农业是人类的专利？这种小帽贝说不

2024年9月22日迎来了第七个中国农民丰收节，俗话说“民以食为天”，因此农业便是人类的天。

农业是一项复杂的活动。种植、收获中包含许多繁复的步骤，将许多早期文明都排斥在农业之外，直至现代，仍有原始部落处于采集狩猎的阶段，而未踏入农业社会。因此，当我们想到农业时，大部分人都会自然而然地认为，这是人类独有的发展路径，动物不可能发展出此类行为。

然而，在遥远南非海岸的潮间带，却有一种与人类共享农业奇迹的美丽居民——一群生活在海中的小螺。它们不像其他螺那样爬来爬去地啃食食物，而是在岩石上开辟出一块“农场”，自己“种植”藻类，细心地浇水、除草、施肥、除虫，每一项都做得井井有条。这独特而又精湛的农业技巧，或许能让很多“五谷不分”的人类都自愧不如。

壳耕嘴种，开垦田地

岩石上的长刺星笠螺和它的“农场”

（图片来源：iNaturalist）

图中这位生活在大海里的“小农场主”，叫作“长刺星笠螺”（Scutellastra longicosta）。它属于笠螺科星笠螺属。螺如其名，它们的贝壳形若斗笠，几乎没有螺旋，呈扁平的椭圆形，壳口向下大开，就像一顶扁扁的帽子盖在动物的身上。

同时，作为星笠螺属的一员，长刺星笠螺的贝壳呈多角星状，质地坚固，有粗细不均的放射肋，突出壳缘。它的壳中央是亮白色的，从中间向四周呈放射状分布着10余根黑色的放射肋，壳体在壳边缘突出，如同一颗闪耀着尖锐光芒的十芒星，有时内表面还闪烁着淡淡的蓝色光泽，如同星星般美丽。

长刺星笠螺贝壳的外观如同一个锅盖，动物居住其中（右上方图为其内表面）

（图片来源：Wikipedia）

然而，它们的独特之处不仅仅在于外表，更在于它们不同寻常的“农业”技能。

种植，需要阳光，需要田地、水和二氧化碳，还需要一个相对稳定、安全的环境。大海虽然辽阔，但深海无光，中层缺地，浅海危险，适合当“农场”的地方并不多。但幸而，长刺星笠螺独特的壳形能让它们找到适合耕种的地区——海岸线周围的潮间带，也就是那些受着波浪冲刷，时而被淹没，时而又露出水面的地方。

那里潮水来了又去，不时即有干死之虞；那里风高浪急，动物没有立足之地。因此，潮间带很少有大型捕食者光顾。

然而，波浪和干燥对长刺星笠螺几乎毫无影响。厚重的笠状外壳如同一顶锅盖，阻止了水分散失，宽大的腹足能够强力吸附，配合外壳的重量，让它们极难被波浪冲走。因此，长刺星笠螺成为了当地潮间带体型最大的动物之一，很少受到攻击。

南非潮间带的岩石，长刺星笠螺就生活在其上

（图片来源：Science Photo Library）

没有了安全问题，就可以不受到干扰地开辟“农场”了。

长刺星笠螺以生长在岩石上的藻类为食，而适合耕种的岩石需要表面积大且形状平坦，“农场”的选址自是慎之又慎。当长刺星笠螺找到适合它所栖息的岩石时，就会选择岩石中间的位置定居下来。

它们将那里的藻类啃光，吃饱喝足的同时，将岩石裸露出来，它们此时就会产生一种酸性黏液，将岩石腐蚀，并用它们的放射状壳尖刮擦岩石，磨出一个凹槽，与它们的外壳紧密贴合，形成一个密不透风的小屋，如同广阔农场中农民所居住的房子一样。

在建好自己的住处后，长刺星笠螺就会开垦周围的岩石，啃食掉周围附着的其他藻类，形成一道道犁沟，以吸引它们最喜欢的藻类食物——疣状褐壳藻（Ralfsia verrucosa）。

疣状褐壳藻使用孢子进行繁殖，当孢子们从水中迁居到长刺星笠螺的“农场”后，长刺星笠螺就开始对“农场”进行精心护理了。

定居的长刺星笠螺，前方是裸露的岩石，后方是生长的疣状褐壳藻

（图片来源：Observation.org）

除草驱虫，精耕细作

一只7厘米的长刺星笠螺可以“耕种”约150平方厘米的区域，在这片小小的“农场”上，长刺星笠螺就是不折不扣的主人和管理者。它们像精心的农夫一样，定期清除农场上的杂草（在这里就是岩石表面的其他藻类），让它们喜欢的褐壳藻能够不受竞争地茁壮生长。

然而，就像麦田里经常会有虫子、田鼠光顾一样，长刺星笠螺也会受到小动物的打扰。同样生活在当地的小型食藻动物，如羊眼帽贝（Cymbula oculus）、松螺（Siphonaria）和寄居蟹也在岩石上吃藻，作为神经系统不发达的动物，没有“眼力见”的它们经常吃着吃着，就误入了长刺星笠螺的“农场”。这些小型动物通常以较小的幼藻为食，抹杀了其长大的可能，这种“竭泽而渔”的行为严重影响“农场”的产量。

对于这些“不劳而获”的小偷，长刺星笠螺自是不会容忍。贝壳边缘长长的刺此时就起到了作用，只见它们“气势汹汹”地提起贝壳从家中爬出，赶到入侵者身边，收缩肌肉，用力将贝壳坚固的刺向前猛击，将小偷直接砸飞。小动物们身体离地，掉下岩石，如同被铁扇公主扇飞的孙悟空，随着水流飘飘悠悠落到不知何处，很难再次入侵长刺星笠螺的领地了。

从水上观察长刺星笠螺和它们的领地

（图片来源：iNaturalist）

浇水施肥，提高产量

长刺星笠螺的“农业技能”并非止步于此。它们的“农场”建在潮间带的岩石上，每当退潮就会露出海面，虽然短期露出海面有助于藻类吸收空气中的二氧化碳以促进生长，但若露出时间较长，就会导致外围的藻体失水干燥，影响生长速度甚至直接被晒死。

作为“农场”的主人，长刺星笠螺自然不会坐视不理。人类农民在旱天里会从家里的水缸取水浇灌作物，而长刺星笠螺也有自己的“水箱”：它们厚重的外壳与岩石紧密相连，严丝合缝，可以存贮大量的水分，在退潮时，长刺星笠螺便从壳下将水缓慢释放，浇灌藻类，使其水分保持在生活的最佳状态，让藻类能够茁壮成长。

退潮时的长刺星笠螺

（图片来源：iNaturalist）

长期在一片土地上耕种，必定会面临土地营养退化的问题。古代文明刀耕火种，耕种两到三年后，土地就会变得贫瘠。当人类使用“粪肥”和“绿肥”这类天然含氮的有机物后，土壤就能循环利用了。

虽然藻类在海洋中，大部分营养都来源于海水，对岩石要求不高，但长刺星笠螺仍然懂得使用“粪肥”。它们用自己释放的含氮排泄物——尿液和粪便中的铵和尿素为藻类施肥，同时在每次爬行巡视领地时，它们都会沿外壳边缘释放自己分泌的、含有丰富氮氧化物的黏液，通过再生有限的营养物质来提高藻类“农场”的产量。

长刺星笠螺耕种的面积虽然小，但效益却显著。在它们的精心照料下，褐壳藻的生产力较其他地方高出约30%！相比于其他藻类，疣状褐壳藻的生长速度本就很快，当定居到长刺星笠螺精心为其准备的耕地时，更是如虎添翼，经常在长刺星笠螺的周围形成面积广大且密度极高的浓厚藻毯，如同一层褐色的油漆刷在岩石的表面上，令人类看了都不禁赞叹。

身旁生长着大量褐壳藻的长刺星笠螺

（图片来源： iNaturalist）

定期收获，持续发展

虽然“农场”里的食物足够长刺星笠螺吃上许久，但它们却深谙“可持续发展”的重要性，吃起藻类来相当谨慎。每次进食，长刺星笠螺只会吃掉一小片“农场”中藻类的上半部分，如同人类收获韭菜时，一般每次只割一茬，随即就去往另一个区域进食。

它们的空间记忆能力极强，能够记住自己去过哪些地方。再休养生息一段时间，被吃过的藻类就会重新长出，长刺星笠螺得以获得源源不断的新鲜食物供应，不需再像其他螺类那样东奔西跑去寻找食物。

不仅如此，长刺星笠螺惊人的记忆力还表现在“老螺识途”上，科学家实验性地将它们从“农场”移走并放到附近地点，而这些“小农场主”竟然能够准确找到回家的路，重新返回到自己的领地。这种对领地的独特记忆力在自然界中十分罕见，这使小小的“农夫”们更显神奇。

即使被移走，长刺星笠螺也能回到它们的“农场”

（图片来源：iNaturalist）

除了提供美味食物外，精心栽培的褐壳藻还成了长刺星笠螺的“天然掩蔽”和“养娃资金”。从幼贝开始，长刺星笠螺就展现出一种独特的繁育习性。

褐壳藻长在长刺星笠螺的壳上，为它们提供天然的掩护，而新生的小长刺星笠螺就倾向于定居在较大的同种笠螺的壳上，父母背着幼贝，为它们提供保护，而小星笠螺正好以生长在那里的褐壳藻为食。随着长大，它们会移动到岩石上，在觅食的同时不断移动，最终找到一块无主之地，创建自己的藻类“农场”。

这种独特的繁育策略使它们的后代能够在良好的环境中茁壮成长，延续这一奇妙的“农业传统”。随着个体越来越多，周围的土地都被它们占据，将大多数其他物种驱赶出这片岩石以外，形成了密集连片的“家族农场”，形成了排他的、单一物种的，不移动的领地，它们守望相助，将岩石变成了族群的“私有财产”。

一大群长刺星笠螺形成的“集体农场”

（图片来源：iNaturalist）

结语

我们可以说，这些长刺星笠螺已经形成了“农业社会”的雏形，它们凭借惊人的劳动能力开荒拓土，为家族和后代繁衍生息，与人类在农业社会的生存智慧如出一辙。

出品：科普中国

作者：古明地恋（科普创作者）

监制：中国科普博览