小蚯蚓 大作为

李忠东

对绝大多数人而言，蚯蚓是再熟悉不过的生物了。它们没有脊椎，没有牙齿，甚至又聋又盲，对于这个世界的作用恐怕也仅限于松松土而已。然而，法国草原生态学家安德烈·瓦泽的研究发现，在人类早期古文明的发祥地，比如尼罗河流域、印度河流域以及幼发拉底河流域等，都有大量的蚯蚓存在。这些地方之所以有伟大的人类文明崛起，很大程度上是因为蚯蚓的功劳。他为此赞美道：“没有蚯蚓，就无法创造出辉煌的文明。”英国学者克里斯多夫·罗埃德认为，蚯蚓对地球的影响力最大，后面依次排下来的是乳酸菌、根瘤菌、蓝藻、海藻和人类。蚯蚓是地球上生存年代最久远的物种之一，亚里士多德曾戏称它们是地球的“肠子”。

挖钻孔洞有智慧

英国博物学家、生物学家、进化论的奠基人查尔斯·达尔文喜欢各种各样的动物，以发表“生物进化论”闻名天下。他28岁时，开始把目光投向毫不起眼的蚯蚓，进行了长达40年的研究。查尔斯·达尔文在花园中培育了很多蚯蚓。他饶有兴趣地注意到，它们会把土壤带到地表，使得一些石头陷进土里。他专门在花园中放置了一块大石头，多年以后石头陷进土里1.2～3米。这位生物学家试着用灯光照射蚯蚓。因为没有眼睛，它们在灯光调到非常亮以前没有什么反应。然而，一旦有光照射到身体的后段，它们便会扭动起来。面对口哨、喊叫、低音管声、钢琴声，蚯蚓都不为所动。但把它们摆放在钢琴上，按下某个琴键时，它们却会作出激烈的反应，因为虽然听不见，但是它们却可以感受到乐器的振动。

查尔斯·达尔文通过长期的观察，为蚯蚓所展现的智慧而震惊。它们习惯于把叶子和其他东西从外面拖到洞穴里，特别是在秋季和初冬季节。这是蚯蚓最强烈的本能之一，为的是觅食或堵塞住洞口。它们在拖拽叶子时，总是选择最省力的方式，即衔住叶子的尖端前进。查尔斯·达尔文曾从蚯蚓的洞穴中拔出了227片枯叶，发现其中有181片叶子是从尖端拖入洞穴的，占80%。剩下的20片和26片叶子，则分别是从底部和中间被拖入的。蚯蚓没有眼睛，它们是如何找到叶子的尖端的呢？他试着把一些叶子的尖端剪掉，再让蚯蚓去拖拽。结果，它们会先衔住叶柄根部，再把叶子拖进洞里。他随后又用松针及其他叶子进行了各种实验，发现蚯蚓总会“想”到最为省力的方法，将叶子拖进自己的洞穴。

为了进一步加以验证，查尔斯·达尔文做了另一个实验。他将硬纸剪切成与叶子类似的细长三角形，在用镊子夹住最小的那个角时，这张三角形纸片能轻松地被拖进一根细管中，并内卷成规则的锥形。而用镊子夹住纸片的其他位置，就很难将其拖进细管，即便进去了，也会形成不规则的卷曲。接下来，他把这些三角形纸片撒在草坪上，还给纸片涂上了油以防止被露水分解，等待蚯蚓们“上钩”。结果它们衔住三角形纸片最小的那个角，把62%的三角形纸片拖进洞里，其中剪得较窄的三角形纸片比例最高。查尔斯·达尔文重复了数百次实验，得出一个惊人的论断：“通过对上述实验中蚯蚓堵塞洞口方式的分析，我们可以推断出它们具备一定的智力水平。”

绝大多数种类的蚯蚓并不仅仅四处游荡，在土壤中觅食，把用过的土壤抛在身后，相反，它们会建造自己的家园。这些半永久性的洞穴存在的时间，通常比它们的一生还长。查尔斯·达尔文指出，蚯蚓的洞穴不是简单挖掘出来的，而是建造得相当坚固的垂直隧道，有的甚至超过一米深，并且内衬“水泥”。这种“水泥”是由蚯蚓的分泌物和排泄物压实而成的，形成了一层独特的、厚达一厘米的洞穴衬里，被称为“蚓触圈”。每一个蚯蚓洞穴开口处的土壤表面都会有一个粪堆，即蚓丘，这既是厨房又是厕所，由凋落物和粪便组成。蚯蚓甚至会挖出用于产卵的旁侧小洞。许多蚯蚓在夜间出来寻找食物和配偶，但躯体并不会完全离开洞穴，而是经常把尾巴末端留在洞内，一有情况就迅速退回安全的地下。

1881年，查尔斯·达尔文生前的最后一部著作《腐殖土的形成与蚯蚓的作用》出版发行，当时该书的销量可与《物种起源》相媲美。书中记录了一些对蚯蚓的貌似微不足道的观察，但实际上发现的是一个关乎我们这个世界存亡的重大事实。正如书中写道的那样：“我们很难找到其他的生灵像它们一样，虽看似卑微，却在世界历史的进程中起到了如此重要的作用。”查尔斯·达尔文认为，地球土壤的形成与蚯蚓的长期劳作有着密不可分的关系。在暗无天日的地下，它们也许是地球历史的重要“见证者”。地球有今日这种生态环境，蚯蚓可谓功不可没。

改造土壤显身手

蚯蚓虽然不起眼，但是能改变周边环境的物理和化学特性，并以此影响着生态系统功能。它们已经在陆地上存在了数千万年，甚至上亿年，但从解剖学角度看，它们实际上并不适合在陆地上生活。与大多数陆生动物不同，它们仍然保留着淡水蠕虫祖先的基本生理机能。与淡水生物类似，它们会产生大量稀释的尿液，很容易因干燥而死。假如我们把蚯蚓从土壤里挖出来，那么它们很快就会被阳光晒死。既然它们并没有演化出适应陆地环境的生理特征，那么是如何生存下来的呢？它们的成功得益于在陆地上创造了一个水生世界。蚯蚓十分高明，使土壤更容易吸收水分，并补充因排泄而流失的水分，保持居住环境的潮湿。

蚯蚓的体重不足30克，身体结构完全适应了地下的生活。视力自然是用不上的，需要的仅仅是基本的感光能力。肺部在狭小的地下隧道里也派不上用场，只需靠表皮进行气体交换。它们通过在土壤里挖钻孔洞，促进土壤颗粒稳定成团聚体，增加土壤孔隙度，提高降雨期间水渗入土壤的速度，改变了土壤中各组分的比例;加速气体进入或流出土壤，丰富土壤中的营养和微生物群落的多样性。蚯蚓细长的身体成为土壤颗粒的极佳载体，每天摄取超过其自重30倍的土壤重量，融合了搬运和转化土壤的能力，并迅速将大量的枯枝落叶混合到下面的土壤层中，加速有机物分解，从而增加植物养分的释放，使土壤更加适合农业种植。

长期以来，学术界对蚯蚓在生态系统碳循环中的贡献一直众说纷纭。大量的研究表明，蚯蚓的确能提高土壤肥力，是农林业生产的“益虫”。但也有研究称，蚯蚓“翻耕”土壤会使二氧化碳排放量提高33%，成为全球气候变暖的“元凶”之一。在全球气候变暖趋势越来越显著的今天，蚯蚓似乎同时扮演著两个截然相反的角色，引发的矛盾令人纠结。

蚯蚓在土壤中。

一些科学家指出，蚯蚓刺激二氧化碳排放和提高土壤肥力是同一过程的两个方面。某一特定时间内二氧化碳释放量的增加，并不一定意味着蚯蚓不利于生态系统中二氧化碳的净固存。研究人员将有蚯蚓和无蚯蚓的土壤作了对比，发现蚯蚓并没有让更多的二氧化碳逃逸入大气层，只是起到了加速的作用而已。在经历了最初较快的碳释放阶段后，无蚯蚓的土壤中的有机碳还会慢慢地、不断地逃逸入大气层，但蚯蚓处理过的土壤向大气释放的二氧化碳却越来越少。

蚯蚓每天摄取大量的土壤（包括其中的各种土壤生物），吃下去的土壤有机质在蚯蚓及其肠道微生物的共同作用下，一部分碳和养分可以更方便地被植物吸收利用，另一部分碳和养分则会更紧密地与土壤颗粒结合在一起，被蚯蚓排泄出来后就成为肥力较高且持久的土壤。经过蚯蚓“翻耕”的土壤，不仅有利于植物生长，而且还能将更多的碳固存于土壤中。蚯蚓对二氧化碳的这种固存作用，在有助于增强土壤碳汇能力的同时，更有利于持续地促进植物生长。

蚯蚓具有强大的生命力，像壁虎、斑马鱼和蝾螈等大自然中具有高超再生能力的生物一样，其被切成两半后不会直接死亡，还能继续活动。如果将被切成的两半放置在一个适合的环境中，过一段时间又会各自重新生长出完整的蚯蚓躯体。在研究蚯蚓再生机制的过程中，昆明动物研究所的生物学家发现了它们体内有一种叫“LINE2转座原件”的奇特基因。

处理垃圾立功劳

蚯蚓虽然身躯弱小，但肠道可以分泌大量的酶，其中包括蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶和淀粉酶等，成为分解生活垃圾的一把好手。蚯蚓将生活垃圾中丰富的有机物作为营养源，吞食后在酶和微生物的作用下再排出黑色的粪便。有数据表明，1亿条蚯蚓1天可以吞食掉40～50吨垃圾，排出20吨蚯蚓粪这种难得的有机肥。除了良好的消化系统，在处理垃圾的过程中，蚯蚓的“运动习惯”也发挥了重要的协同作用。穿梭运动改善了垃圾中的水汽交换和循环，由此可以改善微生物的繁殖环境，有利于垃圾的分解。据说，正是由于蚯蚓的运动，古埃及的农民才不必亲自翻垦土地，而能抽出时间帮法老建造金字塔。

蚯蚓粪是良好的腐熟有机肥料。

随着全球实现低碳生活的呼声日趋强烈，人们在越来越注重垃圾减量化的同时，也在积极探寻垃圾资源化的出路。比起简单粗暴的焚烧或填埋，无论从环境还是经济角度衡量，堆肥都是更好的选择。而蚯蚓对于堆肥的推动作用极大，同等重量的半堆肥产品，如果是单纯的二次发酵需要20～30天时间，但有了蚯蚓参与后，周期将大大缩短，只需要5～15天。

早在20世纪50年代末，美国就培育出了专门分解生活垃圾的红色蚯蚓，并在全国推广“后院蚯蚓堆肥法”。到了20世纪70年代，日本兴建了可以月处理3000吨生活垃圾的蚯蚓养殖场。由美国俄亥俄州罗姆工作室设计师约翰·昂特和韩国设计师郑云熙设计的“能量流动厨房”，主要关注厨房中的垃圾、水和能量。其中有一个内置的食物残渣回收盒，其实就是一个使用蚯蚓的处理器，处理对象不仅是厨余垃圾，还有粉碎后的报纸等。经过大约两周的时间，垃圾便会被蚯蚓分解成营养丰富的肥料，可以用于栽培陶土罐中的植物，或者给花园里的植物施肥。

此外，法国Faltazi公司推出的Ekokook厨房采用超现代、未来派的生态设计，运用绿色系统改善厨房使用者的健康状况、室内的微气候和微环境。设计师发明了一种特定的厨余垃圾回收装置，专门用于放置水果、菜皮和食物碎屑等易腐有机废物。该装置内安装有一个不停旋转的滚筒，用来帮助蚯蚓处理废物。3个月后，有机废物将变成所有植物的肥料，储存在滚筒下面的小抽屉里，方便人们取用。

“牛奶15000升，鸡蛋2500打，水果蔬菜300吨，肉类120吨，饮用水200万升，饮料300万份。”这是一份刊登在2000年某媒体上的悉尼奥运村30天的食物消耗清单。计算下来，能容纳上万名运动员的奥运村平均每天要消耗100吨食品，同时产生55吨垃圾。在2000年的悉尼奥运会上，160万条蚯蚓在科学处理奥运村厨余垃圾上大显身手。除此以外，悉尼市政府还动用蚯蚓清除全城垃圾，将其转化为高质量的肥料。各奥运场馆建立了半露天的蚯蚓站，让它们分解植物废料、食物残渣和纸张等垃圾。特别值得一提的是，悉尼市政府水务局进行了一项为期5年的科学试验，投资250万澳元兴建一座污水废物处理厂，每天处理40吨污水中的固体废物，将它们提炼成天然肥料。这项工作由2.4亿万条蚯蚓来完成，它们具有在一年之内处理1.4万多吨废物的能力。

蚯蚓的作用不仅如此。人们从它们的身上提取出的蚯蚓酶，具有极高的药用价值和广阔的临床医学应用前景。蚯蚓酶，又名“蚓激酶”，可以帮助人类治疗心绞痛。在一项临床医学研究中，有10名患有心绞痛的患者进行了为期1个月的蚯蚓酶治疗，其中6人的症状得到了显著的缓解和改善。这种蛋白水解酶还可以通过降低纤维蛋白和阻止血液凝块的形成，预防中风症状。此外，这种酶还能通过抑制糖尿病患者体内的血小板黏附與聚集，达到治疗糖尿病的效果。