◎“火箭”乌贼
在印度的南部有一片盛产乌贼的水域,那就是被称为世界四大洋之一的印度洋。
在一个漆黑的夜晚,一艘从印度返航的希腊船只静静地停泊在这片宁静的海面上。除了值班的船员,其他的人都已渐渐进入了梦乡。
值班的船员在船头上踱来踱去,突然发现远方一些忽明忽暗的东西向轮船靠近。而且越聚越多,只见黑乎乎的一片,不知是何方怪物。
值班的是一个年轻的小伙子,看到情况紧急,就赶紧叫醒熟睡的船长。
船长赶忙穿上衣服来到船面上。
冷不防一串闪着白光的火箭朝他射来。船长赶紧躲开,火箭就落在甲板上。船长以为遇上海盗了,可是不由他想,火箭更加密集地射了过来,并且掉在甲板上,越积越多,终于小船受不了如此的重负,开始慢慢下沉。
船员们纷纷寻找逃生的方法,但是火箭越射越多,很快就把小船给压沉了。
落水的船员纷纷游泳逃命,可是只感到水底下有千万只手抓住自己,一下都不能动,然后水底下冒出几个巨大的怪物几口就把船员给吞下了肚。
有一名船员幸运地逃掉性命,被一艘路过的船只救了上来。事后他告诉人们所发生的一切。
等他跳到海里的时候才发现那些闪闪发光的火箭原来是一些枪乌贼。他告诉记者说他的同伴落水后,一条条小乌贼把他们缠住,然后几张黑糊糊的大口从水下冒了出来,嘴的旁边,长了无数条粗大的爪子,把自己的同伴一下子卷了进去。
他一看吓坏了,使劲挣脱掉纠缠的枪乌贼拼命地向前游去,终于逃出了魔爪。
船员所说的一切让人们感到不可思议。枪乌贼是如何发光的呢?许多科学家开始对枪乌贼进行调查。
原来当枪乌贼受到很大的刺激时,便会拼命地到处乱跑,当跑到一定高度时,由于水面和水里的压力不一,所以水面的高气压就会将乌贼体内的水压出体外。当压力达到足够大时,便可在海浪上一擦而过,闪着耀眼的光芒。
前述的“火箭”,原来就是枪乌贼喷出的“水柱”。
事故发生的那天晚上,由于轮船的干扰过大,惊动了枪乌贼,便出现上述的情况。
至于吞掉船员的怪物,当地群众说是年龄很大的乌贼。它们具有很可怕的力量,能够活生生地吞掉整个人,类似的情况以前也发现过。旅鼠投海自杀之谜
旅鼠在北欧斯堪的纳维亚半岛的挪威和瑞典一带生活。
它们属于小型哺乳动物,最大的身长也不过15厘米。它们平时居住在高山深处,以树根、草茎、苔藓为主食。
在遇到食物极度缺乏的灾年里,它们就会几十万甚至几百万的大规模地迁移。可人们迷惑的是,是什么原因使它们偏偏要拼命地奔向大海,走向死亡呢?
据史料记载,早在1868年这种奇怪现象就已被注意到了。那是一个阳光灿烂、晴空万里的春季的一天,一艘满载旅客的轮船正航行在碧波**漾的海面上。突然,船上的人们发现一大片东西在远离挪威海岸线的大海中蠕动,后来知道这是一大批在海中游泳的旅鼠。它们从海岩边一群接一群地向大海深处游去,那些游在前面的旅鼠精疲力竭时,便溺死在大海里。
但令人不解的是,跟随其后的旅鼠却仍奋不顾身、继续前进,直到溺死为止。数以万计的旅鼠就这样溺死了,海面上漂浮着大片大片黑色的尸体。
1985年春季,一群旅鼠成群结队,浩浩****地向挪威山区挺进,庄稼在其所到之处被吃得一塌糊涂,草木也被洗劫一空,它们甚至还把牲畜也咬伤了。
一时间,成灾的旅鼠使当地蒙受了极大的损失,人们日夜为此烦忧。
但是,不知为什么,旅鼠大军在4月份的时候却突然每天前进50千米,直奔挪威西北海岸。
一旦在行程中受到河流阻挡,那些走在前面的旅鼠便毫不犹豫地跳入水中,用身体为后来者架起一座“鼠桥”;一旦遇上了悬崖峭壁,自动抱成一团的旅鼠们就会形成一个个大肉球,勇敢地滚下去。
一路下来,尽管伤亡惨重,但活着的仍会继续前行。
就这样,它们遇水涉水,逢山过山,前仆后继,勇往直前,几乎沿着一条笔直的路线向大海挺进。
来到海边后,它们纷纷跳下大海,毫无惧色并且奋力往前游去,直到所有的旅鼠都在水中溺死。
旅鼠要集体“自杀”的原因到底是什么呢?至今还没有一个解释能够让人信服。
有一种解释是“生存压力说”。
根据这种说法,由于旅鼠的繁殖力过强,导致数量太多,充裕的食物和生存空间无法得到,所以它们必须另找生路。但是它们为什么非得自杀呢?而且为何只有在北欧生活的旅鼠,才会有这样的举动?一些生物学家因此又进一步解释说,几万年前的挪威海和北海比现在要窄一些,因此旅鼠很容易便能游过大海,从此旅鼠迁徙的习性就作为一种本能遗传下来。
可是如今的挪威海和北海比过去宽得多,而旅鼠仍在起作用的遗传本能下照样迁移,淹死在海中便也不足为怪了。
可这也不是一种令人信服的解释,原因在于旅鼠一般以北寒带所有的植物为食,按理说,即使它的数目达到每公顷250只的密度,也不会有“吃饭”问题。再说在迁移过程中,旅鼠通常也会遇到食物丰富、地域宽广的地带,但是这并不能使它们停住不前。所以认为旅鼠集体自杀是因为缺,少足够的食物和生存空间才向外迁徙的说法不是很可信。
前苏联科学家为了找出更合理的解释,对此又提出新的想法。他们认为,在1万年以前,地球正处在寒冷的冰期,北冰洋的洋面在这个时期形成一层厚厚的冰,由于风和飞鸟的原因,大量的沙土和植物的种子被带到冰面。所以,一到夏季,这里水草丰盛,旅鼠在此生存不成问题。但是后来气候变化,原有冰块不复存在,旅鼠之所以要向北方迁徙并且最后跳入巴伦支海,正是为了寻找当年居住的“乐土”。虽然这一解释听起来很有道理,但是也由于没有充足的证据证实而显得有些牵强。
还有观点认为,急剧增加的旅鼠的种群数量,使它们的神经变得高度紧张,社群生存压力也大为增加,旅鼠的肾上腺增大,因此变得急躁不安。与此同时,它们的运动欲望又非常强烈,所以便进行分散和迁移来运动。擅长游泳的旅鼠们妄图横渡江河湖泊甚至大海,可是最后还是因为体力不支而被淹死。
当然,这种说法也颇为牵强。一些科学家指出,旅鼠通常情况下不可能很快看见群体密度高的后果,这种影响要到下一代才会显现出来。早期时,一片葱郁的冰块完全适合旅鼠的生存,到了后来气候发生了变化,冰块消失了,它们为了寻找昔日的居住地集体向北迁徙,并且义无返顾地跳人巴伦支海。这个解释不乏一定的合理性,但也因证据不足而不能使人信服。
除此之外,还有些科学家以旅鼠的生命周期为研究对象,他们的发现表明,在数量急剧增加的时候旅鼠体内的化学过程和内分泌系统会发生变化。有人认为,这些变化可能正是生物体内的“开关”,它们以此来控制其种群数量。当其数量多到一定程度时,该种群大量的“集体自杀”现象就会出现。但旅鼠到底是“集体自杀”,还是因为在迁移过程中“误人歧途”坠海而死,这一直是生物界中人们尚未搞清的难题,科学家至今仍然有许多种不同的看法。
总而言之,科学家认为,应该把旅鼠自身生理上、行为上和遗传上的因素,加上外部环境条件的影响作为研究旅鼠自杀之谜的基本着眼点。但是旅鼠真的是“集体自杀”,还是在迁移过程中“不小心”坠海而死,至今仍是生物学界中解释不清的谜题。看来,人类要想最终破解这个谜,还需假以时日。蝙蝠与夜蛾斗法的奥秘
蝙蝠在飞行时,通过电子仪器,人们发现它的口中可以发出几万赫兹的超声。碰到昆虫或障碍物时,这种超声波被反射回来,蝙蝠的两个耳朵接收后,传到神经中枢,便可准确地判断出目标和距离。这种超声信号使它能准确地捕捉到昆虫,避开障碍物。
由于超声波的频率在2万赫兹以上,不在人的听觉范围之内,所以人是听不到这种声波的。和其他波动一样,超声波可以在各种媒介中传播。例如固体、**和气体等,并且和声波具有相同的速度;在两种媒质的交界面上,也有反射和折射。和普通声波相比,超声波频率高,波长短,所以又具有光波的特征,可以集中向一个方向传播,如果在传播中遇到即便是很小的障碍物,它也会被反射回来。
科学家们发现,正是这种精确的超声波定位系统,即声纳系统,使蝙蝠捕食昆虫不会判断错误。有时,它捕捉19只蚊子只需短短1分钟,真令人拍案叫绝。但蝙蝠在捕食夜蛾这种昆虫时却碰到了麻烦,科学家们反复研究后发现了夜蛾战胜蝙蝠的“法宝”。
原来,夜蛾具有一套精妙的、可以对抗蝙蝠的反声纳系统。夜蛾是一种害虫,能危害棉花、玉米和果树。它的特殊的“耳朵”——鼓膜器长在胸腹之间,这种鼓膜器能听到20万赫兹的超声。蝙蝠发出超声波时,它能听到并及时逃避开。夜蛾的鼓膜器在充满噪声的情况下,能非常灵敏地分辨出蝙蝠发出的声波,即使是世界上最好的微音器其灵敏度也赶不上它。对抗蝙蝠的另一个“法宝”是夜蛾的振动器,这种长在关节上的振动器能发出一连串的超声波,在其干扰下,蝙蝠摸不清夜蛾的准确方位。
有些夜蛾身上长有一层保护自己的绒毛,蝙蝠发出超声波后,这种绒毛能吸收超声波,蝙蝠因收不到足够的回声,而缩小了“声雷达”的作用距离,夜蛾便得以逃之天天。
夜蛾的精妙的反探测系统启发了武器设计者的新思路。科学家们正在模仿蝙蝠高超的“超声定位’’系统,研制一种新的抗干扰的雷达装置,一旦获得成功,这种装置将在军事侦察、天文、气象观测中发挥巨大威力。
人类很多的灵感都来自大自然,随着人类探索大自然进程的加快,我们期待着更多的仿生制品能够给人类带来幸福。
◎最大的蝴蝶
分布在巴布亚新几内亚的亚历山大女王鸟翼蝶后是世界上最大的蝴蝶。其中,雌蝶展翼时体长超过28厘米,重量超过25克。最长的昆虫
生活在婆罗州雨林地区的棒状虫是世界上有记载的最长的昆虫。英国伦敦的自然历史博物馆保存有目前已知的最长的昆虫标本。该标本仅身长就达32.8厘米,若包括腿在内,全身可长达54.6厘米。当它蜕皮时,过长的腿极易碰断,因此我们在野外时常能发现此类昆虫的断腿。
◎最大的蜻蜓
分布在中美洲和南美洲的蜻蜓两翼端的距离达19.1厘米,身长为12厘米,是世界上已知的最大的蜻蜓。
◎寿命最长的昆虫
光亮甲虫(吉丁虫科)是世界上已知的活得最长的昆虫
1983年,在英国埃塞克斯郡普律特维尔的一户人家中发现了一只光亮甲虫,当时,它已至少经历了51年的幼虫期。
◎青蛙大战之谜
战争与和平是人类社会永恒的话题,战争与和平也是动物世界不变的定律。
1970年11月7日,马来西亚森吉西普的一处大泥潭里,成千上万只青蛙互相撕咬,声震四方。事后池水中蝌蚪、蛙卵和死蛙遗尸遍地都是。
1977年,在中国广州市郊也发生过群蛙大战。春夏久旱,直至9月初才下了一场大雨。雨后的第二天,在近郊公路旁的一个水坑里,数百只青蛙叫声大作,有的在水面追赶,有的用前肢打架,也有的十几只抱成一团,相互鏖战。
美国史密逊博物院为揭示青蛙大战等自然奇景的秘密,于1956年专门成立了“短暂现象研究中心”。这个研究中心虽然只有6名职员,但是分布在185个国家、岛屿和地区的2800多名科学家却都是该中心的通讯员,至今已经报告了1000多宗类似事件。
动物学家调查研究后认为:青蛙的战争是蛙类“群婚”及繁衍后代的一种特殊现象。
一般来说,在中国南方~10月,在北方4~8月,是青蛙的生殖季节,这期间,尤其是某个雨后清晨,常会看到成群青蛙聚集在池塘、水田里,雄蛙的外鸣囊像小布袋一样不断地扩大和缩小,这是青蛙在争鸣求偶。这个时候,雄蛙尤显活跃,常游于水面,有时还搂抱其他雄蛙,向对方挑战。当雄蛙抱上雌蛙后便不再呜叫,它的前肢紧紧地搂住雌蛙的胸侧,雌蛙即背着雄蛙钻入水中,开始**。
蛙类争鸣求偶的现象在风调雨顺的年头比较分散,但若是遇上久旱无雨的年头,蛙类本着寻觅水源的习性,会从各方汇聚到有水的池塘或水田晕,可能就会出现成千上万只青蛙大汇聚的奇异景象。有时青蛙还会在“群婚”中死得不明不白,这极有可能是它们的叫声引来了若干蟾蜍,而蟾蜍皮肤会分泌一种毒素,使青蛙中毒而死。
众多青蛙,你争我夺,殊死搏斗,难道仅仅只是为了追求心爱的配偶吗?爱情的力量是否太伟大了?目前,科学家们仍在对此大战进行深入探查,希望不久以后就能真相大白。蚂蚁王国中的“公路”之谜
不单人类讲求全面发展,动物也是如此。譬如蚂蚁,不但能自制空调,还会铺桥架路。
在南美洲亚马逊河的热带雨林中,狂风暴雨常常会骤然而降。在雨林中,蚂蚁和白蚁主要在大树上活动,亚马逊雨林中的蚁类与众不同,它们会在自己活动的大树皮上啃咬出一条条凹槽,就像工兵在地上挖出的壕沟,并在这样的“壕沟”里行走,从来不曾逾越。在一次狂风暴雨中,美国博物学家赫尔墨观察到,所有正在行进中的蚂蚁、白蚁都静静伏在凹槽底部一动不动。如此一来,无论风吹雨打,都不会被冲跑冲走。后来,他又发现,在地面上,蚂蚁和白蚁也会用小石子、砂粒修筑成类似的凹槽“公路”,为了避免被雨水冲毁,它们还在这样的“公路”上加盖树皮、树叶。
蚁类的“公路”纵横交错,路面异常狭窄,在这样狭窄的“公路”上列队而行,会不会出现人类城市公路中的交通拥挤和阻塞呢?它们又该如何解决?仔细考察了雨林中错综复杂的蚁类“公路”系统后,赫尔墨惊奇地发现,凡是十字路口或三叉路口,蚁类“公路”都并非直接交叉,而是在交叉处筑成一个圆环形,分支的“公路”都从这个圆环的不同位置延伸出来。这样,当几支蚁类队伍交叉通过时,谁也不会碍谁的路,交通阻塞自然也就不复存在了。令人不解的是,蚁类设计的交叉路口,也正是人类设计现代公路的交叉路口的方法,但却要比人类早好几千万年。
弱小的蚁类如何能想出如此妙不可言的交通疏导方法?难道有仙人暗中相助?看来大自然的奥秘还有待我们人类去努力探索和研究。最大的鸟蛋
鸵鸟的鸟蛋是现存鸟类中能够多产下的最大的蛋。每只蛋平均重162·9~110克,直径达15.24~20.3厘米,放到开水里煮40分钟才能煮熟。
蛋壳虽然只有1.6毫米厚,但它却能够支撑一个体重127千克的人而不会导致破碎。
◎最小的鸟蛋
牙买加的马鞭草蜂鸟所产的蛋是世上最小的蛋。
一般蛋的长度不足1厘米,重量仅有0·36—0.37克。
最小的鸟——蜜蜂鸟所生的蛋仅重0·5克,只比马鞭蜂鸟稍重一点。不过,还没有把它在成熟以前从输卵管排出的畸形蛋计算在内。
军舰鸟是大型热带海鸟的一种。
据目前所知,全世界有5种,主要生活区域是太平洋、印度洋的热带地区,也有少量分布在中国的广东、福建沿海及西沙、南沙群岛地区。
军舰鸟全身羽毛呈黑色,还有蓝色和绿色光泽相间其中,喉囊、脚趾则为鲜红色。雌鸟下颈、胸部呈白色,而羽毛缺少光泽。
军舰鸟胸肌发达,善于飞翔,是鸟类中的“飞行冠军”。
它的两翅若展开足有2~5米长,捕食时的飞行时速可达400千米左右,堪称世界上飞行最快的鸟。
它不但熊飞达约1200米之高,而且还能不间歇地飞行1600多千米之远,最远时可达4000千米左右。有人曾看见军舰鸟在12级的狂风中临危不惧,上下翻飞。
◎孵化期最长和最短的鸟
信天翁的孵化期最长,一般要75—82天。
有些澳大利亚的南澳野鸡的孵化期更长,一个蛋要经过90天才能孵出小鸡来,不过在正常情况下,一般只需62天。
鸟类中属啄木鸟和黑嘴杜鹃的孵化期最短,它们只要10天就够了。
◎游得最快、潜得最深的鸟
鸟类中多的是游泳健将,其中属巴布亚企鹅游得最快。
它们在水中冲刺的时速能达到27.36千米,这与一些鸟在空中的飞行速度不相上下。
有的鸟不仅善于游泳,还善于潜水,其中南极洲的王企鹅潜得最深,它能下潜到水下265米的深处,下潜的时间可长达18分钟之久。小动物生存之谜
非洲蹄兔这种小哺乳动物,约重7磅。
从它的牙齿和足部结构可知,它是6吨重非洲大象的近亲。
稀树草原上较小动物的生活,正是狮、羚羊等大动物世界的缩影。长长的青草隐藏着另一天地,人类对居于其中许许多多食肉动物和素食动物认识很浅,但在数目上它们却还比在各草原上与它们为邻的较大动物多。
食肉动物计有猫科、灵猫科、鼬鼠科等。它们的主要食物,是约200种啮齿动物。爬虫也在稀树草原的生活里扮演一个重要角色。大蜥蜴如波氏巨蜥,和许多有毒及无毒蛇类,都以家鼠及鼷鼠为食。银狐是啮齿动物的另一天敌。
啮齿动物有充裕的食物。茎、叶、根及种子是素食啮齿动物的主食,其他啮齿动物则捕食大量无脊椎动物。
非洲各草原上最小的素食哺乳动物,有家鼠、小沙鼠及鼷鼠。若干种南非小家鼠的亚种,是世上现存最小的啮齿动物。这类小鼠长成后,重量可能不到1/5英两。
有条纹的斑草鼠惯于日间出外觅食,因此偏爱有浓密草丛的地方。它们反应非常迅速,一受惊扰,立即先纵身跃起,然后惊惶奔逃。另一种鼷鼠是多乳鼷鼠,生有多达12对**,一胎至少可以生产12只。尼罗河草鼠在泛滥平原的密丛草地生活,大事挖掘地洞穴居。在旱季中,泥土坚硬如石,草鼠便居住在地面上的深裂缝里。草原上那些干透了的草,常常起火焚烧,那些裂缝正好保护它们。草鼠习惯在夜间觅食,藉此可免遭天敌侵扰,在可供掩护的草丛被烧掉后尤其安全。种类多的啮齿动物是各种滨鼠。在土中洞穴而居的东非根滨鼠,是典型的一种。它们的眼睛和耳朵都小,足则大,有巨大的门齿用来开掘地道,毛茸茸的嘴唇合拢起来,掘地道时可避免碎屑土粒进入口中。它们在洞穴之下排粪,粪便发酵后生热,有助它们在冬季取暖。
跳兔酷似小袋鼠,但实际上是啮齿动物,大小有如兔,夜出觅食,用前脚的曲爪挖掘球茎和根充饥。日间则留在洞内,只留一个洞口,其余的都以泥土堵塞。黄昏时跳兔才会露面,从洞穴一跃而出,以逃避潜伏窥伺的天敌。
非洲蹄兔约重7磅,由于体型过大,各种獠或小型猫科动物都无法把它吞食,豹和岩獠却喜欢捕猎它。非洲蹄兔把粪便堆在洞穴入口周围,还把尿排在附近的岩石上。尿干后在阳光下发出耀眼的白光,形成显眼的标识,告诉其他蹄兔,这块地已被占领。
非洲所产的各大科食肉动物之中,也包括在深草中猎食的小动物在内。犬科以大耳狐和银狐或称南非狐为代表;猫科则有薮猫、拧猫和欧林猫。这个地区的其他小食肉动物,有白颈鼬、非洲麝猫、跦獴等。
银狐和所有狐一样,是种能随机应变的动物,几乎任何东西都吃。银狐的主要食物包括多种啮齿动物和昆虫,偶尔也吃植物食料。白颈鼬的显眼标志,白冠白颈,黑背上有白斑纹,很像非洲草原上的另两种动物——非洲艾虎和蜜獾。这三种动物都用肛腺射出的恶臭**喷漉天敌,而它们相似的毛色对其他动物也有警告作用。
非洲獴喜结群而居,几十只成群生活。日间聚集成群一起活动,一边觅食昆虫蜗牛和鼷鼠,一边发出吱吱叫声保持联络。另一种有类似习性而更为灵敏的猎食动物是侏儒獴。这种侏儒獠的特点在于辨认居住地及幼獴,方法是由颊腺排出一种气味,留在居住地和幼獠身上,因而每家侏儒獴都有其独特气味。
◎北美洲动物演化之谜
北美草原上的野牛和叉角羚已濒于绝迹;而地面上的禽鸟现在再也找不到固有的那种草原环境了。
许多世纪以来,北美各草原一直是野牛和叉角羚的家乡。它们经常在那里到处走动吃草,不但不会破坏,反而使草原上一望无际的青覃生长戊盛。举例来说,野牛有靠着树干摩擦身体的习性,树木因此根断而死,便大地成为青草的世界。
大量移民横过北美洲向西拓殖时,原始的草原及兵中特有的生物也随之逐渐消灭。大幅土地开垦成耕地和牧地,草原动物的分布区越来越狭窄,也越来越偏远。印第安人从前经常猎杀野牛,不过把野牛差不多赶尽杀绝的,却是白种移民和售卖野牛的猎人。一片片没有树的大地,便栖木鸟无枝可栖,但候鸟群仍会在那里休息数天。
野牛是北美草原上的巨兽。一头长成的雄午,肩高6英尺,身体全长9英尺,重达2000磅。
这种动物曾广布于密西西比河与落矶山脉之间的草原上。1800年以前,东至纽约州和宾夕法尼亚州也有野牛出没。据估计,野牛数量一度会达6000万头。但19世纪期间,它们被猎杀至几近绝种。目前,美国和加拿大境内尚余4万多头,大部分在天然禁猎区内,并且全部受政府保护。
野牛通常缓步而行,或从容不迫地小跑,但也能以30英里的时速急奔。牛群经常移动,缓缓前进,寻觅草地。待春季雪融,青草再绿时,野牛会重回北部吃草区。这样的移动有时有,有时无,所以不能称为季候性的移徙,只视天气情况、食物和水的供应情形而定。况且野牛并非每年都循同一路径移动。所谓野牛路径其实是一些牛群在当地做短途觅食时留下的痕迹,许多这种路径彼此连接交错,因此经过一段长时间后,有人便可把这些短径连接起来,说成是一条既直且长的路径。
雄牛有时以搏斗方式来争取牛群的领导权,以及在繁殖期间的**权。两头敌对的雄牛相斗时,面对面慢步向前走,一边摇头,一边吼叫,威吓对手。较弱的野牛往往就此知难而退,但两头雄牛偶尔也会用角激烈互斗。
牛群中的从属者通常避开支配整群的雄牛。首领摆动威风凛凛的角或仅对挑战者注目警告,便可维持自己的支配地位。
不论进食、在水洼喝水、靠树擦背还是在刚造好的泥沼打滚,首领都享有优先权。
成年雄牛在独身雄牛群中过冬。七八月间**季开始时,才返回主群。
怀孕期是9个月,每胎只产一犊。母牛有时离群生产,待幼牛体力足以随群移动时才归队。幼牛随其母生活约4年,而牛群则保护幼牛免遭天敌侵害。
叉角羚和野牛的命运相同,在19世纪期间被人猎杀几乎绝种。目前在人们保护之下,数量正在增加。叉角羚是本科中硕果仅存的动物,只产于北美洲,因生有向后弯曲有叉的角而得名。叉角羚是北美洲跑得最快的野生哺乳动物,时速最高达40英里,能以30英里时速连续不停跑几里路程。叉角羚有这样的速度和耐力,全是因为叉角羚心脏约比同等体重绵羊的大一倍;气管宽阔,肺也很大,有助于逃避例如狼、郊狼等可怕天敌的伤害;听觉和嗅觉也极为敏锐。
小群的叉角羚夏季在西部的干燥平原上到处走动,觅青草、艾灌丛和其他植物充饥。夏末,雄羚为争夺雌羚而搏斗。胜利者与一群雌羚聚居,每群有7至15只不等,共度为时3周的**期。**期过后,叉角羚结成大群南徙过冬,每群至少有loo只。4、5月间,雌羚离群隐藏在植被茂密的地方分娩。
北美洲没有类似非洲鸵鸟或南美洲来鸟奥蒙的奔禽。但大草原上有些禽鸟,大部分时间在地面活动,仅在受惊时到最后关头才飞起来。这些鸟是松鸡科的草原松鸡。
草原松鸡夏季各自独栖,冬季则结群共同采吃浆果、种子及其他植物食料。2月至5月是雄松鸡争夺雌松鸡的时候。
雄松鸡鼓起咽喉两旁的气囊,在貌似漠不关心的雌松鸡面前昂首阔步。眼睛上方的黄遂毛展开,颈部簇毛竖起,尾羽开屏成扇形,翅膀下垂。同时,每只雄松鸡都咯咯呜叫不已。
这些求偶夸耀行为和搏斗,决定谁是该群的首领。这个首领与大部分雌松鸡**。到了5月,雌松鸡在地面上铺好草的浅窝中,生下7至17枚带有黄绿色斑点的卵。雏及成年的草原松鸡常为狐、鼬鼠、獾、浣熊及各种蛇所攫食。
大、小草原松鸡的种群量日渐减少,现有的草原松鸡主要生活在美洲中西部以前是深草草原的地带。大松鸡则居于西部艾灌丛平原的半沙漠环境中。
在季节性南北移徙的巅峰期间,许多候鸟也往往在旧日的大草原地带做临时栖止,以种子和昆虫为食。
◎鸟类是如何迁徙的?
鸟类迁徙时,或三五成群,掠过长空,或集团出动,遮天蔽日。在德拉韦尔湾海岸方圆数百平方米的暂栖地内,聚集在一起的鸟儿光一个种类就有10万只之多。
春天,当它们来到筑巢地,大群的鸟儿分散,每对配偶选择一个筑巢点。凭窗远眺,望见筑在苹果树上的鸟巢,人们不由得会想:“去年在那棵树上筑巢的,也是同一群鸟儿吗?”思索着它们飞了多么远的距离,又多么轻而易举地越过陆地与海洋,找到自己的路,岂能不惊叹有加。 它们是怎样迁徙的呢? 在公元前2000年镌刻的埃及浮雕上,我们可以看到人类对鸟类迁徙的惊叹。纵然不提绵延几千年的观察,人们设法理解鸟类为何、又如何迁徙,也是由来已久的事了。第一个论述鸟类迁徙问题的是公元前4世纪的古希腊哲学家亚里士多德,可惜他的观点不对头。
他指出某几种鸟是迁徙性的,这没有错;但他断言那几种鸟在迁徙的路上变成了别种鸟儿,这就把事情给完全搞混了。变形的概念,比如知更鸟变成红尾鸲再变回来,在16世纪以前曾广为流传。
那不过证明了,只要你的名气足够响,连你最糟糕的错误也能赖在书本上享受虚名。我们可以揣测亚里士多德怎么会搞错的。知更鸟夏天在北欧,冬天在希腊;红尾鸲夏天在希腊,冬天在下撒哈拉非洲。
在亚里士多德眼里,两者的大小和颜色十分相近,所以就猜想知更鸟和红尾鸲是一种鸟两种打扮,是毛虫变蝴蝶在鸟类中的翻版。
到16世纪,欧洲探险家进行环球航行,欧洲人在美洲定居下来。
在人们拓宽了的眼界下,亚里士多德观点的错误就暴露了。可是又发生了新的争论,博物学家相信,类似于上述的鸟可往返于很长的距离之间,有些甚至从一个洲到另外一个洲,这听起来有点不可思议。
博物学家无法解释,轻盈如鸣禽,才百把克重,怎能飞越即便人类也才刚开始征服的距离。于是另一些理论家提出了完全不同的见解:鸟儿根本没有迁徙,它们在原地销声匿迹,是因为冬眠了。既然像熊这么大的动物能冬眠,小小的鸟儿当然更容易冬眠。
这一理论的支持者也难找到证据:鸟儿如果冬眠的话,是在哪儿冬眠?为什么没人看见它们在冬天的藏身之处?
人们后来发现,鸟儿冬眠的事确实有,但十分罕见。加利福尼亚沙漠地区纳托尔的蚊母鸟就是其中一例。还有其他一些鸟,尤其是猫头鹰科的,既不冬眠也不迁徙。
例如,条纹猫头鹰和大角猫头鹰一年四季生活在同一地区。最小的猫头鹰是美国西部的精灵猫头鹰,身长仅15.2厘米,会迁徙到墨西哥,因为它们的食物是昆虫,不是小型哺乳动物,而在冬天的几个月里没法找到昆虫。
造成鸟类迁徙的是食物匮乏,而不是季节寒冷本身。我们人类当中的“雪鸟”在温暖的佛罗里达过冬,又回北方歇夏。
真正的鸟儿可不是这么回事,它们无暇找寻宜人的气候,却要觅求果腹之地。觅食的冲动能把它们赶上迢迢旅程,那是连生活在如今大型喷气客机时代的人类也未免望而生畏的。北极燕鸥每年迁徙时从位于北极圈的筑巢地经欧洲和非洲的海岸南下至南极地区。
食米鸟由加拿大到巴西南部、阿根廷和乌拉圭的草原,行程8045公里。有些鸟在迁徙中飞到了不可思议的高度,纹头雁以8991.6米的高度飞越喜马拉雅山。还有些鸟作长距离不着陆飞行,那当中的时差适应,人类得花上一个月才能恢复。
黑顶白颊林莺在秋天从马萨诸塞海岸起飞,36小时后到达大西洋上某处。赶着西印度群岛的贸易风,飞抵南美洲海岸。这是一次为期四天的不着陆飞行。
19世纪中叶,搜集珍禽在富裕的欧洲和美洲趋于流行,鸟类迁徙的全部惊人内幕亦随之被揭晓。猎鸟者被派遣去深山密林,射杀珍稀鸟类,就地剥制成标本。
珍稀鸟类的羽毛成了夫人小姐帽子上时髦的装饰,弄得许多大型鸟类差小多要绝种。这反过来又激发了最早的爱鸟护鸟活动。成立于1905年的奥灶邦协会率先倡导护鸟,西奥多·罗斯福总统于1907年在鹈鹕岛创建了第一个国家鸟类自然保护区。
在19世纪,对鸟类的了解大抵出于兴趣,但相关的科学探讨也有一定发展,其中主要的是1827—1838年约翰·詹姆士·奥杜邦精美的出版物《美洲鸟类》。
奥杜邦先生对自然生活环境中的各种鸟类进行观察,把它们绘成图画。
这些画具有极高的艺术与科学价值。《物种起源》出版于1858年,其作者查尔斯·达尔文随“贝格尔号”进行为期5年的环球考察时,深受奥杜邦鸟类研究的影响。
从许多方面看,达尔文的进化论反而使鸟类迁徙现象更加神秘难解。如果鸟类在分隔开的各地区进化成新种,为什么还有些鸟飞这么远,去寻找冬天的觅食之地呢?
看来事情往往是,博物学家对鸟类了解得越多,有关鸟类的知识就越令人困惑。使科学家怔住的不仅仅是鸟类那令人难以置信的飞行距离,更让他们为难的是不同种类的鸟还有不同的迁徙方式。
例如,大多数种类的鸟会飞离径直的航线,以免在开阔的水域上空长时间地飞行。
这好像很合乎逻辑,因为陆地生活的鸟在开阔水域上没地方可以歇脚或觅食。可是为什么有些鸟偏偏要进行这样艰难的飞行呢?黑顶白颊林莺怎么会接连四天在海上进行不着陆飞行?
更叫人困惑不解的是,红喉蜂鸟要吃大量的食物方能维持两翼极其快速的拍动,为什么能从美国南部到尤卡坦半岛再回来,进行跨越墨西哥湾的长途飞行呢?按理说在所有各类鸟中,它们最有条件绕道靠近陆地飞行,免得飞行804.5公里,越过墨西哥湾。
像这样一些叫人费解的问题,使许多专家怀疑自己究竟是不是真的了解鸟类迁徙之谜。在20世纪的头几十年中,确定鸟类迁徙方式的工作有了一些进展,因为在鸟类筑巢地给鸟腿加箍带或环的做法得到了普及。
另外,全球的鸟类观察爱好者见到带箍的鸟儿时愿意报告消息。
在他们的帮助下,科学家绘制出了复杂的鸟类行程地图,关于鸟类迁徙的位置和时间问题因此有了详细解答。仍然让人捉摸不透的是迁徙的机制问题。
人们已经搞清,大多数种类的鸟不是拖家带口迁徙。在大部分情况下,雄鸟比雌鸟和刚会飞的幼鸟先离开夏季筑巢地。
雄性的红喉蜂鸟早在七月底便动身回墨西哥,而同种的雌鸟和幼鸟要在美国待到十月份。
另一方面,三种天鹅,包括小身材的冻土带天鹅和大得多的号手天鹅(两者都是北美的鸟类),却是举家从阿拉斯加和加拿大的筑巢地,迁徙到美国境内的冬季觅食地。
天鹅合家迁徙的原因,在于它们成熟得比大多数鸟类慢,幼鸟需要得到一切可能的帮助,才不至于在迁徙途中迷路。
以上解释本身又引起一个更加复杂的问题:为什么有些鸟儿好像对迁徙路线有天生的感觉,而另一些鸟类似乎更加依赖父母的引导?不同类别鸟儿之间的这种差别,蕴涵着一个令人不快的答案:不同的鸟有不同的导航系统。
果然如此的话(其实有很多人同意这一点),要真正理解鸟类的迁徙便不止是拿出一套理论,满足于给鸟类迁徙提供一个大体说得过去的解释,而要审视范围广阔的一系列导航模式。
从20世纪70年代起,科学家提出了种种导航系统。
可能因为飞翔实验太复杂,研究人员几乎总是专注于问题的个别方面,形形色色相互争执的理论应运而生。
所有研究人员都同意一个基本的观点:鸟类跟哺乳动物一样,受昼夜节律支配。鸟和人类都有内部时钟,与地球24小时的自转相协调。
这种协调在鸟儿身上可能比在人身上还要强。在人为控制的环境中突然变换日照时数,鸟儿得花两三天时间才能适应过来,而且在此期间,它们的习惯及睡眠周期会受到少许妨碍。
经过调整之后,它们的内部时钟又趋于稳定,并按24小时的周期运转,不管外界刺激怎样。
人们普遍相信,存在精确的内部时钟对于鸟类的迁徙至关重要。
在地球每天的自转中,一个地理位置每小时转过经线15°(15°×24小时=360°)。若计时出现错误,每误差一秒钟,会偏出航向29.6公里。显然,凭昼夜节律本身还不可能理解,鸟儿在飞翔了成百上千公里后,回到同一筑巢地时为何会有分毫不差的精确性。
另一个明显的导航因素是敏锐的飞翔视力。你走进自家院落时也许会惊讶地发现,一只蓝瘉鸟不知从哪儿飞扑下来,抓起你脚下的一只田鼠,你甚至郡来不及反应过来。
类似这样的经历生动地证明了大多数鸟儿的眼力非常好。“鸟瞰”一词则提示了鸟类在迁徙中眼力非凡的另一侧面。
不少专家推测,卫星照片上揭示的地面细节哪怕再出色,也没有鸟儿在飞翔中看见的那么精确。
不过把飞翔视力看得太重要也有问题。很清楚,鸟儿运用极精确的视力猎取食物和在巢区内导航。
但很少有证据表明,地面标志在长距离飞行中起着特别重要的作用。萼在这种地方做实验是很难控制条件的,已经做过的研究使人怀疑视觉标志祚迁徙中没有起多大作用。
假如由于地震、洪水、森林火灾或人为破坏、景观突然改变,那么在长途飞行中倚重视觉线索只能造成困扰,不会有别的结果。
要是陆地标志不那么重要,空中标志又如何?
太阳或星星的位置在迁徙中起什么作用?有证据表明鸟儿像人一样,不能直视太阳。鸽子在飞翔时能利用自身在地面上的投影,已成为定论。
1968年,鸟类研究的首要权威杰弗里·马修建立了一个理论模型,描述鸟类利用所谓“太阳罗盘”的能力。这一模型要求鸟儿能够计算让一般高中生发怵的角和平面,但这不是没有可能。
自然界中普遍存在着本能的数学天赋,从蜜蜂筑巢,到海獭筑坝。另一引人注目的理论是J·D·佩蒂格鲁提出的:鸟儿眼睛里的梳膜起到了像小日晷指针那样的作用,它在眼球后部的投影可被用于帮助导航。
这些理论就算能够证实,也还会留给我们许多解答不了的问题。很多鸟儿迁徙时喜欢在夜间飞行,还有些鸟儿昼夜不停地飞,表明有不少种类的鸟能利用星星来确定方向。
从20世纪40年代起,人们围绕着这种可能性进行了若干实验。一个有名的例子是,斯蒂芬·埃姆伦将初出生的靛青白颊鸟放在天文馆内的笼子里,在随后的一系列实验中,他操纵投映出的星星的位置及转动。
结果显示,靛青白颊鸟的“星星罗盘”是习得的而非天生的,换句话说,它们利用星星导航是习惯成自然而非本能。
以上研究结果是有意义的,因为星星的位置随时间而改变。
如果鸟类通过进化而有固定、天生的罗盘功能,那么进化就不得不一直跟变动着的太空赛跑,哪怕要比赛不知多少千年。
与鸟类迁徙相关的最成功的实验集中在它们利用地磁场数据的能力。
其中基础性的实验是在20世纪70年代由德国法兰克福的一群科学家担当的。许多其他的研究项目追随了他们的工作。总起来说,这些研究搞清了一点,就是鸟类的确以惊人的方式对地磁场有所反应。
在这个领域中最引人人胜的进展是在鸽子头部发现了一种微小的磁性晶体,位于颅骨与脑之间。除了某几种鸟类外,尚未见这种晶体普遍存在。不过磁性晶体至少算得上一种可能赋予了鸟类“第六感觉”的生物学特征。
总之从理论上讲,对于鸟类迁徙这个老问题有各种各样可能的解释:昼夜节律、视力、利用太阳或星星导航的能力,甚至生物性的第六感觉。
纵然可以设想所有这些导航系统都起作用,但它们各自的重要性看来还是因鸟的种类而异。对于有些种类,其他因素如鱼的气味或蛙的呜叫似乎也起一定作用。各种鸟之间有极大差别,从筑巢习惯乃至食物种类无不涉及,在蜂鸟和冻土带天鹅身上起作用的机制或机制组合各有千秋。
一种不过迁徙个百把公里的鸟儿也许用不着很了不得的导航系统,而那样的系统对另一种在南北极之间往返迁徙的鸟儿却是必不可少。南极洲可敬的“公民”企鹅也迁徙,最远不过482.7公里,但它们是走着去的!它们可没有什么“鸟瞰”,也无需对地磁场有反应的晶体。
60年前,研究人员简直不知道怎样去了解,鸟类何以能这么分毫不差地完成上百上千公里的非凡旅程。
然而自那时以来已经取得了很多进展。不完整的解释比比皆是,但论述鸟类的每一本著作、每一篇文章都充满了条件性的词语:“可能……但也可能……”我们对鸟类会进行多么壮观的跨世界飞行知道得比较多,可是这里面的谜团仍然远远多于解释。小小的太阳鸟又展露身影,在你窗外的苹果树上筑巢。
我们通过加箍环可以了解到,它正是去年那只。想到过吗?它同你上次见面之后去了南美洲又回来了。
怎么会呢?
世上事最好不知底细,可以让你浮想联翩。这难道不是个例子吗?
◎千姿百态的昆虫翅
自然界中能够飞翔的动物很多,它们各自拥有一套“飞行器”,就是我们所说的“翅”或“翅膀”。然而,“翅”和“翅膀”一字之差,意思并不完全相同。
鸟类、蝙蝠的飞行器,严格地说应称“翅膀”,而昆虫的飞行器就称为“翅”。因为,前者是由前肢(膀)演变来的,即由原来的行走器官逐渐转化为飞行器官;而后者与行走的附肢毫不相干。科学家们根据化石推测,早在3亿年前,昆虫的身体就出现了翅,从而使纤小的昆虫,成了地球上第一批“飞行家”。
别看昆虫翅薄如膜,但还挺复杂哩!昆虫的翅是从体壁自中胸、后胸背板两侧,向外延伸而形成的“翅芽”发展来的。翅芽按其发生情况,可分为两类.一类叫“外翅类”,它是外生的,即由虫体表皮凸出形成;另一类叫“内翅类”,它是内生的,即由虫体表皮内褶,形成成虫盘,再由成虫盘长出翅芽。
蝗虫、蜻蜓、蜉蝣等不完全变态的昆虫,都属于外翅类;金龟子、苍蝇、蝴蝶、蛾子等完全变态的昆虫,均属于内翅类。
在昆虫幼嫩细小的翅芽中,蕴藏着轻纱般的阔翅,还有气管、血管、神经等。随着虫体生长发育,翅芽渐渐伸展成薄而扁平的翅,血管、神经等大多消散,只留气管贯穿其中,形成坚实而隆起的“翅脉”,对翅起着支架作用。
翅脉在翅面上的分布形式,因种而异。昆虫学家把这种分布形式称为“脉相”,其中有“纵脉”和“横脉”之分,纵横脉相交错,在翅面上形成众多“翅室”。脉相是昆虫分类学的重要标志,怪不得昆虫学家拿到一枚翅,就能从上百万种虫子中识别出属于哪一类。
绝大多数昆虫的成虫都具有两对翅,生长在中胸上的叫“前翅”,生长在后胸上的叫“后翅”。由于昆虫的生活方式及其所处生活环境不同,昆虫的翅也是五花八门。
蜜蜂、苍蝇、蚂蚁、蜻蜓的翅呈膜质,轻薄、光滑而透明,翅脉清楚可见,般一叫“膜翅”。蝼蛄、油葫芦、中华蚱蜢、蝗虫等的翅,前翅狭小呈革质,叫“复翅”,后翅宽大呈膜质,且能折叠藏于前翅下。有的昆虫经过长期的进化,前翅翅面加厚,全部角质化,质地坚硬,失去翅脉,如同鞘套,称作“鞘翅”,后翅膜质,常折叠藏于前翅下,翅脉稀少。
人们熟悉的瓢虫、天牛、金龟子、叩头虫等“甲虫”的翅就是这样。它们的飞行靠膜质的后翅,翅震低,飞速不快,但是,鞘翅对虫体具有盔甲般的保护作用,而且在飞行时呈V字形,并且微微摆动,能在飞行时保持稳定。有趣的是,有些昆虫如梨蝽、三点盲蝽、豆二星蝽等,它们的前翅仅在基部角质化,而前翅的端部和后翅仍为膜质,故前翅特称“半鞘翅”。
还有许多昆虫,翅面上长着不同的被覆物,如毛翅目昆虫的翅面上长有很多毛,叫“毛翅”;蓟马的翅虽狭小,但覆有很多细小的缨状毛,叫“缨翅”;蝴蝶、蛾子的翅面上,密布着一层五光十色的粉状鳞片,构成了各种色彩悦目的图案,称“鳞翅”。鳞翅上的粉状鳞片并不是浮在翅面上的细粉,而是从翅膜上生出来的一种体毛的变形。有的昆虫翅上还有特殊的结构,如蜜蜂,一旦停落下来,那宽大的翅立刻变成了两条狭窄的薄片。
原来,蜜蜂的前翅有褶,可以像扇子一样折叠起来,折叠后,它的后腹部就全部露在外面。如果用放大镜观察,可以在蜜蜂的后翅尖端边缘上发现一排齿状的小钩,叫“翅钩”;而在前翅背面生有一排小孔,当前后翅重叠在一起时,后翅翅钩恰在前翅的小孔里,十分牢固。雄蜂不如雌蜂善于飞翔,就是因为雄蜂翅钩比雌蜂要少得多。
苍蝇、蚊子这些人们非常熟悉的昆虫,虽然属于双翅目的“成员”,但却只有一对前翅,它们的后翅到哪里去了呢?原来后翅已退化成两根小棒,昆虫学上叫“平衡棒”。平衡棒在飞行中的振动与前翅运动方向相反,但频率相同,在飞行中起平衡作用。
有些昆虫的双翅完全退化,当然也就失去了飞翔的本领。如令人厌恶的臭虫,尽管它们的老祖宗曾生有长翅,但由于长期的洞穴生活,后来又跟着人类迁移到室内,根本不使用翅飞翔,经过漫长的岁月,它们的双翅便完全退化了,仅仅在前翅的基部遗留下一点痕迹,称为“翅基”。
昆虫学家根据昆虫有无翅,将昆虫纲分为两大亚纲:无翅亚纲和有翅亚纲,其中有翅亚纲占绝大多数,无翅亚纲只是少数比较原始的昆虫。在有翅亚纲中,一般分有28个目,其中有17个目是以翅态命名的,如我们常见的膜翅目、鞘翅目、半翅目、鳞翅目、毛翅目、缨翅目等。
有翅昆虫一般又可分为两大类:古翅类,如蜻蜓、蜉蝣等,这类昆虫的翅较长,但只能平展,不能折叠,静止时不能覆盖在身体背面,而竖立在背上或平放在身体两侧;新翅类,这类昆虫的翅能折叠起来覆盖在身体背面,兼作“防护衣”。从进化观点看,古翅类昆虫翅长,不能折叠,占用的空间大,所以逐渐被新翅类昆虫所取代。难怪在庞大兴旺的昆虫世界里,古翅类昆虫仅有蜻蜓、蜉蝣两个家族。
昆虫翅的主要功能是飞行,与翅相连的肌肉叫“飞行肌”,善飞的昆虫飞行肌往往很发达。据有关资料报道,蜜蜂每小时可持续飞行10~20公里;牛虻每小时可飞行40多公里;蚊子为了寻找水源产卵,也可飞行数公里;蜻蜓、螽斯和某些种类的天蛾也能持续飞行数百里乃至上千里而不着落。
从飞翔速度看,蜻蜓每秒钟能飞10~20米;金龟子2.2~3米;天蛾5米;菜粉蝶1.8~2.3米;家蝇2米;牛虻4~14米;蜜蜂2.5~6米。飞行不但有利昆虫的扩大分布,而且对觅食、求偶、逃避天敌都很有利,加上昆虫个体小巧,比同样靠翅膀飞行的鸟类显得更为灵活机动。这是昆虫之所以具有强大的适应能力而繁衍不息的重要原因之一。
昆虫的飞行包含着无穷的奥秘,科学家们通过探索,已经获得了一批令人鼓舞的科研成果。比如,蚊子、苍蝇的平衡棒,不仅在水平飞行时起着稳定和平衡的作用,当航向偏离时,一侧平衡棒会扭转震动,这种扭转传至基部感觉器,从而改变前翅某一侧的翅震,以便及时纠正航向。
此外,平衡棒还可以保持虫体的紧张度,便成了一种小巧新型的导航仪“音叉式振动陀螺仪”,用在火箭和高速飞机上,以保持飞机的稳定性,并实现自动驾驶。又如,在空气动力学中有一种叫颤振的现象,它是机翼在飞行中的有害振动,飞机飞得太快时,这种颤振往往造成机毁人亡的事故。蜻蜓的翅在漫长的进化中,发展了一种对抗颤振的措施——翅末端前缘出现翅痣,这就是蜻蜓的抗颤振装置。现代飞机机翼末端前缘也有类似的加厚区,飞机上的这种抗颤振装置与蜻蜓的翅痣原理同出一辙。
看来,昆虫的翅不仅为昆虫开辟了广阔的生活天地,而且为现代仿生学展示了无限诱人的前景。