱，蚯蚓“翻耕”土壤會(huì)使二氧化碳排放量提高33%，成為全球氣候變暖的“元兇”之一。在全球氣候變暖趨勢越來越顯著的今天，蚯蚓似乎同時(shí)扮演著兩個(gè)截然相反的角色，引發(fā)的矛盾令人糾結(jié)。

蚯蚓在土壤中。

一些科學(xué)家指出，蚯蚓刺激二氧化碳排放和提高土壤肥力是同一過程的兩個(gè)方面。某一特定時(shí)間內(nèi)二氧化碳釋放量的增加，并不一定意味著蚯蚓不利于生態(tài)系統(tǒng)中二氧化碳的凈固存。研究人員將有蚯蚓和無蚯蚓的土壤作了對比，發(fā)現(xiàn)蚯蚓并沒有讓更多的二氧化碳逃逸入大氣層，只是起到了加速的作用而已。在經(jīng)歷了最初較快的碳釋放階段后，無蚯蚓的土壤中的有機(jī)碳還會(huì)慢慢地、不斷地逃逸入大氣層，但蚯蚓處理過的土壤向大氣釋放的二氧化碳卻越來越少。

蚯蚓每天攝取大量的土壤（包括其中的各種土壤生物），吃下去的土壤有機(jī)質(zhì)在蚯蚓及其腸道微生物的共同作用下，一部分碳和養(yǎng)分可以更方便地被植物吸收利用，另一部分碳和養(yǎng)分則會(huì)更緊密地與土壤顆粒結(jié)合在一起，被蚯蚓排泄出來后就成為肥力較高且持久的土壤。經(jīng)過蚯蚓“翻耕”的土壤，不僅有利于植物生長，而且還能將更多的碳固存于土壤中。蚯蚓對二氧化碳的這種固存作用，在有助于增強(qiáng)土壤碳匯能力的同時(shí)，更有利于持續(xù)地促進(jìn)植物生長。

蚯蚓具有強(qiáng)大的生命力，像壁虎、斑馬魚和蠑螈等大自然中具有高超再生能力的生物一樣，其被切成兩半后不會(huì)直接死亡，還能繼續(xù)活動(dòng)。如果將被切成的兩半放置在一個(gè)適合的環(huán)境中，過一段時(shí)間又會(huì)各自重新生長出完整的蚯蚓軀體。在研究蚯蚓再生機(jī)制的過程中，昆明動(dòng)物研究所的生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了它們體內(nèi)有一種叫“LINE2轉(zhuǎn)座原件”的奇特基因。

處理垃圾立功勞

蚯蚓雖然身軀弱小，但腸道可以分泌大量的酶，其中包括蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶和淀粉酶等，成為分解生活垃圾的一把好手。蚯蚓將生活垃圾中豐富的有機(jī)物作為營養(yǎng)源，吞食后在酶和微生物的作用下再排出黑色的糞便。有數(shù)據(jù)表明，1億條蚯蚓1天可以吞食掉40～50噸垃圾，排出20噸蚯蚓糞這種難得的有機(jī)肥。除了良好的消化系統(tǒng)，在處理垃圾的過程中，蚯蚓的“運(yùn)動(dòng)習(xí)慣”也發(fā)揮了重要的協(xié)同作用。穿梭運(yùn)動(dòng)改善了垃圾中的水汽交換和循環(huán)，由此可以改善微生物的繁殖環(huán)境，有利于垃圾的分解。據(jù)說，正是由于蚯蚓的運(yùn)動(dòng)，古埃及的農(nóng)民才不必親自翻墾土地，而能抽出時(shí)間幫法老建造金字塔。

蚯蚓糞是良好的腐熟有機(jī)肥料。

隨著全球?qū)崿F(xiàn)低碳生活的呼聲日趨強(qiáng)烈，人們在越來越注重垃圾減量化的同時(shí)，也在積極探尋垃圾資源化的出路。比起簡單粗暴的焚燒或填埋，無論從環(huán)境還是經(jīng)濟(jì)角度衡量，堆肥都是更好的選擇。而蚯蚓對于堆肥的推動(dòng)作用極大，同等重量的半堆肥產(chǎn)品，如果是單純的二次發(fā)酵需要20～30天時(shí)間，但有了蚯蚓參與后，周期將大大縮短，只需要5～15天。

早在20世紀(jì)50年代末，美國就培育出了專門分解生活垃圾的紅色蚯蚓，并在全國推廣“后院蚯蚓堆肥法”。到了20世紀(jì)70年代，日本興建了可以月處理3000噸生活垃圾的蚯蚓養(yǎng)殖場。由美國俄亥俄州羅姆工作室設(shè)計(jì)師約翰·昂特和韓國設(shè)計(jì)師鄭云熙設(shè)計(jì)的“能量流動(dòng)廚房”，主要關(guān)注廚房中的垃圾、水和能量。其中有一個(gè)內(nèi)置的食物殘?jiān)厥蘸校鋵?shí)就是一個(gè)使用蚯蚓的處理器，處理對象不僅是廚余垃圾，還有粉碎后的報(bào)紙等。經(jīng)過大約兩周的時(shí)間，垃圾便會(huì)被蚯蚓分解成營養(yǎng)豐富的肥料，可以用于栽培陶土罐中的植物，或者給花園里的植物施肥。

此外，法國Faltazi公司推出的Ekokook廚房采用超現(xiàn)代、未來派的生態(tài)設(shè)計(jì)，運(yùn)用綠色系統(tǒng)改善廚房使用者的健康狀況、室內(nèi)的微氣候和微環(huán)境。設(shè)計(jì)師發(fā)明了一種特定的廚余垃圾回收裝置，專門用于放置水果、菜皮和食物碎屑等易腐有機(jī)廢物。該裝置內(nèi)安裝有一個(gè)不停旋轉(zhuǎn)的滾筒，用來幫助蚯蚓處理廢物。3個(gè)月后，有機(jī)廢物將變成所有植物的肥料，儲(chǔ)存在滾筒下面的小抽屜里，方便人們?nèi)∮谩?/p>

“牛奶15000升，雞蛋2500打，水果蔬菜300噸，肉類120噸，飲用水200萬升，飲料300萬份。”這是一份刊登在2000年某媒體上的悉尼奧運(yùn)村30天的食物消耗清單。計(jì)算下來，能容納上萬名運(yùn)動(dòng)員的奧運(yùn)村平均每天要消耗100噸食品，同時(shí)產(chǎn)生55噸垃圾。在2000年的悉尼奧運(yùn)會(huì)上，160萬條蚯蚓在科學(xué)處理奧運(yùn)村廚余垃圾上大顯身手。除此以外，悉尼市政府還動(dòng)用蚯蚓清除全城垃圾，將其轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的肥料。各奧運(yùn)場館建立了半露天的蚯蚓站，讓它們分解植物廢料、食物殘?jiān)图垙埖壤?。特別值得一提的是，悉尼市政府水務(wù)局進(jìn)行了一項(xiàng)為期5年的科學(xué)試驗(yàn)，投資250萬澳元興建一座污水廢物處理廠，每天處理40噸污水中的固體廢物，將它們提煉成天然肥料。這項(xiàng)工作由2.4億萬條蚯蚓來完成，它們具有在一年之內(nèi)處理1.4萬多噸廢物的能力。

蚯蚓的作用不僅如此。人們從它們的身上提取出的蚯蚓酶，具有極高的藥用價(jià)值和廣闊的臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。蚯蚓酶，又名“蚓激酶”，可以幫助人類治療心絞痛。在一項(xiàng)臨床醫(yī)學(xué)研究中，有10名患有心絞痛的患者進(jìn)行了為期1個(gè)月的蚯蚓酶治療，其中6人的癥狀得到了顯著的緩解和改善。這種蛋白水解酶還可以通過降低纖維蛋白和阻止血液凝塊的形成，預(yù)防中風(fēng)癥狀。此外，這種酶還能通過抑制糖尿病患者體內(nèi)的血小板黏附與聚集，達(dá)到治療糖尿病的效果。