书城教材教辅中外生物故事
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第19章 奇异罕见的遗传和进化故事(6)

后来有人对这个定论提出了疑问:他们认为,由体温不恒定、没有羽毛的爬行动物,进化到恒温热血、有羽毛的鸟类,应该是一个漫长的过程,并不是说变就变的。这些动物学家推测,在始祖鸟之前,还应该有更早的鸟类,始祖鸟不可能是最原始的鸟。他们还指出,由始祖鸟进化到种类众多的现代鸟类,这中间相距的时间也显得太短了。就在这些学者苦于找不到比原始鸟更早的鸟类化石来证明他们的推测的时候,传来了一个好消息:美国得克萨斯州工业大学的古生物学家查特吉在波斯特城附近离现在2500万年的地层中,发现了两只古鸟的化石。这个发现,使学者们欣喜若狂,因为它证实了他们的推测是正确的。

这两只古鸟生活的年代,比始祖鸟生存的年代整整早7500万年!它们叫鸟类的祖先才是当之无愧的。因此,古生物学家们给它们取名叫”原鸟“,就是”祖先鸟“的意思。

祖先鸟的个子跟乌鸦差不多,与始祖鸟相比,它更像现在的鸟类。它有细长的前肢、龙骨状的胸骨,头骨跟现代鸟类一模一样,而且颌的背部已经没有牙齿。只是它还遗留着一些爬行类动物的特征,如颌的前边还有4颗牙齿,有一条长尾巴和带爪的指。

但也有人提出了疑问,既然新发现的祖先鸟比始祖鸟出现得早,它为什么更像现代鸟?这又怎么解释呢?古生物学家查特吉认为,祖先鸟可能是现代鸟类的直接祖先,所以进化得比较快。它们是鸟类进化过程中的正源,好比是一棵大树的主干,而始祖鸟也许只是这棵大树的一条分枝,所以才没有什么发展。鸟类的祖先就是祖先鸟吗?现在还不能这样下结论。当发现祖先鸟化石的消息刚公布的时候,就有人表示怀疑,美国耶鲁大学古生物学家奥斯特朋指出,祖先鸟化石是”一个离奇的和不大可能的发现“,因为鸟类的骨骼很脆弱,是很难如此完好的。这位教授怀疑它根本就不是鸟类的化石。

看起来,鸟类起源的研究还得继续进行下去。

宁死不屈

一直以来,人们对野火就全无好感,认为它只会毁灭生物。只要发生火灾就极力去扑灭它,平时也要防患于未然。但许多事实表明,人和湿度、阳光、水分一样,不仅是大自然的一个部分,而且也是一个重要的生态成员。自然界天然发生的火,对许多植物、动物的生存和演化起着重要作用。

美国生态学家曾研究过野火在黄石国家公园的生态作用。在过去的300~400年中,黄石公园北部每隔20~25年就发生一次大火。但近80年来,人们主动地制止了自然火灾的发生,却使黄石公园的动植物发生了变化:山杨树的数量减少,并且老年化,以幼嫩山杨为食的大角鹿也随之减少。为此,人们开始人为地减少大角鹿,但这也没能使山杨树增加。可是在自然火灾发生的地段,幼小的山杨树反而生长起来了。美国政府根据这一发现,建立了200万亩的天然火灾自生自灭地段,从而稳定了山杨树和大角鹿的种群数量。

北美洲有一种最珍贵的树种,叫沼泽松,它也是最善于适应火灾的一个树种。这种高大的树有着罕见的浅色树冠,身躯伟岸挺拔,不仅生长在低洼的地方,而且也生长在干爽的山麓。它木质坚硬,红润有光,色泽非常悦目。这是一种非常特别的树,似乎生来就是专门等待火的”锤炼“的。当它的幼苗长到几十厘米高的时候,在五至七年内就完全停止再往上长,这时它全力发展和巩固根部。幼苗的针叶含有很多水分,而且长得很长。这些针叶紧紧聚拢在一起把未来的新枝保护在它们中间。经过一系列的准备之后,即使火灾发生,把潮湿的针叶全部燎净,也丝毫损害不了它。然而它周围的其他树木、灌木和草一下被大火吞噬而光,它的幼苗此时就得以见到阳光。大火之后,沼泽松迅猛生长,并长出一层很厚的树皮以便更好地保护自己,避免新的火灾危害。

号称”世界爷“的红杉,也是不怕火的。这种被称为活化石的古生植物非常珍贵,人们把它们作为稀世珍宝来加以保护,尽可能地不让火灾在红杉林中发生。可是事与愿违,这种罕见的树木却不愿意繁衍子孙,而且行将绝种了。原来,在它的树冠之下,生长着许多冷杉幼树,冷杉生长过程中争夺了红杉的养分。要使现有的”世界爷“森林得以更新,就必须定期进行火烧。

大火之后,红杉树不但获得了广阔的生活空间而且开始迅猛向上和向周围生长。大火同时也给红杉树的种子清扫了地盘。原来红杉树的种子只有在没有草木、被火烧透而且深深覆盖着草木灰的土壤上才能发芽。而且红杉幼苗需要大量的光和热,只有在充足阳光和无”人“与它们争抢的空间中,才可能迅速生长。

红杉树为何不怕火烧呢?因为它的木质犹如钢铁一般,是燃烧不起来的,而且它的纤维质树皮又厚又结实,严严地保护着它那坚实的树干。当然,大火可以把红杉的叶子和树冠烧着,可是老的叶子烧掉了之后,新的叶子很快就生长出来了。

现在很多人就有这样的疑问了,森林火灾到底是有利还是有害呢?科学家经过详细的全面计算之后,断然肯定,害远远大于利。虽然火灾可以对某些树种的自然恢复和森林以后的发展起作用,然而,这仍无法补偿火灾给人类的经济活动造成的巨大损失。

鸟类和神秘侦探

大约每年冬天的时候,科学家和鸟类学家都会寻找难以捉摸的长着象牙色嘴的啄木鸟来证明这种鸟曾一度生活在阿肯色州东部广阔的湿地里。

这种啄木鸟有着巨大的翼展和标志性的连续两下叩击树干的声音。它们曾经被认为已经灭绝了几十年,直到2004年2月一位划船者报告说发现了一只。

阿肯色州湿气很重的夏季阻碍了对啄木鸟的搜寻工作。搜寻队伍的一员,康奈尔鸟类学实验室的提姆·格拉格说:”这种鸟相对来说比较安静,而这里的丛林,就像热带雨林一样,枝叶繁密,气温极热,雾气浓重,到处是虫子和蛇,条件要多糟糕就有多糟糕。“现在,叶子已经从树上落下来,为他们创造了一个清晰的视野,蛇也已经不再活跃,搜寻啄木鸟的条件非常好。”鸟儿们也更喜欢唱歌而且更加活跃,因为它们到了繁殖期,这样会使它们更容易被看到。“格拉格说。康奈尔和它的合作机构的工作人员将训练100名志愿者组成一个搜索队伍,在6个月的时间内,在50万英亩的范围内进行搜寻。如果能够找到一个鸟巢,或者更好地能找到一对能够进行喂养的正在繁殖的啄木鸟,将会是一个巨大的突破。”那将会重新激励整个进程“,他说,”有很多人真的非常想找到更多的确凿的证据。“搜寻工作包括静止观察,把人分成小组乘独木舟在河流和溪流里寻找,还有在可能捕捉到鸟的叫声的地区安放录音机和摄像机。凯奇河国家野生保护区的吉恩·斯伯林说:”我们会一直找下去,直到找到为止。它们一定在这里的某个地方。“海蛇尾也时尚海底世界里曾有这样一个故事:在一片珊瑚丛生的海底,白天,珊瑚礁被各种美丽的珊瑚鱼占据,到了晚上,这里却成了无脊椎动物的”天堂“:珊瑚虫从珊瑚礁表面伸出头来,在黑暗中猎取食物;海羽星正张开长臂,将大蟹虾等美味放到嘴里;海蛇尾,珊瑚礁王国中最害羞的”居民“也正小心翼翼地走出隐藏地,绕着珊瑚礁不断前进寻找食物。

早在几十年前,人们已经知道有些海洋动物对光比较敏感;而直到20世纪80年代,科学家才发现,海蛇尾可以根据光线改变自身的体色。每当夜幕降临,这种害羞的小动物,体色就变成了灰黑色,随着黎明的来临,体色渐渐变淡,到白天就成了深褐色。

海蛇尾为什么能根据光线改变自身的体色呢?科学家对一些光敏感的海蛇尾种类进行观察,发现这些海蛇尾虽然没有眼睛,但却能察觉到微弱的光线变化。为什么呢?秘密就在于镶嵌在它们背部的很多微小的”透镜“上,这些”透镜“对来自四面八方的光线都有感应。

所谓”透镜“,其实就是由微小的方解石晶体组成的成千上万个凸起物。这些凸起物对海蛇尾来说,既可充当保护甲,又可充当”眼睛“。科学家发现,波长为4~7微米的光可以通过凸起物,由上表面传到下表面并聚焦在一点上。更重要的是,科学家在凸起物上发现了神经束,在凸起物周围发现了色素细胞。当白天太阳光强烈时,这些色素细胞就由凸起物的下表面移动到上表面,阻止强烈的光线透过。如此看来,色素细胞就像是海蛇尾的”太阳镜“。

科学家做了一个十分有趣的实验,将照相用的感光胶片放在海蛇尾的背部凸起物的下表面,结果发现在每一个凸起物下面的胶片上都留下了一个小光点,光点的大小与凸起物的大小相应,而光点的强弱则与凸起物所在的位置有关。这个实验说明,每一个凸起物都是一个光敏感器,或者说都是一个”透镜“。

海蛇尾没有脑子,但有神经系统。微小透镜可以把光聚焦到神经束上,产生视觉信号。这样,遍布全身的微小透镜就组成了一个可以看到四面八方的复眼。这就像计算机图像,每一个像素可以容纳一个图像某一部分的颜色和亮度信息,而所有像素在一起就产生了完整的图形。

目前人们还不清楚海蛇尾的这种复眼系统产生的图像质量如何,但科学家认为,研究海蛇尾背部”眼睛“的奇妙作用,可以把现有的透镜做得更小、更好。

伪装大师的狡猾哲学

曾有这样一则新闻:德国动物园的一只章鱼练了一手绝活,学会了动物团员工的动作,能把一瓶装着虾的瓶盖打开,吸引了不少游客来观看。章鱼竟然有这么高的智商,所有观看的人都惊叹不已。其实有研究发现,章鱼的智力水平颇高,甚至超过了爬行动物和某些高级脊椎动物。

然而在中世纪时,有许多关于章鱼的恐怖传说,它们常常被描绘成海洋恶魔,专门袭击过往商船。科幻片《史前大章鱼》中的大章鱼更是让人毛骨悚然。其实无论是古代传说,还是现代科幻大片中关于章鱼的恐怖故事,都是人们想象的产物,我们之所以对它们畏之如虎,主要是对这种动物缺乏了解。今天,我们就走进这所谓的”海洋恶魔“,了解它们不为人知的神秘生活。

章鱼,这种八条腿的软体动物不仅会使用工具,而且能够灵活而广泛地使用,这表明它们的智力水平处在一个较高的级别上,它是一种聪明动物。

百慕大水域栖息着一种名叫Vulgaris的章鱼,这种章鱼在选择巢穴时往往要费一番周折,不是洞太小,就是里面不够开阔,很难找到理想的洞穴。好不容易找到一个理想洞穴后,它就开始清理这个洞穴了,将里面的沙子、小石子以及黏附在洞壁上的海藻等杂物一点点清理出去。做完这些事情后,洞穴变得既干净又开阔了。但是它又发现了一个问题,洞口在它进进出出的过程中变大了,这样很容易将自己暴露在敌人的视线范围之内,于是它又游到洞穴外边去捡回来许多小石头,将这些小石头堆积在洞口,当做洞门。

行为学家认为,这些小石头就是工具。同时,科学家发现,洞穴的开阔程度与石头的数量存在着某种联系,洞穴越大,章鱼带回来的石头也就越多。

所有的软体动物都有一个充满水的外套腔,对所有的头足类动物来说,这个区域都生有一个能向外喷水的虹吸管。鱿鱼就以虹吸管向外喷水作为前进的动力,这可以使它在遭遇敌人时,迅速摆脱”虎“口。而章鱼并不用这个器官作为前进的推力器,因为它的触须太长、太大。水的喷力对它的加速运动产生不了多大的作用。

章鱼将喷水作为工具来使用,不过这可不是章鱼的专利,其他一些鱼,如阿彻鱼也有这个本领。当阿彻鱼发现它头顶上的树枝上有昆虫时,它会从嘴里喷出一股速度极快的水柱将昆虫打落到水面上,然后将其吃掉。章鱼除了有这个本领外,它还能利用多种喷水方式改造周围环境。

当章鱼发现了一个潜在的巢穴时,这个洞穴往往塞满了沙子和各种杂物。这时它就会用它的触须将洞内的各种杂物搬到洞口处,然后从虹吸管里喷出一股强劲的水流,将沙子和小石子吸到洞外。尽管它每次只能吸掉不多的一点,但就像我们用笤帚打扫房间一样,经过多次努力,最终所有的杂物都会被清理干净。此外,某些章鱼还能将它的虹吸管当作进餐的工具。当章鱼捉到螃蟹这样的猎物时,坚硬的外壳让它无从下口。这时它会先用触须将蟹壳压碎,然后朝这个被挤碎了的猎物吹水,将螃蟹身上的碎片吹走,单吃里面的肉。章鱼对喷水的力度掌握得恰到好处,能准确地估算出水流的作用力及效果,绝不会浪费一点肉。