在我们所处的社会,处处都有体现着“小强精神”的行业精英。他们长相普通、不事张扬,却有着异于常人的决断和作为。而在广阔、多样的湿地环境中,这样的例子更是不胜枚举。本文的主角,正是这样一个小而强大的角色。
小身段,大家族
线虫是地球上数量最丰富的后生动物。据估计全世界的线虫种类超过50万种,而目前记录的种类仅2.5万种。线虫不仅数量巨大,而且种类繁多,主要包括寄生线虫和自由生活线虫两大类。不同于寄生类群,自由生活的线虫广泛分布于土壤、淡水和海洋等生境,特别是湿地环境中。其体长几微米到几厘米不等,一般很难通过肉眼直接观察。只有通过一系列专业的提取手段,人们才能在后期通过显微镜一睹真容。
在显微镜里,有些“口吐银针”的线虫,是利用这一“致命”的工具,刺破植物外壁吸取汁液或是刺穿猎物体表大快朵颐;有些顶着华丽“鹿角”或是头插“羽扇”的线虫,其复杂多样的装饰并非有意博人眼球,而是进化需要,那“装饰”起到帮助线虫将周遭的食物高效率“扫入”口中的功能。
正是根据线虫的这些形态学特征和取食方式,人们通常将其划分成不同的营养类群。而湿地中的线虫,目前已有八个营养类群的划分,它们分别为植食者、食真菌者、食细菌者、沉积食性者、肉食者、食单细胞真核生物者、生活史中营自由生活阶段的动物寄生者和杂食者(依据Yeates等1993年的划分体系)。
小生物,大功臣
近年来,人们发现湿地土壤污染或退化后极难恢复,其结果严重威胁到人类的生存和发展。以往在评价土壤健康时,通常使用物理、化学或生物指标。而如今土壤生物作为土壤中最具生命力的部分,已越来越广泛地被运用。
线虫是土壤生物的优势类群,每平方米土壤中可达数百万条,且无论是健康的还是受污染的土壤中均有分布;其生活于土壤间隙水中,与环境直接接触,加之移动速度缓慢,可以反映小尺度土壤环境的细微变化。此外,土壤线虫世代周期较短,可在短时间内对环境变化作出响应;其食性多样,在土壤食物网中扮演着重要角色。上述优势使得土壤线虫毫无悬念地成为当前湿地土壤污染研究中最常用的指示生物之一。
目前,土壤线虫已被成功运用于包括湿地生态系统、森林生态系统、草地生态系统等的土壤健康评估中,其用以指示的污染物也囊括了铜、锌等重金属及多环芳香烃等石油污染物。欧美国家甚至正致力于土壤质量总体评价试验研究,我国也将土壤质量演变中的生物指标列入有关重大科技研究项目中。
因为,进一步开展线虫的指示生物作用研究,对探明湿地土壤生态系统过程和机制及保持土壤健康状况具有重要意义,并可指导农业生产及环境变化研究,从而促进我国社会经济和生态环境的可持续发展。
小角色,大明星
2002年诺贝尔生理学或医学奖授予悉尼·布雷内等三人。他们获奖的原因正是在20世纪60年代初期通过选择线虫作为模式生物,研究发现了器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。
说起“线虫界”的大明星,就不得不提到秀丽隐杆线虫。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是自由生活线虫的一种,成体长仅1mm,以细菌为食,居住在土壤中。全身共有959个细胞,性别为雌雄同体或雄性。秀丽隐杆线虫整个生命周期仅3天,其野生型在胚胎发育过程中具有高度的程序性,极有利于进行遗传学分析。
而今,秀丽隐杆线虫已经成为现代发育生物学、遗传学和基因组学研究的重要模式材料。其在衰老与寿命、人类遗传性疾病、药物筛选和信号传导等领域均得到广泛应用,是人类探寻生命奥秘旅途中的亲密战友。
当你行走于秀美的湿地,可曾意识到脚下草木清香的土壤中包含着无数的生命?当你捧起溪水中细致的底泥,可曾意识到小小线虫正在其中辛勤工作?这个看似不起眼的生物,默默无闻中却发挥着不可替代的功用。 |