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第11章 动物世界(2)

奇妙的冬眠现象

动物冬眠是一种奇妙的现象。加拿大的有些山鼠甚至可以冬眠半年。冬天一来,它们就会通过掘好的地道钻进穴内,将身体蜷缩起来。冬眠时,它们的呼吸也会逐渐缓慢到几乎停止,脉搏也相应变得极为微弱,体温更直线下降。这时即使你用脚踢它,它也不会有任何反应,就像死去一样,但事实上它却是活的。

松鼠睡得更死。有人曾从树洞中挖出一只冬眠的松鼠,而它的头像折断了一样,不管你怎么摇它都始终不会睁开眼,更别说走动逃跑了。把它摆在桌上,用针刺都刺不醒。只有用火炉把它烘热,它才会缓缓地“活”过来,但时间会很长。

在冬眠的时候,刺猬几乎连呼吸都停止了。原来它的喉头有一块软骨,可将口腔和咽喉隔开,并掩紧气管的入口。生物学家曾把冬眠中的刺猬放入温水浸了半小时后它才渐渐苏醒过来。

其他动物的冬眠也是各具特色:蜗牛会用自身的粘液把壳密封起来;冬季到来时,绝大多数的昆虫进行冬眠不是“成虫”或“幼虫”,而是以“蛹”或“卵”的形式;熊在冬眠时呼吸正常,有时还到外面溜达几天再回来,但雌熊在冬眠中,会用雪把身体覆盖起来,一旦醒来,它身旁就会躺着冬眠时产的仔——1~2只天真活泼的小熊。

动物冬眠的时间也长短不一,西伯利亚东北部的东方旱獭和我国的刺猬,一次能冬眠200多天,而前苏联的黑貂每年却只有20天的冬眠。

动物为何要冬眠

科学家们经过几个世纪的研究,对动物冬眠的现象有了许多发现。进入冬眠约一个月之前,黑熊一天吃20小时的东西,摄取的热量从每天7000卡增加到2万卡,体重也急剧增加。科学家们认为冬眠动物的体内有一种能诱发自然冬眠的物质,这一种物质控制着动物冬眠前的行为。

科学家为了证实以上推测,曾进行过一个实验:提取冬眠黄鼠的血液后将其注射到活动的黄鼠静脉中去,并把活动的黄鼠放入温度较低的房间,房间温度保持在7℃。几天之后,它们就进入了冬眠。这个试验证实,很有可能存在某种物质可诱发自然冬眠。

科学家又从冬眠动物的血液中分离出血清和血细胞,分别注射到两组黄鼠体内,实验证实,血清和血细胞都能让动物冬眠。对血清进行过滤后,得到过滤物质和残留物质,给黄鼠分别注射这两种物质,发现是过滤物质引起了冬眠。科学家由此得到启示:只有血清中能诱发冬眠的是一种极小的物质。有趣的是,用冬眠旱獭的血清诱发黄鼠冬眠效果最好,无论什么时候,不管是在冬天还是在夏天,都能诱发黄鼠进入冬眠。

而且,不光是诱发物决定冬眠,诱发物和抗诱发物之间的互相作用也对冬眠有影响。除了春季的一段时间,动物是全年在制造诱发物的。动物在诱发物多的秋冬季节,就开始进入冬眠;抗诱发物到了春季增多,动物就从冬眠中苏醒过来。

比起平时来,冬眠后的动物抗菌抗病能力也会有所增加,显然冬眠对它们是非常有好处的,可以令它们的动作到翌年春天苏醒以后变得更加灵敏,食欲更加旺盛,而身体内的一切器官更会返老还童。

由此可见,动物在冬眠时期神经系统和肌肉仍然保持充分的活力,而新陈代射却降低到最低限度。这启发今天医学界创造了低温麻醉、催眠疗法。

昆虫怎样度过寒冷的冬季

动物中的鸟兽和我们人类一样都是温血动物,那冷血动物昆虫又是怎样熬过漫长的冬季呢?

经过长期的观察和研究后,昆虫学家终于弄清了昆虫越冬的部分奥秘:冬天为防止汽车散热器结冰,我们要在骑车内加入防冻液。而昆虫采用的就是相似的办法,从而在严寒的冬季保护好自己。

在冬天,昆虫要保持活力,不被冻僵是至关重要的。活的组织一旦被冻结,膨胀的冰晶体势必会破坏细胞膜,造成致命的创伤。如果细胞里液体不足,不能保持维护生命所必需的酶活性,即使没有被完全冻结,也会造成死亡。而昆虫要解决这一难题,主要是靠降低体内液体的冰点,提高抗寒能力,产生大量的“防冻液”就是最好的办法。

那么昆虫是怎样制造防冻液的呢?天暖之后又怎样将防冻液除掉呢?为什么要除掉防冻液?这些问题直到现在仍不得而知。

值得补充的是,科学家们又发现,蛙类也会自制防冻液。在实验室中,科学家们冷冻了许多青蛙,5~7天后再慢慢将其解冻,解冻后这些青蛙依然活着。科学家们经过认真分析和研究,终于发现了青蛙为什么能够存活。在这些青蛙的体液中他们发现了一种人们经常在防冻剂中添加的物质:丙三醇。与昆虫相似的是,到了春天,这些青蛙的液体中再也找不到这一物质了。

至今,人们尚未能完全揭开动物冬眠的奥秘,但科学家们通过不断探索已认识到,研究动物的冬眠不仅妙趣横生,而且颇有价值。

延伸阅读——“冬眠”动物的种类

“冬眠”的动物主要有3种种类:

第一,蛇及蛙等两栖爬虫类动物。在环境温度下降时,这类动物的体温也跟着下降,自己无法进行调节。因此会进入冬眠状态。

第二,松鼠等动物。它们的体温平时可以保持恒温,而在进行冬眠时,自己体温可下降到接近环境周围的温度。但为了避免体液在0℃以下结冻,它们常会把体温维持在5℃之间。

第三,熊类。熊在冬眠时体温只下降几度,但能长时间不进食而呈睡眠状态。

与我们人类相比,冬眠的哺乳类动物的身体构造并没有太多差异,只不过冬眠的哺乳动物能够利用特殊因子,通过它们,可以控制神经荷尔蒙系统调节器官的代谢。如果能找到这种控制的遗传因子,将来人类或其他动物进行冬眠也不无可能。

动物的“计划生育”

也许我们认为计划生育只是人类的专利,其实不然,有些高等动物在对自然环境适应的过程中,也练就了“计划生育”的“祖传秘方”,把“计划生育”工作搞得“有声有色”,其“节育措施”甚至达到了令人吃惊的地步。

动物也懂得节制生育

动物学家通过长期观察和研究发现,有一种红狐,它们生活在瑞典南部,数量并不受野兔──它们的主要食物的多少影响。红狐并不会因为自然界中野兔的数量明显减少而远走高飞,也不会因饥饿而大量死亡。它们会本能地知道,在这种非常时期大量繁殖后代是不明智的,因此会积极节育,参与交配的占正常年景交配数量的一半。而那些无缘享受生育的红狐也会自觉地散居在带有后代的狐穴旁边,并不会因此大打出手。它们就用这种减少繁殖的方法来保护自己不被饿死。

根据当地食物的丰贫状况,栖息在埃及尼罗河两岸的非洲大象也能来决定自己多产还是少产。经过长期观察生物学家发现:在尼罗河树林茂盛、食物丰富的一侧,由于这种优越的环境,母象每隔4年就会生育一胎;而在河的另一侧,由于气候恶劣,食物贫乏,母象每隔9年才会产下一仔,以降低“象口”密度,保持供需平衡。

动物的晚生晚育现象

非洲羚羊节制生育的能力也不错。一旦雌羚羊受孕过早,就会把快要分娩的胎儿继续留置在腹中,用“过期妊娠”的办法尽量推迟分娩时间,等着到了春暖花开、万物生长的季节再产下幼仔,以保证哺乳期间有足够的食物,避免了让后代挨冻挨饿。这羚羊独有奇特的“晚生”本领,是一种绝妙的“计划生育”措施。

一般在夏秋天交配后,貂、花斑臭鼬等啮齿动物的健康受精卵会暂时“停止活动”,也不会马上附在子宫壁上,而是呈囊胚状态,浮游于子宫内。等到寒冷的冬天过去后,温度逐渐升高,食物慢慢丰富,在生理上又充分做好了怀孕生产的准备后,貂和花斑臭鼬才使囊胚附在子宫壁上发育成胎儿。这样,在生下后“小宝宝”就会有一个优越的生长发育环境,从而起到了优生优育的功效。

熊与貂等动物的生育观有点类似。在夏天交配受精后,雌熊经过一夏一秋的频繁猎食,体内贮藏了足够的能量,直到初冬囊胚才开始发育,待第二年春才产仔。如果怀孕期间雌熊觉得身体状况不足以支持到生产时期,就会果断地中途自行流产,以免母子受苦受难。

动物怎样助孕和优生

巴西生活着一种雌性猴子,一上年龄想怀孕时,就会专程在年龄较大的母猴带领下,三五成群地翻山越岭去寻找一种果子吃,这种果子叫猴尔树,吃后不久就极易怀孕。科研人员研究发现,这种果子中含有一种类似助孕的黄体酮的激素。吃了这种物质,可以为猴子助孕。

而在阿尔卑斯山的3个典型的狼群中,每群的雄狼总是经过决斗取胜成为狼王。只有狼王才能和占有优势的雌狼进行交配繁殖,而其他有生育能力的雌狼和雄狼都无权与之交配。如果发现一般雄狼与雌狼“偷情”,狼王就会将当事的雄狼咬死,“犯科”的雌狼则被驱逐出狼群,只能四处流浪。就是通过这种“节制生育”的办法,狼群保证了后代的“优选性”,做到了“优生优育”。

其实,在计划生育方面做得最好的的,要数和人类血缘相近的灵长类动物。动物学家在非洲野外考察时,发现那里的黑猩猩竟能吃当地人也吃的堕胎植物来堕胎。在产下小黑猩猩后,一些黑猩猩居然能有目的地大量吃野生豆子,这些野生豆子都富含雌激素而又有避孕作用,从而达到避孕的目的。而需要加强生育能力时,它们又吃那些有催情作用的其他种类的野豆子。

相关链接——动物怎样治病

动物是怎样治病的呢?其实也和人类一样,动物在长期与大自然作斗争的生存环境中培养了自己战胜疾病的特殊本领。动物的治病方式一般有两种:

第一种是自疗,是指动物利用某些“药物”为自己治病。在动物的生活环境周围,许多不起眼的东西往往就可以很好的为自己治病的。比如猫患了肠胃炎,腹泻不止时,便会吃一些青草。吃了这些草后,不一会儿就大吐不止,而腹泻顿消,肠胃炎也竟然随之痊愈。受伤后,黄羊会把自己的身子贴在一处峭壁前。不久,这只流血过多、十分虚弱的动物就能恢复体力,跟健康的黄羊一样飞快地奔跑。原来峭壁上会分泌一种粘液(当地人管它叫“山泪”)。它可以止血、消炎,使折断的骨头复原,野兽就是用它来疗伤的。

第二种是他疗,是指动物接受某些“动物医生”进行治疗的方式,而这些“动物医生”往往是个体很小的动物。小动物可以对所治疗的对象进行“清洁”和“美容”,同时对自己也有利。在碧波万顷的海洋中,就会经常看到这样有趣的现象:在密集的鱼群中,一条大鱼(一般是雄性鱼)迅速游向一群小鱼,却没有把小鱼们吓跑。这时,大鱼会乖乖地张开身上的鳍,让众多的小鱼用尖嘴来“吮乳”。几分钟后,小鱼们离开了,而那条大鱼也高高兴兴向前游去。原来,作为“动物医生”,这些小鱼可以用用尖嘴清除大鱼身上的寄生虫和有害微生物,这在它们看来不失为美餐。大鱼经过小鱼的“吮乳”,会感到全身轻松,身上的病症也被治好了。又比如在尼罗河栖息在沙洲上的千鸟就是鳄鱼的“免费医生”,因为鳄鱼口中常常会寄生有水蛭。众多的千鸟有的还进入鳄鱼口腔中啄食水蛭,有的停留在鳄鱼身上找小虫吃,鳄鱼和千鸟获得双赢,和平相处。

可见,动物们的确有自我医疗的本领,而动物之所以掌握了这些本领,也是在不断的生存斗争中得来的经验。

揭秘恐龙灭绝之谜

在两亿多年前的中生代,大量的爬行动物生活在陆地上,因此中生代又被称为“爬行动物时代”,这是大地第一次被脊椎动物所广泛占据。那时的地球气候温暖,森林茂密,爬行动物有足够的食物可以生存,所以逐渐繁盛起来,也有了越来越多的种类。它们不断分化成各种不同种类的爬行动物,有的成为今天的龟类,有的成为今天的鳄类,有的成为今天的蛇类和蜥蜴类,其中还有一类演变成今天遍及世界的哺乳动物。

作为所有爬行动物中体格最大的一类,恐龙适宜生活在沼泽地带和浅水湖里。那时的空气温暖而潮湿,恐龙也容易找到食物,所以它在地球上统治了几千万年。但不知是何原因,6500万年前它们在很短的一段时间内突然灭绝了,我们今天看到的只是那时留下的大批恐龙化石。

陨星爆炸说

到现在人们仍在不断研究恐龙灭绝的原因。长期以来,最权威的观点认为,其灭绝很可能和6500万年前的一颗大陨星有关。据研究,当时曾有一颗直径7~10千米的小行星坠落在地球表面,引起一场大爆炸,大量的尘埃被抛入大气层,尘雾遮天蔽日,植物的光合作用因此暂时停止,而恐龙也就灭绝了。

小行星撞击理论,很快获得了许多科学家的支持。1991年,在墨西哥的尤卡坦半岛发现一个发生在久远年代的陨星撞击坑,这个事实进一步证实了这种观点。似乎今天这种观点已成定论了。

但是,也有许多人怀疑这种小行星撞击论,因为蛙类、鳄鱼及其他许多对气温很敏感的动物,都顶住了白垩纪而生存下来,因此这种理论无法说明只有恐龙死光的原因。科学家们迄今为止提出的对于恐龙灭绝原因的假想已不下十几种,“陨星碰撞说”比较富于刺激性和戏剧性,但不过是其中之一而已。

恐龙灭绝的真正原因一直以来众说纷纭,没有产生为大多数所承认的观点。尽管许多人为此也耗费了大量心血,也取得了不少研究成果,但目前为止这仍是一个未解之谜。并且,不同的恐龙在不同时间、不同地区,灭绝的原因也不一样,之所以会造成众说纷纭,观点各异,是因为当时几百种恐龙所处的外部条件和自身内部条件各不相同。除此之外,科学家们探索恐龙灭绝原因时还提出一些其他观点。

造山运动说及气候变化说

恐龙在地球上生存了长达近两亿年,地球在这期间,不可避免地会发生板块飘移,出现造山运动导致沼泽干涸,破坏了恐龙的生存环境海流也发生变化。而气候也发生了巨大变化,极低的气温冻死了大量植物,而草食性恐龙在恐龙中占绝大多数,因为不能得到食物而相继灭亡;草食性恐龙灭亡,肉食性的恐龙也便失去了生存的依傍,走向了灭亡。这一灭绝过程,持续了1000~2000万年。直到白垩纪末期,恐龙彻底在地球上绝迹了。

海底火山及火山爆发说

意大利着名的物理学家安东尼奥·齐基指出:可能大规模的海底火山爆发是恐龙灭绝的原因。他认为海水的热平衡受到大规模的火山爆发影响,陆地气候跟着就发生了变化,需要大量食物的恐龙等动物的生存因此而受到影响。他还说,格陵兰过去曾被植被所覆盖,而他之所以成了冰雪覆盖的大地,是因为全球性的海洋水温平衡变化造成了寒冷洋流流经格陵兰。由此可以看出,海洋水温的变化对陆地影响巨大。因此,海底火山爆发等引起海洋水温变化,也不失为研究恐龙灭亡之类问题时的一个考虑因素。