一、动物的眼睛
你知道吗?眼虫的细胞上有眼点,能感受环境中的光线变化。涡虫和文昌鱼有能感受到光线方向的感光细胞,较高等的动物才有专门观察周围环境的眼睛。
眼睛的出现,是动物适应环境的结果。眼睛能使动物趋利避害,适应环境的变化。经过漫长的演化,动物的眼睛也千姿百态,各种各样。很多动物的眼睛在某些方面早已超越了人类。
苍蝇的眼睛
图8-1 苍蝇的头部
苍蝇的眼睛占头部的比例很大(图8-1),我们常看到的“红头”苍蝇的“红头”其实是它的一双红色复眼。人的眼睛是球形的,苍蝇的复眼却是半球形的。蝇眼不能像人眼那样转动,但观察范围可达350°,而人眼在头不转动时的观察范围只有180°(尽管眼睛可以转动,大家可以试试)。
苍蝇的一只复眼一般有3000多只小眼,一双蝇眼就有6000多只小眼。每只小眼都自成体系,都能单独看东西。那么,苍蝇长这么多眼睛是不是浪费呢?当然不是,蝇眼能看清楚快速移动的物体,一般说来,人眼要用0.05秒才能看清楚物体的轮廓,而蝇眼只要0.01秒就行了。所以,我们在夏季打苍蝇时总是刚刚挥动苍蝇拍,苍蝇就立刻逃之夭夭了。蝇眼还是一个天然测速仪,苍蝇能据此随时测出自己的飞行速度,因此能够在快速飞行中追踪目标。根据这种原理,人们研制出了测量飞机相对于地面速度的电子仪器,叫作“飞机地速指示器”,能让飞行员更好地找到地面目标。人们还根据苍蝇的眼睛制造出蝇眼照相机,用于拍摄快速运动的物体,也可用于邮票印刷的制版工作。
蛙的眼睛
蛙的眼睛非常特殊,平常看动的东西很敏锐,可看静的东西却很迟钝。只要虫子在飞,飞得多快、往哪个方向飞,它们都能分辨清楚,还能判断什么时候出击能把虫子准确地逮住。但物体一旦静止,它们就几乎“目中无物”了。蛙眼有4种感觉细胞,分别负责辨认不同的事物。蛙看东西,先显示出4种不同的感光底片,接着将4张图像重叠在一起,得到透明的立体感图像。一旦有苍蝇之类的小昆虫从眼前飞过,立刻就会被蛙识别出来。
蛙的眼睛还存在球面相差问题,来自远处的光线在蛙的眼睛里成像时会形成一个面,所以蛙看不清远处的物体。此外,蛙的眼睛还能帮助它们吞咽食物。如果你注意观察,就会发现当蛙吞咽食物时会眨眼,它们的眼睛要缩到头颅中去,用眼睛把食物挤到食道中。
变色龙的眼睛
变色龙的眼睛不但大,而且突出在眼眶之外,像高耸的塔尖,还能垂直转动90°,水平转动180°。也就是说,变色龙的眼睛会“拐弯”。更有趣的是,它们的左右眼能各自独立运动,互不牵制。在同一时间,它们可以左眼向前下方看,右眼向后上方看。(试试你能做到吗。)所以,它们的视觉几乎达到空间上的360°,不论敌人或猎物来自哪个方向,变色龙都能不用转身就看得清清楚楚。至于视力方面,变色龙也是相当出色,它们能在几十米内看到敌人或者猎物。再加上它们那身能随环境改变颜色的“迷彩服”,变色龙绝对是野外生存的高手。
鹰的眼睛
人眼的视网膜上只有一个中央凹,鹰眼的视网膜上有两个中央凹:正中央凹和侧中央凹,它们分布在眼睛的不同区域。鹰通过正中央凹能敏锐地发现前方视野里的物体,通过侧中央凹则能发现鹰头两侧的物体。在鹰头的前方有最敏锐的双眼视觉区,由左右两眼的两个侧中央凹的视野交叠在一起形成,这样,鹰的视野便近似于球形,所以鹰能看到非常宽广的范围。鹰眼的中央凹上视锥细胞的密度约为人类的六七倍,所以鹰眼比人眼看得更远,也更清楚。在几千米的高空,鹰能看清楚地面上活动的老鼠或在草丛中爬行的一条蛇。而且,鹰还能随着自己的俯冲追击不断地调整双眼的焦距,以准确地捕捉猎物。我们看到鹰要么在天空中盘旋,要么端坐山崖,它们并不是在那里休闲看风景,而是正在用自己独特的眼睛搜寻食物呢。
夜视眼
人的眼睛到了漆黑的夜里就会什么也看不到了,但很多动物却视黑夜如白昼。具有这种眼睛的多为夜行性动物,包括狼、虎、豹、猫头鹰等。
猫科动物(虎、豹)和犬科动物(狗、狼)眼球的结构比较特殊。它们的眼睛能收集极其微弱的光线,当光线透过视网膜到达在眼球后部的虹膜时,被虹膜再次反射到视网膜上成像,这就是夜行性动物在夜晚也能借助微光狩猎的原因。具有这种眼睛的动物普遍具有很强的夜间活动能力,它们能够凭借微弱的光亮看清物体,而从外界看来仿佛是它们的眼睛在发光。
如果没有这种特殊的构造,要拥有能在晚上看清物体的夜视眼也不难,就是让自己的眼睛变得大一些。从眼睛和身体的比例来看,在所有动物中,眼镜猴的眼睛是最大的,它们的每只眼睛的质量都超过了大脑,瞳孔和水晶体都很大。这种结构的眼睛,可以收集极其微弱的光线,使眼镜猴在黄昏时也能在树上奔走跳跃,轻松觅食。在黄昏时,多数动物都休息了,此时眼镜猴外出可以减少被天敌捕杀的危险,这是它们经过长期进化形成的一种适应。由于眼镜猴的眼睛太大,眼球不能转动,所以它们只能看清身体前方的景象。它们的脖子可以灵活转动,这样就弥补了眼睛不能转动的不足。眼镜猴的大眼睛能让它们在黄昏时光线严重不足的情况下看清远处树枝上停着的昆虫,之后它们会通过强有力的双腿跳过体长40倍的距离,轻松地将昆虫捉住吃掉。
二、动物和人的牙齿
你知道吗?低等动物是没有牙齿的,一些昆虫用口器上的颚片切碎食物。从鱼类开始,动物出现了牙齿。牙齿的出现,使动物摄食的范围大大增加,消化的效果也大大改善。
俗话说,牙痛不是病,痛起来真要命。很多人都有牙痛和治牙的经历。你想过没有,动物为什么没有牙痛症状呢?
鱼类属于最低等的脊椎动物,从它们开始,动物出现了牙齿。由于生活环境千差万别,取食范围各不相同,摄食方式多种各样,不同鱼类的牙齿差别很大。我们常见的鲤鱼、鲫鱼、草鱼口中没有牙齿,它们将食物吸到嘴里,再通过发达的咽喉齿将食物切碎或磨碎。鲈鱼的口中有许多细小的牙齿,可以防止被咬住的猎物逃脱。鲑鱼的口中有许多又细又长的牙齿,可以将捕获的小鱼切成非常细小的肉块,就像一台高效的切肉机。狗鱼的牙齿数量多而且极为锋利,让人看了不寒而栗,猎物一旦被咬中,即使侥幸逃脱也会身受重伤。鲨鱼的种类很多,牙齿也各不相同。大白鲨的牙齿像三角形的切刀,上面还布满了锯齿,能瞬间割裂猎物的身体。铰口鲨(护士鲨)是鲨鱼中的另类,它们遇到猎物时,嘴部肌肉和鳃迅速扩张,在嘴的前方产生巨大的吸力,能将5千克的鱼瞬间吸入嘴里,再用锯齿状的牙齿将食物磨碎。
图8-2 鳄鱼的牙齿
鳄鱼的牙齿(图8-2)尖锐锋利,能像钳子一样把食物固定住。在咬住食物进行拖拽的过程中,鳄鱼的牙齿经常脱落,但它们能够很快长出新牙,所以鳄鱼不用担心牙齿坏掉的问题。
鸟类没有牙齿,用圆锥形的嘴——喙来啄食,或者将大的果实或其他猎物处理成小一点的碎块,将整粒或整块食物快速吞下,然后将食物储藏在发达的嗉囊中。食物在嗉囊中经软化后逐步由前胃处理、砂囊磨碎,再由消化系统的其他部分陆续加以消化、吸收。这种不需要牙齿的消化系统,大大减轻了体重,使鸟类更加适应飞翔生活。
哺乳动物出现了口腔咀嚼和消化,牙齿的作用也越来越重要了。哺乳动物的牙齿可以分为门齿、犬齿、臼齿。门齿有切割食物的功能,犬齿有撕裂功能,臼齿有咬、切、压、研磨等多项功能,主要是研磨。哺乳动物由于具有发达的牙齿,所能消化的食物的种类和数量大大提高了,消化的质量也空前提高。这使它们可以大大减少摄食数量同时又获得更多的能量。这是哺乳动物成为具有很高代谢强度的恒温动物的基础条件之一。
图8-3 大象的门齿
在竞争激烈的大自然里要获得生存机会,仅有强健的体魄是不够的,还需要能快速制服对手的利器,动物的牙齿就承担了这项艰巨的任务。经过长期的自然选择,肉食性动物、植食性动物、杂食性动物的牙齿向不同的方向演化。大象的门齿(图8-3)长2~3米,是当今动物界中最长的牙齿。植食性动物(马、牛、鹿、犀牛等)的臼齿齿冠加高成为高冠齿,和它们的食性相适应,臼齿面上的齿尖也特化成各种形态,特别耐磨。人们常常根据植食性动物臼齿的磨损程度来判断它们的年龄。肉食性动物(虎、狼、豹等)的犬齿特别发达,尖利的犬齿就是它们制胜的武器,非常适于撕咬猎物。东北虎的犬齿外露部分长达7厘米,可以轻易咬碎动物的颈椎和粗大的腿骨。根据动物的牙齿类型,就可以判断它们的食性和生活环境,也就可以知道它们在食物链中的位置。
在长期的自然选择过程中,牙齿不容易损坏的动物更容易在生存斗争中获得胜利,它们存活下来的机会就大大增加。而牙齿发育不好的动物则逐渐被自然淘汰。通过长期的演化,动物的牙齿是全釉质的,既坚固耐磨,又能防蛀。所以,每天大部分时间都在使用牙齿切割、磨碎食物的植食性动物,爱吃含糖量很高的蜂蜜的熊等都不会患牙病。
人类在进化过程中,由于在与自然的斗争中大脑与四肢高度进化,成为高智商的高级动物,食物从生食到熟食,越来越细软,越来越容易咀嚼和消化,导致牙齿越来越退化。同时,人用高度发达的智慧与其他生物进行生存斗争,再也不用通过与其他动物撕咬来决定胜负,所以人类的犬齿也用不上了。于是,人类的牙齿在进化的过程中退化了,由原始的全釉质牙变为釉质少骨质多的现代牙齿。薄的牙釉质受到酸及细菌的侵蚀容易龋坏,龋坏至牙骨质部分就会引起酸痛等牙敏感症状,龋坏至牙神经就会牙痛,龋坏继续发展,牙齿就会脱落。
牙齿与人的一生关系密切,它不但能切碎食物,还能维持人脸面部的正常形态。清洁牙齿不但可以养护牙齿还可以消除异味,促进人与人之间的交往,能够延长牙齿为人服务的寿命。完好美观的牙齿,靠洁牙进行保健。人在进食以后,会有许多细碎的食物残渣和口腔分泌的黏蛋白共同附在牙齿的表面,不及时清除就会从软垢形成坚硬的结石,结石表面有许多的细菌,不及时清除又会引起牙龈炎及牙周病等,最终会导致牙齿脱落。所以,我们要好好地爱护自己的牙齿。
三、动物的鼻子
你知道吗?从鱼类开始,动物有了能感受外界化学刺激的鼻子。鼻子的出现,让动物可以根据气味发现猎物,躲避敌害,寻找适于自己生存的环境。
在漫长的演化中,生物的每个器官适应环境的方式都趋向多样化。动物的鼻子对环境的适应也很好地体现了这一点。很多动物的嗅觉器官进化得相当完善,其中有些种类的敏锐和精巧程度已经远远超越了人类。例如,北极熊可以在几千米之外闻到猎物的气味,狗可以在100千米外的地方循着自己留下的气味回家。动物的鼻子可以帮助它们进行通信联络,寻找食物、配偶,辨认自己的幼崽,进行种间识别等。
狗的鼻子
训练有素的人能识别大约1万种不同的气味,而狗能分辨大约200万种不同的气味。而且,狗还具有很强的分辨能力,能够从许多混杂在一起的气味中,嗅出要寻找的那种气味。人们利用警犬来搜寻罪犯的踪迹,利用缉毒犬来搜寻毒品,就是利用了狗的这种特殊本领。从结构上看,狗鼻子的特殊之处就在于它的嗅觉细胞特别多,连鼻子那个光秃无毛的部分,上边也有许多突起,并有黏膜组织,能经常分泌黏液滋润嗅觉细胞,使其保持高度灵敏。
一般,每立方厘米的空气中含有268亿亿个气体分子,只要其中有9000个油酸分子,狗就能嗅出来。在一桶水中滴入数滴碳酸,狗也能分辨出来。有人还发现,狗对人脚汗中的脂肪酸十分敏感,如果每天人的每只脚分泌的汗液为16立方厘米,其中千分之一穿过鞋底透出来的话,每个脚印上就有2.5×1011个脂肪酸分子,狗就可以根据这些脂肪酸分子嗅出人的踪迹。狗对于主人在生气、恐惧、高兴时传递出的身体气味也十分敏感,可以根据气味辨别出主人的情绪变化。所以,它们看起来非常的“善解人意”。
猪的鼻子
图8-4 猪的吻鼻部(任维鹏绘)
长期的演化,使猪的吻鼻部(图8-4)不仅突出,而且十分坚韧有力,猪用鼻端拱土,靠灵敏的嗅觉寻觅植物的地下根、块茎等。猪在拱土时,在潮湿的泥土里呼吸,泥土里的细微颗粒可以有效滤过空气中的有害气体。人们根据猪鼻子的结构,加上过滤装置,制成了防毒面具,所以我们看到防毒面具很像猪的吻鼻部。
猪还能通过分辨气味来识别自己的“家人”。猪妈妈在生完仔猪后,会将仔猪身上的污物舔舐干净,同时也在仔猪身上留下了自己的气味,之后就根据这些气味来识别自己的子女。如果其他仔猪想浑水摸鱼,偷吃奶水,就会被猪妈妈通过灵敏的嗅觉分辨出来,用有力的嘴巴拱到一边。刚刚出生的仔猪,如果需要寄养,就要在身上涂抹些“后妈”的尿液或唾液等分泌物再混入仔猪群,混淆母猪的嗅觉让其难辨亲疏。
从集市上买回来的仔猪来自不同的家庭,它们身上也有不同的气味,如果直接混养在一起,就会互相撕咬吵闹不休。要想解决这个问题,可以选择夜晚并群,用稍带异味的消毒药(如含氯消毒剂),加水稀释喷洒仔猪的身体,干扰猪群的嗅觉,第二天仔猪就会相安无事、亲如一家了。
此外,猪那发达的吻鼻部还是它们的独门防身武器。尤其是野猪,皮糙肉厚,身上又涂满了凝固的松脂和泥沙,即使是老虎那锐利的爪、锋利的牙齿对它们也无可奈何。如果一不小心被野猪用长着獠牙的嘴巴一拱一甩,来犯之敌非死即伤。所以,即使是号称森林之王的老虎,也不敢轻易冒犯成年野猪。
大象的鼻子
众所周知,大象拥有动物界最长的鼻子。它们那2~3米长的鼻子令马来獏、高鼻羚羊、长鼻猴等长鼻子动物黯然失色。如果问你,鼻子是干什么的,你一定会回答,用来呼吸和分辨气味啊。其实,大象的鼻子除了这两项基本功能以外,还有很多奇妙的本领呢。
鼻子是大象的“手”。它们伸长鼻子,能轻而易举地把树上的果子和枝叶采下,然后再卷回鼻子,送进嘴里;若是想吃地面上的草,把草连根拔起时,它们会用鼻子在腿上拍打掉泥土再送到嘴里吃;当大象进行感情交流时,常常将鼻子互相缠绕在一起,就像两个人在握手谈笑。鼻子能使大象帮人类搬运沉重的物品。经过驯服的大象能轻松地卷起几百千克重的树木或货物,一头大象就是一台活的起重机,可以抵得上20~30个人的劳动力。在缅甸和泰国都建有“大象学校”,大象“毕业”后,便被分配去做“搬运工”。
鼻子是大象的清洁器。大象的生活离不开水源,在大热天要用鼻子吸足水,然后喷洒全身,鼻子是比淋浴还方便的洗澡机。同时,大象还常用鼻子往身上涂抹泥沙,以防止蚊虫叮咬,保护皮肤。
鼻子是大象的防身武器。遇到胆敢放肆的野兽,它们会先挥动鼻子抽打敌人然后将敌人卷起抛到空中,这样有力的武器不是相当于我们人类的双拳吗?如果敌人还不屈服,大象就会抬起像柱子一样粗的腿,将对手踏成肉饼。
鼻子是大象的抽水机。大象口渴的时候,把鼻子插进河水中“咕咚咕咚”地吸起水来,中间不用停留换气,所以尽管大象身躯庞大,需水量大,可只需一会儿工夫,它们就喝足了。对此,可能有的人会有疑问:象鼻子主要是用来呼吸的,用它喝水时,水不会呛入肺部吗?其实,这种担心是多余的。原来,在大象的鼻腔后面食道上方,有一块特殊的软骨,就像我们人类的会厌软骨一样,能很好地将呼吸和进食分开。大象吸水时,喉咙部位的肌肉收缩,“阀门”关闭,水可以顺利进入食道,而不进入气管。饮水后,大象会喷出鼻内残留的水,这时,“阀门”自动打开,呼吸正常进行。
那么,大象的鼻子为什么有这样一些奇特的功能呢?原来,它们的长鼻子是由近4万块各具功能的小肌肉组成的,还有上千万根神经末梢支配着这些肌肉。这些肌肉相互配合,就能使大象的长鼻子伸缩自如,做出灵巧的动作。大象长鼻子的鼻端生有一个(亚洲象)或两个(非洲象)手指般的突起物,有舌头尝味和鼻子嗅气味的两种功能。所以,地面上什么样的草能吃、什么样的草不能吃,大象都能用鼻子进行判断,而不需要放到嘴里尝一尝再做决断。
大象的鼻子为什么那样长?这是大象适应环境,经过漫长的地质年代演化而来的。原来,大象祖先的鼻子和个子都没有现在这样大。据考证,大象祖先的高度相当于现在猪的高度。后来,由于对生活环境的适应,大象祖先的身材渐渐高大,四肢越来越长。为了从地面取食,在长期的生存斗争中,大象的上唇慢慢延长,鼻子在上唇上边,自然也逐渐伸长,这样取食、拾物就更方便了。大象鼻端的指状突起,正是上唇的遗迹,是一种遗迹器官,反映了它们祖先的形态特征。
四、动物的炫耀
你知道吗?我们经常看到萤火虫在黑夜发出美丽的荧光,看到雄性孔雀展开漂亮的羽毛,看到羚羊在狮子走来时并不急于奔命,而是潇洒地来几个漂亮的跳跃。你可能不知道,这些看似不相关的活动都属于动物的炫耀。
通过炫耀,动物可以获得异性的青睐,也可以让竞争对手自愧不如,还可以让敌人知难而退。炫耀不是花架子,而是动物通过长期进化形成的一项非常实用的本领,对于动物的生存至关重要。下面就让我们详细地了解一下炫耀的类型和作用。
求偶炫耀
哺乳动物(如鹿、羚羊)有可观的仪式化的求偶炫耀,但一般情况下,哺乳动物的求偶炫耀不如鸟类复杂。哺乳动物也通过类似于鸟类的鸣叫等方式吸引雌性,但有时会和气味标记以及身体姿势的表演同时进行。例如,鹿科动物采用一边鸣叫一边喷洒尿液做气味标记的方式吸引雌性。最近的研究表明,圈养大熊猫的尿液和肛周腺分泌物中包含了一部分有关年龄的信息,这些信息可能是雄性向雌性进行炫耀的资本。
种内斗争炫耀
吓退竞争对手
动物之间在进行种内斗争的时候,进行必要的炫耀是非常有用的。例如,雄狮之间通常并不进行你死我活的争斗,很多时候都是龇牙低吼,通过观察对方的牙齿和音量,做出适当的权衡,当觉得自己不是对手的时候,它们会明智地退出竞争。所以,必要的炫耀其实是一种“文明”的竞争,这种行为使得互相争斗的双方可以避免不必要的伤亡,甚至连不必要的体力支出都避免了。
显示优秀基因
图8-5 长鼻猴
长鼻猴(图8-5)是东南亚加里曼丹森林里特有的灵长类动物。它们的鼻子大得出奇,雄性长鼻猴随着年龄的增长鼻子越来越大,最后形成像茄子一样的红色大鼻子。生物学家认为,雄猴的大鼻子就是长期性选择的结果,拥有大鼻子就意味着它拥有优秀的基因,是雌猴眼中标准的“美男子”。当争夺配偶或相互争斗的时候,雄猴的大鼻子就会向上挺立或上下摇晃,这种动作能让同类意识到它是健康有力的,鼻子较小的雄猴就会知难而退。
种间斗争炫耀
让竞争对手望而生畏
例如,狮子在进食的时候,常常有鬣狗前来抢夺,此时狮子就会龇牙怒吼。狮子那尖利的牙齿和血盆大口以及瘆人心魄的吼声都起到了炫耀的作用,这无异于告诉鬣狗,再敢狮口夺食就是自寻死路。如果这种炫耀不见效,狮子就会作势扑向鬣狗。但它们一般不会真的进攻,因为那样其他鬣狗就会乘虚而入,狮子的猎物就会彻底丢失。所以,狮子总是通过向鬣狗炫耀自己的威严和力量,让鬣狗在自己进食的时候不敢轻举妄动,这样才使自己获得最大的利益。
让捕食者知难而退
图8-6 羚羊
羚羊(图8-6)在看见狮子靠近自己时,只要还没有到危险距离以内,它们不会立即四散逃命,而是在原地跳跃。一头健壮的羚羊可以跳起2米多高、7米多远,这就是对狮子的炫耀。羚羊通过跳跃向狮子表明,自己是非常健康而且善于奔跑的,如果狮子向自己发动进攻,只能是白白浪费体力。羚羊作为植食性动物,有着丰富的食物来源,所以它们时常对狮子炫耀一下无损于自己的体力。而狮子作为肉食性动物就不一样了,它们的每餐食物都来之不易,所以狮子是不会轻易消耗体力的。作为成熟的猎手,狮子会随时估计对手的实力,在没有多少胜算的情况下它们绝不会轻举妄动。这样,羚羊通过自己的炫耀行为为自己节省了体力,也获得了更多的取食时间;狮子通过观察羚羊的炫耀行为,找到年老体弱的个体发动进攻,提高了捕食的成功率。试想一下,如果羚羊一看见狮子就逃之夭夭,那不成了每天都疲于奔命了吗?如果狮子不顾羚羊的炫耀贸然发动进攻,那几个回合下来,它们还有力气去捕食吗?所以,被捕食者的炫耀对捕食双方都是有利的。
五、动物的逃生本领
你知道吗?在危险来临的时候,动物是会“大义凛然”“奋不顾身”,然后“从容就义”,还是会采取“留得青山在,不怕没柴烧”策略,“识时务者为俊杰”,直接逃跑呢?事实上,不论是处于被捕食地位的植食性动物,还是主动攻击的肉食性动物,当意识到自己不是对手的时候,赶紧逃生都是不二之选。直接逃跑通常是跑得快的植食性动物的策略。采用种种手段迷惑对方,甚至通过伪装不让对方发现自己,是其他不善快速奔跑动物的逃生策略。
逃跑
蛾是常见的鳞翅目昆虫。它们的后胸两侧各有一个鼓膜器,分别和两个感受器相连。当蝙蝠距蛾还有30多米,还没有发现蛾的时候,蛾的鼓膜器已经接收到蝙蝠的超声波而产生振动,鼓膜器内的感受器兴奋,产生神经冲动传入脑中。脑部的神经中枢就会发出指令,使蛾尽快朝远离蝙蝠的方向飞走,以逃避敌害。如果逃跑没能成功,蛾还能最后一搏。这当然不是指蛾能飞得更快或和蝙蝠打斗,而是指蛾能根据左右两侧鼓膜器所受的声波刺激的强弱不同,判断蝙蝠在自己身体上下左右的方位,使自己和蝙蝠做同一方向飞行。这不是在和蝙蝠赛跑,因为它飞不过蝙蝠。蛾是在做大转圈飞行,或飞快俯冲落入树丛、草丛隐蔽起来,有了树丛、草丛的干扰,蝙蝠就无法准确定位了,蛾也就成功地躲过一劫。
隐蔽
隐蔽是动物逃避敌害最常用的方式。只要我们细心观察就不难发现,很多动物的身体颜色总是和环境色彩非常接近,这被称为保护色。最典型的例子就是变色龙了,它们的体色可以随环境色彩的变化而变化。在草丛里的蛙,多数是绿色的,这样可以尽量躲避天敌;而在田地里的蛙,则是黑灰色的,这比较接近泥土的颜色,也不易被敌害发现。
除了拥有保护色外,有些动物还能隐匿自己的行踪。例如,阿氏天蛾的幼虫在夜间以咀嚼式口器嚼食树叶,天亮时会把树叶从叶柄基部咬断,这就消灭了自己的踪迹,使鸟类无法找到自己;另一种夜蛾的幼虫也于夜间嚼食树叶,但天亮时不咬断叶柄,而是迁移到较远的树丛深处。这两种办法都能起到逃避敌害的效果。
装死
对很多植食性动物来说,如果既没有逼真的伪装,又没有快速逃跑的能力,也不会挖洞躲藏,那么在遇到危险时,装死就成了一种行之有效的求生术了。
我们常见的很多甲虫具有这种本领。当它们爬行的时候,我们用树枝轻轻地碰它们一下,它们就立即静止不动,就像死了一样。我们当然很轻易地就明白了它们的意图,但对鸟类来说,这种装死是很有效的。很多鸟类不吃死的东西,只吃会动的。看到甲虫一动不动,鸟就认为它是死的,于是转身去找别的猎物,这只甲虫就逃过了一劫。
图8-7 负鼠
负鼠(图8-7)是哺乳动物中最擅长伪装的,它们在遇到突如其来的袭击以至于无法逃跑时,就会装死以求保全生命。它们在即将被擒时,会立即躺倒在地,脸色变淡,张开嘴巴,伸出舌头,眼睛紧闭,肚子鼓得老大,呼吸和心跳停止,做假死状,使追捕者一时产生恐惧感,不再去捕食。如果这样还不足以迷惑对方的话,负鼠会从肛门旁边的臭腺排出一种恶臭的黄色**,这种**能使对方更加相信它们已经死了,而且腐烂了。此刻,当追捕者碰触其身体的任何部位时,它们都纹丝不动。大多数捕食者都喜欢新鲜的肉,因为动物死亡后身体会腐烂,还会生出蝇蛆等,所以它们对已经死亡的动物会置之不理。等敌害走远后,负鼠又从装死的状态恢复过来。
有人曾认为负鼠的装死并非骗术,而是它们的胆子太小,在大难临头时真的被吓昏过去了。科学家借助电生理学对负鼠进行活体脑测试,揭开了这一谜底。针对负鼠身体在不同状况下记录在案的生物电流的数据分析,科学家得出的结论是,负鼠处于装死状态时,它们的大脑一刻也没有停止活动,不但与动物麻醉或酣睡时的生物电流情况大相径庭,甚至大脑的工作效率更高。看来,负鼠的装死真的是装的。
拟态
拟态是动物在进化中形成的外表形态或色泽斑纹与其他生物或非生物异常相似的现象。
有一类蝴蝶,在收合竖立翅膀时特别像干枯的树叶,被称为枯叶蝶(图8-8),学名枯叶蛱蝶。这种形态可以让它们不容易被鸟类等天敌发现。
图8-8 枯叶蝶
在热带和亚热带地区,生活着一类高超的伪装大师——竹节虫。它们的身体特别像一段竹节,能根据光线、温度、湿度改变体色。当它们停在树枝上时,还会偶尔将中胸足、后胸足抬起来轻轻地抖动,就像微风吹过树枝一样。白天它们静静地站在树枝上,蜥蜴、鸟类、蜘蛛等天敌很难发现它们的踪迹。即使偶尔被天敌发现了,它们还会在起身飞走的瞬间发出亮丽的彩光迷惑敌人,在敌人错愕的瞬间逃之夭夭。如果有动物经过,它们还会像树枝那样掉在地上一动不动地装死,并在周围环境安静下来之后伺机逃走。
在加拿大,有一种斑马蜘蛛经常捕食苍蝇。但有一种苍蝇却能经常逃过蜘蛛的捕杀。原来,这种苍蝇的翅膀上有黑色的条纹,这些条纹很像斑马蜘蛛的脚。当苍蝇遇到斑马蜘蛛又来不及逃跑的时候,就会张开翅膀,让斑马蜘蛛误将自己当作同类,在斑马蜘蛛走开后再从容飞走。曾有科学家将这种苍蝇翅膀上的条纹涂成白色,发现这种苍蝇就很容易被斑马蜘蛛吃掉了。
六、动物的防御策略
你知道吗?在古代战争题材的影视作品里,我们经常看到交战双方要修筑工事,防御敌方的进攻。战斗时,将士们手拿盾牌,身披铠甲,以防御敌方的刀箭。在竞争激烈的大自然里,有的动物行动缓慢,有的动物身体柔软,有的动物性情温和,但它们都有独特的招数防御敌害侵扰。下面要讲的几种动物可以让你看看动物界另类的生存之道。
在纷繁复杂的自然界里,每一种动物都有可能成为别人的盘中餐。所以,动物的生存策略里不仅有进攻,更要有积极的防御。从体格健硕的非洲野牛到微不足道的小小甲虫,成功的防御都是它们生存下来的重要保障。下面我们就来总结一下动物的防御策略。
铠甲
图8-9 犰狳
很多动物都用铠甲保护自己。生活在中美洲、南美洲的犰狳(图8-9)拥有一身铠甲。这些铠甲由许多细小的骨片构成,每个骨片上都长着一层坚韧的角质鳞甲。拥有这样一身“刀枪不入”的铠甲是多么安全啊。可是你想过没有,铠甲即使再坚固,如果没有了灵活性,照样会被别的动物想方设法吃掉。犰狳的铠甲上有关节索,使它们能灵活自如地将身体蜷曲起来。长期的演化,还使它们的肩部、腰部的甲片在卷曲时撑起很大的空间,能让头、尾和四肢缩进去。遇到野猫等肉食性动物时,犰狳会蜷缩成一团,铠甲的边缘插进泥土里。如果肉食性动物稍微碰它们一下,它们就会将身体卷成一个圆球,让捕食者无从下口。有时它们还会采用第二招,就是趁捕食者不注意,猛地蹦向空中。这突如其来的举动往往将捕食者吓得赶紧跳到一边。在捕食者慌乱的时候,犰狳早已逃之夭夭了。犰狳的铠甲不但可以防御捕食者,还可以防御被捕食者的攻击。犰狳喜欢吃蚂蚁,蚂蚁当然是不会让它们安静地进食的,负责守卫的兵蚁会一次一次地向它们发起进攻。可兵蚁那锋利的上颚根本不能破坏犰狳的铠甲,只能任由它们吃够了扬长而去。犰狳还是蛇的天敌,坚硬的铠甲保证了它们不用担心蛇会反咬一口。
除了犰狳、穿山甲这样的大型动物以外,很多小动物也有自己的铠甲,如河蚌、螃蟹等甲壳动物,还有蜗牛、甲虫等。它们的甲壳也像犰狳的铠甲一样能起到保护的作用。
毒毛
多数人都不喜欢毛虫。它们的样子丑陋,还长了一身毒毛,如果不小心碰到了,就会被它们的毒毛刺螫,轻则会引发皮肤炎症,重则会导致比较严重的皮肤过敏反应。如果发现皮肤上有毛虫的毒毛,就要马上用胶带反复粘贴,尽可能地将毒毛拔净,以免发生中毒或过敏反应。
鸟类能识别哪些昆虫能吃、哪些不能吃。没有经验的小鸟如果误食了带有毒毛的毛虫,会导致口腔溃疡肿胀,几天不能吃东西。这种痛苦的经历会让它们不敢再捕食那种毛虫。
除了毛虫,很多蜘蛛(图8-10)也用毒毛来武装自己。有一种蜘蛛的腿上、屁股上长满了又细又长的毒毛。当它的天敌(如吃昆虫的哺乳动物)靠近时,它就会马上将身上的毒毛抖落下来。这些毒毛随风飘散,飞入捕食者的眼睛、鼻孔里,捕食者马上就会鼻酸、流泪,它就会趁此机会赶紧离开。
图8-10 蜘蛛
粪便
经过长期的演化,很多动物的粪便也被派上了特殊的用场。狼、狗、虎、狮等动物用粪便标识领地,同种的其他个体根据气味,就知道自己是否侵犯了别人的领地。如果没有一定的把握,侵入者就会赶紧撤退。
用粪便作为防御武器最突出的代表当属鸟类了。乌鸫一般不会主动攻击人类,但如果它的领地曾被人类破坏或种群中有些个体曾经受到人类攻击,它就会报复人类。它会瞅准机会飞到人的头顶喷出又臭又黏的粪便,让人无法停留。
臭屁
图8-11 黄鼠狼
黄鼠狼(图8-11),学名黄鼬,身体细长而灵敏,能在墙缝等狭小的空隙快速穿行,是捕食老鼠等小型哺乳动物的高手。但它遇到狗、狼等大型动物的时候,就得赶快逃走。如果和狗狭路相逢,它会怎么办呢?它有绝妙的化学武器——臭屁!它的臭屁可以让其他动物退避三舍,它也就趁机溜走了。如果黄鼠狼遇到了刺猬,就会用臭屁对着刺猬的头部熏它。刺猬因为极度讨厌这种强烈的臭味,就赶紧伸展身体甩甩头部,黄鼠狼就趁此机会将刺猬咬死食用。
图8-12 臭鼬
不过,在动物界放屁最臭的,还得首推臭鼬(图8-12)。它和黄鼠狼是近亲,都是鼬科动物。当遇到敌害时,臭鼬会突然倒立,露出臭腺。如果对方还不识相赶紧溜走,它就会对着敌害喷射奇臭无比的**。这种**能喷射3米多远,落入眼睛会导致短时间失明,喷入鼻腔,会导致昏厥,落到地上也能传到500米远的地方。多数捕食者在闻到这种气味后都会极度厌烦地赶快离开,臭鼬也趁着捕食者心烦意乱的时候赶紧溜走。
硬刺
图8-13 刺猬
刺猬(图8-13)的背部密布硬刺,遇到天敌的时候只需将身体蜷成一团,就出现了“老虎吃刺猬无从下口”的局面,使自己能够“虎口逃生”。但新的问题出现了:哺乳动物体表的毛发本来是用来保暖的,刺猬背上都是硬刺,保暖效果一定大打折扣。那它们怎么抵御寒冷呢?原来,刺猬有冬天进洞休眠的习性。天气转冷的时候,它们就会蛰伏在洞里不出来,靠地洞来保暖。
图8-14 刺鲀
海洋里的刺鲀(图8-14)通常生活在热带珊瑚礁里。刺鲀身体胖乎乎的,背鳍和臀鳍短小,位于身体后部,游泳能力弱。通过长期的演化,刺鲀的鳞片逐渐演化成了棘刺。当遇到危险时,刺鲀就会大口吞咽海水或空气,让身体胀得鼓鼓的,使棘刺一根根树立起来,变成一个大刺球。然后它们翻转身体肚皮朝天浮在水面上,嘴里还发出“咕咕”的恐吓声。捕食者要么被这副模样吓走,要么面对浑身硬刺无从下口,只得悻悻离开。如果那些体大口阔的鲨鱼因为贪吃而将其吞下,刺鲀就会卡在它们的食道里将它们活活憋死或饿死。面对这样的“美味”,谁还敢尝试呢?
七、吃肉的代价
我们总是羡慕狮子的威风凛凛,同情绵羊的柔顺软弱,其实,在物竞天择、适者生存的大自然里,哪种动物要生存下去都是十分不易的。
作为植食性动物,最大的好处就是食物容易获得。但大自然是最好的平衡专家,当一种生物的食物多得到处都是的时候,那么这种生物的数量就会庞大起来,它的竞争对手就会增多,以它为食的捕食者也会相应增多。所以,植食性动物既要面对其他初级消费者的激烈竞争,又要逃避捕食者的凶猛捕食。在长期的演化过程中,既存在植食者和肉食者之间的相互选择,也存在植食者与植食者之间的博弈与分化。在食性上,有的动物趋向专一化,只以一种或几种植物为食,并且通过长期的自然选择形成了与其食性相符的特殊的消化结构。例如,牛、羊等动物的胃、肠中生活有大量细菌,这些细菌分泌的纤维素酶能帮助它们分解植物纤维。这样,它们逐渐演化成非常“专业”的植食性动物,在生态系统中占据了自己的生态位,使其他动物难以插足。再如,骆驼生活在干旱的沙漠地区,它们的舌头非常灵巧,能够从骆驼刺那些尖利的木刺之间缠绕住叶子吃掉,口唇也不会被扎伤。有的动物则向杂食性方向发展,能吃多种植物,以便到哪里都能找到食物,有的还能吃一些昆虫或其他动物。很多灵长类,包括人都是杂食性动物,既可以吃植物的果实和种子,也能取食一些小动物,大大增强了自己适应环境的能力。
植食性动物逐水草而居,能够获得充足的食物。但植物营养价值很低,为了满足自己的能量需求,它们需要摄入大量的食物,所以不得不每天早早出门去寻找食物。很多植食性动物为了躲避敌害,需要趁着夜色出去填饱肚子。从时间上来说,植食性动物用在吃上的时间最多,几乎占它们生命的一大半。
肉食性动物的食物有着巨大的优越性,这些食物味道鲜美而且营养价值高,吃饱以后可以很长时间不感到饥饿。成年的东北虎一餐可以吃掉30~40千克肉,然后在三四天内不再进食。所以它们在吃饱以后的生活就很悠闲,可以舒服地睡上一觉,只要及时找到下一顿饭就可以了。但这只是表面现象,一般说来,食物的营养价值越高,捕食的成本也就越高,捕食者需要付出高昂的代价才能获得营养丰富的美餐。我们在羡慕肉食者大块吃肉的时候,却很少想到它们捕食的艰辛,肉食性动物那具有极高营养价值的食物是非常难以获取的。因为每一只植食性动物都不会坐以待毙,它们通过长期的演化具备了种种难以对付的本领,很多时候让捕食者费尽了心机和体力,仍然要面临到嘴边的美餐又跑掉的尴尬。
有的植食性动物,比如野兔拥有挖洞躲藏的本领,它们还能根据季节更换不同颜色的皮毛,使自己更好地隐藏在杂草丛中而不被捕食者发现。有的植食性动物,比如猴子有爬树的本领,在遇到危险时能迅速爬上树梢,让捕食者“望树兴叹”。有的植食性动物有快速奔跑的能力,比如羚羊和鹿。它们作为植食性动物通常不用担心找不到食物而饿死,所以当狮子等捕食者靠近自己时,它们首先会来几个跳跃炫耀自己的体力,使捕食者放弃对自己的捕食。如果还不奏效,它们则会通过快速奔跑逃之夭夭。在跑到捕食者的有效攻击距离之外,它们就会继续埋头吃草补充体力,如果捕食者再来袭击,它们就再往前跑一段距离,然后再埋头吃草。这样,羚羊和鹿等植食性动物可以不断地通过摄食补充能量,肉食性动物如果袭击几次都没有成功的话,就会面临体力衰竭的绝境。
因此,作为肉食者,必须注意保持充足的体力,所以它们每次进攻之前都要精心谋划。它们要小心翼翼地、尽可能无声无息地靠近猎物,直到到了有效攻击距离而猎物仍然没有发现,它们才会发动迅雷不及掩耳的进攻,即便这样,它们成功的概率也只有三分之一左右。为了减少不必要的体力消耗,肉食性动物采取了种种行之有效的捕食策略。我们看到鹰在空中盘旋,那不是它们在休闲,而是在努力地搜寻猎物;我们看到狮子在草丛中悄悄地靠近猎物,那不是因为狮子太狡猾,而是为了提高捕食的成功率;我们看到秃鹫端坐在高高的山崖上一动不动,那不是它们在欣赏地面的美景,而是用最节约体力的办法在寻找食物。
还有一类肉食者,它们通过长期的演化具有了超强的耐力,比如狼。在发现猎物之后,狼会耐心地穷追不舍,直到猎物体力耗尽束手就擒。这种锲而不舍的精神使狼在生命演化的历史长河中生存了下来。此外,狼还会通过团队的合作获得更多的生存机会。它们狩猎的时候依靠集体的力量,既有明确的分工,又有密切的协作,齐心协力战胜比自己强大的对手。一只落单的狼容易成为大型肉食性动物的盘中餐,但是一群配合默契的狼,足以让虎、豹、熊等猛兽放弃已经到嘴边的美餐。
综合起来,成功的肉食者具有以下特点:有出众的本领能够制服对手;有谋略,懂得怎样才能更有效地达到目的;有锲而不舍的精神,有不达目标不罢休的勇气;有协作精神,知道怎样靠集体的力量取得最后的胜利。
八、动物的生态位——向专业化方向发展
你知道吗?如果我们要建造一座大楼,就需要请建筑设计院的工程师设计图纸,请专业的施工队伍进行建造,请专门的监理公司负责监督。可以看出,目前的社会分工已经趋向于专业化,专业的事情就要请专业的人来做。其实,在生态系统中,各种生物都有自己不可替代的作用,都有自己独特的位置,因为它们都有自己专业的生存技能。
如果我们做一个实验,将双小核草履虫和大草履虫分别放在相同的培养基中培养,会发现两种草履虫都正常生长。如果在食物一定的情况下把它们放在一起培养,16天后,双小核草履虫仍有很多,而大草履虫却已消失得无影无踪。科学家通过研究发现,两种草履虫不会互相攻击,也没有分泌有害物质,只是它们对食物的需求几乎相同,而双小核草履虫获取食物的能力比较强,这样大草履虫就被淘汰了。
如果我们把大草履虫与另一种袋状草履虫放在同一环境中进行培养,会发现两者都能存活下来,并且达到一个稳定的平衡水平。原因是这两种草履虫虽然需求相近,但袋状草履虫占用的恰好是大草履虫不需要的那一部分食物。
这两个实验就反应出动物的“生态位”问题。大自然中,每一个物种都有自己的生态位,并且尽量不与其他物种重叠,避免无谓的竞争。所以那些亲缘关系接近的、具有同样生活习性或生活方式的物种,一般不会在同一地方出现。如果食性相近的动物在同一区域内出现,也要分别占据不同的空间。例如,虎在山上行,鱼在水中游,猴在树上跳,鸟在天上飞;如果它们在同一地点出现,它们必定利用不同的食物生存,如虎吃肉,羊吃草,蛙吃虫;如果它们需要的是同一种食物,那么,它们的寻食时间必定要相互错开,如猎豹是白天出来寻食,鬣狗是深夜出来寻食……在动物界没有哪两个物种的生态位是完全相同的,有些物种的生态位如果出现了较大重叠,就会导致严酷的竞争,出现“一山不能容二虎”的局面。如果强者进入弱者的生态领域就会出现“龙陷浅滩受虾戏,虎落平川遭犬欺”的状况;如果弱者进入强者的生态领域就会出现“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”的状况。因此,强者只能在自己的生态位上是强者,弱者在自己的生态位上也能正常生存。
与自己在生态位中的地位相适应,动物逐渐向专业化方向发展,形成了令人惊叹的适应特点。老虎生活在物种丰富、食物来源充足的森林里,但森林里供猎物逃生和隐藏的隐蔽物也非常多,因此它们采用伏击的方式来捕食。它们身上的斑纹与斑驳的树影非常相似,脚心长着肉垫避免发出响声,拥有强大的力量、锐利的爪和锋利的牙齿,能将猎物一击毙命。植食性动物通过长期的演化形成了种种适应性的结构特征和行为。有的通过快速奔跑来逃避敌害,有的通过挖洞躲藏来避免危险,有的通过树栖攀缘躲避进攻。
牙齿的专业化
图8-15 老鼠的牙齿
老鼠的牙齿(图8-15)像凿子一样,非常厉害。它们每天都要通过啃咬树根、建筑物等坚硬的物体来打洞寻食,吃的食物也常常包括坚硬的种子,所以老鼠牙齿的工作量是非常大的。即便是用最坚韧的金属铸成的最尖锐的牙齿,经过这么频繁的使用也会被磨平,好在老鼠的门齿会不断生长,而且生长速度非常快。要是这类动物的牙齿接触不到坚硬的物体,就不能磨损,最后反而成为累赘,甚至导致它们无法开口进食。所以老鼠每天都要在空闲时啃咬木材、水泥墙、电线等硬物,使自己的牙齿不会太长。
有些蛇的牙齿能折起来。当它们吞食猎物时,牙齿会朝内侧倒下放平,口腔里就像没有牙齿一样光滑,能顺利地把猎物吞咽下去。如果猎物在蛇口中垂死挣扎,拼命往外逃,这时蛇的牙齿就会竖起来形成倒钩,使猎物无法挣脱。
大象的身躯庞大,所吃的食物营养又不高,导致它们每天要花20小时来摄取、吞食50~100千克的食物。对于大象来说,牙齿的任务就是昼夜不停地咀嚼杂草、芦苇、果实、树叶和树枝等。要是大象的牙齿像人类的一样,一生只更换一次,是不可能胜任如此繁重的工作的。
对此,大象有着自己独特的解决方法:除了前面的一对向外突出的象牙以外,它们的口腔里面还有24颗臼齿。有趣的是,这24颗臼齿不是一起长出同时使用的,而是上、下、左、右各一颗,四颗一套依次长出,轮换使用。也就是说,在一段时间里,上、下、左、右的牙**,都只有一颗臼齿在工作。这颗牙齿磨损了,下面一颗便取而代之。与其他动物相反,大象的臼齿不是由下往上长,而是由后往前长。新的臼齿从后面慢慢地露出来,前面磨损了的臼齿就会脱落,直到最后完全被新臼齿所代替。大象在60岁左右会长出最后一颗臼齿,此后就不再换牙了。
鲨鱼的牙齿(图8-16)也会移动。这种肉食性鱼类的上下颌内侧表面,密密麻麻地布满了牙齿。它们整整齐齐地横排成行,齿尖向后,这样被捕获的猎物就很难溜之大吉了。长在前排的牙齿负担最重,磨损也最快。鲨鱼的牙齿总是在缓慢地向上下颌的边缘移动。前排磨损了的牙齿渐渐地被顶了出去,后排的牙齿随后跟了上来。当这排牙齿经过使用变得残缺不全时,后面的牙齿又顶了上来。这种“前仆后继”的换牙过程伴随着鲨鱼生命过程的始终。
图8-16 鲨鱼的牙齿
舌头的专业化
所有的食蚁兽都有极好的嗅觉,靠鼻子嗅出蚁穴,再用利爪把蚁穴挖开,它们总是十分小心,使蚁穴不至于被完全破坏。食蚁兽蠕虫状的舌头能惊人地伸到60厘米长,并能以一分钟150次的频率伸缩。它们的舌头上遍布小刺并有大量的黏液,蚂蚁被粘住后便无法逃脱。
科学家经分析发现,变色龙的舌头在捕食时真正的作用是阻碍被捕食对象的运动。在变色龙的舌头与目标接触前,它们的舌头前端会形成一个有强大吸力的“真空泵”,猎物一旦靠近就会被牢牢吸住,然后随着舌头缩回被吞进嘴里吃掉。科学家解释说,变色龙具有如此复杂的捕食机理并不奇怪。因为按照它们的体形,如果仅靠舌头上的黏液粘住猎物的话,一些跳跃能力强的昆虫就能靠良好的弹跳逃之夭夭;假如它们靠舌头来罩住猎物,那就得长出比脑袋还要大的大舌头。所以,大自然精心创造出的小型的“真空泵”舌头是最灵活也最实用的。
食物类型的专业化
在动物的世界中,我们不难发现一个事实:每种动物都有自己喜欢的食物。不论这种食物的营养价值是高还是低,不论这种食物在我们看来是好还是坏,都有动物特别善于获取这种食物中的营养,以维持生存。我们经常看到电视节目里有这样的画面:狮子捕食了一匹角马,在它的家族饱食之后,鬣狗围了上来,将狮子吃剩下的一些边角碎肉吃掉。之后,秃鹫来了,将鬣狗剩下的残渣吃掉。这些大型动物无法啃食而剩下的动物头部、小腿、尾部、皮毛等,则由蚂蚁来清理,或者由苍蝇的幼虫——蛆虫以及其他腐食性昆虫吃掉。最后,一匹角马只剩下了一堆白骨。
鲜嫩可口的青草有植食性动物在啃食,营养丰富的肉食更让肉食性动物胃口大开。即使那些在我们人类看来难以接受的东西,只要还有一丝营养,就会有生物去享用。蜣螂以动物的粪便为食,它们用铲状的头和桨状的触角把粪便滚成一个球,粪球有时可大如苹果。初夏时蜣螂把自己和粪球埋在地下土室内,并以之为食。接着,雌性蜣螂在粪球中产卵,孵出的幼虫也以此为食。大熊猫以竹子为食,这种食物纤维很多而营养价值很低,大熊猫进化出了大而平的臼齿,可以将细小的竹枝和竹叶磨碎。此外,大熊猫的一根腕骨已经特化为伪拇指,可以更好地握住竹子进行采食,这都是对以竹子为食的适应。取食类型的专业化,使得自然界的物质能够被充分利用,物质循环更加迅速高效地进行。
在进化过程中,植物与植食性动物之间、植食性动物与肉食性动物之间都出现了协同进化,植物也发展了防御机制。例如,被牛啃食后的悬钩子的皮刺比未被啃食过的长而尖;受过树蜂危害的松树会改变酚代谢,产生新的化学物质以驱赶树蜂;荆豆顶枝在受到美洲兔的危害后,枝条中会积累更多的毒素,让美洲兔感到荆豆口味变差而放弃取食。植食性动物在进化中也产生了相应的适应,如形成特殊的酶进行解毒,或调整进食时间以避开植物的有毒化合物。肉食性动物则向聪明、狡猾、善于运用谋略捕食的方向发展。还有一些动物,专门摄取其他动物不能或不屑于取食的食物,做到了在夹缝中求生存。
九、沙漠动物的觅水妙法
你知道吗?在干旱的沙漠里,水是动物生存的决定条件。沙漠动物的生存竞争是围绕着水展开的。谁能用最少的水坚持最长的时间,谁就是赢家;谁能从同样干旱的环境里摄取到水,谁就能在这里生存。在这种恶劣的环境下,动物通过长期的进化逐渐形成了自己独特的觅水方式,使自己能够在这种严酷的环境里生存下来。
从空气里吸水
在澳大利亚的沙漠中有一种沙鼠就能够从洞穴湿润的空气里吸收水分。这种小型啮齿动物是靠食用各种植物的种子维持生计的。它在觅食过程中找到干燥的种子之后,并不急于吃掉,而是将种子装进特殊的颊袋中运回洞穴里。这些沙漠中干燥的植物种子的渗透压竟有400~500个大气压那么高,足以将洞穴中的哪怕一丁点儿水分都吸收到种子里。在种子吸收了足够的水分以后,沙鼠才将它们吃掉,这样不仅获得了食物中的营养,也得到了一些珍贵的水。由于对干旱生活高度适应,这种沙鼠不用喝水,食物中的这点水对它来说就足够了。
收集晨雾中有限的水
图8-17 澳洲刺角蜥
在澳大利亚的沙漠里还有一种浑身长刺的蜥蜴——澳洲刺角蜥(图8-17)。在一般人看来,它身上那些小倒刺和突起物是专门对付肉食性动物的防身武器,可谁能想到这些小倒刺和突起物还有特殊的蓄水功能?!仔细观察,我们可以发现澳洲刺角蜥皮肤的角质层是呈覆瓦状的,尖刺就是一个个伸入晨雾中的凝聚点,晨雾中的水汽会在尖刺上凝集成小水滴,然后水滴沿着一排排看起来杂乱无章其实又非常有序的水沟汇集在一起。水分在身体表面汇集后,是朝向澳洲刺角蜥的头部流动的,一直流到毛细管网络汇合成的两个多孔小囊里。这两个小囊长在澳洲刺角蜥嘴角的两侧,是一对绝妙的水分收集器,澳洲刺角蜥只要动一下颌部,水滴就会自动冒出来。所以,每天清晨天刚刚发亮的时候,澳洲刺角蜥就早早地到外面吸收水汽了。
通过代谢获得水
图8-18 骆驼
一些在沙漠或荒漠生存的动物有自身造水的本领,有的动物甚至可以终生不喝水而只靠将食物中的营养进行代谢产生的水。有的动物体内储存了大量脂肪,在食物短缺时,通过分解脂肪不仅可以获得能量,还能产生水被肌体吸收利用。骆驼(图8-18)可在驼峰里储存超过100千克的脂肪,可以连续40天不吃不喝;肥尾羊在大尾巴里储存了超过10千克的脂肪,以度过草原上的旱季。
十、燕子为什么要南飞过冬
你知道吗?在冬天即将来临的时候,燕子要飞到南方去过冬。来年春暖花开的时候,燕子再飞过千山万水回到自己北方的家,它们是根据什么找到自己回家的路的呢?
燕子是一种候鸟。冬天来临之前,它们总要进行长途旅行——成群结队地由北方飞向遥远的南方,去那里享受温暖的阳光和湿润的天气,而将严冬的冰霜和凛冽的寒风留给从不南飞过冬的山雀、松鸡和雷鸟。
表面上看,是北国冬天的寒冷使得燕子离乡背井去南方过冬,等到春暖花开的时节再由南方返回本乡本土生儿育女、安居乐业。果真如此吗?其实不然。原来燕子是以昆虫为食的,且它们从来就习惯于在空中捕食飞虫,而不善于在树缝和地隙中搜寻昆虫,也不能像松鸡和雷鸟那样食浆果、种子。可是,北方的冬季是没有飞虫可供燕子捕食的,燕子又不能像啄木鸟和旋木雀那样去发掘潜伏下来的昆虫的幼虫和虫蛹等。食物的匮乏使燕子不得不每年都要进行秋去春来的南北大迁徙,以得到更为广阔的生存空间。燕子也就成了鸟类家族中的“游牧民族”了。
第二年春暖花开的时候,燕子不远万里飞回北方的家里。它们根据什么找到回家的路?一种观点认为,燕子的记忆力非常惊人,它们能根据居住地周围的环境特征记住自己家的位置,第二年再准确无误地找到自己的老家。另一种观点认为,像燕子、家鸽这样的鸟类能够根据地磁场的变化记住迁徙的路线。如果在它们身上放置适当质量的磁铁,它们就不能正确感知地磁场的变化,最后就找不到回家的路。据统计,老燕回旧巢的概率为47.1%,有人曾发现一对老燕连续4年回到自己的旧巢,这也可以解释为什么我们总有“似曾相识燕归来”的感觉。