奇特犰狳,不容低估

犰狳是一种奇特,而且常常被人低估的动物,然而它已经历了超过几百万年的进化,可以比作一架设计复杂的机器。犰狳有保护性的甲胄,是具有真正甲壳的唯一哺乳动物。对于第一批西班牙征服者来说,它一定看起来很奇特,差不多就像鸭嘴兽对澳大利亚的欧洲定居者来说一样。

犰狳有21种,目前分布最广的是常见的长鼻子九带犰狳,人们能够在南至阿根廷的美洲发现这种犰狳。这种机敏的动物在1850年左右横渡格兰德河,轻松地移居北美洲。目前,犰狳多数分布在得克萨斯州、路易斯安那州和佛罗里达州,尽管受其不能忍耐严寒的限制,人们仍在北至科罗拉多州的地方见过犰狳。人们尚未彻底弄清这种动物如何能如此成功地移居到新地带。

以横渡格兰德河为例。九带犰狳的体形大约相当于很大的一只猫,体重在2.5—6.5公斤之间。这会使人们得出它们可能怕水的结论。然而它们成功地渡过了格兰德河。九带犰狳能够把空气深深吸人胃和肠,增加浮力,有助于漂浮。没人确切知道它们是如何做到这一点的。它们还能憋气10分钟之久。人们可能见过犰狳拖着气泡,从溪流底部涉水而过,再爬到岸上。

犰狳与食蚁兽和树獭一样属于异关节目。它们的祖先大约在5800万年前开始出现在今天的南美洲,而它们的兴衰是由在第三纪的很长一段时间内南美洲一直是一个巨大的孤岛这一事实决定的。

异关节目动物在一个几乎没有竞争的环境中茁壮生长和分化。但是在美洲之间的陆桥大约在上新世(500万年前)形成之后,大型捕食动物向南迁移,并造成严重的破坏。化石记录显示,犰狳的祖先跋涉到北美洲,多半是为了逃生。随后,大约在1.1万年前,它们无缘无故地消失了,又在不到两百年前,重新出现在格兰德河以北的地区。

犰狳的专门适应半地下生活方式的代谢系统助长了其韧性。犰狳的体温为33—33.5摄氏度,代谢率(这一体型动物的预期代谢率为29%—57%之间)较低,这能防止它们在主要是独居的地洞中太热。一只九带犰狳的活动范围可达10.8公顷,而且有多达12个地洞。有些地洞只是地表上的一个浅洞,能让犰狳把鼻子埋进土里休息,其他一些地洞深达2米,里面铺着草。再加上它们憋气的本领,使它们在对付捕食者方面具有明显的优势,因为捕食者无法在犰狳黑暗和不透气的地道里钻得很深。

如果犰狳碰巧在地洞外面,或者在地表的浅洞中遇到捕食者,就会用两种方法自卫。第一种是蜷缩身体,把甲胄的边缘插进地里,四肢紧紧缩回,收紧脚爪。这种方法通常足以阻止较小的捕食者,因为它们无法达到犰狳的身下,将其翻过来。三带犰狳能够卷成一个结实的球,这就更安全了,但是像美洲豹这样的大型捕食者能够用嘴咬住犰狳,弄裂甲胄。犰狳的另一种防御手段是突然而且迅速地垂直跃入空中。这种方法能吓住捕食者,使犰狳有足够的时间逃跑。

犰狳逐渐形成了能确保其幼仔有相当大的存活几率的方法。它们在夏季**,而且能推迟受精卵着床。研究人员认为,犰狳能进行孤雌生殖,不过它们似乎能够把受精推迟2年之久。

在南美洲,犰狳肉被认为是一种美味,据说味道像上好的猪肉,其甲胄也被制成皮包。在得克萨斯州,犰狳有一批追随者,因为一名叫“犰狳吉姆”的人用它作宣传工具,教育人们要像犰狳那样保护自己、朋友和家人免受毒品、犯罪和暴力的伤害。美国人对犰狳有不同的看法,要么喜欢,要么讨厌。对一些人来说,它们是在花园里掘洞的讨厌鬼,而对其他人来说,犰狳就像独角兽,样子真是太怪了。

犰狳也让科学家着迷。这主要有两个原因:其一,九带犰狳的幼仔具有相同的基因。这种犰狳总是一胎产4只一模一样的幼仔。它们由相同的遗传物质形成,并共享一个胎盘。瑞士兽医和犰狳专家马里耶拉·苏佩里纳说:“有几种理论试图解释这一现象,但尚未弄清其意义。”

九带犰狳的幼仔出生时没有甲胄,不能自立,身上覆盖着柔软但坚韧的皮肤。皮肤随后会变硬,并由骨质甲板形成甲胄。幼仔在4~5周后断奶,并在6个月至1岁大时达到性成熟。

第二个原因是,犰狳是除人类之外,唯一易受麻风病菌感染的哺乳动物。在大多数犰狳的组织中,尤其是肝脏、脾脏和肺脏中存在麻风分支杆菌。在得克萨斯州和路易斯安那州发现的犰狳中,每6只中就有1只携带这种病菌。美国全国麻风病计划负责人理查德·杜鲁门博士说,他们正在研究犰狳为何会感染麻风分支杆菌,以及对人类有何影响。不过似乎没有必要惊恐地担心每只犰狳都携带麻风病菌,并传染给人类。同人与人之间的传染相比,犰狳把麻风病菌传染给人类的几率很小。

杜鲁门说:“我们正在设法克隆犰狳,使我们能够确定和弄清它们的免疫反应。有些犰狳易受感染,有些却不容易。我们想知道为什么。我们还着手研究麻风分支杆菌的基因组,识别其遗传标志,并确定菌系。更好地了解哪些因素会影响犰狳对麻风病的易感性,以及能够阻断麻风分支杆菌在犰狳中的传播,这有可能显著提高我们在人类中控制麻风病的能力。”

线虫中年亦发福

中年发福的问题并不是人类独有的苦恼。低等生物线虫也会在中年体形鼓胀和肌肉松弛,它们可能为如何战胜人类腰围变粗和肌肉萎缩提供线索。

这种小小的生物已经透露了器官发育和细胞死亡的秘密,从而为人们了解发病机理提供了线索,这一发现使英国人悉尼·布伦纳和约翰·E.萨尔斯顿以及美国人H.罗伯特·霍维茨分享2002年的诺贝尔医学奖。

新泽西拉特格斯大学的莫尼卡·德里斯科尔和纽约艾伯特·爱因斯坦医学院的科学家们正在研究线虫的老化过程,希望能从这里找到战胜人类老化的线索。

他们发现这种小小的生物,在年老时也会逐渐失去肌肉物质和失去力量,并且已经查明是一种酶在这一过程中起了重要作用。

德里斯科尔说:“你能在线虫中清楚地看到脂肪在不希望有的地方逐渐积累起来。”他还说,这是中年肌肉衰退现象,正因为如此,奥林匹克冠军没有超过40岁的人。

小蚯蚓,大作为

在人们的传统观念中,一提到“虫子”就会想到“卑贱”、“低级”之类的词汇,除非你对制造肥料有兴趣,否则蚯蚓不会引起你的注意。那么,现在也许是改变这一状况的时候了。

全球有数千名科学家在利用蚯蚓做很多事情,从生物学研究到环境检测。蚯蚓现在被看做是“世界上的基础生物之一”。

是谁这样认为呢?一大群生物学家日前聚集在英国加的夫举行有关蚯蚓生态学的国际专题研讨会。他们完全有理由为他们的蚯蚓自豪。查尔斯·达尔文本人说过,“在世界历史上是否有动物扮演的角色比蚯蚓更重要是很值得怀疑的”。

对研究蚯蚓的科学家来说,历史可以被划分为两个时期。在1881年以前的黑暗年代里,蚯蚓被看做一种可能非常有害的和有剧毒的害虫。随着达尔文的著作“通过对蚯蚓习性的观察,我发现蔬菜因为它们的活动而成长”的出版“黎明”来到了。从那时起,蚯蚓被看做是行星泥土的伟大创造者。

一个没有蚯蚓的世界会是什么样呢?这里会有大量处于初始阶段的低级植物。通常来说,形成两厘米厚的土壤需要1000年的风化和分解,但是蚯蚓通过分配养分和在泥土中钻洞将这一过程缩短到5年左右。

在达尔文之后的120年里对蚯蚓的研究有什么特殊之处吗?一个词:“生态毒理学”。蚯蚓被证明是土壤质量和毒性的一个非常重要的指标。它们对大多数农药和除草剂有反应,观察它们是检测土壤生态系统健康的好方法。蚯蚓的再生成功率和它们的卵囊——包含能孵化下一代的蛋的特殊液囊——的数量及生存能力是衡量地下生态的很好的尺度。检验的手段现在更进一步发展成检查蚯蚓的血细胞膜,这是一种对化学成分很敏感的指标。

蚯蚓还能够帮助修复受损的土壤。牛津的一个研究小组最近发现,把蚯蚓撒在受损土地上是使用来治理受损土壤的化学物质到达底层土壤的好办法。

还有很多东西需要调查研究。请记住全世界共有3000多种蚯蚓,其中包括生活在澳大利亚、体长达4米的吉普斯兰大蚯蚓。

穿山甲的命运

穿山甲是龟和兔的混合体,胖乎乎的外形使它们看起来像个球一样。它全身被一层盔甲覆盖,拖在身后的一条爬行动物的尾巴十分醒目。一对骡子似的大耳朵,使这个外形尖利的动物给人以一种迟钝的感觉。沉默、恶臭、习惯吞食从蚂蚁到小兔崽等各类生物。这些都不能阻止穿山甲成为得克萨斯州的公共标志。如果我们要选全球最奇怪的动物的话,那么当之无愧的应该就是穿山甲了。

穿山甲属于贫齿类陆地哺乳动物,是活着的化石。目前发现的最古老的穿山甲化石存在于阿根廷高级古生物时代,属于雕齿兽类,一种出现于7000万年前的古生物。虽然有3米半长,两吨重,外形却与今天的穿山甲几乎没有区别。

现存的穿山甲有21种,主要分布在美洲大陆。在大草原、半荒漠地区、热带雨林以及亚热带森林等各种气候区都可以找到它们的踪迹。最小的穿山甲只有老鼠那么大,就像蜥蜴一样;也有1米多长,60多公斤重的大型穿山甲。其中,最多的也是最为人们所熟悉的是九带穿山甲。

这种哺乳动物最主要的特征是它的盔甲。盔甲由骨质片状甲壳一圈圈排列而成,利于蜷缩,用做自我防御。九带穿山甲因为其盔甲分成前后两部分,通过背脊中间的九条盔甲带连接,因此而得名。

九带穿山甲是分布最广的一种。它的生活地区从美国田纳西州一直到阿根廷的内格罗河,包括安第斯大部分地区和一些加勒比小岛。穿山甲是显示人类与野生动物间关系发展程度最好的例子之一。它的广泛存在说明了很多事情。

19世纪中叶,殖民者越过格兰德河北进时把穿山甲带人美国。格兰德河本来是穿山甲自然分布地区的北分界线。但是,这种情况在1856年发生了变化。这一年,穿山甲第一次踏上了美国的土地。一个半世纪以后,在人类的帮助下,穿山甲进入美国的15个州,来到了堪萨斯、科罗拉多和佛罗里达。

不过,穿山甲在得克萨斯州最受人宠爱。1980年,在与叉角羚、奶牛和青蛙等几个同样具有得克萨斯州特色的动物经过一番激烈竞争后,穿山甲成了得克萨斯州的官方象征。

但是,围绕着穿山甲也不都是好事。由于肉味鲜美,它和牛、绵羊、鸡、兔、猪、火鸡和鸭等被列为餐桌上的美食,所以在整个大陆都有人猎捕。

它被捕杀不仅是因为食用价值,还因它是美洲的传统药物:穿山甲身体的各个部位都有不同的用途,比如缓解分娩疼痛,减少静脉曲张,减轻哮喘和医治耳朵发炎等。人们还利用穿山甲奇特的身体构造,把它制成乐器、皮包或旅游纪念品等各种稀奇古怪的东西。

美国的调查证实,穿山甲在防御病虫害的斗争中功不可没。仅10只穿山甲一年中就能消灭掉一吨昆虫。它们的劳动使导致蔗糖、玉米和小麦种植灭顶之灾的病虫害得到控制,使农民受益匪浅。

从20世纪70年代开始,穿山甲又有了新用途。作为一种几乎没有进化的动物,穿山甲成了现代医学迫切需要的药品之一——麻风病疫苗的提供者。

1970年,委内瑞拉科学家哈辛托·孔维蒂发现,九带穿山甲是可怕的麻风病的引发因子——麻风杆菌的携带者。第二年,病理学家成功地将麻风杆菌在其他物种身上接种。由于麻风杆菌还不能在试管里培植,除了人类和一些灵长类动物,穿山甲是它们进行繁殖的唯一生物。

穿山甲的体温在所有哺乳动物中是最低的(28—34摄氏度),加上它原始的免疫体系,成了培养危险细菌的最合适的载体。据世界卫生组织统计,全世界大约有600万人患有麻风病。九带穿山甲不仅是麻风病治疗的良药,还是另外一些微生物的寄生体,因此它是病理学家的重点研究对象。

穿山甲在被囚禁的状态下几乎不能繁殖,因此用来做实验的穿山甲都是在大自然中捕获的。据统计,仅在美国就有3000—6000万只穿山甲。

穿山甲的繁殖系统也引起了科学家的兴趣。它的卵在受精后,经过120天的妊娠,可以一次产下4胞胎,这是4个性别和外表几乎相同的个体。因为一旦受孕,雌性穿山甲产生的唯一的卵子可以分裂成4个。穿山甲胎盘的发育很容易让人想起人类胎盘的发育。

作为强大的得克萨斯州的象征,自身的多重医用价值,节日庆祝活动的宠物,以及麻风病医治的试验目标,穿山甲的命运无疑将是复杂且不同寻常的。

美丽的代价:蛙越美毒越大

青蛙是人类的朋友,它五彩斑斓的颜色更是让人欣赏不已。但在巴西亚马孙流域热带雨林中的青蛙尽管体形小,但是个个含有毒素,让任何天敌不敢靠近它们。这里的青蛙身上的毒素是整个动物界中最强的。只要遇到外界的刺激,它们就会释放出体内的毒素。而且研究人员还发现,青蛙的后背越是美丽鲜艳,它的毒素就越大。

另外,在原始时代,印第安人还利用青蛙身上的毒素作为打猎的武器。

兽中之王为美丽而受罪

美丽并不容易。如果你是一头雄狮,那就更是这样了。新研究提出,母狮最爱而其他雄狮最怕的就是那些有着长长深色鬃毛的雄狮。然而,在非洲的酷热环境下,这种美丽却要让雄狮付出巨大代价。

长久以来,生物学家一直在思考:雄狮那惹人注目的鬃毛有什么意义?乍看之下,它带来的麻烦似乎要比好处还多。进化论认为,这头鬃毛应当给雄狮带来一些好处,但究竟是什么好处呢?目前存在两种假设:第一种假设认为,额外的鬃毛可以保护雄狮的颈部和肩膀。第二种假设提出,鬃毛可以提高雄狮在雌性面前的吸引力和在其他雄性面前的威慑力。

在这项新研究中,明尼苏达大学的佩顿·韦斯特和克雷格·帕克利用各种“发型”的雄狮模型研究雄狮和雌狮对不同种类的鬃毛有哪些反应。他们发现,雌狮会对那些长着深色鬃毛的雄狮一见倾心,而雄狮则通常会躲开它们。雄狮还会躲开那些长着长长鬃毛的同性。

原来,鬃毛的颜色和长度可能显示着雄狮的健康状况。韦斯特指出:“那些睾丸激素水平高的雄狮往往长着深色的鬃毛。”

然而,雄狮却要为此付出巨大代价。韦斯特说:“长着深色鬃毛的雄狮也许要倍加努力才能保持自己的魅力——这种努力可能是行为上的,也可能是心理上的……”在某些特别炎热的地区,这层厚厚的毛实在太麻烦了,雄狮竟然会不长鬃毛。

帕克说:“随着气候的变化,像雄狮的鬃毛、鸟羽的鲜艳程度和鹿角的大小等现象或许会成为灵敏的生物显示器。它们可以告诉你某种动物对环境的适应程度。”

蝴蝶的斑斓世界

诗人迈科夫赞美蝴蝶是“飞舞的花”,8世纪科学家阿尔贝特·马格努斯则称蝴蝶是“会飞的软体虫”。后一种称呼虽然听上去不雅,但自有其科学依据:蝴蝶一生中大部分时间处于毛虫阶段。

一只雌蝶一个夏季产卵100—500个。幼虫刚孵出来就开始大肆进食,它的胃口好得惊人。直到有一天,肚子胀得再也吃不下东西时,幼虫就会寻找一僻静处,并耐心等待。过一两天,它背部的壳从头部裂开,从壳里挣脱出一条个头更大的新生毛虫。这个蜕皮过程要反复5—7次,在最后一次蜕皮完成后,毛虫就变成蛹。

又过了一段时日,透过蛹的外壳开始初现翅膀的轮廓和彩色的斑点。终于有一天,当清晨第一缕阳光照射大地时,蛹壳上出现轻微的裂纹,接着便裂开,最先出来的是触角,而后是碧绿色的眼睛。

新生的蝴蝶纤弱而又无助,但经过1—2个小时,当翅膀变硬之后,它就能够展翅飞翔了。

一只菜粉蝶一个夏季能产下250个卵。如果所有卵都成活下来并孵化成幼虫,那么一只蝴蝶身后能够留下250个“孩子”。其中一半是雌蝶,平均每只也会产下250个卵。这样一来,只要生息繁衍过程中不出现死亡,7年后一只蝴蝶的子孙后代的总重量就将超过地球重量。

然而这种现象在自然界是不可能发生的。何况,还有数不清的敌人随时威胁着它们的生命。鸟类就是它们的一大天敌。一只青山雀一昼夜要给幼鸟喂食600次,一个季度就要捉3万条毛虫,其中就有蝴蝶的幼虫。而一片森林里有多少只青山雀,又有多少种其他鸟类?此外,严寒侵袭和环境污染也是蝴蝶生存所要面临的危害。

毛虫还会受到刺猬、蜥蜴和青蛙的袭击。就是在昆虫界的近亲中也有不少敌人。如蚂蚁家族一昼夜能够杀死1万条毛虫。

蝴蝶也时常成为捕杀对象。的确,有些蝴蝶是不能吃的,但眼蝶家族的许多成员就是鸟类的美食,天蛾则是蝙蝠的理想猎物。

若不是具有超强的繁殖能力,蝴蝶早就在地球上灭绝了。这种会飞的美丽昆虫得以在漫长的物种进化中生存下来,还有其他原因。例如,它们善于模仿某种植物来躲避捕食者。科学家把这称为“拟态”。蝴蝶是自然界最好的“演员”,几乎无所不“演”,而且模仿得惟妙惟肖。你绝对区分不出哪儿是热带蛱蝶的翅膀,哪儿是干黄的叶子,甚至脉胳和斑点都毫无二致。

多数蝴蝶翅膀背面的色彩与其栖息地的色彩相同。当美丽的蝴蝶把翅膀合起来时,你就很难发现它们。幼虫同样善于伪装,例如,尺蛾的幼虫从外形和颜色上看就像是一根枯枝或叶柄,甚至连枯枝上的细小斑点和裂纹都有。

蝴蝶为花授粉,帮助植物生长;而蝴蝶幼虫则要靠植物为生;鸟类、哺乳类、两栖类动物和某些昆虫又以蝴蝶幼虫为食。如此循环往复,自然界就以这种方式维系着平衡。

在蝴蝶身上,我们首先注意到的是那对开合有致的艳丽翅膀。不同蝴蝶的翅膀大小和色彩可能各异,但依然存在共同之处:第一,翅膀一般都是四片;第二,都覆盖有细小的彩色鳞片,就像屋顶的瓦片一样,一只体积大的蝴蝶翅膀上有上百万的鳞片。蝴蝶因而也被称做鳞翅目类昆虫。

停在地上或花朵上时,蝴蝶总会张开翅膀,展示更为艳丽的翅膀正面,使同伴能够发现自己,也能唬住敌人。而翅膀背面的色彩则能够起到伪装效果,帮助它们躲避敌人的袭击。

蝴蝶的另一个突出特征是长着一个软喙。软喙平时是蜷曲起来的,只有吃东西时才打开。蝴蝶没有舌头,那么哪部分是它的味觉器官呢?也许你很难想像——在脚上。这个“舌头”比人的要敏感2000倍。只要脚一碰到芳香的花粉或甜甜的浆液,蝴蝶就知道是好东西,它的喙就会立刻张开。喙的长度取决于花萼的深度。蝴蝶的喙有时很短,有时又很长,能达到35厘米,如马达加斯加天蛾就是这样。

蝴蝶有心脏,但不是在胸部,而在腹部。它血液的颜色不是红的,而是绿的。与人类不同,蝴蝶的血液中不含血红蛋白,也不输送氧气,而是为细胞提供养料、各种激素和酶。

蝴蝶至少要使自己的肌肉升温至30摄氏度才能飞行。这就是为什么我们能常常看到蝴蝶展开翅膀晒太阳,它正在补充丢失的能量呢。

蝴蝶通过贯穿整个身体的气管呼吸。位于胸部的两个孔和位于腹部的16个孔使气管获得空气。

昆虫的眼睛由许多复眼构成,其数量可达到几千个。每个复眼看物体的一部分,小小的影像集中到一起,就形成一个完整的画面。

大多数昆虫都是“近视眼”。蜻蜓有3万个复眼,但只能看清2米的距离。熊蜂能看清的最远距离是半米。而蚂蚁一般只能分辨光明与黑暗。不过昆虫可以看到人的视觉所无法感知的紫外线。这可以帮助蝴蝶迅速地找到它所需要的植物。对我们来说,绿色就是绿色,而它们却能分辨出人眼所不能觉察的细微色差。

夜行蝴蝶常被称做蛾。飞蛾拥有最敏锐的听觉。否则它们可能就会被吃掉。飞蛾的主要敌人是蝙蝠。人们早已明白,蝙蝠是如何在漆黑的夜空中找到昆虫的。它向空中发出人无法听见的超声波,如果超声波没有被反射回来,蝙蝠就会安心飞行。要是超声波被反射回来,那就意味着遇到障碍了。蝙蝠可以在瞬间断定前面是什么,是墙还是蚊子,是鸟还是飞蛾。只要是能吃的,它就会以急风迅雷之势扑上前去。

似乎,一切都已无法挽救了。但飞蛾的反应更快,在30米外就觉察到危险信号,它们或是飞落到地面,或是做出各种特技飞行动作,把蝙蝠搞得莫名其妙。

著名的法国昆虫学家法布尔做过一个试验:一天晚上,他取一个椭圆顶帽,把雌蛾置于其下,将帽子盖好,然后放在办公室里,并且把窗户打开。过了一段时间,从漆黑的花园里飞来一大群雄蛾,很快就有100多只。它们轻轻扇动翅膀,在帽子四周围成一圈。房间因此看起来就像巫师的洞穴。

房中藏着个蛾美人,雄蛾是怎么知道的?法布尔很快就找到了答案:气味!它源于只相当于蝴蝶体重百万分之一的极微小的腺体。蝴蝶停在哪里,哪里就沾染上它的气味。这样的气味人是无法闻到的,只有蝴蝶才能从几千种不同的气味中分辨出来。

学者们对昆虫这一奇异的能力进行了深入研究。原来,蝴蝶的嗅觉细胞位于触角上。其灵敏度简直难以置信。人若想闻到某物质的气味,每立方米空气中最少要含有该物质的320个分子,而对蝴蝶来说1个就足够了。

天蚕蛾可以根据气味寻找到8公里外的同伴,而有的蝴蝶甚至能找到11公里外的同伴。

年轻的达尔文在乘坐“贝格尔”号军舰进行环球旅行时,曾发现令人震惊的一幕:有一次,在开阔的海面上,飞来庞大的一群陆生粉蝶,落满桅杆和横桁。它们休息了一会儿,就离开了“贝格尔”号,冒着危险,继续飞向远方。

对众多蝶类来说,这样跨海越洋的长途飞行是很平常的事。例如,小苎麻赤蛱蝶不在欧洲过冬,它的出生地是非洲的草原,白色蝶群从那里开始向北飞行3500公里,几乎到达北极。它们在路上产卵,卵变化为毛虫,然后长成蝶。当冬天临近时,一切从头开始,不过是向相反的方向。年轻的蝶群要飞往非洲。

1964年夏天,狩猎专家索文观察了小苎麻赤蛱蝶的大规模迁移。据他计算,蝶群大概由300万只蝶组成。

与别的飞行类昆虫相比,蝴蝶算飞得慢的。它们的逆风时速为7—14公里,顺风时速为30—35公里。但蝴蝶是真正的马拉松选手。它们可以飞越几千公里,中途无须“加油”。还在身为毛虫的时候,它们就已储存好了全部能量。

迁移的蝶群可是一大景象。有一种粉蝶,它们的蝶群长可达20公里,宽5公里。每年冬天,这个庞大的群体从撒哈拉沙漠边缘出发,飞往扎伊尔。待它们抵达时,那里正好花香袭人,就等着蝶舞翩跹了。

“对迁徙的爱好”是有原因的。如果蝶群只生活在一个地方,那么出生的毛虫很快就会把赖以生存的植物吃个精光,蝶群自身就有灭绝的危险。在“人口”过剩之前它们就飞走了,从而挽救了整个种族。

南极“美人”

与人类一样,它们用双足直立行走,步履蹒跚,憨态可掬。这在动物王国中很少见。一些灵长类动物虽然有时也能直立行走,但大多数时间它们还是觉得四足着地更为舒适。而企鹅,就连奔跑和跳跃时也是直立着使用双足。

乍一见,企鹅是一种笨拙无用的动物,可以轻易地被捕获。不过当它们跳进水里之后,一切便截然不同。路上蹒跚的学步者在水中就如轻盈的舞娘,能以曼妙的身姿飞速地前行。企鹅一直被当作是传说中的动物,直到十五世纪才为人类所知。古希腊和古罗马人都不知道它们的存在,史前人类的洞穴中也从来没有它们的遗迹。最早发现企鹅的是葡萄牙航海家瓦斯科·达·伽马。在他于1497年发现非洲最南端的好望角的航行中,他在一处叫做莫塞尔湾的地方发现了这种鸟类。在他的航海日志中对企鹅的描写是:“如同鸭子大小的鸟,但是不会飞,因它们没有飞行的羽毛。”100多年之后,法国探险家博利厄于1620年在非洲最南端再次看见了企鹅,但却把它们当作是长了羽毛的鱼。

企鹅的英文名字是penguin,这个词的来源至今是个谜。一些专家认为这个词来源于威尔士语的pengwyn,意思是“白色的头”。但是企鹅的头并不是白色,也不生活在威尔士。

最早的企鹅化石出现在始新纪的地层中,距今3700—4500万年,在澳大利亚、新西兰和南极都有发现。当时的企鹅就已经具备了企鹅目之特征:翅膀退化,不能飞行,擅长游泳。最大的企鹅化石身高达1.82米。如今所有18种已知的企鹅中身材最高的帝企鹅,身高通常只有1.2米,体重约30公斤。不过2000年6月,一些科学家在阿根廷的内瓦多峰地区发现了一群帝企鹅,其中最高的企鹅达到了1.7米。

从这些化石中科学家认定,企鹅是从一种会飞翔并擅长潜入水中捕食的海鸟进化而来的。但是在飞行捕食中,企鹅的祖先显然遇到了来自其他鸟类的竞争。为了得到更多的食物,这种海鸟的翅膀逐渐退化以便于潜水,同时身体的其他部分也相应地发生变化,脚掌更为靠后,羽毛更为丰厚,以适合长时间在冰冷的海水中深潜。

对于企鹅来说,它们的先祖放弃飞行能力是进化过程中迈出的巨大而不可估价的一步。这使它们更亲近大海,成为所有海鸟中游泳速度最快、潜水最深的鸟类。

“最主要的是环境因素,”特内里费圣克鲁斯大学的动物学家何塞·曼努埃尔·罗德里格斯说,“海洋能给它们提供更多的食物,它们生活的海域是地球上食物最丰富的海域,它们自然会放弃飞行而学习游泳。”

许多海鸟也会从空中冲向水中来捕食,但是它们只能到达水下很浅的地方。对它们来说,海洋深处是不可及的地方。但是企鹅却是潜水高手,无论是游泳还是潜水,它们都同样出色。

帝企鹅是鸟类中的潜水冠军,它们可以潜到距海面255米的深度。在这一潜水过程中,帝企鹅要屏住呼吸5分钟之久。

在游泳的时候企鹅就如其他的海鸟一样,把头部露出水面来换气,但是在潜水时,企鹅会采取十分特别的换气方式,它们会像火箭一样冲出水面跃向空中,呼吸新鲜空气之后再潜入海底。

游泳时企鹅用短小的双翼来推动自己,速度可以达到每小时40公里,它们的脚掌在游泳时向后伸展,使它们在水中能灵活地变更方向来追逐它们的食物:鱼、乌贼和各种甲壳动物。

所有的企鹅都很相像,黑白相间的羽毛是它们独特的标志,不过在已知的18种企鹅之间还是有明显的区别。体形最小的蓝企鹅身高在45厘米左右,而体形最大的帝企鹅身高通常达到1.2米。帝企鹅的性格稳重而安静,而阿黛利企鹅却是特别活跃的群体。

大部分企鹅生活在南极洲和附近的岛屿上,在大洋洲、南非和南美洲也能见到企鹅。生活在南极洲以外地区的企鹅有加拉帕戈斯群岛的加拉帕戈斯企鹅、洪堡企鹅,以及澳大利亚和新西兰的蓝企鹅。

企鹅是群居的鸟类,在繁殖季节企鹅群更是数量众多。企鹅严格实行“一夫一妻制”,一旦选中了自己的伴侣就终生不渝。雌雄企鹅只有在繁殖季节才在一起,每年都按照相同的路线来到自己的繁殖地。企鹅如何能在成千上万只同类中辨认并找到自己的伴侣,对于科学家来说还是个谜。

雌企鹅一次一般产两个卵,由雌雄企鹅一起轮流孵化,孵化期一般为30—37天。繁殖期的企鹅极易受到攻击,为了保护自己和孩子,企鹅通常选择在远离海岸线的地方筑巢,以便躲过天敌海豹和虎鲸的袭击。通常一头虎鲸一天能够猎杀7—8只企鹅。

幼企鹅就躲在父母温暖的羽毛下逐渐成长。它们要到14—15个月后才能长出完整的羽毛。在这期间,企鹅父母会一起离巢去觅食,回到岸上后它们总能在大群的企鹅中找到自己的小宝贝。小企鹅在羽毛丰满之后,将随父母学习如何在海中捕食,然后开始独立生活。

南极海绵,长命万岁

德国阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究中心的两位生物学家苏珊·加蒂和托马斯·布赖日前发现了世界上最长寿的生物:一种寿命长达1万多年的海绵。

这种海绵生活在南极海洋中,体长超过两米。由于海绵的生长极为缓慢,两米长的体形就足以说明它的长寿。早在20年前,科学家们就已经开始了对这种海绵的研究。这种海绵在生长过程中没有年轮,因此很难断定它的确切寿命。这两位科学家是用测量耗氧量的方法来计算它的年龄的,初步估计它的寿命已经超过了1万年。

在此之前,一种生长在美国的松树被认为是世界上最长寿的生物,这种松树能够活5000年。

老寿星:红海胆

红海胆是地球上寿命最长的动物之一,它们可以活上100年,有些甚至可以达到200岁以上,并且非常健康,几乎没有衰老的痕迹。

专家说,以前的看法认为,红海胆只能活7—15年。不过最新的研究用了两种完全不同的测定海胆年龄的方法——生化方法和核方法——两者都得到了同样的结果。结果显示,红海胆的寿命可以超过差不多所有的陆生动物和海洋动物,同时几乎没有什么衰老或与年龄有关的功能退化,直到某一天它们被什么东西杀死。

海洋动物学家托马斯·埃伯特说:“没有动物能长生不老,但这些红海胆似乎真的是不会老死。捕食者的袭击,特殊的疾病或渔人的捕猎会导致它们死亡。但即使那个时候,它们也很少显示出衰老的痕迹。证据显示,一只100岁的红海胆能跟10岁的红海胆一样很好地继续活下去或是繁殖。”

事实上,红海胆越是成熟,它们制造**或卵子的能力就越强,即使在老得不能再老的年纪,它们的生殖能力也依然很强。对红海胆来说,根本不存在什么更年期。

帝企鹅:保鲜有一招

雄性帝企鹅能将未消化的食物在它们的胃里存放长达三周的时间,这在高级脊椎动物中是一种独特的能力。这保证了它们的子女拥有稳定的食物来源。但是,它们如何做到这一点却是一个谜。

一项关于鸟类胃容物的分析表明,企鹅通过杀死它们胃中的细菌以保持食物的新鲜,这意味着它们的消化道能制造抗菌剂。

如果坏天气延迟了雌企鹅带回食物的时间,雄企鹅就用它们胃里储存的食物喂小企鹅。位于斯特拉斯堡的法国国家研究机构科学研究中心的塞西尔·图佐说,对波赛申岛7只孵卵和保存食物的雄企鹅的研究表明,它们胃里的温度和PH值有利于细菌的生长。这种以鱼和鱿鱼等高蛋白为食的鸟能产生大量的胃肠道微生物。但当她的研究小组检查储藏食物的企鹅时,他们发现这些企鹅胃中有比正在消化食物的企鹅更多死的、缺乏活性和畸变的细菌。企鹅能用丙烯酸——一种浮游植物所产生的抗菌化合物——来杀菌。企鹅捕食对象的胃里也发现了这种化合物。但是企鹅似乎能启动保鲜过程,这意味着它们能有效地释放一种或多种杀菌剂。

龙虾识途靠磁场

美国北卡罗来纳大学的研究人员拉里·博尔斯和肯尼思·洛曼经过研究后得出结论,龙虾是靠地球磁场来辨别方向的。

这两位生物学家把抓来做实验的龙虾关在一个密封间里,然后带到40公里外一个对它们来说完全陌生的水域里,这样就可以保证它们绝对不可能依靠视觉记忆来辨识方向。可是第二天,所有龙虾都顺利回到了它们被捕获的地方,也就是它们原来的家。

这是科研人员第一次发现无脊椎动物体内也存在磁感应物质,能够根据地球磁场确定自己的地理方位,就像候鸟、某些哺乳动物和鱼一样。生活在大西洋西部的龙虾每年10月到第二年1月都会长途迁徙,行程有时长达200公里。它们一只接一只排成长队,数百只一起在海底鱼贯前行,目标明确、阵容庞大,就像一支开拔的部队。

千古之谜:鳄鱼王的传说

这种鳄鱼的身长相当于一辆公共汽车,体重近18000磅(约8吨)。它悄然无声地在如今已是非洲撒哈拉沙漠的原始河流里巡游,捕食缺乏警惕性的恐龙。芝加哥大学的古生物学家保罗·塞雷诺说:“它确实太大了。没有什么东西能对付得了它。它仿佛是一颗直径5英尺(约1.5米)的活鱼雷。相比之下,世界现存最大的恐龙看起来就像一道开胃小菜。”

在1100万年以前,世界还是巨型动物的天下。“鳄鱼之王”(Sarco—suchus imperator)雄踞食物链的最顶端,它能把12英尺长(约3.7米)的鱼一口吞下。这种古代的鳄鱼或许还能突然蹿上岸去,捕食重达数吨的恐龙。

科学家在中非尼日尔一片极为干旱的沙漠中发现了它的遗迹。这片地区在图阿雷格语中称做“加杜法瓦”,意思是“骆驼不敢走的地方”。

塞雷诺说,自从1964年法国地质学家第一次发掘出“鳄鱼之王”的骨骼,科学家就已经知道它的存在。但是,由于没有找到完整的头骨,他们无法估算它的个头。

塞雷诺的小组发现了几块头骨和其他骨骼。他说,由于“有充分证据表明鳄鱼头部和身长的关系”,研究人员才得以猜出“鳄鱼之王”的样子。

他们发现,这种动物在外形上一看就是鳄鱼,但个头却比它们现代的子孙大多了。“鳄鱼之王”身长11米至12米,脑袋几乎长约2米,重量约8吨,大约是一头非洲象的1.5倍。

相比之下,最大的澳大利亚鳄鱼才长约6米,重量只有1吨多一点。北美最著名的美洲短吻鳄只能长到约5米,重约600公斤。

“鳄鱼之王”全身长满了坚硬的“鳞甲”,每一块鳞甲上都有年轮。塞雷诺的小组根据一只年轻成年鳄的鳞甲推断,这种巨鳄之所以个头那么大,原因是它们一直不停地生长。它们的寿命为五六十年。

有许多特大的水生食肉爬行动物都已经灭绝,“鳄鱼之王”就是其中之一。它们为什么曾经生存并且长到这么大?这仍然是个谜。

堪萨斯州立海斯堡大学斯滕伯格自然历史博物馆馆长迈克尔·埃弗哈特说:“一种理论认为,动物会不断向体形更大的方向演变。”埃弗哈特的研究对象是一种称作沧龙的巨型水生爬行动物。

此外,哥伦布州立大学的古生物学家戴维·施维默说:“当时的生存条件也很好。”

施维默的研究课题是名叫Dinosuchus的巨鳄,这种生活在北美的巨鳄与早期的“鳄鱼之王”个头相仿。这两种动物都生活在白垩纪。那时全球气候温暖,植物繁茂,大批恐龙得以存活。

“鳄鱼之王”是栖息地的统治者。它主要以鱼为食,但它的鼻孔和眼睛却是立起来的。因此,它能像现代的鳄鱼一样沿着河岸巡游而几乎不被察觉。它把巨大的身体隐藏在水下,同时又警觉地观察着岸上的猎物。塞雷诺说:“它天生就适于伏击。”

他说,既然现代的尼罗河鳄能够袭击牛羊,不难想像,“鳄鱼之王”可捕食重达两吨的禽龙和鸭嘴兽。

塞雷诺说,“鳄鱼之王”的牙齿又短又厚,形似圆柱,是一张生来就适于“穿透并切碎”大型食草动物的嘴巴。他说,唯一可能和它较量的就是在《侏罗纪公园三》中恶名远扬的食肉恐龙——棘龙。

鲨鱼:趣闻多多

在世界上总共350多种鲨鱼中,对人类构成威胁的不到10%。其余的都不会攻击人类,有许多是以浮游生物为食。

人类对鲨鱼的恐惧更多的是源于对它们的无知。这种动物早在4亿年前就已经出现在地球上,它们的生存历史比人类长100倍。

虽然我们不能称它们为“人类的朋友”,但约有一半种类的鲨鱼可以用来制作鱼粉或供人食用。

鲨鱼是“海中强盗”,它们能够出色地维护海洋中的生态平衡。当它们偶尔攻击人类的时候,它们并不是为了捕食,而是出于保护自己的地盘,就像狗会冲着走近自己家门的人吠叫一样。

与人们认为的相反,鲨鱼是一种十分聪明的动物。研究表明,鲨鱼的大脑比大部分鱼类、许多鸟类和一些哺乳动物还大。这些海洋中快速而灵巧的捕食者,大脑重量占体重的比例是鱼类中最高的。

对人类最危险的三种鲨鱼是大白鲨、虎鲨和牛鲨。这三种鲨鱼会主动攻击人类。其中大白鲨可以长得比一辆公共汽车还长,体重超过三辆小汽车。在捕食时,大白鲨通常用它锯齿般的牙齿将猎物一下撕成两半。

世界上鲨鱼袭击人类事件发生最多的是在澳大利亚、新西兰和新几内亚海岸。其他比较频繁的地区是加勒比、美国、南非和地中海海岸。

这种动物在海洋中用鳍游泳、用鳃裂呼吸,但和其他由硬骨组成骨架的鱼类不同,鲨鱼是软骨鱼类,它属于软骨鱼纲鲨目。

鲨鱼在体侧有5—7个鳃裂用于呼吸。它们的鳍小而尖锐。其皮肤上覆盖着一层坚硬的鳞片,鳞片的结构与牙齿十分相似。

鲨鱼可分成两大类,有臀鳍的和没有臀鳍的。除了两种鲨鱼之外,所有的鲨鱼都生活在海水中。

动物学家认为,鲨鱼长寿的秘密是它们特别的体内孵化的繁殖方式。这使得小鲨鱼一离开母亲就能够游泳并捕食。鲨鱼可以在饱餐一顿之后几周内不进食。它们的能量都储存在大部分是脂肪的肝脏中。

鲨鱼的嗅觉、听觉、味觉和触觉都十分灵敏。它们能够感受到微小的水压和磁场变化。这使它们成为海中不可战胜的霸主。

捕杀鲨鱼十分容易,只要一个结实的鱼钩和一块诱饵。在全球很多地方鲨鱼的数量正因为过度捕杀而急剧减少。

人们最近发现,鲨鱼和鳐鱼都有抵御癌症的能力。这可能帮助人类找到战胜这一疾病的方法。

鲨鱼是海洋生态系统中重要的一环,它们必须受到保护。鲨鱼中的白鲨、虎鲨和鲸鲨数量已十分稀少,许多国家都为它们制定了专门的保护措施。

在抵御了数百万年的自然灾害和可能来自外星的伤害而顽强生存下来的鲨鱼,如果因人类的无知和憎恶而遭到灭绝,那实在是一件太遗憾的事情。

天下乌鸦一样精

乌鸦先生以愚蠢地让奶酪从嘴中滑落而闻名。现在可以肯定的是,栖息在新喀里多尼亚的一些乌鸦,可以帮乌鸦先生做一个钩子把奶酪再捞回来。牛津大学的动物学家们观察到了一对乌鸦对他们设计的试验装置的反应。

研究人员把一小篮食物放在一个透明的柱状瓶子底部,看乌鸦如何获取这些食物。雌性乌鸦比雄性乌鸦反应快。它很快用较柔软的植物茎制作了一个钩子,把它伸到瓶中钩到了篮柄。已经确知新喀里多尼亚的鸦科动物能做到这一点,但人们不清楚它们的这种行为来自于模仿同类还是属于一种真正的创造。然而,进行试验的雌性乌鸦很小就被捕捉来了,它从未和其他会这样做的鸟类接触过,而且一个小时前它还不知道如何使用试验道具类的东西。

钩子的使用对乌鸦来讲确实是轻车熟路了,但又由此发展到用嘴将植物茎制成钩子。这里面有一些认识阶段连某些被认为更近似于人类的灵长类动物都没有逾越过。因此,制成钩子获得食物只能算是鸟类的创举。还有,在创纪录的不到2分钟的时间里,乌鸦就全都弄懂并且知道使用工具去品尝美味佳肴了。

在自然环境里,这些乌鸦可以很细致地撕扯树叶,这时它们的嘴就像是剪刀。乌鸦把这些撕扯后的树叶当成梳子,用它们捕捉树干内的昆虫。

乌鸦会把做成的东西当作很好的工具:在用完之后,它们不会扔掉这些东西,而是带到下一个要捕食的树干处重新利用。在工具的制作过程中有一个很特殊的阶段,这个认识阶段在人类身上的出现是在180万年前。这一研究成果可能会帮助研究人员重新编写人类认识过程的历史。

人们现在知道,乌鸦能表现出很多方面的识别能力。看看日本的乌鸦:它们等着红灯亮,然后将核桃放在汽车前进的路线上,等车一启动就马上飞走;汽车碾碎了核桃,乌鸦则坐享自己的美食……如果车轮没压到核桃,乌鸦会再把它们移正。汽车是乌鸦的大型核桃碎壳机吗?这个问题目前似乎还没有人提出来过。