美國一位土壤生態學家和環境學家的艱辛奮鬥歷程

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美國一位土壤生態學家和環境學家的艱辛奮鬥歷程

微頭條2016-09-30

Diana Wall在科羅拉多州北部的草原上使用一種取芯工具。圖片來源：Benjamin Rasmussen

一個寒冷的春日清晨，Diana Wall正在嘗試一件通常被用於在高爾夫球場上挖洞的工具，並且難掩內心的興奮。她的團隊總是利用更加費勁的辦法採集土壤及寄居生物體的樣本。「這是一根完美的岩芯。」當Wall的學生將一個布滿微小蛔蟲的樣本裝入袋子時，她說：「你好，線蟲！」

Wall是美國科羅拉多州立大學的土壤生態學家和環境科學家。她來到這個位於校園以東約1小時車程的地方，為其最新實驗收集數據。Wall和同事正在一片草地上創建一場模擬乾旱，採用的方法是將臨時遮蔽物覆蓋在上面。他們希望，捕食線蟲將會死去，或者進入一種假死狀態，從而使以植物為食的寄生性線蟲主宰生態系統。「植物將如何應對乾旱？」Wall懷疑。

幾十年來，她一直在詢問並回答類似問題。在泥土中隱藏的生物多樣性方面，Wall已成為最有名氣和最直言不諱的專家之一。她研究了全球幾乎每個角落的土壤及其「居民」，並且對南極有著特殊的偏好——自1989年起，幾乎每年都會到訪南極。正是在那裡，Wall和同事有了一項里程碑式的發現，證實作為地球上最乾旱的地區之一，南極土壤並非像很多人認為的那樣是一片不毛之地，而是很多動物的家園。

挑戰正統說法的動力還幫助Wall在一個女性曾經極為罕見的領域不斷前行。「很多時候，我感覺自己撞到了玻璃天花板，並且非常沮喪。」她說，「而如今，我欣喜地看到南極和其他研究領域出現了如此多的女性。」

執迷生物學

今年72歲的Wall看上去精力無限。高大而瘦削的她講話很快，並且在描述土壤線蟲到大量微生物的眾多有機物時會加快語速。Wall強調的是細菌和其他微生物如何提供被人類認為理所當然的服務：過濾水、穩定土壤、改善空氣質量，以及實現使作物得以生長的營養物質的再循環利用。

Wall認為，自己當生物學老師的母親激發了她一生執迷於生物學。Wall在肯塔基州列剋星頓長大，並在家鄉的肯塔基大學獲得植物病理學博士學位。1972年，她前往西海岸從事線蟲學博士後研究。

起初，加州讓Wall深受震撼。「對我來說，真是大開眼界，因為我從未跨過密西西比河」。最終，Wall喜歡上那裡，並且在未來20年的大部分時間裡，加州大學河濱分校成為她的家。

Wall獲得了一系列資助，從而使她的研究能持續開展下去。她深信，土壤微生物比大多數研究人員意識到的更加重要。「起初，我只是相信它們與眾不同，並且等著被證明自己是錯的」。

走進南極

Wall最初關注的是沙漠和乾旱農田中的線蟲，並且在南加州、新墨西哥州和密歇根州開展了大量研究。到上世紀80年代，她開始尋求理解物種對生態系統影響的方法。「如果你想闡明一種植物性寄生蟲如何影響根部或者捕食者，怎能將土壤中除寄生蟲以外的一切東西排除掉？」

Wall嘗試用化學物質殺死物種，但這也傷害到她想要研究的東西。隨後，一位同事建議Wall到一些沒有植物、食物網相對簡單的地方開展研究。「我想了很多地方。」Wall介紹說，「最終，我們選擇了南極。」

她和來自新罕布希爾州達特茅斯學院的同事Ross Virginia決定在靠近美國麥克默多研究站的一系列無冰盆地——麥克默多干谷收集樣本。這些山谷沒有降雪或降水，因此濕度非常低，以至於研究人員發現了幾千年前進入此地的海豹的乾屍。此前，研究人員在夏季有水流過的冰水河附近發現了線蟲和其他生命，但專家認為，佔據山谷大部分區域的乾旱土壤是貧瘠的。

當Wall和Virginia最初一次到訪干谷時，在直升機返回前，他們僅有6個小時採集樣本。他們在約65%的樣本中發現了線蟲。「我簡直不敢相信。」Wall說。最終，他們證實生命能在最不宜居的地下環境中茁壯成長，從而表明大多數生態系統此前遭到忽視。

Wall在每個野外考察季都會返回干谷，除了1992年。那一年，她沒有獲得為科考行程提供的資助。為表彰這項長期開展的研究，美國地質調查局將那裡的山谷以Wall和Virginia命名。

他們在南極的研究同Wall此前作出的關於線蟲如何應對美國西南部極端乾旱狀況的發現相一致。在奇瓦瓦沙漠，Wall和同事證實，這些蠕蟲依靠低濕休眠：它們會排出體內的大部分水分，並且暫停新陳代謝活動。Wall介紹說，線蟲最終看上去像圓形干麥片——麥圈。

當她前往南極時，Wall和同事發現，干谷的線蟲利用相同機制應對那裡的乾旱狀況。

土壤「大使」

今年8月，作為一項預防土壤腐蝕、提升土壤健康的全國性努力的一部分，Wall在白宮同其他專家以及政策制定者探討了土壤問題。這一最新場景展示了過去15年間她開始越來越多地承擔起一種角色——將土壤健康帶到全球舞台。

隨著Wall的研究事業蓬勃發展，她承擔起更多的領導職位。1993年，Wall成為美國生物科學研究所所長，並在1999年成為美國生態學會主席。管理這些機構的經歷使其更具雄心壯志。「我過於關注南極研究。」Wall說，「我認為自己應當做更多事情。」

於是，她開始參與並主導一些在範圍上更加全球化的努力，比如從2001年起擔任「國際生物多樣性觀察年」主席。該計劃資助在全球突出生物多樣性、重要性的研究項目。2011年，Wall共同發起成立了「全球土壤生物多樣性倡議」機構。展望未來，Wall想把關於土壤健康和生物多樣性的數據同應對大規模環境挑戰的全球政策融合起來。而目前，她正和同事探討在美國啟動一項大型實驗，以闡明土壤、生物多樣性和健康之間的關係。「環境和物種保護是非常過時的想法，土壤保護也是如此。不過，直到今天，這兩個概念才被放到一起討論。」Wall表示。

在為土壤「代言」的同時，Wall還是科學界女性的一面「旗幟」。當她剛開始從事研究時，其所在領域並沒有太多女性典範。在Wall頭幾次到訪南極時，她穿著男性的長款內衣和靴子，並且在缺少馬桶的軍用飛機上忍受了8個小時的飛行。

上世紀80年代末，Wall在最初申請加州大學河濱分校的終身職位時遭到拒絕。而Wall和其他人都認為，這一決定同她的性別有關。科羅拉多州立大學北美氮研究中心主任Jill Baron表示，Wall從那次被拒中恢復過來的方式正是其性格的象徵。「她進入這個如恆星般閃耀的領域。」Baron說，「並且一直在努力確保該領域的其他年輕女性不會再次經歷那種事情。」

科學周末(kexuezhoumo)

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