沙漠的生命奇跡

“大漠孤煙直，長河落日圓。”詩人王維將沙漠中的景象寫得既凄涼又宏偉。作為地球上最為極端的環境之一，沙漠以干燥、高溫和貧瘠著稱。然而，這荒無人煙之地，卻隱藏著別樣的生命奇跡。在這里，動植物以驚人的適應能力挑戰著極端環境，通過獨特的生理結構和生存策略，在極端環境中繁衍生息，共同維系著沙漠生態系統的平衡。

“沙漠精靈”——蜥蜴

爬行動物通常被認為是脊椎動物中最能適應沙漠環境的動物。它們的足跡遍布世界上所有的沙漠地區，許多種類都因具有在這種不毛之地生存的能力而聞名。作為爬行動物中的一員，蜥蜴具有強大的適應能力和獨特的生活習性，它們出色的生存本領在沙漠這樣的極端環境中大放異彩。比如，生活在美國東部地區的叩壁蜥、撒哈拉沙漠中的刺尾巨蜥和澳大利亞中部沙漠的澳洲魔蜥，以及亞洲地區的綣尾沙蜥，都能在荒漠和干旱地區生存。

那么，蜥蜴為什么能在沙漠的嚴酷環境中生存呢？這就不得不提到蜥蜴特殊的生活習性和強大的生理結構了。作為依靠外部熱源調節體溫的動物，蜥蜴能夠充分利用陽光的熱量來使自己的溫度保持穩定。面對沙漠中的高溫和溫差，面朝或者遠離陽光，甚至身體角度的細微變化，都是蜥蜴對體溫進行調節的手段。有趣的是，當地表溫度較高時，鏟吻蜥蜴會因為沙子“燙腳”而交替抬起腳掌，看上去就像是一名孤獨的舞者。當然，鏟吻蜥蜴這樣做并不是為了展現舞姿，而是因為腳掌抬離沙面能夠有效地減少熱量傳遞，避免自身體溫過高。而當氣溫進一步升高到抬腳掌也無法忍受時，鏟吻蜥蜴會直接鉆到比地表涼爽得多的沙土之下。它會一直待在涼沙中，直到地表溫度下降后再鉆出來。其他許多蜥蜴也會做同樣的事情。叩壁蜥甚至能夠在巖石裂縫深處保持休眠狀態長達數月，以靜待雨季或更適合生存的天氣條件來臨。

面對沙漠的高溫環境，甚至缺水的困境，蜥蜴都有著自己獨特的應對策略。它們的體表覆蓋著堅硬的鱗片，這些鱗片具有層層疊加的結構，可以有效防止水分流失。蜥蜴的呼吸系統也有獨特的適應機制，可以通過降低呼吸頻率和深度，減少水分的流失。此外，蜥蜴的水分循環速度很慢，它們對關鍵營養物質（如蛋白質和碳水化合物）的需求非常低，這使得它們能夠在其他動物（如鳥類和哺乳動物）不能生存的、食物匱乏的荒漠地區生存下去。

科學研究表明，在不適宜生存的條件下，這些動物會“重新設置”自身的溫度系統，所以當它們活動時，體內溫度會保持比平時的溫度低1～2℃。這種調節有效地減少了體內水分的蒸發，從而有助于延長它們的生存時間。

水分的流失會導致血液中的關鍵元素（如鈉和鉀）的濃度升高，所有的脊椎動物都會調節血液中的關鍵元素的濃度。但是爬行動物，尤其是蜥蜴，能夠適應與標準濃度相差甚大的情況。在夏季，蜥蜴血液中鈉離子的濃度可以達到300毫摩爾/升，鉀離子的濃度可以達到12毫摩爾/升，是人體血液中離子濃度的2倍多！這種濃度對哺乳動物或鳥類而言是致命的，但有些種類的蜥蜴能夠在這種內環境紊亂的情況下存活數月。直到雨季來臨，喝下雨水后，這些蜥蜴的血液便可迅速恢復電解質平衡。

“沙漠之舟”——駱駝

蜥蜴憑借著強大的適應能力成為“沙漠精靈”，在浩瀚無垠、風沙肆虐、干燥酷熱的沙漠之中“翩翩起舞”。而被譽為“沙漠之舟”的駱駝又是憑借何種神奇的能力穿越在這片“死亡之海”的呢？

要想成功穿越沙漠地區，動物的體內不僅必須具備充足的水分，而且還得具備極強的耐渴能力。駱駝擁有一套卓越的耐渴機制。首先，駱駝飲水迅速且量大。例如，一頭雙峰駱駝能在短短10分鐘內飲下114升水，這些水分隨后被儲存在胃中。因此，即便數天不飲水，駱駝的生命也不會受到威脅。其次，駱駝的節水能力令人驚嘆。駱駝的鼻孔中有許多彎曲微小的氣道，這些氣道會形成一層硬膜，就像是一層過濾網，能在駱駝呼氣時留住肺內的水分，再在吸氣時將水分送回肺部，有效防止體內水分的散失。到了夜晚，當空氣中的濕度增加時，駱駝的鼻孔能留存住空氣中的冷凝水，并隨吸氣送入體內。駱駝身上汗腺極少，其腎臟還能防止過多的水分隨汗液和尿液排出，進一步為節水作出貢獻。

駱駝還擁有高聳的駝峰，這是其獨有的法寶。當食物充足時，駱駝會在駝峰中以脂肪的形式儲存大量養分。一旦食物短缺，這些儲存的養分就會被釋放出來。因此，在出發前，駱駝會大量進食，以便在駝峰中儲存足夠的養分。進入沙漠后，一旦缺水缺糧，這些脂肪就成了駱駝的“救命法寶”。駝峰中的脂肪不僅是駱駝長途跋涉的營養來源，而且其氧化過程中產生的代謝產物還能滿足駱駝生命活動的需要。這是駱駝在沙漠中長途跋涉時能量消耗的物質保障，在不進食的情況下，駱駝依靠駝峰中儲存的能量可存活一個月之久。

“綠色戰士”——仙人掌

仙人掌不僅為沙漠增添了一抹生機，還是諸多沙漠動物（如駱駝）的食物來源。仙人掌表面覆蓋著能夠減少水分蒸發的角質薄膜，有發達的根系以汲取稀缺水分，而粗壯的莖部則能儲存大量水分，以備不時之需。仙人掌的葉子退化成刺狀，大大縮小了蒸騰面積，使體內的水分不易散失。每到晚上，仙人掌便會打開氣孔吸收二氧化碳。而到了白天，仙人掌則會在封閉氣孔以防止水分散失的同時，用晚上收集的二氧化碳進行光合作用，這樣就可以大大減少白天因蒸騰作用而損耗的水分。

此外，仙人掌也有著屬于自己的“駝峰”，肥厚多汁的莖部儲存著大量水分，以應對長時間的干旱。仙人掌的肉質莖不僅儲水，還能進行光合作用，滿足植物的生長需要。仙人掌強大的繁殖能力也保證了種族的延續，它們可以利用母株上產生的子球繁殖，這些子球一旦落入地面即可生根繼續生存。仙人掌的子球含有足量的水分和營養，即使脫離母體還能存活數月。

仙人掌是墨西哥的國花之一。墨西哥境內的仙人掌科植物的數量幾乎占了全世界的一半。它們在墨西哥歷史上有著舉足輕重的地位，甚至被印在墨西哥的國旗上。有意思的是，雖然仙人掌可算作沙漠的“代言人”，但在我國廣袤的沙漠地區很少見到仙人掌的蹤跡。這是因為仙人掌主要生活在熱帶和亞熱帶的沙漠中，處于這兩種氣候帶中的沙漠雖然有著晝夜溫差，但是整體的環境溫度比較高，夜間的最低溫度也有7～12℃。仙人掌的特點是耐高溫能力強，但是對低溫的耐受能力比較弱。以我國的塔克拉瑪干沙漠為例，那里的氣候有著明顯的冬夏之分，夏天的最高氣溫高達67℃，而冬天的最低溫度則低至-20℃。尤其是冬季，當溫度降到冰點以下，仙人掌內的水分開始結冰并形成鋒利的冰晶，這些冰晶足以將其組織細胞刺破，因而仙人掌根本不能在此存活。

“沙漠勇士”——胡楊

我國的塔克拉瑪干沙漠雖然不是仙人掌的宜居地，卻是善于與風沙、干旱抗爭的胡楊的主場。由于生存環境惡劣，沙漠中的植物通常以矮小的灌木、小灌木和草本植物為主，唯有胡楊高大挺拔，具有王者風范，因而有“沙漠之王”的美譽。胡楊樹高十幾米，在喬木家族中只能算中等個頭，但在缺樹少草的沙漠里，卻猶如巨人，在黃沙漫卷的天地間展現桀驁不馴與堅韌不拔的氣質。

新疆維吾爾族流傳著胡楊“三千歲”的傳說，即“活一千年不死，死一千年不倒，倒一千年不朽”。其實，一株胡楊樹的壽命一般為100～300年。所謂的“千年不倒”，是由于胡楊為了尋找水源生就了十分強大的根系，其主根能深入地下5～6米，甚至10米以下，側根更是密織如網，可深入地下100米，擴大了找水和吸水的范圍。龐大的根系讓胡楊能牢牢抓住腳下的沙土而屹立不倒，具備防風固沙的強大功能。“不朽”的奧秘則是源于沙漠地區的干旱環境。在干旱的沙漠里，微生物的活動微乎其微。缺乏微生物參與分解，那么有機體自然難以腐爛，保持不朽的狀態。

作為干旱地區的古老樹種，胡楊的祖先在1.35億年前就出現了，是世界古老珍稀樹種之一。在6500萬年前，胡楊漸漸成為我國西北河岸林中最主要的建群樹種。胡楊隨河流改道以及隨土質沙化屢屢遷徙的痕跡，展示了我國西北地區走向荒漠化的進程，可以說胡楊與沙漠是共生共長的。在這一漫長的過程中，胡楊作了諸多改變以適應沙漠環境。比如，胡楊從根部直接萌生幼苗，并隨水流所到之處不斷萌發。胡楊的水平根有很強的萌生力，樹長根，根生樹，形成一片一片的樹林。與此同時，龐大的水平根系和強大的垂直根系，廣攬水源，使得胡楊能在干旱的沙漠中安身立命。

除了強大的根系，胡楊還采取其他的生存策略來適應沙漠環境。與一般的喬木植物不同，胡楊的樹葉會根據不同生長階段對水分的需求改變葉片的形狀，如在幼苗期樹葉細長如柳葉，至成年后葉形成為橢圓形，盛年后又變化為圓形。因此，胡楊又有“異葉楊”之稱。胡楊的葉片上還覆蓋著厚厚的蠟質，有按氣溫高低啟閉的氣孔，能最大限度地保存體內的水分。

胡楊之所以能生長在高度鹽堿化的荒漠地區，主要是因為胡楊的樹根、樹干、樹皮和葉片本身就含有相當數量的鹽堿，而且，胡楊的生理結構使它能夠通過葉面和樹干的褶皺處，將體內多余的鹽堿排泄出來。這些多余的鹽堿會順著樹干往下滴，如淚液一般，這就是人們常說的“胡楊淚”。

新疆維吾爾自治區的塔里木河是我國胡楊的主要分布區。位于新疆維吾爾自治區巴音郭楞蒙古自治州輪臺縣的塔里木胡楊林國家森林公園，總面積100平方千米，有著世界上面積最大、分布最密、存活最好的天然胡楊林，也是1200個世界森林公園中唯一的沙漠胡楊林公園。

這些沙漠生物，不僅讓我們感受到了生命的強大，也讓我們感受到了環境的脆弱。隨著全球變暖的加劇，沙漠化問題日益嚴重，沙漠生物的生存環境面臨著前所未有的挑戰。我們必須采取行動，減少對環境的破壞，保護這些脆弱的生態系統，以確保這些沙漠中的生物能夠繼續在地球上繁衍生息。多種一棵樹，就能擋住一寸沙；節約一滴水，就能灌溉一棵苗；少用一度電，就能增添天空一片藍……保護沙漠的奇跡，就是保護人類的奇跡。為了地球上所有生命的未來，也為了我們共同的家園，讓我們共同努力。

致" 謝

感謝國家自然科學基金項目（42177123、42042054）、中國礦業大學教學研究項目（2023ZDKT03-102、2022ZX01）、全國煤炭行業高等教育教學改革研究課題項目（2021MXJG179）的支持。