据《东方今报》报道,在河南巩义、偃师、孟津三地交界的地方,九曲黄河在这里拐下最后一个弯。就在这里的黄河滩区,大量大雁被人们用毒饵和铁夹捕杀,然后被送进大大小小的餐馆。当地的捕雁人更是发挥了人类的聪明才智,他们知道一旦有雁被铁夹夹住,它的伙伴往往会不忍离去,试图救援,这时,更多的雁就会被附近的连环铁夹困住。真是“问世间情为何物,直教生死相许,天南地北双飞客,老翅几回寒暑”,寒暑在这荒凉的黄河河滩,画上了句号。更为讽刺的是,这片地区,是中国观鸟爱好者的天堂之一。在我国,这样的观鸟者天堂往往就是鸟类的地狱,相似的情况还发生在鄱阳湖和洞庭湖区。
其实,雁是雁形目雁科中众多鸟类的统称,而不是一种。我们常说的大雁,一般指的是鸿雁Ansercygnoides,其他常见的雁还有灰雁、豆雁、斑头雁等等,我们家养的鹅则是驯化的雁。早在5000多年前,古埃及人就尝试驯化雁了,在世界的其他地方,人们也几乎不约而同的驯化起雁来。时至今日,这些驯化的雁,我们称为鹅的,已经遍布世界各地。由于雁的种类众多,导致现在各地的鹅其实并不是一个独立的物种。我国的鹅大都是由鸿雁驯化来的,而欧洲鹅则主要是灰雁的后代。经过人们长时间的驯化,鹅与雁已经产生了一些明显的区别。鹅个头一般比雁大,由于体内脂肪含量更高,鹅的屁股比它们的野外亲戚来的丰满。同时,雌鹅一年平均可以产150枚左右的卵,远多于雌雁的5-12枚。另一种显而易见的区别是不管是灰雁鹅还是鸿雁鹅,很多都变成了白色,除非在冰雪的两极,否则一只雁变成白色是十分不明智的,那太显眼了。中国鹅还有一个独特的标志,就是额头上的那个肉瘤,这是所有雁和其他的鹅中不曾有的。
由于驯化的时间并不长,相比家鸡,鹅拥有更多的野性,很多鹅拥有相当的飞行能力。瑞典文学家塞尔玛?拉格洛夫就受那些振翅的鹅的启发创作了著名《尼尔斯骑鹅旅行记》,他笔下的大白鹅是由灰雁驯化而来,比我们常见的鸿雁鹅驯化时间更短,飞行能力更强。而我国新疆有种塔城鹅,也来自灰雁,至今仍然保留半野生的特征——早上自行飞出去觅食,傍晚再返回鹅圈。即便我们身边的鸿雁鹅,偶尔也会有一两个异类——几个月前,北京昌平一个人被天上掉下来的“大雁”砸伤,而照片上那只晕乎乎的“大雁”额头上赫然长着一个肉瘤,显然也不是刚刚撞出来的包。
在野外,雁是一种群居鸟类,平时十几只组成一个小群体,休息时有专门的哨兵雁负责警戒。当有入侵者靠近,哨兵雁会发出警报,并展开攻击。鹅在这一点上很好的继承了雁的勇猛无畏,尤其是当你的邻居养过几只鹅的时候,你一定会赞同这个评价。在很多地方,鹅都用来当作看家护院的保镖。相比狗,它们饲喂更容易,最关键的是,鹅对你的美食贿赂几乎视而不见,狗则常常被肉骨头引开。历史上最著名的战例是公元前390年,当高卢人试图夜袭罗马城的时候,是神庙中被作为圣物饲养的大白鹅首先发现了敌人叫醒了罗马守军。时至今日,欧洲许多威士忌酒窖仍然沿袭传统用鹅来守卫。
我们对雁的群体性认识,更多地体现在它们“一会儿排****字,一会儿排成一字”的飞行编队上。对于雁,一年两次的迁飞,是一项事关生死的远征,即使没有毒饵和铁夹。以鸿雁为例,它们每年往返于西伯利亚的繁殖地和我国南方的越冬地之间,单程距离就达3000千米左右。这是对体力的极大考验,尤其是那些当年孵化的幼雁。为了节省体能,雁充分利用了空气动力学和大公无私的团队精神。当逆风飞行时,它们排****字形,后面的雁飞在前一只雁翅膀的涡流里,这样可以省力许多;而当遭遇侧风时,它们就变换成横队。就像环法自行车赛里面的车队一样,大家交替领骑,让队友节省体力。车队中重点保护的是那位具有夺冠实力的队员,而雁队中受到保护的则是那些体弱的幼雁。
雁的这种群体特性常常成为它们悲剧命运的源头。借这种特性猎杀大雁的行为古已有之。话说当年,金代诗人元好问在途经山西某地时,曾经碰到猎人捕雁。一对大雁中一只被杀,一只逃脱,但逃脱者并不离开,“竟自投于地而死”。元好问被这事感动,买下双雁合葬一处,还写下了著名的《雁丘词》。诗的开头两句脍炙人口:问世间情为何物,直教生死相许。当然,那些大雁的捕捉者和食客们,在用雁脍炙口时,多半是不会想到这么多愁善感的句子的。
《一百种尾巴或一千张叶子》 第二部分 御风而行(1)
小满这天下午,一个26岁的年轻女医生,手持尖刀,在一所小学的楼梯上把一名12岁的小女孩双侧颈动脉割断。十个小时的手术,相当于全身血量两倍的输血都没能挽救回这个即将走向花季的少女的生命。这个女孩的父亲,是我的同事,一名呼吸科医生。他曾经是那个杀手女医生的实习老师,他们之间曾经有一段没有结果的感情。
发生在身边的血案,让我和同事们震惊不已,每当论及此事,大家觉得很难理解,与凶手无怨无仇的这个女孩怎么就成了暴力的牺牲品。而我的第一反应则是,这是典型的“杀婴行为”。
杀婴行为Infanticide是指成年动物杀死同种未成年个体的行为。动物学家们长期以来都认为同类相残的事情在动物界并不多见,因为自相残杀对整个种群而言是不利的,因此必定会被进化过程淘汰。所以即便看起来你死我活的求偶争斗,不过也是一种仪式化的行为而已。1965年,日本科学家杉山幸丸发表的一篇名为《论野生条件下长尾叶猴的社会变动》OnthesocialchangeofHanumanlangurs(Presbytisentellus)intheirnaturalconditions的论文最早严谨的揭开了长期笼罩在动物界的那层和谐的面纱。长尾叶猴是一种群居的猴子,一般一个猴群有一头成年雄猴,几头成年雌猴和若干小猴组成。流浪的光棍雄叶猴总是抓住一切可能的机会挑战那些妻妾成群的优势雄猴,这种争斗异常惨烈,一旦挑战者获胜,它便会杀死群中所有老猴王的骨肉。
这一血腥的场景一经披露,立即在人类社会里掀起轩然大波。人们本能的抵触这种事情,以至于在学术界里,杉山这些先驱者的研究被长期压制。美国康奈尔大学的动物行为学家豪斯法特GlennHausfater认为,杀婴行为在当时没有被广泛接受是因为人们觉得这是种很邪恶的行为,有些人甚至认为去想象这种事也是罪恶的。
但事实并不因人们的好恶而发生改变。越来越多的野外观察证实了许多动物都有类似的行为。另一方面,以道金斯RichardDawkins为代表的新一代的进化论者在上世纪70年代末推出了惊世骇俗的“自私的基因”的概念,让整个生物学乃至社会学界为之一震。根据道金斯的说法,每个生物不过是基因传递的载体,进化的过程将使得生物体为了将自己的基因传递下去而无所不用其极。
杉山的发现公布20多年后,人们终于认可了杀婴行为是动物界广泛存在的一种现象。最著名的莫过于对狮子的研究。狮群里的雄狮看上去很风光,实际上它“在位”的时间平均不到2年,然后就会被新的狮王取代。新狮王会将狮群里所有9个月以下的幼狮杀死,虽然母狮会奋力保护,但结果仍然是出生后头一年死掉的幼狮中,四分之一是杀婴行为的受害者。这一研究的一个成果就是风靡世界的动画片《狮子王》的问世。
新狮王杀死幼狮,一方面可以让自己的骨肉在未来少了很多竞争者,另一方面的好处则更“立等可取”。几乎所有的雌性哺乳动物在哺乳期都不会排卵,雄狮杀死嗷嗷待哺的小狮子,终止了雌狮的哺乳期,它自己才有做父亲的机会。
雄性大鼠将这一行为发挥到了极致,每当与雌鼠*完毕,它便变得非常有攻击性,会吃掉所有的小老鼠,这一狂热的时期将会持续3周。三周后,雄大鼠突然变得温情脉脉,对小老鼠关怀备至。好景不长,两个月后,它又会变成杀婴恶魔。这一周期恰到好处,因为大鼠的孕期是21天,小老鼠从生下来到能独立活动的时间恰好是两个月。
上面我们看到的对幼崽痛下杀手的都是雄性动物,这是因为在大多数情况下,雌性是一种稀缺资源,“她”要孕育、抚养后代。这期间,雄性动物却无所事事,在“自私的基因”的驱使下,“他”会找到一切机会传播自己的基因。凡事总有例外,动物学家们也发现了不少雌性动物杀婴的情况。
比如一种叫做肉垂水雉Jacanajacana的长脚水鸟,雌鸟产卵后便撒手不管,将孵卵和育幼的工作全部交给雄水雉来做。这时杀婴行为就发生了逆转,无事可做的雌鸟会伺机杀死别的雌鸟产下的幼鸟。鸟类学家埃姆伦StephenEmlen目击过雌水雉无情的用喙把雏鸟扔得到处都是,直到全部死去。失去了雏鸟的雄水雉便会跟这个杀人凶手*,让“她”产下一窝新卵。
但凡事情到了人类身上,总是有些纠结。人类的确存在各式各样的杀婴行为,从堕胎到弃婴,但人们总是能给这些事情找到冠冕堂皇,很有“人味”的借口。回到那名冷血的女医生,当她失去“理智”,便会被简单的动物性所驱使。不管怎样,这起女医生杀害女童的悲惨事件至少说明,人从某种程度上像肉垂水雉,雄性在育幼过程中也扮演着不可取代的作用。
《一百种尾巴或一千张叶子》 第二部分 御风而行(2)
撰文王冬
人类本质上是一种运动能力极端退化的动物,与人个头相仿的动物,绝大多数都能在运动场上让人输到无地自容。不过,虽然游不过海豚,跳不过羚羊,甚至跑不过大熊猫,好歹我们还对可以这些竞技说重在参与,而有一种运动能力,却是长久以来只能在大脑中YY才能拥有的:飞行。
自从人类拥有了想象力而成其为人以来,“飞行之梦”就一直萦绕于整个历史,然而在这条时间长河的绝大多数瞬间里,我们的祖先能做到的只是仰天长叹,看看那些潇洒的飞行动物。
更具有讽刺性的事实是:现今地球上大多数的动物都会飞,这一点恰恰因为人类自己不属此列而被忽视。要知道,已知的昆虫种类多达百万之巨,还有至少400万种尚未命名,加起来占地球现存动物物种的78%,其中不会飞的种类只有寥寥数万种。就数目而言——据科学家估计——此时此刻,有10的19次方个(也就是1千亿亿个)会飞的虫子与你我共同生活在这个不怎么大的星球上。当然,这些昆虫往往被视而不见,就连它们高超的飞行技术也不过最近才得到人的关注。
剩下的飞行动物也同样数量庞大,其中的主力就是鸟。现存为我们所知的鸟类有9600多种,远多于人类所属的哺乳动物(只有4000多种)。即便是在哺乳动物中,会飞的动物数量也远远多于人们的想象,哺乳动物中的飞行家蝙蝠就有990种之多。另外,在遥远的中生代,还生活着大量会飞的爬行动物——翼龙,它们中有些种类是有史以来最大的飞行动物。
这四大类占据了飞行动物的绝大部分名单。
什么叫“飞”
要探究动物飞行的奥秘,先要界定飞行的概念。首要的,飞行是一种克服地球引力的运动方式,一只跳蚤跳得再高,它并不想用任何方式来产生哪怕一丁点儿的升力,所以它仍然只是在跳,不叫飞;其次,飞行应当是一种主动的行为,一条被龙卷风卷到大街上的鱼显然不能被认为是飞行动物;最后,飞行应该是一种可控的运动方式,失足跌下悬崖的人,不管他是主动还是被动,或者他伸展双臂作出超人状,那顶多算是“跌得好看”,与飞无关。
有了这个框架,我们就可以定义动物飞行的种类了。
滑降/滑翔:如果仅仅是依靠重力作为飞行的动力,就要归为此类。在这种情况下,前进的距离小于下降的高度,也就是滑翔角大于45度时,称为滑降。如果技艺再高超些,滑翔角小于45度,就可以称为滑翔了。这可能是最简单的飞行方式之一。
扑翼飞行:这是最为人知的飞行方式——动物通过不断扇动翅膀产生升力和推力,从而能持续的飞行。
展翅翱翔:翱翔,很多人将其与扑翼飞行混为一谈,的确,很多翱翔飞行的动物本身也是扑翼飞行者,但两者间有着截然不同的空气动力学原理。
从帆船好手起家
当你在花园里驻足观察那些胖胖的蜜蜂在花丛中起起落落,或者在厨房手拿蝇拍对着狡猾的苍蝇无可奈何时,你一定认同以下观点:把飞行家这个名号冠于昆虫身上是当之无愧的。昆虫不仅是规模最为庞大的飞行者家族,也是地球上最早掌握这项技术的先驱者。人们在距今亿年前的石炭纪地层中发现了最早的有翅昆虫的化石,而这,仅仅发生于第一批动物登上陆地的7000万年后。
《一百种尾巴或一千张叶子》 第二部分 御风而行(3)
地球上的第一次飞行是个什么场景?这一历史性的时刻早已消失在岩层之中,不过,如果你足够幸运的话,在暮春时节的某一天,来到一条清澈溪流旁,会看到那一幕的再现。因为当年第一批飞行者的后代仍然活跃在我们的星球上,它们就是蜉蝣。现存的蜉蝣大约有2500种,多数是体长1厘米左右的小虫,它们有两对透明的翅,前翅大而后翅小。《诗经?国风?曹》中有一首诗专门描写这种小虫的翅 :蜉蝣之羽,衣裳楚楚。心之忧矣,于我归处?蜉蝣之翼,采采衣服。心之忧矣,于我归息?这种小虫的著名特性是成虫不进食,寿命很短。中国古人早就注意到这一点,形容它“不饮不食,朝生暮死”。几乎同时代,亚里士多德命名其“短促”,这一希腊词演化到英语就是ephemeron,为蜉蝣的统称。
蜉蝣生命的绝大多数时间生活在水中,以藻类为食,当它们准备好繁殖,便爬出水面,在水边的植物上蜕皮,成为有翅的成虫。这些获得新生的小虫子并不急于飞行,多数时候会聚集在水面上,伸展双翅,在微风的吹拂下于水面上滑行。当时机成熟,便风中舞动,在空中完成婚配。不久,雌虫产卵,刚刚脱离水面不过十几小时的蜉蝣们再次落回小溪,这也意味着它们个体生命的终结。公元3世纪的文学家郭义恭在他的《广志》中这样描述:“蜉蝣在水中翕然生,覆水上,寻死,随流而去。”
目前,多数昆虫学家认为,最早的昆虫也像蜉蝣一样,是从水面滑行演化到飞行的,最早的翅应该是风帆,而非机翼。而翅的起源在科学界已经有了比较公认的理论——它源于水生昆虫幼虫的羽状鳃,这种生在体壁两侧的鳃在蜉蝣的水中生活阶段发挥了巨大的作用。这种推测得到了分子生物学的佐证,德国分子生物学家麦卡利斯?阿维洛夫(Chalis*erof)和斯蒂芬?柯恩(StenphenM.Cohen)早在1997年发表的一篇文章中指出,控制翅膀发育的几个关键基因在其他无翅节肢动物中调控羽状鳃的发育。
昆虫的翅是一个工程学奇迹:一片几丁质的薄层,没有任何骨骼和肌肉的支撑。几丁质是构成昆虫外壳的多糖分子,说起来与淀粉、植物纤维同属一家。这种物质本身柔软而坚韧,在这方面碳纤维复合材料都无法与之相比。几丁质中贯穿着翅脉,它们是液压管道,正是这些液压管道让昆虫的翅膀有了足够的刚性来满足飞行时巨大的应力考验。与鸟、蝙蝠的翅膀一样,昆虫翅膀的剖面上端弯曲下端平直,这使得空气流过翼面时产生升力。不过如果你要以为昆虫的飞行不过如此,那就大错特错了。
昆虫与其他任何飞行动物的标志性的区别,在于它们扇动翅膀时高得惊人的速度——蜻蜓一般为每秒200次,而蚊子和马蜂则能高达每秒1000次。想想看,把一辆汽车的油门踩到底,怒吼的引擎也只有每分钟数千转而已。不仅如此,如果逐格回放高速摄像机拍摄的昆虫飞行影像,你会惊奇地发现,昆虫扑翼可不简单是上下运动,它们翅膀的“攻角”(也就是翅膀平面与气流的角度)处于时时变化中,而从侧面观察,昆虫的翅膀其实是在划八字形。直到最近,人们把昆虫放进风洞好好研究了一番才发现,其实这些小家伙的翅膀是在空气中制造涡流,依靠这些可控的涡流,它们的翅膀在向下和向上拍动时都能产生升力,这是鸟与蝙蝠绝对无法做到的。现代航空界中对可控涡流的研究和应用只不过是最近十几年的事,这还多亏了超级计算机的帮助。一只小蜜蜂借助这些涡流,产生达到其体重3倍的升力,而向前的推力则是体重的8倍之多,与之相比,一架战斗机的推力/重力比能达到2就可以笑傲江湖了。这样你就不难理解,为什么苍蝇能在空中做出令人匪夷所思的急转弯了。
《一百种尾巴或一千张叶子》 第二部分 御风而行(4)
当然,这一切代价也相当高昂,飞行是件十分费力的活儿,一只果蝇飞行1小时就要消耗掉体重的10%。当然,果蝇使用碳水化合物作为动力来源,这有点儿不太划算,其他很多昆虫直接利用脂肪作为“燃料”,便让航行经济性大为改观。所以你绝对不能小看昆虫的能力,一只小小黑脉金斑蝶能以每天150公里的速度连续飞行3000公里,完成从北美到中美洲的长途迁徙。
逍遥而生
长途迁徙,在昆虫界是少数勇士才敢尝试的壮举,而在鸟类中则是家常便饭。2007年3月28日,一只斑尾塍鹬悄悄降落在黄海海滨,鸭绿江口。这只体长不过40厘米的水鸟绝对值得大家起立鼓掌,因为根据固定在身上的卫星定位装置显示,它不间断飞行了9天,从遥远的新西兰北岛泰晤士河口而来,总行程达到了10200公里,这是迄今为止鸟类不着陆飞行的世界纪录。
鸟为什么这么能飞?可以说它们就是为了飞翔而生的。看一只鸟,首先映入眼帘的自然就是那满身羽毛。现存动物中,只有鸟类长着羽毛,被归为四种基本类型:体羽、绒羽、翼羽和尾羽。体羽就是覆盖鸟类身体表面的那种小型羽毛,主要作用是塑造鸟光滑的流线形身体;绒羽则是人们用来填充枕头和被子的那种细小羽毛,作用当然是保温隔热;翼羽是飞行的关键,也叫飞羽,只存在于鸟的翅膀上,它是不对称的,有助于形成上弯下平的翼面;而尾羽则通常是对称的,起到舵的作用。如果用放大镜仔细观察,你会发现飞羽的边缘绝非光滑,而是布满小勾,这让飞羽与飞羽之间牢固链接,如同尼龙快搭扣一样,让整个翼面结成整体。
鸟的翅膀形状也千差万别,长短宽窄各不相同,这都是鸟根据自己的生存条件量身定做的。翅膀长度和宽度的比在航空学上称为“展弦比”,展弦比越大的翅膀飞行阻力越小,但是机动性越差,所以那些不需要经常改变飞行方向的鸟的翅膀大多细长,比如信天翁,它翅膀的展弦比达到了25,而麻雀的展弦比只有5——带着一对冗长的翅膀在树丛里穿来穿去显然太不方便了。翅膀的尺寸也是很有讲究的,升力和阻力都与翼面积和速度平方的乘积成正比,所以这类大翅膀的鸟往往是不需要快速飞行的。猛禽或许是个例外,它们也都有一双巨大的翅膀,同时需要快速俯冲来捕猎。这不要紧,鸟翅膀与飞机翅膀最大的不同在于它灵活可变。游隼在俯冲时将翅膀完全收起,整个身体好似一枚炮弹,这让它的极端速度达到了每小时400公里。而需要长距离飞行的动物翅膀相对都比较小,比如天鹅,这让它们飞行的阻力更小,但伴随而来的弊端是起飞更困难,需要在水面或地面上长距离助跑获得初速度。大翅膀的鸟则要潇洒许多,翼展3米以上的信天翁或者康多兀鹫只需要从它们位于悬崖顶端的巢中跳入蓝天就可以自由翱翔了。
确实,翱翔是所有飞行中最逍遥的一种。伟大的庄子在《逍遥游》中有对扑翼飞行和翱翔的精彩解释。学鸠讥笑大鹏:“我决起而飞,枪榆枋而止,时则不至而控于地而已矣,奚以之九万里而南为?”扑翼飞行与展翅翱翔是完全不同的两种飞行方式,难怪“学鸠”无法理解。翱翔与滑翔也不一样,看起来都是不扇动翅膀,实则滑翔是屈服于地球引力,而翱翔则是借助外力无视地球引力。翱翔又分为静态翱翔和动态翱翔,前者借助热气流——太阳加热地面,裸露的岩石或土壤由于比热容低,升温更快,于是加热了近地面的空气,而热空气比重小,于是便上升,形成上升气流。这些上升气流好像肉眼看不见的螺旋形山峰,秃鹫、兀鹫和很多猛禽正是借助这些热气流长时间停留在高空。而动态翱翔则要借助稳定的迎面气流,大洋上风带提供了这种条件,信天翁和许多其他海鸟就可以在风里一飞数日不用扇动一下翅膀,正像庄子笔下的列子,“御风而行,泠然善也”。
《一百种尾巴或一千张叶子》 第二部分 御风而行(5)
庄子对翱翔的本质有着深刻的理解,《逍遥游》中说:大鹏鸟要向南海迁徙时“抟扶摇而上者九万里,去以六月息也”,这正是海鸟翱翔要借助特定时节信风的写照。以及“风之积也不厚,则其负大翼也无力”,非洲草原上的秃鹫总是在近午时分才纷纷飞上九天,正是等待热气流的足够“厚”。
然而,第一只鸟儿并不逍遥,反倒看起来很笨拙。目前公认鸟类起源于亿年前一类两脚行走的小型兽脚类龙。近年来中国辽西地区不断出土的长羽毛的恐龙和原始鸟类化石证明了这一点。
恐龙是如何飞起来变成鸟的?学术界争论颇多。最早的观点认为最早的鸟一定是从树梢上滑翔下来的,像今天的鼯鼠一样,怀疑者拿出两点反驳的证据:首先,这些原始鸟类的爪子适合奔跑却并不适于爬树;其次,如果滑行可以演变为扑翼飞行,那为何鼯鼠经过这么多年演化也没有一飞冲天?
第二派观点认为最早的鸟像今天的鸵鸟,只会跑不会飞,翅膀的用处是用来辅助奔跑,如果你曾经试图抓住一只鸡,那一定会对快速逃跑的鸡那扇动的翅膀印象深刻。这个理论在事实面前是站不住脚的,漏洞在于即使现今不会飞的鸟的祖先都曾经飞翔过。更重要的一点是,自下而上总比自上而下更费力,因而也更加不太可能。
还有一派也认为鸟是从地面升到空中的,不过以肯?戴尔(KenDial)为代表的这批生物学家对原始翅膀的功用有着不同的理解,他们认为原始的翅膀是用来让奔跑的原始鸟类爬陡坡用的,此观点来自于他们对一种现代鸟类——石鸡进行的观察和研究。
不管是哪种理论,除了少数“顽固派”,绝大多数古生物学家都认同鸟类的恐龙起源说。甚至,他们中的很多认为,可以把鸟看成恐龙的延续,毕竟两者之间有太多太多共同之处。所以,你想重回侏罗纪?那就去观鸟吧。
复制风神
早在第一只恐龙飞起来之前,地面上就已经出现过巨大的带翅膀的阴影,这是翼龙留下来的。翼龙其实不是恐龙,它们是与恐龙并列的大家族。翼龙家族早先都是中小型的飞行动物,而后与恐龙一样,走上了大型化的道路。白垩纪,地球的天空中前无古人后无来者的最大动物出现了,这就是风神翼龙,又名披羽蛇翼龙。化石出土于美洲的这种中生代怪物,翅膀展开有12米之巨,与一辆公交车相仿。想象一下一只飞行的长颈鹿,这是何等的壮观景象。这么庞大的动物是怎么飞起来的,古生物界和航空界吵得不可开交,多数认为风神翼龙同现代的信天翁相仿,是驾驭气流的翱翔高手。由于化石证据还不够充分,所以很多研究者把视线投向了复制翼龙。当然不是像《侏罗纪公园》那样,他们尝试用现代材料构造翼龙模型,进行放飞实验。这种实验自上世纪80年代开始一直在进行,突破却很少,以翼龙细弱的骨骼支撑如此之大的翅膀,这对现代工程学还是个不小的挑战。
夜行蝙蝠侠
翼龙的翅膀是连接前后肢的巨大皮膜,这一点与现代的蝙蝠十分相像。蝙蝠是唯一会扑翼飞行的哺乳动物,它的历史相比上面几种要短得多。迄今发现最古老的蝙蝠化石不过是5~6千万年前形成的,而在这“短短”的时间里,蝙蝠的家族几乎扩张到了整个地球除了个别偏远岛屿之外所有有树的地方。蝙蝠的种类数量都超乎人们想象,这多半是由于它们善于躲藏,并且只在夜间行动。自古以来,除了在中国因为谐音“福”而获得了部分认可之外,在其他各国文明中这种暗夜飞行家都有着不太好的名声。其实单就飞行技巧而言,蝙蝠理应得到人们的尊重。它的翅膀几乎没有肌肉,是由两层皮肤组成的,布满了弹性纤维和血管。普通蝙蝠翅膀皮膜的厚度仅有毫米,与超市塑料购物袋相仿,但强度高得多。更令人称奇的是皮膜还有很强的自我修复能力,一旦不慎被刺破,伤口很快便会愈合。
《一百种尾巴或一千张叶子》 第二部分 月球与生物
相比它们的体型,蝙蝠的体重很轻。以已知现存最大的蝙蝠——菲律宾果蝠为例,这种翼展达到米的大个儿体重只有不到千克。即便如此,飞行仍然相当耗费体力,在飞行时,蝙蝠的心率常可达每分钟1000次,呼吸频率也有每分钟200次。为了节省体力,它们即便置身温暖的环境中也会进入类似冬眠的状态,让代谢率下降。
蝙蝠似乎飞不快,也飞不高,更飞不远,但以精确著称。鸟类控制翅膀只有两对大肌肉,蝙蝠却有九对。构成蝙蝠翅膀的骨骼含钙量很低,因而特别柔软,其横截面也由圆形变成长方形,这使得整个“骨架”的延展性更强,加之蒙在骨架上的皮膜比普通哺乳动物的皮肤柔韧得多,这样一来整个“翅膀”充满了弹性,绝非鸟翅那样僵硬。这对柔软的翅膀让蝙蝠成为了在空气动力学上最完美的一类飞行动物。在2007年5月11日出版的美国《科学》杂志的封面文章中,几位来自德国、瑞典和美国的科学家也证实了这一点。因此,蝙蝠可以飞进极其狭窄的缝隙,这使得洞穴成了它们主要的安身之所。
蝙蝠远非最早飞行的哺乳动物,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所客座研究员孟津与该所胡耀明、王元青、汪筱林和李传夔在我国内蒙古宁城发掘出一具完整的哺乳动物化石。化石显示这种松鼠大小的动物有着与现代鼯鼠十分相似的结构,而时间却可以追溯到亿年之前,这种动物被命名为远古翔兽。远古翔兽滑翔的模样,今天可以在许多哺乳动物身上看到,它们分别是生活在澳大利亚的考拉的近亲袋貂和袋鼯,分布在东南亚雨林中的鼯猴,以及分布在亚洲的鼯鼠,也就是小学课文里的寒号鸟。这三类动物各自在不同的时期演化出了类似的滑翔技巧,可见飞行对所有的动物都有巨大的吸引力。
另类飞行家
鱼离不开水,这是常识。所以让鱼飞入空中,必须要有不得已而如此的理由,逃命,自然算一个。全世界有50多种飞鱼,全部生活在海洋中,它们的胸鳍极端发达,也演化出了上弯下平的剖面。当有捕食者追击时,它们会跃出海面展开胸鳍,一般来说滑翔3、50米不成问题。最近有人拍到一段视频,显示一条飞鱼连续滑翔了45秒之多,距离超过200米。空气阻力只有水阻力的1/800,跃入空中避开敌人的飞鱼想来感觉十分轻松。
电影《无极》中的“人肉风筝”现实中是否存在?至少在蜘蛛的世界里,这是相当普遍的飞行方式。许多种类的蜘蛛刚孵化出来,就会寻找制高点,比如一棵小草的顶端,然后向天空中喷出一条丝线,之后转身,爬上丝线,让风把它们带到远处。这可以让它们分布得更分散,避免同胞兄弟为着一点食物资源互相竞争。乘坐热气球的科学家曾经在6000米高空捕捉到飞行的蜘蛛,虽然已经冻僵,不过只要温度回升就会重新活泛起来。真是好风凭借力,送我上青云。
飞行动物的名单里,我们还要加上软体动物的名字,几种太平洋枪乌贼会像飞鱼那样跃出水面逃生,在空中它们还会喷出液体,靠反作用力提高飞行速度和距离,这种火箭式飞行乃动物界独一无二。
还有两栖动物中的蛙,比如黑蹼树蛙,伸展开巨大的脚蹼,可以让它们从一棵树滑翔到另一棵树。
爬行动物里自有继承了翼龙伟大衣钵的,许多种蜥蜴和壁虎可以靠蹼,或者极度扩张的肋骨撑开的身体滑翔。没有脚的蛇也不甘示弱,东南亚丛林中的天堂树蛇靠着拉扁的身体像一条丝带一样在树梢间滑翔,不但一次能飞100多米,还能在空中转个弯。
这份名单目前还没能给人类增设一个位置,对于17世纪才借助热气球初尝克服重力的美妙滋味的这种动物来说,他们如今在某种意义上确实已经成为了飞得最快最高的,但,那是借助身外之物。
《一百种尾巴或一千张叶子》 第二部分 杂种
文瘦驼
前几天,冷空气过后,夜空异常澄明,满月,非常适宜观测,我一时兴起,把尘封已久的天文望远镜搬出来看月亮。不断有好奇的人们围上来要看个热闹,被问得最多的问题是:“能看见嫦娥么?”
“你是说嫦娥一号卫星?很遗憾,看不见。什么?嫦娥姐姐?更遗憾,看不见……”
月亮上一片死寂,发现任何生物(不管是活的还是死的)的机会几乎等于零。不过在远隔38万千米的地球,确实有一批生物深受月亮的影响。
最著名的是加利福尼亚滑银汉鱼Leuresthestenuis。从三月到七月,每个新月或者满月的夜晚,成群的滑银汉鱼都会随着潮水来到沙滩上,开一场疯狂的派对。这些看起来有些类似沙丁鱼的小鱼跳到沙滩上,雌鱼把卵产到沙中,雄鱼则在周围扭动让卵受精。尔后,这些鱼将随回落的潮水返回大海。总是新月或者满月,然而滑银汉鱼并不是看着月亮行事的,它们听从的是潮水的召唤。每个月的新月和满月的时候,地球、月球和太阳在一条直线,这时月球和太阳的引力形成合力,让大海产生比其他日子更高的潮水。滑银汉鱼在这个时候上岸产卵,可以保证自己的受精卵在未来的14天中不再受海水的侵扰,从而避开了那些在海水中贪婪的猎食者的蚕食。而滑银汉鱼的孵化期,恰好是10-14天,当下次海水把受精卵淹没,小滑银汉鱼便破壳而出,回到海中。
另外一类跟月亮保持默契的生物是珊瑚虫。珊瑚也是两性动物,但是它们一生的绝大多数时间都被禁锢在自己分泌的石灰质牢房里,所以四处约会是件几乎不可能完成的任务。珊瑚虫只好约定了一个集体相亲的时间。每年晚春的某一个满月后第四天,许多种类的珊瑚会不约而同的产卵或者排精,完成繁殖。很多海洋生物学家研究认为,集体狂欢的信号,就是满月的月光。
那么月亮对人有没有什么影响呢?人们的第一反应恐怕就是月经。
不管是中文还是英文,字面上,月经都跟月亮有显而易见的联系。的确,人类平均的月经周期是28天,这跟一个月的时间很接近。于是长久以来,人们认为是月亮是这一周期的肇因。有人认为类似珊瑚虫,是月光的变化促成了月经周期。人和许多动物的确对光线有着特殊的反应:光照会抑制褪黑素的分泌,从而促使性腺分泌并影响其他多种生理反应,比如人在阴沉的日子或者日照较短的冬天容易抑郁。然而相信月光影响了月经周期的人们显然高估了月光的亮度,满月时候月光的强度大约只有正午阳光强度的四十万分之一,我们晒20秒钟太阳获得的光照就相当于你沐浴一年月光。显然,与日光相比,月光太微不足道了,哪怕是一片云遮一会儿太阳对人造成的影响都大于新月与满月的区别。
另外一种说法认为人像滑银汉鱼,是潮汐使人的体液发生了“涨落”从而引发了月经。有这种认识的人显然没有学好万有引力定律。月球对我们的引力,仅相当于距离我们一厘米外千克物体产生的吸引。如果月球的引力导致女性月经,那当一列地铁从我们面前呼啸而过的时候,难道我们就要七窍流血么?
更重要的是,人类的月经周期并不是恒定的,就个人而言,从20天到40天都是正常的。如果的确是月球促成了月经,那每个女性的月经周期将是29天12小时44分3秒(月相周期),或者27天7小时43分11秒(月球公转周期)。而且,地球上同一地理位置的人,将在同时来月经,这太可怕了。
事实上,人类28天的月经周期,完全是偶然的结果。其他动物的月经(动情)周期也是长短不一,比如小鼠5天,豚鼠11天,绵羊16-17天,牛21天,猕猴24-26天,狐猴29天,黑猩猩37天。特别应该提醒大家,只有包括人在内的少数灵长类动物存在月经现象,其他多数哺乳动物存在动情周期,却不会出现子宫流血。养过小狗小猫的朋友也许注意过你的小宠物偶尔会出现极少量的周期性出血,那是排卵出血,而非月经。其实一些女孩子也偶尔会出现排卵期出血,而被误认为一个月来了两次月经。不管怎么说,人类不是滑银汉鱼或者珊瑚虫,不用在某一个时候集体“发烧”,谢天谢地。
1996年,伊万?凯利IvanKelly,詹姆斯?罗滕JamesRotton和罗杰?库弗尔RogerCulver曾经分析了100多个关于月亮对人类影响的文章,通过这些论文,他们认为,月亮跟以下事件均没有可信或者显著的联系:凶案发生率、婴儿出生率、家庭暴力、求救电话和急诊数量,交通事故、自杀、赌场返奖率、公共灾难、精神疾病发病率、绑架案、酗酒、梦游、变狼妄想症(的确有这么种病)、吸血鬼妄想症、癫痫等等。
而以上这些,都是流传已久的关于月亮,尤其是满月的神话。产生这样的神话其实源于古老的民间传说、误解、认知偏差cognitivebiases和大众强化communalreinforcement。比如满月总是能比其他月相更容易给人留下印象,而发生在满月时候的特殊事件相应的更不容易被人遗忘,从而让人产生了满月时某些特殊事件更容易发生的认知偏差。
我国古代人们也形成过很多朴素的月相与人体的说法,比如《黄帝内经?素问?八正神明论》有云:“月始生,则血气始精,卫气始行;月郭满,则血气实,肌肉坚;月郭空,则肌肉减,经络虚,卫气去,形独居。是以因天时而调气血也。”意思是说人的身体如月相,月相越大,身体越强壮,而到了新月那天,几乎形同枯槁。在今年7月号《中医药管理杂志》上,南京某大学的一位中医博士研究生还专门撰文一篇,阐发这句话的精要。如果按照这种说法,最好把明年奥运会110米栏决赛安排到满月那天,刘翔破世界纪录的机会也许更大些呢。
《一百种尾巴或一千张叶子》 第二部分 蟑螂,何止是“小”强(1)
瘦驼
直到几百年前火器的大规模普及,它们一直是我们地球上最成功的猎手。即便今日,当人们谈及这些恐怖而优雅的动物,仍然充满敬畏,因为它们仍时不时用尖牙利爪给狂傲自大的人类以警告。这就是大型猫科动物,人们一般把猫科豹亚科豹属的四种动物称作大猫,它们就是狮子、老虎、豹和美洲豹。这些华丽的大猫从草原到丛林到高山,无一不是它们所处生境中终极的杀手。
在自然环境中几乎互不干涉的四大高手,谁是最强者?人们似乎总是乐于排座次。早在2000多年前的古罗马时代,当人们有机会“征服”它们,就迫不及待的把这些大猫轮番赶到斗兽场中一较高下。即便是现在,在百度的狮虎吧里,狮子和老虎的粉丝们还为不能一见狮虎相斗的场面而惋惜不已。
很快,就有人不满足于观看狮虎豹混战了,他们想要创造更加强悍的终极大猫,让不同的大猫杂交,试图融合它们各自的优势。在野外,这样的情形发生的概率极小,因为除了豹子和老虎有部分生境重叠、印度有些地方亚洲狮和孟加拉虎的生境也有小的重叠,其他的大猫难得互相打个照面。即便见面,日久生情的概率也几乎为零,毕竟物以类聚。传说中大猫的杂交尝试很早之前就开始了,有人说汉字中的“彪”就是狮虎杂交的产物。而有翔实记载的第一次大猫杂交发生在印度,1824年,这是两只狮虎兽,也是最常见的杂种大猫,它是雄狮和雌虎的后代。1837年,两只狮虎兽幼崽被当作奇物展示给英王威廉四世。
截至目前,除了虎与美洲豹杂交均未能成功受孕、虎豹兽只有过两个死胎记录外,其他的杂种大猫都有过报道。
狮虎兽是这些杂种大猫中最常见的。当然,它如此多的被人们“创造”出来,是因为狮虎兽是世界上最大的大猫。成年东北虎体长可达3米,重350千克;成年雄狮体长米,体重300千克,而有记载最大的一头狮虎兽体长接近4米,体重500千克。如此大的庞然大物一定是人们梦寐以求的终极大猫吧?而事实却不是这样,狮虎兽虽然体型巨大(它的颅骨比老虎的颅骨大40%),然而却只能生活在动物园中供人们赏玩——人们发现,狮虎兽实在是太大了,以至于跑不了几百米就精疲力竭,这在野外非得饿死不成。
狮虎兽体型如此巨大的原因,至今没有完全被人了解,科学家认为这同狮子与老虎不同的繁殖策略有关。狮子是群居动物,狮群中往往有多只雄狮,为了保证自己的基因得以延续,雄狮不但会杀死狮群中其他雄狮的后代,更会让自己的骨血赢在起跑线上。雄狮的精子中携带一个生长基因,会让自己的后代变得更大,挤占子宫中的空间,并且幼狮生来就有竞争优势。而雌狮为了平衡这种越来越大的趋势则会抑制胚胎的生长。老虎则不然,它们是独居动物,发情的雌虎一般只会跟一只雄虎*,这就让雄虎不必费心搞“挤占空间”的小把戏,同时雌虎不必进行“抑制生长”的平衡。狮虎兽恰好是雄狮和雌虎的后代,这使得它们缺乏生长抑制因素,不但胎兽个体巨大,很容易流产——雄狮雌虎*受孕的成功率还不到2%。生下来的狮虎兽也会一直生长,直到身体无法承受——这也是狮虎兽普遍短命的重要原因。这个理论也得到了相反的证明,虎狮兽——雄虎和雌狮的后代,就比父母都小一号,体重一般不超过150千克。
比体型更要紧的是,不管是狮虎兽还是虎狮兽亦或其他杂种大猫,繁殖能力都是个问题。目前人们培育的所有雄性杂种大猫都没有繁殖能力,而雌性杂种大猫繁殖能力也极弱。当然也有狂人进行过超级杂种大猫的繁育实验,最终获得了一只狮-美洲豹-豹兽,人们先让美洲豹同豹子*,得到的雌性美洲豹豹兽再同雄狮*,得到了这个携带50%狮子基因、25%美洲豹基因和25%豹子基因的怪物。
与这种疯狂的杂交实验“相映成趣”的是,人们对纯种动物培育同样“兴趣盎然”。这次,人们是尽量把血缘关系较近的动物互相杂交,以期获得某种特别的性状。最早,人们为了某种特别的实用属性来人工选择培育动物——比如更温顺的狗或更强壮的马,而现在,人们培育纯种动物,则是为了观赏和炫富——只要加上纯种二字,这些动物立即变得身价不菲。