草畜博弈：長(zhǎng)期過(guò)度放牧致優(yōu)良牧草矮小化

圖為內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒典型草原，由于長(zhǎng)期過(guò)度放牧，草原優(yōu)良牧草呈現(xiàn)矮小化，毒雜草增多。

草本植物是陸地上分布最廣泛的植物類型，從熱帶雨林的林間空隙，到嚴(yán)寒惡劣的雪域高原，都有它們的身影，然而，若要說(shuō)其分布最集中的地方，當(dāng)屬“天蒼蒼，野茫茫，風(fēng)吹草低見牛羊”的草原地區(qū)。

有趣的是，正是這“風(fēng)吹草低見牛羊”的畫卷中，草與畜之間長(zhǎng)期地相互適應(yīng)與協(xié)同進(jìn)化，上演了一場(chǎng)延續(xù)千古卻又愈演愈烈的“博弈競(jìng)賽”。

故事需從二者的亙古關(guān)系談起。早在人口稀少的古代，草原先民們居無(wú)定所，過(guò)著“逐水草而居”的游牧生活，這是因?yàn)椋菰系臅r(shí)空異質(zhì)性很大，長(zhǎng)居于一個(gè)地方不足以養(yǎng)活家畜的生存，尤其是當(dāng)旱災(zāi)、雪災(zāi)突然降臨，轉(zhuǎn)移放牧地、躲避災(zāi)害常常是牧民們最直接的應(yīng)對(duì)方式。于是，幾千年的游牧生活方式成為習(xí)俗，給草原以休養(yǎng)生息的機(jī)會(huì)，使草原維持原生態(tài)境況。

然而，近百年以來(lái)，牧區(qū)人口暴漲，家畜數(shù)量劇增，游牧生活方式也逐漸地退出了歷史舞臺(tái)。相比于歷史時(shí)期，近年來(lái)，長(zhǎng)期過(guò)度放牧已成為草原的基本狀態(tài)，大面積的退化由此發(fā)生。當(dāng)然，在草食動(dòng)物面前，小草是被動(dòng)的，它們無(wú)法移動(dòng)，但也不能小看小草的能力，長(zhǎng)期的演化，它們已經(jīng)練就了各種應(yīng)對(duì)之策，比如，可通過(guò)植物矮小化躲避動(dòng)物采食，通過(guò)分泌次級(jí)代謝物質(zhì)、葉片形成刺狀物等方式來(lái)抵抗采食，等等。

于是，千百年前令人神往的“風(fēng)吹草低見牛羊”的美景，大面積地易變?yōu)槿缃瘛皽\草才能沒(méi)馬蹄”的境況。無(wú)疑，大面積的草原植物矮小化是今天人類活動(dòng)日益加劇的結(jié)果。

近年來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所侯向陽(yáng)團(tuán)隊(duì)潛心從事草原植物對(duì)放牧響應(yīng)機(jī)制的研究。研究發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)期過(guò)度放牧影響下，草原植物所表現(xiàn)出的矮小化特征并不僅僅是依賴于放牧采食和土壤環(huán)境改變的一種即時(shí)性反應(yīng)，而且具有一定的“記憶性”，在脫離原始環(huán)境的離體室內(nèi)培養(yǎng)中，放牧植物的后代仍然具有一定程度的矮小化特征。

這是一個(gè)令人疑惑不解的問(wèn)題，難道植物能如此智慧？其背后的原因究竟是什么呢？通過(guò)分子生態(tài)學(xué)、表觀遺傳學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)的研究手段，研究人員初步找到了DNA甲基化修飾等方面的證據(jù)，通過(guò)相關(guān)基因甲基化修飾位點(diǎn)的作用，調(diào)控了與植物光合作用、激素合成、養(yǎng)分代謝等生物學(xué)過(guò)程及植物生長(zhǎng)發(fā)育，將矮化特性傳遞給植物后代。

這一研究進(jìn)展得益于近年來(lái)表觀遺傳學(xué)的進(jìn)步，改變了傳統(tǒng)生物學(xué)關(guān)于母代環(huán)境對(duì)后代可能影響的否認(rèn)。當(dāng)然，表觀遺傳并不是為拉馬克“平反”，科學(xué)界還會(huì)記得那場(chǎng)關(guān)于達(dá)爾文主義與拉馬克主義關(guān)于進(jìn)化的爭(zhēng)論，許多人對(duì)拉馬克的印象也多停留在他提出了錯(cuò)誤的進(jìn)化機(jī)制。歷史一頁(yè)頁(yè)翻過(guò)，科學(xué)家們猛然發(fā)現(xiàn)，生命的進(jìn)化并非當(dāng)初爭(zhēng)論的那么簡(jiǎn)單。

長(zhǎng)期過(guò)度放牧真的就徹底改變了后代的生長(zhǎng)特性了嗎？研究人員發(fā)現(xiàn)，并非如此。通過(guò)幾個(gè)無(wú)性世代的培養(yǎng)，在接連沒(méi)有放牧刺激的情況下，植物個(gè)體特征又恢復(fù)了正常，這與DNA去甲基化等生物學(xué)機(jī)理有關(guān)，說(shuō)明通過(guò)表觀遺傳修飾調(diào)控的個(gè)體變化是草原植物長(zhǎng)期與草食動(dòng)物互作中的一種快速適應(yīng)機(jī)制，以達(dá)到適應(yīng)和躲避放牧的目的。

我們不禁感嘆大自然的神奇，小草無(wú)知，卻知如何與畜共存。當(dāng)草畜平衡時(shí)，二者和諧共生；當(dāng)牲畜過(guò)多時(shí)，卻悄悄上演了一場(chǎng)與畜的“博弈競(jìng)賽”；等畜數(shù)量減少了，又恢復(fù)了正常，繼續(xù)那個(gè)草與畜和諧共生的美好勝景。

（原標(biāo)題：“博弈競(jìng)賽”：小草也有大本領(lǐng)，作者系中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所助理研究員）