饭饭TXT > 学习管理 > 《大象为什么不长毛》作者:方舟子【完结】 > 方舟子-大象为什么不长毛.txt

第 4 页

作者:方舟子 当前章节:15374 字 更新时间:2026-6-28 02:33

原来,长颈鹿不再来吃金合欢树的叶子之后,金合欢树就“觉得”没有必要讨好蚂蚁,不愿意再浪费能量去制造空心刺和蜜汁,空心刺和蜜汁的量都大为减少。这么一来,褐色举腹蚁反过来觉得金合欢树没有太大的价值,不愿为其着想了。有一种害虫——天牛的幼虫会在金合欢树干上钻孔危害金合欢树,以前褐色举腹蚁会尽力消灭天牛的幼虫,现在则听之任之了。金合欢树分泌的蜜汁少了,褐色举腹蚁就饲养一种能分泌蜜汁的介壳虫解馋。褐色举腹蚁平时也养一些介壳虫,但是量不多。金合欢树不再分泌足够的蜜汁后,褐色举腹蚁开始成倍地扩展介壳虫饲养业。这种介壳虫靠吸食金合欢树的汁液为生,本来就对金合欢树的生长不利,而且它还传播疾病。

褐色举腹蚁在空心刺里做巢,在那里养育后代。空心刺数量减少,褐色举腹蚁失去了托儿所,数量减少了近一半。遇到入侵的其他蚂蚁时,一方面褐色举腹蚁兵力少多了,另一方面它们也没了保卫家园的动力,无心恋战,因此在战争中经常被打败。统计表明,在受保护的金合欢树中,褐色举腹蚁丢掉了大约30%的领土。取而代之的是黑色举腹蚁,领土扩张了两倍。黑色举腹蚁经常到树下捉昆虫吃,蜜汁的减少对它们的生存影响不大。空心刺的减少对它们更是毫无影响,因为它们并不住在空心刺中,而是住在天牛幼虫挖的洞中。因此黑色举腹蚁不仅不消灭天牛,还鼓励天牛到金合欢树上产卵。黑色举腹蚁的到来对金合欢树是一场灾难,金合欢树的生长变得缓慢,死亡率要比生活着其他蚂蚁的金合欢树高出一倍。即使金合欢树死了,对黑色举腹蚁也没有什么影响,它们在死树上照样能生存。

因此,用电栅栏保护金合欢树的效果适得其反。对哨刺金合欢树来说,被食草动物吃一些叶子,反而是有益于健康的好事,能被吃到有时也很重要。电栅栏容易拆掉,保护物种却不那么容易:长颈鹿、大象等大型食草动物的数量正在急剧地减少。即使没有电栅栏,也会有越来越多的哨刺金合欢树不必担心被吃掉叶子。我们可以预测,它们会因此短视地不再犒劳保护它们的举腹蚁,让危害它们的举腹蚁乘虚而入,结果反而让自己陷入绝境。在金合欢树的周围形成了一个复杂的关系网,一环扣一环,一个环节的消失能够导致出乎意料的灾难性后果。不只是金合欢树,每种生物都生活在某张关系网中。

一种奇妙蝴蝶的重生

在维多利亚女王时代的英国,采集蝴蝶是一项非常流行的爱好,其中最受追逐的标本之一是一种在中国也出产的灰蝶科蝴蝶,英国人称为大蓝蝶(中文名嘎霾灰蝶)。实际上,这种蝴蝶既不是很大,也不是很蓝。它并不是一种特别美丽的蝴蝶,被特别看重的原因可能是其难得:它数量稀少,而且生长在人迹罕至的荒野,每次采集相当于一次远征。

即便如此,仍然有大量的大蓝蝶被采集制作成了标本。至今还有大约3000个大蓝蝶标本收藏在英国的博物馆里。在19世纪末,就已经开始有人呼吁对它进行保护。进入汽车时代以后,到大蓝蝶栖息地采集标本更加方便了,有的地方的大蓝蝶已经绝迹,予以保护变得更为迫切。1930年,英国建立了第一个大蓝蝶保护区,围起栅栏,雇了一名铁匠在那里看守,不让人采集标本,还停止在那里烧荒,并禁止放牧。那里原来生活着一个较大的大蓝蝶种群,但是在受保护九年之后,就一只不剩了。

此后,虽然有更多的大蓝蝶保护区逐渐建立起来,但是大蓝蝶的数量越来越少。上世纪50年代时,英国大约还有数万只大蓝蝶,到1972年时只剩下300多只。1975年,英国通过的《野生动植物保护法》首次把大蓝蝶列为法定保护对象,但已无济于事。1979年,英国最后一只大蓝蝶死去。

大蓝蝶在英国灭绝的前夕,牛津大学杰里米·托马斯(Jeremy Thomas)等人追踪残存的大蓝蝶的生活史,发现了大蓝蝶灭绝的秘密。早在上世纪20年代,英国著名博物学家佛罗霍克(F. W. Frohawk)在研究了大蓝蝶20年之后,发现了它与蚂蚁存在着奇妙的关系。托马斯等人的研究表明,这一关系要比人们想象的还要奇妙得多,也重要得多。

大蓝蝶对生活条件的要求极为挑剔,它离不开一种百里香植物和一种红蚁。每年的六、七月间,是英国大蓝蝶飞翔的季节。每只大蓝蝶成虫的寿命只有四五天。在短暂的生命结束之前,雌大蓝蝶必须找到合适的百里香产卵。这些百里香必须是生长在红蚁巢的边上,而且是含苞待放的。它把卵产在百里香的花蕾里。一两周后,幼虫孵化出来,就以百里香的花为食。在吃了大约两周的花宴,蜕了三次皮之后,幼虫掉到了地上,等待路过的红蚁发现它。

大蓝蝶幼虫靠分泌蜜汁吸引红蚁。红蚁发现大蓝蝶幼虫后,会用触角拍打它,让它分泌蜜汁,然后把它带回地下蚁巢。在蚁巢里,其他红蚁和红蚁幼虫围上来,分享大蓝蝶幼虫的蜜汁。等到蜜汁被吃完,大蓝蝶幼虫失去了利用价值,就有生命危险,所以它必须能够保护自己,像红蚁幼虫那样蠕动,散发出红蚁的气味和声音,让红蚁误以为大蓝蝶幼虫是它们当中的一员,允许它继续在蚁巢中住下去。

大蓝蝶幼虫必须在蚁巢中整整待上十个月,这样不仅能躲避天敌,而且还有营养丰富的食物可供享用。在给了红蚁一点儿小甜头后,大蓝蝶幼虫在蚁巢内四处走动大吃红蚁的卵和幼虫,把自己吃成大胖子。在这种情况下,大蓝蝶幼虫仍然危险重重。如果蚁巢中有蚁后,它会误以为大蓝蝶幼虫是一只以后也将变成蚁后的超级红蚁幼虫,从而发出化学信号让工蚁把它杀死。如果蚁巢的规模太小,或者红蚁又搬来了一只大蓝蝶幼虫,红蚁的卵和幼虫不够吃,大蓝蝶幼虫最终也会饿死。

所以,大蓝蝶幼虫藏身的蚁巢规模要足够大,不能有竞争同类,还不能有蚁后。在满足了这些苛刻条件之后,大蓝蝶幼虫才能在蚁巢内安全度过秋、冬、春三季,在蚁巢内结茧、化蛹,在夏天来临时变成蝴蝶,从蚁巢中走出,飞翔而去。

如果没有红蚁的收养,大蓝蝶不可能生存。红蚁本身对生活环境也有一个要求:它们喜欢温暖,在朝南向阳的山坡筑巢,而且地面上的草的高度最好低于2~3厘米。如果草的高度太高,把阳光遮住了,蚁巢的温度太低,红蚁幼虫会冻死。

大蓝蝶的栖息地被划为保护区后,禁止烧荒和放牧,反而让那里草的长势失去控制,让大蓝蝶更快地灭绝。即使是在没有保护的地区,山坡的放牧也越来越少。本来,还有野兔吃草,能对之有所制约,但是在上世纪50年代,一种传染性很强的病毒入侵英国,让野兔患上了致命的黏液瘤病,野兔的数量锐减99%。随着草皮越长越高,大蓝蝶依赖的那种红蚁迅速消失,被另一种较耐寒冷的红蚁取而代之。这种红蚁也喜欢吃大蓝蝶幼虫的蜜汁,但它们能识破伪装,将大蓝蝶幼虫杀死。等到草皮高度超过10厘米,连百里香也难以生长、繁殖了。

这些发现来得太迟,无法拯救英国大蓝蝶的灭绝。但是,大蓝蝶在其他国家还有幸存者,可以从那里引进。英国逐渐恢复了52处百里香草地,并进行管理,通过割草、放牧绵羊控制草皮的高度,红蚁数量也随之上升。从1983年起,大蓝蝶被从瑞典带到英国释放,它们逐渐在30多个地方成功地繁衍下来。到2008年,英国大蓝蝶的数量已多达数以万计。

大蓝蝶成了第一个成功获得重生的濒危蝴蝶物种,这一切都是由于对它的习性和灭绝的原因有了较为透彻的了解。英国大蓝蝶因人类的盲动而灭绝,因科学的进展而重生。生态学的研究让人类有了逆转环境恶化的能力,但是如果环保不建立在科学的基础上,想当然地采取行动,结果反而会更糟糕。

不可能的小人国

电视台曾播放过1996年拍摄的美国电视电影《格利佛游记》,与原著相比改动很大。故事主题变成了是否应该相信别人向你讲述的离奇故事,主线则成了格利佛在海外漂泊八年回来,没人相信他的奇遇,将他投入疯人院,幸而他的儿子在听证会上出示了他从小儿国带回来的微型羊羔,证明他的确去过小人国,他才被释放回家。

斯威夫特的这部奇书本是一部讽刺寓言,后来很不幸地经常被改编成供儿童阅读的童话。不管是寓言还是童话,都不会有人无聊到去计较其内容是否合理。但是,现在真实性成了故事焦点,不相信格利佛奇遇的人成了反面人物,我们就不妨较真一下。如果有人像格利佛一样,说他曾经去过其国民的身高只有人类的1/12的小人国,或身高是人类的12倍的大人国,我们是否应该相信他呢?

由于体积的倍数增长要比横截面积快得多(体积按立方增大,面积按平方增大),生物体按比例放得越大,二者就越悬殊,肢足就越不堪身体重负,到一定程度后就无法支撑了。把人放大12倍,相当于体积(也即体重)增大到1728倍,但是大腿的横截面积只增大到144倍,这样的巨人会被重力压垮,是站不起来的。

如果把人体缩小到1/12又会如何呢?同样,由于体积和面积的缩小比例不同,会出现问题,不过问题不是出在重力上,而是在散热上。人的体热来源于细胞代谢过程,身体产生的总热量与身体体积大小(细胞总数)相关,而散热则与身体表面积大小相关。人体缩小到1/12,则身体体积以及身体产生的热量减少到1/1728,但是身体表面积仅仅减少到1/144。因此,小人的身体散热速度要比我们快得多(是我们的12倍),小人将会因为难以维持恒定体温而冻死。

在现实中,有很多恒温动物比小人国里的小人还小,它们又是如何生存下来的呢?它们的身体结构和生理功能发生了一些变化,解决了散热的问题。

让我们来看一个极端的例子。按体重算,世界上最小的哺乳动物是小臭 ,成年体重平均为1.8克,体长约4.5厘米。但这是一种相当成功的小动物,其分布范围很广,在亚、非、欧洲许多国家(包括中国)的森林、丛林中都能发现它们。

小臭 虽小,也是一种哺乳动物,必须把体温维持在大约38摄氏度才能生存。它是怎么办到的呢?哺乳动物用以保温的一个重要方法是长出厚厚的皮毛,减少体热的散失。但是对小臭 这么小的动物来说,这个方法不可行,那将会让它变成一个小毛球,无法动弹。

小臭 能够采取的策略,只能是增加体热的产生,以此弥补体热的散失。为了加速产生体热的代谢过程,需要大量地摄入两样东西:食物和氧气。小臭 每天要吃下大约相当于其体重两倍的食物,而且都是营养丰富的动物性食物(昆虫、蜘蛛等)。作为对照,一头大象每天要吃300千克食物,听上去似乎很惊人,其实只占其体重的4%,而且还都是些低能量植物。

小臭 对氧气的消耗更是惊人。在热平衡的环境(气温35摄氏度)中,其氧气消耗率为每千克体重每分钟消耗100毫升,当气温降到22摄氏度时,氧气消耗率增加到270毫升,最高可以达到1000毫升,分别是人类的25倍、67倍和250倍。为了能吸入这么多的氧气,它的肌肉每分钟要收缩900次。在颤抖时,其肌肉速度能达到每分钟3500次。颤抖是在寒冷环境下快速产生体热的重要方法,由于肌肉的快速收缩,能使细胞产热提高四倍。

吸入体内的氧气进入血液,随着心脏的搏动输送到全身各处,参与产热的代谢反应。为此,小臭 的心脏需要快速地搏动,能达到每分钟1500次,远远超过所有恒温动物的心跳速度,已达到心脏所能承受的搏动极限。但是,这么快的心跳还不能满足需求,小臭 还要有一个大心脏,每次跳动能输出更多的血液。哺乳动物的心脏重量一般占体重的0.6%,而小臭 的心脏所占的分量则是其三倍。

泰国猪鼻蝙蝠有时也被称为最小的哺乳动物,它的体长比小臭 还小(3.4厘米),但体重略大(2~2.6克)。恒温动物除了哺乳动物,还有鸟类。世界上最小的鸟是生活在古巴的吸蜜蜂鸟,它的体长为5厘米,体重为1.8克,与小臭 相当。看来,这是恒温动物所能达到的最小极限了。而变温动物由于没有体热问题,不受这个限制,例如最小的爬行动物侏儒壁虎体长只有1.6厘米,最小的青蛙体长只有1厘米。而无脊椎动物更是可以小到用肉眼都看不见,例如最小的昆虫(一种缨小蜂)其成虫的体长只有0.139毫米,甚至比单细胞原生生物草履虫还小。

文艺作品偏爱离奇和幻想,不愿轻信的人们经常成为其嘲笑的对象。事实上,真理往往在怀疑者的手中,它们有时比文艺作品的幻想更为奇妙。

熊猫的迷离身世

动画片中的动物拟人形象有时夸张得太厉害,会让人搞不清楚其原型究竟是什么动物。例如《功夫熊猫》中的鹅爸爸,就被许多人当成鸭爸爸,而师傅则被普遍当成是浣熊。但浣熊原产美洲,似乎不应该出现在古代中国,于是有想象力异常丰富的人从中发现了好莱坞的一个阴谋:中国的功夫是从美国学的!不过,师傅的造型虽然看上去很像浣熊,但其原型乃是小熊猫。由于大熊猫太出名了,许多人忘了中国还有这么一个其可爱程度并不亚于国宝的小动物。

人们现在一提起熊猫,一般指的都是大熊猫。大熊猫在其产地原来的名字叫花熊、竹熊。的确,大熊猫的体形看上去很像熊,而不像猫,只是脸部有点儿像猫,有人认为大猫熊才是准确的叫法,虽然很少有人那么叫了。《辞海》直到上一版仍以“大猫熊”为正名,到1999年版才改成“大熊猫”。有人认为这个叫法是以讹传讹。有一个流传很广的故事说,熊猫本来叫猫熊,上世纪40年代四川展出大熊猫时,标注的名称就是“猫熊”,按科技界的习惯从左往右写。但当时人们的习惯是从右往左读,于是被读成了“熊猫”,这个错误的名字从此传开了。

这则逸事虽然很有趣,但肯定是编造的。实际上,1915年出版的《中华大字典》、1938年出版的旧《辞海》,都已经收了“熊猫”的词条,足以证明“熊猫”一词才是正名。只不过,《中华大字典》指的是小熊猫,旧《辞海》指的是大熊猫。“熊猫”一词很可能一开始指的是小熊猫,小熊猫的大小、形态也的确像猫。以后因为大熊猫被认为是小熊猫的近亲,于是也跟着被叫成熊猫了。

英文中也存在类似的情况。英文的panda最初指的是小熊猫,这个叫法可能源自尼泊尔语。英文也把小熊猫叫做“bearcat”,这显然是中文“熊猫”叫法的由来。而西方人在1869年首次见到大熊猫时,把它叫做“杂色熊”,归为熊科。到了20世纪初,动物学家发现大熊猫和小熊猫有一些相似之处:它们有相同的栖息地,都是少有的以竹子为主食的哺乳动物,而且前肢都有六个指头,多出来的“假拇指”其实是一节腕骨延长变成的,用以握住竹子。因此二者被认为是近亲,大熊猫也跟着改名panda,并加上“大”、“小”以示区别。

小熊猫长得很像浣熊,早在1825年就已被法国著名动物学家居维叶归入浣熊科。既然大熊猫被认为和小熊猫是近亲,它也就被一起归入浣熊科,被当成是一种大浣熊。但是,二者的相似性是很表面的。它们虽然都以竹子为主食,但是食用的竹子部位并不一样:小熊猫主要吃嫩叶,而大熊猫则竿、叶通吃。它们虽然都有六个指头,但是“假拇指”的构造并不一样。因此,也有动物学家认为大熊猫既不是熊也不是浣熊,应该单独给它设一个大熊猫科。

大熊猫究竟是熊、浣熊还是二者都不是?几十年来,动物学家们为此争论不休,各有各的道理。但是,虽然动物学家对大熊猫作了极为细致的解剖研究,其细致程度在食肉目哺乳动物中仅次于猫和狗,但是仍然无法确定大熊猫的归属。对动物的分类,传统上依据的是形态解剖、习性等特征的比较,这是定性的研究,带有很大程度的主观倾向,一旦碰到比较独特、没有明显近亲的物种,就不容易达成一致的意见。有没有可能对此进行客观、定量的研究呢?有的,这需要用到分子生物学方法,在分子层面上比较不同物种的蛋白质或基因的序列。

当两个物种从同一祖先分离,走向不同的进化道路之后,由于随机的基因突变,它们的基因将会产生差异。随着时间的推移,差异会越来越大。这样,通过比较两个物种基因的差异程度,就有可能确定它们的亲缘关系。自1985年起,动物学家开始用分子生物学方法研究大熊猫的分类,许多项研究的结果都相当一致:大熊猫是一种熊,现存动物中,与大熊猫亲缘关系最近的是南美洲的眼镜熊。到上世纪90年代,根据分子研究的结果,大熊猫一般都被归为熊科。

麻烦的倒是小熊猫。从分子数据看,它显然不是大熊猫的近亲,但是要确定它的近亲是谁并不容易。最近的一项分子研究表明,这可能是个无解的三体问题:一、小熊猫,二、臭鼬,三、浣熊加上除了臭鼬之外的鼬,这三者之间的亲缘关系距离相当,很难说哪两个的亲缘关系更近一些。因此,比较合适的做法是让小熊猫自成一科。

《功夫熊猫》中令人觉得奇怪的一点是,为什么熊猫阿宝会有一个鹅爸爸。当鹅爸爸神秘兮兮地要告诉阿宝一个天大秘密时,许多观众还以为他是要告知其身世。据说,续集将会揭开阿宝的身世之谜。没有艺术加工,真实熊猫的身世不也是非常迷离、很有意思的吗?

柯勒的黑猩猩

德裔美国心理学家沃尔夫冈·柯勒(Wolfgang Kohler,1887~1967)在1935年因公开批评纳粹政权而被迫移民美国之前,在学术上已功成名就,担任柏林大学心理研究所所长多年。他的主要学术成就是参与创建名列心理学六大门派的格式塔心理学派(“格式塔”是德语“整体”的音译,又译做完形心理学派),但是,他最广为人知的研究成果是对黑猩猩的思维能力的有趣实验。

1913年,柯勒前往非洲的西班牙属地加那利群岛的特内里费岛,担任普鲁士科学院设在那里的类人猿研究站主任。不久,第一次世界大战爆发,柯勒被困在了岛上,和九只黑猩猩相伴,待了大约七年。岛上有一个巨大的室外实验场地,还有一些“玩具”——箱子、木杆、竹竿等。柯勒就用它们对黑猩猩做了一系列实验,并用电影记录下来。

其中最著名的是“接竿实验”。柯勒将黑猩猩关在笼里,笼里有一粗一细两根竹竿,笼外远处放着香蕉,但是竹竿不够长够不着香蕉。在尝试了许多次之后,黑猩猩把细竹竿的一端塞进了粗竹竿的孔中,将二者连接在一起,然后用它把香蕉拨了过来。

另一个著名的实验场景是这样的:在天花板上悬挂着一串香蕉,黑猩猩跳来跳去想去抓它,但是够不着。在蹦跳了一段时间后,黑猩猩生气地走开了,可它又突然停下来,看看香蕉,又看看放在场地上的玩具,反复看了几次后,最终开始用玩具来获取香蕉。不同的黑猩猩采用不尽相同的方式。一只黑猩猩把一根木杆放在香蕉下,试图沿着木杆爬上去。有几只黑猩猩把几个箱子搬到香蕉下,成功地垒放起来,但是难以保持箱子重心平衡。有一只黑猩猩只搬来一个箱子放在香蕉下,爬上去之后,用一根木杆把香蕉打了下来。

这一切似乎表明黑猩猩具有一定的推理能力,能够根据目标和工具制定行动方案。柯勒将这称为“顿悟学习”,而不是经过反复的试错经验之后才掌握的。但是,人们在电影里看到的并非实验的全部。实际上,电影中的黑猩猩此前已多次面对同样的问题,经过长时间的练习才慢慢地获得成功。

柯勒逐渐对整日和黑猩猩打交道感到厌烦,对进一步研究失去了兴趣。他对黑猩猩做的实验,大部分是在他抵达特内里费岛后的六个月内完成的。上世纪40年代,其他人在重复柯勒的实验时,不由得怀疑黑猩猩是否真的具有柯勒所说的“顿悟学习”的能力。如果把木杆给黑猩猩,它们就会用它来戳、打几乎任何东西。即使周围没有东西,它们也会乱舞木杆,或试图把两根木杆连接在一起。见到箱子,它们喜欢跳上去,向上举起双臂蹦跳,或在箱子上挥舞木杆。如果有几个箱子,它们也喜欢把箱子垒放起来。在它们这么做的时候,天花板上并没有挂着食物。如此看来,黑猩猩的接杆、垒箱、舞杆,其实只是一种本能反应,而不是在见到食物后推理、计划的结果。

上世纪60年代,珍·古德尔(Jane Goodall)开始在坦桑尼亚的冈比保护区观察黑猩猩。不久,就看到一头取名灰胡子大卫的黑猩猩摘取一片草叶,仔细加工得又滑又直,将之伸进它已用指甲挖了一个小洞的白蚁巢中钓白蚁吃。这个发现轰动一时,此后经常被作为黑猩猩能够有意识地制造工具的例子加以引用。即使这个著名的例子,也不是没有疑义的。许多人都观察到,黑猩猩对枝条、条形草叶有天生的兴趣,经常无缘无故地折、摘它们进行加工打发时间。黑猩猩对用条状物戳小洞也有天生的兴趣:那些在实验室养大的黑猩猩,虽然从未见过白蚁巢,但是也天生就喜欢拿着铅笔之类的条状物去刺探电源插孔之类的小洞。所以,黑猩猩加工草叶钓白蚁也有可能是纯粹的本能反应和试错经验,未必涉及有意识的心理活动。

当然,我们现在已有足够多的证据能够证明黑猩猩的确具有一定的推理能力。但是在许多情况下,动物的某种看似巧妙的行为究竟是出于本能还是出于智能,并不是那么容易区分的。即使是我们人类,智能与本能也经常混杂在一起,并不是非此即彼。我们可以一边作出本能反应(例如呼吸、咳嗽),一边进行无关的思考,可以因为某种本能反应而引发思考(例如因为咳嗽而怀疑自己是否生病),可以因为心理活动而作出本能反应(例如因为害羞而脸红),也可以有意识地模仿本能反应(例如假装咳嗽)。

最耐渴的动物

世界上什么大型哺乳动物最耐渴?人们马上会想到骆驼。的确,骆驼极其耐渴。在炎热干燥的沙漠中,人如果24小时不喝水,将会因为脱水而死亡;但是骆驼可以长达一周不喝一滴水,也能生存下来。骆驼有这样的本事,主要是因为它能够在体内储存大量水分,一次能够饮用相当于其体重30%的水,然后再慢慢地消耗掉。另外,骆驼也很能忍受脱水,即使身体失去了25%体重的水分也没事,而人一旦失去10%体重的水分,就是致命的。

但是,与生活在非洲撒哈拉地区半沙漠地带的弯角大羚羊相比,骆驼的这点儿本事就算不上什么了。弯角大羚羊(以下简称大羚羊)可以长达10个月不喝一滴水。在炽热的沙漠中,一只大型哺乳动物怎么能够如此长时间不喝水也活得好好儿的?

哺乳动物作为恒温动物,一般必须把体温保持在大约38摄氏度才能维持正常的生理功能。但是在撒哈拉地区,白天的气温通常高于38摄氏度,最热的时候能超过50摄氏度。在如此炎热的环境中,哺乳动物主要通过让体内的水分蒸发的方式(出汗或喘气)来散热。这是一种很有效的降温方法,每克水分蒸发掉时能带走2.4千焦的热量。但是,这种方法有个缺点,如果不及时补充水分的话,身体就会很快地脱水。

为了保持身体水分,大羚羊既不出汗也不喘气,而是用一种奇特的方式来应付炎热的气温:把体热储存起来。这就意味着它的体温会不断地上升。大羚羊能够忍受高达46摄氏度的体温,超过这个温度才不得不出汗把体温降下来。骆驼也有类似防止出汗的机制,但是它只能忍受41摄氏度的体温。

维持如此高的体温,除了避免出汗,还有个好处:因为体温与气温接近,空气可以传给身体的热量就少了。但是,大羚羊发如此高的“高烧”,为什么不会妨碍其正常生理功能呢?许多细节我们还不清楚,不过,我们大体知道它是如何防止头脑发热的。来自大羚羊心脏的血液由颈动脉送往大脑时,经过头部一个叫海绵窦的地方,在那里,颈动脉变成了数百条细细的小动脉。在海绵窦还有许多流向心脏的小静脉,它们来自鼻腔,其中的静脉血在流经鼻腔时,被空气冷却了,它的温度要比动脉血低。这样,小动脉血的热量就会传递给静脉血,从而使血液在进入大脑时得到冷却,温度能降低3摄氏度,防止对温度最敏感的大脑受到伤害。

白天储存在体内的热量,到了气温较低的晚上,就会逐渐释放出去。这时候,大羚羊又能让体温一直降到36摄氏度以下。这样在第二天白天时,它又能储存更多的体热。

大羚羊的肾脏能够非常有效地减少尿中的水分,它的尿是高度浓缩的。不过,它的尿中毕竟还有些水分,它的粪便也要含有一点儿水分才排得出去,这样,大羚羊还是会损失一些水分。为了防止脱水,大羚羊仍然需要补充水分。在无水可饮时,它只能通过食物来补充水分。大羚羊常吃的草水分并不多,在白天只含有1%的水。不过,到了晚上,随着气温的下降和湿度的上升,这些草的水分含量会增加20倍。大羚羊白天不进食,只在黄昏和夜间进食,能最大限度地保证吸取食物中的水分。

大羚羊还有一种独特的获得水分的方式。食物中的营养成分例如碳水化合物,在新陈代谢时能产生水。因此,实际上所有动物都能通过这种方式间接获得水分。不过,这个代谢过程需要氧气参与,而每次呼吸都会带走体内的水分。通常情况下,呼吸时损失的水分多于代谢过程中产生的水,是得不偿失的。大羚羊却有办法改变这个产出比,这个方法其实很简单。在晚上,大羚羊一边让白天储存的体热散发,一边开始非常缓慢地做深呼吸。深呼吸能吸入更多的氧气,通过新陈代谢制造更多的水分,而夜晚空气湿度比较高,通过呼吸散失的水分就比较少。这么一来,大羚羊就能通过一晚上的深呼吸让体内累积更多的水分。

就这样,通过白天储存体热晚上散发,浓缩尿液避免水分丧失,夜间进食摄取食物中的水分和深呼吸制造代谢水等方式,大羚羊巧妙地适应了既炎热又缺水的半沙漠环境。这种适应性是如此成功,使弯角大羚羊曾经是撒哈拉地区数量最多的大型哺乳动物之一,一度多达数十万只。

但是,再成功的物种也难逃人类的毒手。几十年来,为了获取羚角、皮毛、肉,或仅仅为了好玩,军人、商人、猎人们乘着汽车,挥舞着枪支,对弯角大羚羊进行了大屠杀。到上世纪90年代,弯角大羚羊已在野外被消灭得干干净净。现在,只剩下数千只弯角大羚羊被人工圈养生存了下来,其中大多数养在美国得州的牧场。弯角大羚羊历经数百万年进化而来的那套巧妙的适应方式没有了用武之地。一个物种如果失去了其野外栖息地,丧失了其主要习性,即使能继续繁衍,也只是徒具其形,近乎灭绝。

嗜血的生涯

金庸的武侠小说《倚天屠龙记》中有一名武林高手因为练功出了差错,需要经常吸人血解毒,否则全身血液就会凝结成冰。他因此得了绰号“青翼蝠王”,又被骂为“吸血蝙蝠”。这一描写犯了文化错误:在中国传统文化中,蝙蝠被视为福泽祥瑞的动物,并不令人恐怖;在西方传统文化中,蝙蝠才是邪恶的象征,而这一描写显然取材于西方的吸血鬼传说。

它也犯了时代错位的错误。在故事发生的时候(元末),不仅中国人,连西方人也不会把蝙蝠与吸血联系起来,因为以血为食的蝙蝠只生活在美洲。在新大陆被“发现”之后,欧洲探险家们才发现,竟然还有食血的蝙蝠。他们一度以为所有新大陆的蝙蝠都是食血的,联想到传说中的吸血鬼,便用它来命名,以至有十几种以果实为食的美洲蝙蝠至今还背着“吸血鬼”的恶名。其实,只有三种蝙蝠是以血为食的,其中白翅吸血蝠和毛腿吸血蝠数量很少,主要食鸟血,与我们没有什么关系,而普通吸血蝠分布广泛,数量众多,主要食哺乳动物的血,一般说的吸血蝙蝠指的就是它。

在恐怖电影中,吸血蝠常常被表现为像狐蝠那样的大型蝙蝠从天而降,并凶猛地向动物或人发起攻击,从颈部直接吸血。实际上,吸血蝠并没有那么恐怖。它们是小型的蝙蝠,身体只有人的拇指大小。它们更不敢明目张胆地进行攻击。为了避免被鹰等天敌捕食,它们只在夜间没有月光的时辰出行,悄悄地寻找熟睡的哺乳动物。

和许多种蝙蝠一样,吸血蝠有发达的回声定位系统,低空飞行时通过发射、回收声波,以及靠嗅觉和听觉来确定猎物的位置。和其他蝙蝠不同的是,吸血蝠的前肢有发达的拇指,这使得它不仅能飞,也能在地上快速奔跑、跳跃,速度能达到每秒2.2米。在发现猎物后,吸血蝠降落到地面,跑向猎物,然后爬到猎物身上毛发较少的部位。它们的鼻子里有热感受器,用来寻找猎物皮肤上的血管。在确定了下口的位置后,它们先用犬牙剪掉多余的皮毛,然后用刀片一样的门牙切开一个几毫米长的小口。刀口极为锋利,刀法又非常快速,猎物对此不会有任何知觉。

吸血蝠并非真正直接从伤口吸血,而是在血从伤口流出后,用舌头吮吸。这样,一个小伤口在正常情况下只会流出一滴血就凝固了。为了保证血液能不停地流出来,在吸血蝠的唾液中含有几种特殊的成分,一种防止血液凝固,另一种防止红细胞凝集,还有一种抑制伤口附近的静脉收缩。这样,即使在吸血蝠吃饱喝足离开后,伤口的血也还在不知不觉地流淌。吸血蝠喜欢当回头客,在下次进餐时间来找同一只猎物,从同一个伤口下口。就像我们能根据说话的声音辨认人,吸血蝠能够根据呼吸的声音认出同一只猎物。

根据“吃什么补什么”的传统观念,既然血对身体的功能是如此重要,人们会以为血是大补的食品,所以才会出现吸血疗伤的故事。其实,血液的营养价值并不高。它绝大部分成分都是水,主要的营养成分是红细胞中的血红蛋白,一升血也不过含100多克。一只体重30克的吸血蝠,需要一次进餐20分钟,吃下20毫升的血,吃成一个皮球,才算吃饱了。这相当于它多了60%的体重,如此沉甸甸、圆滚滚的蝙蝠是没法飞起来的。为了减轻负担,吸血蝠一边吃血一边排尿,尽量把血液中的水分排出去。回到老巢后,再慢慢地消化血液中的蛋白质。

要吃到血并非易事。调查表明,成年吸血蝠平均每25个晚上就有一个晚上没能吃上血,而年轻吸血蝠更是一周就得饿上两个晚上。其他吸血的动物,例如蚂蟥、虱子,也要经常挨饿。对冷血动物来说,饿上几天、几个月甚至几年都不是问题,但是吸血蝠是恒温动物,需要不断补充能量维持体温。如果连续两个晚上都没吃的,吸血蝠就会饿死。完全以血为生真是一件危险的事。吸血蝠以一种独特的方式渡过难关:有福同享,有难同当。归巢后,吸血蝠会热情地互相梳理毛发,没有吃到血的蝙蝠乘机向吃到血的蝙蝠索取食物,后者往往会反刍出一些血吐给前者,让它不至于饿死,下一次轮到自己挨饿时就能得到回报。

欧洲移民为吸血蝠带去了充足的血源:马、牛、猪等家畜成了吸血蝠的主要猎物。在户外睡觉的人,有时也成为它们的攻击目标。它们喜欢咬的部位是熟睡的人暴露在外的脚指头。人失血几十毫升并没有性命之虞,糟糕的是吸血蝠能传染狂犬病。2005年,巴西两个月内就有1300人被吸血蝠咬伤,其中23人染上狂犬病身亡。如果没有人类畜牧业的支撑,吸血蝠还以野生动物为猎物的话,嗜血的生涯是很难捱的,它们的数量也不至于多到被视为害兽需要加以消灭的地步。

鲨鱼中的古怪另类

2007年11月17日,《北京晚报》刊登了一篇题为《尊严——〈加布林鲨鱼的悲情母爱〉读后感》的散文,介绍说深海有一种非常凶猛、名为加布林鲨鱼的噬人鲨,又叫“魔鬼鲨”。当它被围入渔网几经挣扎不得脱身时,会自行爆炸成大大小小的碎块,宁肯粉身碎骨也不愿被人活捉。所以直到现在,还没有人捉到过一条完整的加布林鲨鱼,人们通常见到的不过是魔鬼鲨的碎块而已,极像砖块或瓷器破碎后的样子……于是,作者感叹道:“任何研究都应该在‘生命’面前止步。如何尊重生命,敬畏生命,当是人类最为重要的研究。加布林鲨在人类面前誓死守护的尊严,难道不值得每一个自称高级的人类思索?”

有一个读者问我这是真的吗?是不是像旅鼠会“奔赴死亡之约”的传说那样只是以讹传讹?这当然是捏造出来的,和旅鼠的传说不同的是,它不是国外传入的古老传说,而是国内的某个文人2006年才炮制出来的,以《加布林鲨鱼的悲情母爱》等为题刊登在多家报刊上,虽然号称是“编译”,但在国外文献中找不到这种说法的任何痕迹;虽然文章声称是在叙述2004年一次科学考察的经历,但它其实是百分之百的幻想作品。可这样一则无稽之谈,被许多人当成纪实而深受感动,乃至据此批评科学研究。

加布林鲨鱼和“魔鬼鲨”很显然分别是英语Goblin Shark的音译和意译,加布林是西方民间传说中一种相貌丑陋、喜欢恶作剧的妖怪。这种鲨鱼的中文名字叫做剑吻鲨或尖吻鲨,指的是它长着一个像短剑一样突出的长鼻子(动物学上称为“吻”)。有关它的最早记录,是1898年于日本横滨取得的一具完整的标本,生物学界由此首次知道有这个物种的存在。此后,又陆续在太平洋、大西洋的各个地方抓到过。不过,剑吻鲨虽然分布广泛,却一度被认为非常稀有,每抓到一条都会有记载,到上世纪末,共报道抓到了45条。

剑吻鲨的数量其实比人们想象的要多得多,样本少的原因可能是这种鲨鱼一般生活在数百米深海处,不容易被捕捉到。在1995年5月到1996年10月这短短一年多的时间里,人们用底刺网捕捞,在东京海底峡谷100~300米深处抓到了大量的剑吻鲨——多达125条(注:这次捕捞情况在2003年才报道)。2003年4月,人们在两周内于台湾海域捕捞到了100多条剑吻鲨。虽然被捕获的这些剑吻鲨都已经死了或很快就死了,但没有一条是爆炸而死的,而且还有被活捉的。2007年1月,在东京湾有一条剑吻鲨被活捉,被送到东京海洋公园展览,两天后死亡。2月,又有一条剑吻鲨被活捉,在日本东海大学海洋科学博物馆养了一周后才死亡。它们也都不是自爆死的。

当然,像所有其他动物一样,剑吻鲨在被捕获时,也会猛烈挣扎,试图咬破渔网逃生。在挣扎中,它们的头部往往会发生一定的变形,这曾经导致某些剑吻鲨样本被当成是新发现的物种。

我不知道为什么有人要编造出剑吻鲨有什么宁死不屈的“尊严”。不过,在已知的400多种鲨鱼中,剑吻鲨的确显得很古怪。它是剑吻鲨科的唯一成员。一般的鲨鱼都有一个比较突出的吻,但是很少有谁像剑吻鲨那样长着这么长的吻。一条三米长的剑吻鲨,它的吻长能超过半米。更奇怪的是,剑吻鲨长着一个能屈能伸的长嘴。当它把嘴收起来的时候,它的样子看上去和别的鲨鱼没有太大的区别,只是吻长了点儿。但是当它把嘴伸出来,伸到吻底下时,看上去就完全像是一种丑陋的史前动物了。

以前捕获到的剑吻鲨的皮肤颜色是灰色的,好像没什么特别的。直到人们见到还活着的剑吻鲨,才发现这居然是一种粉红色的鲨鱼。并不是因为它的皮肤有红色素,而是因为它的皮肤是透明的,身体表面毛细血管中的血液显现出来了。

鲨鱼没有鱼鳔,它是通过肝脏里的脂肪来调节浮力的。所以,鲨鱼有一个特别大的肝脏。不过,即便如此,鲨鱼身体的比重还是比海水大,要靠不停地游动才能避免沉入海底。剑吻鲨的肝脏又比一般的鲨鱼大得多,占了其体重的四分之一,这使得其身体比重接近海水,即使不游动也不容易下沉。

一般的鲨鱼都有非常发达的肌肉,行动迅速、敏捷,异常凶猛。但是,剑吻鲨的肌肉松软无力,它的身体的其他特征也表明它行动缓慢。这样的鲨鱼是不会对人造成威胁的,要追杀猎物也很成问题。当然,剑吻鲨也不是吃素的,检查它的胃内食物可以知道,它以硬骨鱼、乌贼、甲壳动物为食。那么,它是如何觅食的呢?很可能是这样的:剑吻鲨悄悄地停留在黑暗的海中央,通过吻内丰富的电感受器侦察周围的一举一动。一旦有猎物靠近,就突然伸出嘴巴,张开咽喉,二者结合大大地增加了喉咙的容量,在咽喉内产生一个很大的负压,把猎物吸进去,再把嘴巴缩回,几排像钉子一样的牙齿就能咬住猎物。谁能想到,竟有靠守株待兔为生的鲨鱼?

每种生物本身都有其奇妙之处,如果了解了它们,就没有必要去编造骗人的神话了。

如鱼得水咸淡自知

曾经在电视节目中和我辩论过的台湾“排毒教父”林光常因为犯有欺诈罪,在台湾被判刑两年六个月。此前在媒体的炒作下,林光常曾在大陆风靡一时,他宣扬的稀奇古怪的“另类养生”拥有众多的追随者。例如,他提倡喝没有烧过的“生水”,因为水烧过以后,水中的氧气跑掉了,成了没有氧的“死水”,据说就没有保健价值了。常温常压下,一升水的溶氧量大约是6~10毫克,而一个成年人在平静状态下每分钟大约呼吸16~20次,吸入的氧气量大约是250毫升,等于360毫克氧。也就是说,一升水中的溶氧量比一次呼吸吸入的氧还少,水中的那点儿氧气对人体来说微不足道,毫无价值。

但是,水中那点儿氧气对鱼类至关重要。鱼类和人一样,需要不停地吸入氧气维持生命活动,而除了肺鱼等极少数的种类外,鱼类只能通过鳃从水中吸入氧气。鱼不是用鼻子,而是用嘴呼吸的:先是移动下巴,扩大嘴巴的容积,制造出真空,水就从外面被压入了嘴巴;然后扇动鳃盖扩大鳃腔,制造出另一片真空,让嘴巴里的水往鳃流去。鱼鳃由许多鳃丝紧密排列组成,鳃丝上有无数的细小突起,称为鳃小叶。呼吸时,鳃丝、鳃小叶都完全张开,扩大了鳃和水的接触面积,以便尽可能多地摄取氧。鳃小叶表层只有一层上皮细胞,下面密密麻麻地分布着毛细血管,因此水和血液仅隔两三层细胞,水中的氧能轻易地进入毛细血管,随血液循环输送到身体各部分,同时血液中的二氧化碳则透过鳃小叶排到水中。

所以,鱼鳃能高效地进行体内外的气体交换,但是这也意味着它能高效地进行体内外的水交换。这使得海鱼面临着一个严重的问题。因为海水的盐浓度比血液的盐浓度高,而在渗透压的作用下,水将自动从低浓度溶液渗透到高浓度溶液中。鱼每一次呼吸,海水流经鳃,给血液送去氧的同时,血液中的水也会流到海水中。血中的水流走后,血容量减少,血压下降,下降到一定程度,心脏就无法把血输送到全身各处了。而且血中水分减少,血盐浓度随之增加,夺走了细胞中的水,细胞就有了脱水死亡的危险。

为了防止脱水,鱼必须从外界补充血液中丧失的水分,也就是必须喝水。谁都知道,人再渴也不能喝海水,海水进入肠道以后,反而会把体内的水夺走,会越喝越渴,脱水会越厉害。但是,海鱼没有别的水可以选择,只能靠喝海水来补充水分。海水进入鱼肠内,怎么防止血液中的水被进一步夺走,而从海水中吸取水分呢?

渗透现象是无法改变的,只能试图去改变渗透的方向,那就要让体内的盐浓度比海水还高。为了做到这一点,海鱼在喝水之前要先吃盐:肠壁细胞中有“分子泵”,能把肠道内海水中的盐转运到肠道外,使得肠道外体液的盐浓度变得比肠道内海水的盐浓度还高,于是水分就从肠道内渗透到肠道外,由血液带走。

目录
设置
设置
阅读主题
字体风格
雅黑 宋体 楷书 卡通
字体大小
适中 偏大 超大
保存设置
恢复默认
手机
手机阅读
扫码获取链接,使用浏览器打开
书架同步,随时随地,手机阅读
首 页 < 上一章 章节列表 下一章 > 尾 页