书城科普中华青少年成长必读集萃:宇宙探秘
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第5章 对生命的探秘(4)

对于动物来说在争斗中总是以最强壮的器官作为理想的兵器。袋鼠的争斗很像是“拳击”,因为它们自信自己的后爪最有力。海狸争斗的武器是尾巴,而长颈鹿是用脖子来击打对方。有蹄类的动物常常将角作为自卫的武器。但是对于过于锋利的武器,动物之间也是要遵循一定的规则的,直角羚从不在同类的争斗中使用角。而鹿和驼鹿则在准备争斗的时候,目不转睛地盯着对手,直到弱小的一方认输为止。狼和狗在争斗中如果认输时,会把身体中最薄弱的咽喉暴露给对方,而胜者绝不会再碰负者一下。

对于动物之间的这种争斗和残杀,有一些是可以找到原因的。比如为了争夺配偶、领地或者食物等。美国动物学家曾经亲眼目睹过象海豹为了争夺首领而撕打的场面。当两头雄性象海豹中的一头被打得晕倒在地的时候,一群雄性的象海豹扑到战败者的身上,把它折磨致死。在1990年的6月,澳大利亚曾发生过一起大群企鹅自相残杀的事件。这场残杀导致大约7000只企鹅丧生。其中有雏企鹅6000只。而科学家们对于事件的原因却是无法解释。

社会生物学家对于动物之间的争斗现象是这样解释的。他们说这完全是出于动物的一种自私的本性。所有的动物都想把自己的基因或者亲属的基因传到下一代去。所以,它们进行漫山遍野的厮杀,只是为了让自己的后代进行繁殖,并不是为了种族的利益去牺牲。因此在一个亲属关系比较稳定的群体里很少发生剧烈的厮杀。

而动物学家却认为,动物是不存在传宗接代的自觉意识的。它们所进行的争斗和残杀原因很可能是偶然的。

随后发生的大规模的征战很可能是由于受到刺激而引起的。而且在缺乏信息交流和手段的动物中是很容易发生这种情况的。

动物学家们有着不同的观点,但是有一点意见是统一的,他们一致认为动物之间进行的不流血争斗有着积极的生态学意义。年轻而健康的动物虽然在争斗中败北,却为以后获得幸福准备了条件,而在争斗中以流血殆命的动物也是自然淘汰的一种途径,也就是说残杀的威胁可能有助于形成动物的行为,对于物种遗传是有利的。但是,真正引起动物们争斗的谜底是什么?人类至今不得而知。

动物冬眠探秘

冬眠是一些不耐寒动物度过不利季节的一种习性。许多动物都会冬眠,每年的霜降前后,气温逐渐降低,池塘里的蛙鸣消失了,刺猬、仓鼠等也进入了洞穴开始了它们的长睡。进入冬眠的动物在体温、呼吸以及心率等方面都要发生改变,新陈代谢会降到最低。而且热血动物和冷血动物的冬眠还不同,在冬眠的时候,冷血动物体温的升降是一种被动的形式,完全由外部的环境来决定。而热血动物则不同,它们是有目的地对体温加以控制,调节到冬眠时的最佳温度后才开始冬眠。而当它们苏醒的时候,制造热量的器官会充分地调动起来,在几小时内把温度恢复到原来的水平。

研究人员经过研究发现,刺猬在冬眠的时候会把身体蜷缩起来,不吃不喝。呼吸变得极其微弱,心跳缓慢,每分钟只跳10~20次,一只清醒的刺猬放到水里几分钟就会淹死,而冬眠的刺猬半小时也淹不死。黄鼠在冬眠的130多天中总共放出的热量才29焦耳,而在冬眠过后的13天中却放出2420焦耳的热量。动物在冬眠的时候,白血球还会大大地减少。通过对土拨鼠的实验发现,平时土拨鼠1立方毫米的血液中含有的白血球数是12180个,而冬眠时平均只有5950个。科学家们对动物冬眠时制造热量、补偿体温消耗和保持恒温的复杂生理现象非常感兴趣,作了许多的研究,但迄今为止,有关动物冬眠诱因和生理机制还是众说纷纭,莫衷一是。

有的科学家认为,外界的刺激是导致动物冬眠的原因。外界的刺激主要有温度下降和食物不足两个方面。有人对蜜蜂做过这样的实验,当气温在7℃~9℃的时候,蜜蜂的翅膀和足就停止了活动,但轻轻的触动还是能微微抖动的,当气温降到4℃~6℃的时候,就完全进入了麻痹的状态,如果再降低温度,蜜蜂就会进入更深的睡眠状态。由此可见,动物的冬眠和温度的关系密切。实验中还发现,笼养的小囊鼠在供食充足的情况下,冬季的时候不会进入冬眠的状态。但是有人提出,人工降温并不能保证所有的冬眠动物都能进入冬眠的状态;不少冬眠动物在进入冬季的时候就会自动地停止进食或拒绝进食,并不是由于食物不足的原因。以此来反对上述的观点。

还有的科学家提出了生物钟学说,认为是生物的节律控制了每年冬眠动物的代谢变化,恒温动物的冬眠变温现象是进化生态的一种次生性的退化,是和动物迁徙和冬季储藏食物相似的一种生态的适应,是在进化中已固定下来的一种生物节律。但是这种学说缺少事实性的根据。

科学家们发现在冬眠动物的体内存在一种诱发冬眠的物质。在对黄鼠进行的实验中,科学家在人工条件下冬眠的黄鼠身上抽取出血液,然后注射到活蹦乱跳的生活在夏季的黄鼠体内,这些黄鼠很快进入了冬眠状态。目前在冬眠动物的血液中还有3种颗粒无法鉴定。与正常的黄鼠相比,冬眠黄鼠的血液红细胞较结实,不容易分解,一种还呈褶皱状。而且进入冬眠时间长的动物的血液比刚进入冬眠的动物的血液诱发冬眠的作用更强烈。诱发动物冬眠的物质存在于血清中。我们知道,通常不同动物之间会发生物质的排异反应,但令人奇怪的是,将正在冬眠的旱獭的血清注射到清醒的黄鼠的体内,黄鼠不仅不会发生排异的反应,反而会呼呼大睡。科学家们还发现,在冬眠动物的体内不仅存在诱发冬眠的物质,还存在和冬眠物质相对抗的另一种物质。这种物质可以维持动物的正常活动和清醒状态,它和冬眠物质相结合形成复合体,当冬眠物质超过抗冬眠物质的时候,动物才会冬眠。

由此看来,动物何时开始冬眠,不仅取决于诱发的物质,还取决于诱发物质和抗诱发物质的比例。科学家推断:冬眠动物可能全年都在“制造”诱发物质,而抗诱发物质是在进入冬眠之后才产生的。该物质产生之后就会不断地上升,直到春天开始的时候才会开始下降。当它在血清中的浓度高于诱发物质的浓度时,动物就会从冬眠的状态苏醒过来。但是,对于冬眠诱发物质和抗冬眠物质到底的性质如何,为什么会引起动物生理发生这么大的变化,科学家们还是不了解。

1983年,科学家从松鼠的脑中提取到了一种抗代谢的激素。把这种激素注射到没有冬眠习惯的小鼠的体内,发现小鼠的代谢率会明显地降低,体温也会降低到10℃左右,看来激素可能也是诱发动物冬眠的一个因素。最近,又有科学家想从细胞膜的角度来探讨动物冬眠的机理。但是细胞膜的变化和神经传导是如何联系,对于动物的冬眠是否具有关键性的作用还有待于研究。

到现在为止,人们还没有完全地揭开动物冬眠的秘密。科学家们还在继续探索。让我们踏着前人的足迹,透过历史的帷幕,在奇妙的大自然里去大胆地探索寻觅吧,谜底终究会有揭开的一天。

旅鼠投海自杀探秘

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,这种奇怪现象就已经出现过。那是一个阳光灿烂、晴空万里的春日,一艘满载旅客的轮船正航行在碧波荡漾的海面上。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,浩浩荡荡地向挪威山区挺进,所到之处庄稼被吃得一塌糊涂,草木也被洗劫一空,它们甚至把牲畜也咬伤了。一时间,成群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,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,无法得到充裕的食物和生存空间,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。

苏联科学家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。为了寻找昔日的居住地,它们集体向北迁徙,并且义无反顾地跳入巴伦支海。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“误入歧途”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其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。

鲨鱼抗癌探秘

迄今为止,癌症仍然是威胁人类生命的主要疾病之一,而且目前科学家仍未找到治疗癌症的特效药物。因此,寻找抗癌治癌良药,已成为了科学上的一座难攻的堡垒。

生物学家发现,鲨鱼的身体异常健康,它们即使受了很大的创伤,也能迅速痊愈而且丝毫不会发生炎症,更不会感染疾病。

美国著名的生物化学博士鲁尔,在闻名的玛特海洋实验室工作,他对鲨鱼的生理和病理做了长期的研究。在25年间,他先后对5000条鲨鱼进行过病理解剖研究,只发现1条鲨鱼生有肿瘤,而且还是良性肿瘤。

在全美国低等动物肿瘤登记处过去16年的记录中,鲨鱼患癌症是最少的。鲁尔还发现在科学家所调查的25000多条鲨鱼中,只有5条长有肿瘤。鲁尔的这个发现,引起了科学家对鲨鱼的极大兴趣,各国科学家都开始了对鲨鱼的研究。