昆虫学家认为这是物种生存的本能行为,据此提出了两种假说:一种猜测认为蝴蝶迁飞是对当时不良环境的直接反应,或许是食物缺乏、天气干旱、繁殖过剩等,从大菜粉蝶可以证明:在成虫羽化时,如果寄生的植物不能满足食物供应,大菜粉蝶就会迁飞;另一种猜测认为某些环境条件变化,影响到昆虫自身的发育,并最终使之成为一种迁徙性的昆虫。因为已经发现迁飞型蝴蝶的形态、生理状况、行为方式都与居留型不同,并证明了光照、温度、食物条件等变化都会在生理上和飞行能力上使昆虫产生明显分化。
但这两种假说还是有解释不了的蝴蝶聚会现象。比如美洲的大斑蝶,每年冬天来临时,它们就会结成庞大的队伍,从寒冷的加拿大飞往墨西哥的马德雷山区过冬,形成了大斑蝶的大聚会。第二年春天它们又成群结队飞往北方,飞行长达2880千米。更奇怪的是,蝴蝶的迁徙具有一定的方向,仿佛空中有一条无形的航线,飞行过程中它们很少出现偏差。这种有目的、有组织的迁徙飞行是两种假说解释不了的。
弱不禁风的小小蝴蝶,为什么能飞越崇山峻岭?飞过近三千米的这股能量从何而来?蝴蝶在天空中靠什么定向航行并准确飞向目标的?这些问题至今还都没办法解释。美丽的蝴蝶聚会究竟有多少秘密?
神奇海虾能变性
海虾是一种神奇的动物,它们会变换性别,从雄性变成雌性,这个有趣的现象委实给科学家出了难题,因为,至今科学也没能破译这种奇异的生命密码。
海虾短暂的一生中,既可以充当母亲的角色,也可以扮演父亲。刚出生时是雄性的,但一年后就会变成雌性,这个性别不会再变,会一直保持到生命最后一刻。我们可以在买海虾时看到,有的虾的背部长有虾子,而其他虾则没有。你也许会认为前者是母虾,后者是公虾,但事实上这个判断只对了一部分。因为虾是一种非同寻常的生命体,买虾的时候它可能确实是母的,但一年前它却是一只真正的公虾。
对这一大规模的性别变换现象专家也研究不明白,他们只知道,虾的机体里同时拥有雌雄两性胚胎。每年秋天,海底的母海虾体内就会出现虾子,虾子在身体里储存一个冬天,到了春天才会排出体外,而到了夏天母虾背部开始长暗红色的斑点,这也是与公虾相区别的一个明显特征。
海虾的性别转换过程靠什么控制?依然不得而知,科学研究只是发现,海虾在4岁以前的各个年龄段都能变成母虾。美国犹他州立大学的专家们认为,虾的世界里一旦母虾数量少了,公虾将大量变成母虾。但是,瑞典学者布·伯格斯特廖姆提出了异议,经过长达4年的研究他发现,当母虾数量超过公虾,而且这样的状况持续很长一段时间时,公虾变母虾的现象也没有停止过。后来还有研究发现,由于鱼类的大量扑食,海虾的寿命逐渐变短,而公虾变母虾的年龄也大大提前了。
千岁蟾蜍的生存秘密
1835年,修建伦敦至伯明翰的铁路时,在科芬特里路段的修路工人们拾起一块红砂岩石,往货车上扔的过程中岩石落在地上摔碎了。这时人们发现岩石是空心的,从里面竟然蹦出一只活蟾蜍!刚从岩石里出来时蟾蜍全身黄褐色,接触空气不到10分钟就变成黑色了。岩石断裂使蟾蜍头部受了伤,喘气微弱,4天后就死去了。
1865年,英国杜安郡修建供水系统时,从25米深的石灰岩中挖出了一只活蟾蜍。地质学家判断,发现蟾蜍的石灰岩底层大约已经形成6 000年,这只千岁蟾蜍后来被送往哈特浦博物馆保存。1901年,英国拉格比市民在给火炉添煤时,忽然发现煤中有东西在动,靠近一看,原来是一只活蟾蜍,它没有嘴巴,全身透明,发现后一直活了5个星期。
这些千岁蟾蜍是怎么活下来的呢?众所周知,动物要生存离不开食物、水和空气,虽然蟾蜍这类两栖动物在泥土里冬眠时,可以不吃不喝9个月。但是,如果冬眠的蟾蜍遇到地壳运动,泥土变成岩石,又经过了漫长的地质年代,它怎么还能像普通冬眠似的依然活着?几千年的地质变化和运动,它是怎么维持生存的?
一种解释是:蟾蜍生存的岩石虽然外面坚固实则布满很多微小缝隙,通过这些缝隙可以渗入空气和水分,以维持蟾蜍生存。以石灰岩这种地质结构而言,这种说法是成立的,因为在旧岩层和新沉淀的碳酸钙之间会有不少缝隙。就算上述条件满足了,别忘了动物生存还需要热量,虽然蟾蜍冬眠时热量可以降到很低,但这种状态无论如何也维持不了上千年。因此到底岩石中的蟾蜍是怎样存活下来的,至今也没办法搞清楚。
海底的真实恶魔
人们常说“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”。但在南美洲亚马孙河流域的一些湖泊和河流里,却有一种不大的鱼,它就不怕大动物而且极具攻击性。当地常见残指甚至断胳膊、断腿的人,据他们说这是在河边洗衣服时被咬伤的。但他们并没看到什么凶狠的动物,而且只是在河边活动,却被咬伤了。究竟有什么可怕的动物潜藏在水里呢?
屡屡发生的怪事引起了人们的关注,美国探险家杜林专程来到这里考察,他在这里亲眼目睹了一只大鸟水中捕猎的情形,大鸟迅猛而有力地俯冲入水中,然而它并没有捞起猎物,反而开始在水中挣扎,不一会儿就沉入水中了。杜林非常吃惊,他弄来一只山羊作试验,他把山羊用绳子绑住放进水里,几秒钟后,水就开始翻腾,等水恢复平静后,他拉回绳子发现只剩下山羊骨骼了,这么短的时间里肉竟被啃得精光!
仔细观察发现羊胸腔里有几条奇怪的小鱼,它们头部是黑色的,腹部是橙黄色的,身长仅6厘米左右,小鱼掉到地上乱跳,碰到什么咬什么。小鱼嘴里有两排锋利的牙齿。研究发现这正是亚马孙河特有的“食人鱼”。
这么小的鱼为什么如此厉害?因为它的颈部很短,头骨很硬,上下颌咬合力十分大,可以轻松咬穿皮鞋甚至木板,连钢质的钓鱼钩都能一口咬断。而且食人鱼性情凶猛残暴,一旦遇到血腥就疯狂无比,能马上用锋利的牙齿把猎物撕咬得只剩骸骨。其攻击力强大还在于它们的群体协作,食人鱼的生活是群居的,通常几百条、上千条一起捕食,因此敢于并能成功捕杀比自己大几十倍的动物。捕食时它们总是先咬住猎物致命部位,防止其逃脱,然后一大群食人鱼轮番攻击,一个接着一个冲上去猛咬,瞬间就将猎物瓜分完毕。
食人鱼无疑是亚马孙河流域的水中霸王,“所向披靡”的它们也有软肋,食人鱼游得不够快,它们体形呈铁饼状,这种并不苗条的体形阻碍了它们在水里的速度;食人鱼必须成群结队才有威力,曾有人把一只食人鱼养在鱼缸里,这时它并不咬伸入鱼缸里的手指,一个突如其来的手势反而能吓得它缩到鱼缸的角落里。
原来无论食人鱼多么厉害和凶残,离开了团队合作还是显不出威力。
神秘的极地冰虫
冰虫是少数生活在极地寒冷气候里的动物之一,在美国阿拉斯加、英国哥伦比亚等靠近极地的冰川地区都可以发现冰虫的身影。它是一种环节动物,呈黑色或褐色,身长只有几厘米,在雪地里就像一丝细黑线。冰虫的耐寒能力很不可思议,在极地冰冷的气候里,身体无毛的冰虫可以完好地生存,它的细胞膜在低温下可以正常进行新陈代谢。科学家曾把冰虫放在冰箱里,研究了两年,其间冰虫不吃不喝却依然生存了下来。原来顽强的冰虫不但耐寒还耐饿。但它却怕热,只要温度高于4℃,冰虫细胞膜就会融化。
冰虫这种小生物引起全世界科学家的研究兴趣,因为它身上有多个不可思议且很有研究价值的特质:一是它有在冰块中自由穿行的能力。人们一直不知道,浑身赤裸的柔弱小虫是怎样穿透坚硬的冰块的。科学家猜测冰虫可能是顺着冰块的缝隙钻出冰块的;另有人猜测冰虫有破冰术;一些生物学家则认为冰虫体内可能含有化冰物质,当它们穿冰而行时,体内细胞便释放能量融化了周围的冰块,从而形成一条通道。我们知道,同样生活在极地的北极熊有厚厚的皮毛来保温和储藏能量,南极鳕鱼有血液内的防冻剂来维持正常生存。但冰虫没有任何保障体温的设备,非但冻不死,还能自由穿梭在冰块中,不得不承认冰虫很神奇!
二是冰虫藏身方式很神秘。冰虫的生活方式充满了奥秘,夏天,冰虫会大规模地从冰块中钻出来,出来寻找食物。冬天,冰虫就会躲在地下,不见踪影。因为冬天大雪封山,夏天时可以作为食物的海藻等植物都没有了,冰虫就会消失不见。没有人知道冰虫是如何在地下过冬的。不过研究者说如果挖得足够深,冬天也可能看见冰虫。美国生物学家曾多次在终年积雪地带挖冰虫,找到的冰虫都藏身于地下3米处。
三是研究价值巨大。冰虫素有地球上唯一冻不死的生物之称,这个生命特质让科学家联想到外星生命。科学家相信冰虫可以在低温环境下生存,就足以证明外星球上完全可能存在像冰虫这样的耐寒生物。美国宇航局也认同此观点,认为冰虫能在如此恶劣的环境下自由生活,就给其他星球存在生命体提供了充分的证据。另外,在器官移植方面研究冰虫更具有现实意义。我们知道移植器官在冷藏过程中消耗能量,快速萎缩。而冰虫细胞在低温中能够进行正常的新陈代谢,如果能揭开这个秘密,把这种技术运用到器官移植中,器官就可以保存得更长久。
认识动物“气功师”
气功是一种以呼吸的调整、身体活动的调整和意识的调整为手段,以强身健体、防病治病、健身延年、开发潜能为目的的一种身心锻炼方法。但它并不是人类专有的,有的动物也会气功你知道吗?
在非洲赞比亚,有一种老鼠会“硬气功”,人们称这种老鼠为拱桥鼠,它全身的肌肉和骨骼都很柔软,体重大概500克。如果人用脚踩上去,拱桥鼠的脊骨和五脏就会被挤向两边,全部重力由肌肉承担。而应付体重超过它100多倍的重力时,它会施展奇特的“硬气功”,就是说任凭人用力踩,它也不吭声。不得不承认小小的老鼠耐压能力很强,而等人稍一抬脚,压力刚一消除,它便立即溜之大吉。
在西班牙的马德里有一种蛇,这种身体呈绿色的蛇“气功”很厉害。这种“气功大师”在天气炎热时,经常从草丛里爬到马路上,在马路上肆无忌惮地乘凉。当汽车开过来时它也不爬开,即使是载重卡车它也不会躲开,任凭汽车从身上驶过。这种蛇会鼓起肚子里的贮气囊,迅速把气体输送到全身,迎接汽车轮子从身体上轧过去,然后它才得意扬扬地离开。
海洋里也有“气功大师”。在大西洋里有一种叫海刺猬的海洋动物,它浑身长满了刺,平时这些刺都很顺从地贴在身上,可是当危险出现时,全身的刺就会竖起来,而且特别锋利。就在当地海域里,还生活着一种斜齿鲨,十分凶猛,常常把海刺猬当做美食吞下去,有时候甚至能一次吞下10只海刺猬。但遗憾的事情也随之而来,海刺猬被鲨鱼吞进肚子以后,就会运“气”、“发”功,把身上的长刺倒竖起来,仿佛一根根锋利的钢针,在鲨鱼胃里猛攻猛刺,直到把鲨鱼的肚子刺破。然后死去的斜齿鲨,又会成为海刺猬的美食。
看来动物界也有“气功大师”,而且“功力非凡”,神奇的动物世界里还有很多人类不曾了解的东西,需要我们进一步去探索。
鸟类的祖先:中华龙鸟
一直以来,鸟类的起源是科学界悬而未决的重大难题之一,科学家对此进行了不懈的探索,一般认为鸟是从恐龙演化而来的。那么鸟类是怎样进化和发展的呢?
1996年8月,辽宁省的一位农民捐献了一块化石标本,化石的体态很小,形状和恐龙相似,嘴上有锋利的牙齿,尾椎骨特别长,共有50多节。此外,最引人注目的是,它从头部到尾部都披覆着原始绒毛,这种奇特的类似羽毛的东西长约0.8厘米。经过科学家们的认真研究,确认这是最早的原始鸟类化石,因为是在中国发现的,所以命名为“中华龙鸟”。
中华龙鸟的发现立刻传遍了全世界,因为它提供了从爬行动物向鸟类进化的新证据。我国的古生物学家研究后指出,中华龙鸟既保留了小型兽脚类恐龙的一些特征,又具有鸟类的一些基本特征,成为恐龙向鸟类演化的中间环节。中华龙鸟的“羽毛”呈片状,与现代鸟类的羽毛结构有所不同,代表了早期鸟类演化的初始阶段。从中华龙鸟显示的特征看,中华龙鸟的骨骼特征像恐龙,比如它的头较大,有牙齿,尾椎数目多,行动敏捷,但还不具备飞翔的能力。但是,它全身披有原始羽毛的这一重要特征,又可以将其归入鸟类而不是恐龙类。因为恐龙等爬行动物身上披有盾甲或鳞片,鸟类则身披羽毛。
中华龙鸟的发现带来了很大的轰动,《纽约时报》、英国《自然》杂志等都纷纷报道,国内外科学家对其进行了系统的分析和研究。经考证核实,这种化石产于2~7米厚的含有火山灰的湖泊沉积的页岩中,辽宁北票地区保存中华龙鸟化石的地层,记录了原始时期曾经发生过的珍稀事件,这种地质现象的发生和发现的概率很低,因而它特别珍贵,自然会引起科学界的注目。随着对中华龙鸟的深入研究,世界鸟类学家逐渐认识到,以前一直被认为是恐龙向鸟类演变的典型代表——德国始祖鸟,其实远没有中华龙鸟原始,后者才是恐龙向鸟类演化的真正的中间环节。这一发现对研究鸟类起源、进化和发展有重大意义,同时它也是近100多年来恐龙化石研究史上最重要的发现之一,对研究恐龙的生理、生态和演化都有不可估量的意义。
我们可以设想,中生代晚期,当大批恐龙相继退出历史舞台时,人们以为这种曾经称霸地球的爬行动物彻底完结了。其实恐龙并没有全部灭绝,它们中的一支或几支,正试图离开陆地向空中发展。可以说翼龙类是最早具备飞行条件的恐龙,只是它们的翅膀上没有真正的羽毛,后来经过漫长的演变,真正意义上的鸟类诞生了。而中华龙鸟生活的年代,根据对其产出地层的深入研究,科学家把其确定为白垩纪早期,距今大约1亿3千万年。
这个猜测是合乎道理的,中华龙鸟可以提供证据,随着研究的深入这个证据也日益有力,但对于中华龙鸟也存在争议,是什么争议呢?经考证中华龙鸟是两足行走的动物,成年的它们可以长到2米长。它的背部有类似于“毛”的表皮衍生物,一些古生物学家认为这是原始的羽毛,因此他们坚持中华龙鸟应该是一种原始的鸟;另一些古生物学家则认为,这种表皮的衍生物不具备羽毛的特征,而类似于现代的某些爬行动物背部的角质刚毛,也可能是纤维组织;而从化石骨骼来看,中华龙鸟又具有很多典型的恐龙特征。