第三部分 神秘的海洋生物(1)
龟有雷达系统吗?
每年端午节,湖北省中洲乡农民许先平家都会迎来一位奇特的客人——一只硕大的龟。
1980年,许先平下湖捉鱼,不想却捞起一只龟。龟个子挺大,体重足有1公斤。同村人出18元钱,想买去杀了下酒,许先平一个劲儿摇头,捧着这只龟回到家。许先平想,龟寿命很长,何不让它为自己留个名呢?于是,在龟背上刻上自己的名字和捉到它的时间,又在龟壳的四角穿上4个眼,戴上4只铜环,第二天,骑车专程把这只龟送到离家40公里外的洞庭湖中。
1981年端午节,许先平正在家中收拾过节的东西,突然听到屋门“吱嘎”响了一声,过了一会儿,又听到堂屋传出“沙沙”的爬动声,还伴有呼呼的喘气声。许先平跑到屋里一看,不禁惊呆了:一只龟在堂屋里转着圈爬,身上挂着4个大铜环,背上“许先平”3个字还清晰可辨。天哪,这不是那只放人洞庭湖的大龟吗,鬼使神差怎么又爬回来了?当天晚上,许先平特意刷干净一口大缸,把这只龟放了进去,又找来新鲜青蛙肉,一点一点挑着喂给龟吃。一个月过去了,许先平把大龟装进袋里,又送回洞庭湖。一年又一年,这只懂事的龟端午节前后都要回许先平家做客一个月,1995年回家过节时,还给主人产下12个小蛋。人们在感叹这只龟通灵的同时,不禁要问:龟是怎么找到许先平家的?
海洋里也生活着一种龟,体重都比陆上的大许多倍。海龟生活在我国浙江、福建、台湾、海南岛沿海和南太平洋、印度洋中,西沙群岛是我国产海龟最多的地方。海龟是由陆生的祖先徙移人海变化而成的,虽身栖海洋,但还未完全脱离其祖先的“癖性”,在繁殖季节仍需返回陆地,在沙滩上产卵繁殖。海龟的乡土观极强,每当南海诸岛的西南风盛行时,海龟便顺西南海流从印度洋中的印度、斯里兰卡、马来西亚一带海域进人南海诸岛礁石上**产卵;当东北风盛吹时,又南返至印度洋一带海域了。年复一年,年年如此。
跟许先平家的陆上灵龟一样,海龟也是万里航行不迷途的海上旅行家。小海龟从乒乓球大的龟壳里破壳而出后,便跑到海洋里四处旅游。可也怪了,它一旦长大成熟,不论旅游到哪里,游出多远,总能准确地按原来的路线返回自己的出生地,绝不会走错方向。在毫无定向标识的大海中,海龟究竟是依靠什么来作为“罗盘”和导航“地图”,以致在海天一色的苍茫海洋里,准确完成长途往返呢?
根据其它回游动物的资料,可以用来作为定向的线索是很多的,像太阳及某些星体的位置,偏振光、某些气味、风向、声音以及地球磁场等,都有一定的利用价值。这里最值得一提的是地球磁场,它是动物界广泛用以定向的信息源,因为它具有许多优点。譬如说,它始终连贯如一,不管白天还是黑夜都能保持恒定,也不受天气变化的影响,所以可靠性很高。现在知道,海龟也把地球磁场作为定向的标识。学者以刚孵出的红海龟为对象,进行人工控制磁场实验,结果发现,幼海龟有朝磁北与磁东之间方向前进的本能,如果用人为方法使磁场方向倒转,那么幼龟游动的方向也将相应倒转。这一事实生动地表明,刚孵化出的红海龟能够感知地球磁场,并且能够据此确定自己的前进方向。学者又发现,幼海龟在离岸移栖时,有朝着波浪涌来方向前进的习性,这一点其实并不奇怪,因为海浪进人靠近岸边的浅水区后会发生偏转,变为向着海岸线挺进,因此对着波浪游去,一般地说,都能游离岸边,进人外海,幼海龟这一习性的形成,看来正是长期适应环境的结果!当幼龟进人深海后,该处波浪的方向已经不那么固定了,此时幼龟对磁场的感知能力,取代了对波浪的感知能力,成为最重要的定向依据。
有的海龟产卵地点十分固定,不管觅食的场所路途多么遥远,最后它们都必然要回到出生地来产卵,至今尚未发现例外。像阿森松岛的绿海龟就是典型的例子,学者认为,它们可能是依据化学物质感知能力来找到归途的。少量溶解在海水中的该岛特有物质,作为化学信号,使得“远方游子”毫无困难地感觉到家乡的准确位置,以致从来不会发生迷途事故。
除此之外,有人也曾提出,海龟是否可能像候鸟那样,根据恒星分布来进行定向?现在看来,这种可能性几乎等于零。因为学者发现,海龟的眼睛高度近视,夜间根本无法看清恒星分布的图像。既然如此,这种设想当然就没有现实性了。
总之,从上述介绍中不难看出,海龟定向是一门非常有趣的学问,不但涉及面广,而且机理微妙,引人入胜。在生命过程中,海龟尽情地利用周围环境中的各种信息源,作为自己定向的巧妙线索。根据目前所知,海龟至少在利用地磁、波浪、化学物质等方面做得非常成功。至于用什么器官(或组织)进行定向,目前不得而知。
河马与鲸曾是近亲
自从河马被发现至今,它的归属就引起科学家的激烈争议。古希腊人认为它和马有最亲近的血缘,现代科学家则认为它的近亲是猪或野猪。直到1985年科学家首次对河马与鲸的血液蛋白进行对比,才发现河马与鲸的差别远不像看起来那么大,最近的DNA分析也证实了这一点。因此早就有科学家建议,鲸应该和偶蹄动物归为一目,合称为“鲸一偶蹄动物”,尽管鲸的蹄已经完全变成了鳍。
在新一期美国《全国科学院学报》网络版上,由美国加利福尼亚大学伯克利分校、法国普瓦捷大学以及乍得恩贾梅纳大学组成的研究小组通过对河马与鲸各自祖先的化石系统分析后提出,它们的共同祖先约在4000万年前分成两支。其中的一支进化成为鲸,并最终告别了陆地;而另一支是一种外貌有些像猪的厚皮四蹄动物,被称为石炭兽类,是所有偶蹄动物的祖先。
美国加州大学伯克利分校研究人员布瓦瑟里说,石炭兽类这种古老动物曾一度生活在除大洋洲和南美洲之外的广泛地区,直到在250万年前的冰期中灭绝。不过,约1600万年前在非洲进化而成的河马,可以算是它的直系孑遗,因此河马与鲸的亲缘关系可以比作“表兄弟”。
研究人员说,河马与鲸的共同祖先应是半水栖的动物,喜好生活在水边,新近发现鲸类祖先、河马以及其他偶蹄动物祖先石炭兽类的化石,都显示出半水栖或水栖的特征。他们也支持将鲸和偶蹄动物合并成“鲸一偶蹄动物”目。
布瓦瑟里说,要确证鲸与河马以及其他偶蹄动物的关系,还需要足够的化石证据,不过2001年科学家在巴基斯坦境内发现了已知鲸类最早祖先的化石,显示出它的上肢还没有完全进化成鳍,而是保留了一些偶蹄动物特征。正是通过对这些化石的系统分析,研究人员提出了鲸与偶蹄动物的详细进化路线。
蚕食木船的“海洋饿鬼”
◆神奇的肇事者
2000年夏天,美国缅因州立大学的海洋生物学家凯文·J·依可巴格接到报告说,缅因州的几个码头出现莫明其妙的坍塌。那些支撑码头的橡木桩有9米多长、25厘米多粗,可它们中的一些却断裂了。类似的事情以前也出现过,1997年,纽约西南布鲁克林码头的一个墩位突然坍塌,6个人掉进了水里。
为了弄清坍塌的原因,依可巴格来到码头。调查表明,事故的肇事者是一种微小的海洋软体动物,名为船蛆,它们生活在温暖的海水里,以蚕食木材为生。坍塌是由于那些木桩中间被一种原产自新英格兰的船蛆吃空了的缘故。这种船蛆很普遍,在拉丁语中,它的意思是“凿船者”。
船蛆青睐木材,遇难的木船、码头上的木桩、漂浮的木材是它们理想的居所。看上去,船蛆很像一种蠕虫,然而实际上,它们是一种蛤,头上有细细的壳,利用这种壳,它们能够钻进木材里,进食,长大。由于木材的种类不同,船蛆的个头差异很大,个头小的只有2厘米~3厘米长,而大的则可以长到1米。一旦整块木材或者说整条船和整根木桩被它们占领,便成了它们舒适的家和甜美的蛋糕,吃住的问题都一块儿解决了。而木材则变得千疮百孔,一碰便碎了。今天,尽管人类海运的历史已经进入到了高科技时代,但船蛆依然在肆虐。由于这种小动物有惊人的好胃口,全世界每年花在维修木船和木制海洋设施上的费用高达10亿美元。尤其是发展中国家,那里的渔民还在大量使用木制渔船,他们的防护办法传统而简单,一般是在船上涂上一层廉价的涂层,但在船蛆的进攻下,这种办法往往收效甚微。
◆它们改变了历史
公元前350年,古希腊哲学家描述了船蛆,他们称船蛆是可恨的动物,不好对付的麻烦。这是船蛆第一次进入到人类历史的记载中,从此以后,它们便和人类的历史相生相伴,从来没有让我们消停过。历史学家说,为了对付船蛆,古代希腊和罗马人都使用过铅、沥青和焦油,他们把这些东西涂在船体上以抵制船蛆的蚕食。而在3000多年前,腓尼基人和埃及人使用的则是沥青和蜡。
1.502年,哥伦布开始了第四次航海,在那次航海的途中,由于船蛆的破坏,他的船队受到严重损坏,哥伦布不得不下令将船队停在了加勒比海。1588年,船蛆又帮了英国海军的大忙,它们使英国人击败了不可一世的无敌舰队。
在16世纪和17世纪的200多年里,水手们想尽办法对付船蛆,他们把各种各样的东西覆盖在船体上,包括焦油、沥青、牛皮、毛发、骨粉、胶水、苔藓和木炭等。他们还将船只放到淡水和冰水中浸泡,或者用火烧烤船只的木材表层,这两种办法的确有效,淡水和寒冷可以杀灭船蛆,但需要较长的时间,火也能烧死它们,但同时也常常烧坏了船体。
18世纪,英国海军找到了一个可靠的办法对付船蛆,他们将所有舰船的底部都包上了铜板,这是当时最有效的方法,但昂贵的费用则是可想而知的。直到19世纪,人们开始用铜合金代替铜板,昂贵的费用才在一定程度上降了下来。
今天,人们普遍采用化学方法对付船蛆,他们使用高压将化学制剂注入到木材里,在海水中,这些化学物质会慢慢释放出来,它们不仅可以杀死船蛆,也可以防范其他对木材有害的动物。在美国,现在使用广泛的有两种制剂,人们统称为CCA,其主要成分是木焦油、铬酸盐和砷酸铜,CCA的确保护了木材,但同时也污染了海洋环境。
◆找到了一种酶
海洋生物学家丹尼尔·迪斯托尔发现了船蛆的一个秘密,这个秘密可以解释船蛆为什么如此青睐木材。在船蛆的鳃中,这位科学家发现了一种奇特的细菌,它们分泌出一种酶,正是这种酶使船蛆拥有了生存在木材中的高超本领,因为它们可以消化木材了。在其他海洋动物中,这可是绝无仅有的。
木材的主要成分是纤维素,它是一种糖分子聚合体,隐含着丰富的营养物质,不过绝大多数动物并不能消化木材,因为它们的身体中缺乏一种物质:纤维素酶。只有这种酶可以打开紧锁在一起的糖分子,这是动物们享受木材中营养物质的基本条件。由于船蛆身上的那种细菌分泌纤维素酶,因此它们有消化木材的超凡本领,木材对它们便无异于美味的蛋糕了。
在船蛆身上找到纤维素酶是一个意义重大的发现,科学家们据此可以找到一种控制船蛆的有效方法,同时又不污染环境。迪斯托尔和他的同事们正在寻找一种方法破坏船蛆和那种细菌的共生关系。假若做到了这一点,船蛆便失去了纤维素酶,它们就再也无法依靠木材生存,人们也就用不着再使用污染环境的化学方法了。
鱼儿喝不喝水
无论是在烟波浩渺的海洋,还是在江河湖泊中,人们都可见到许多鱼儿总是口一张一闭,很有规律。有人认为这是鱼儿在喝水,错了,这是鱼的呼吸动作。那么,究竟鱼儿喝不喝水呢?
根据鱼类对盐分调节的原理,认为海产硬骨鱼是要喝水的,这是因为海水浓度比硬骨鱼类的血液和体液浓度高,由于渗透作用,鱼体内的水分不断散失到海水中去,鱼体血液中的酸碱平衡遭破坏,必须喝一部分海水来调节。海水既咸又苦,人不能喝,但鱼可以喝,因为鱼类鳃上具有一种独特的氯化物分泌细胞,可以把进人体内的多余的盐分排出体外。
然而,海洋中的软骨鱼类如鲨、鳐、(魟)等因为它们血液中含有很多尿素,使体内渗透压比海水大,海水可以从鳃膜不断渗透进鱼体中,因此,它不但不要喝水,相反,还需经常排尿,才能维持体内的酸碱平衡。
与海水硬骨鱼类相反,淡水硬骨鱼类是不喝水的,因为其血液和体液的浓度与淡水的浓度大致平衡。
鱼儿会睡觉吗?
鱼类是最低等的脊椎动物,仔细端祥鱼的眼睛是颇有趣的。鱼的眼睛一般较大,这可能与水中的光线较弱有关,故所有鱼类都是近视眼。鱼类没有真正的眼睑,眼睛完**露而不能闭合,有人因此认为鱼总睁着眼睛不睡觉。其实不然,鱼也和其它脊椎动物一样,每天要睡眠的,只是它们都睁着眼睛睡觉。
有些鱼在白天睡,有些鱼在晚上睡。在夜间,人们打开水族馆的灯光,可看到鱼睡觉的姿势是不同的。鲻鱼的头朝着不同方向,停止游动,开始入睡。有些河豚鱼静伏水底一动不动地进入睡眠状态。平时爱动的绿鳍鱼、鲨鱼也爬伏在池底静止不动进入梦乡。比目鱼平时爱静伏水底,有趣的是当它们需要睡眠时反而漂浮在水面上。更为有趣的是在热带海洋的珊瑚礁上,有一种奇特的鹦嘴鱼,每天黄昏时,皮肤分泌出大量粘液,把整个身体包围起来,好似穿上一件薄的上衣。睡衣前后端有一个开口,可通过海水,供它呼吸,便可放心地睡上一夜,待黎明来临,立即脱下睡衣,进入活动状态。有的海鳗白天躲藏在海底的洞穴睡觉,夜间才钻出洞穴,四处游戈,捕食小鱼小虾。
鱼儿为何要群集
群集又叫成群或群游,是鱼类的一种特殊行为,在大约4000种鱼中,每种鱼都能很有规律地组成集团游泳,这些集团就叫做鱼群。鱼群是鱼的社会,其中每一条鱼都影响到其它鱼。鱼群内每条鱼彼此保持固定的距离,本行前进,前后、左右、上下鱼的数目大致相等,无论缩紧、散开或再度集合都能保持队行。这主要是依靠鱼的视觉器官和侧线感觉器官协调完成。
鱼类为什么要群集呢?群集可抵御敌害的袭击。因为群集的鱼通常都有十分鲜明或艳丽的色彩,敌人,会被它们成群的流动线条或闪烁白颜色搞得眼花缭乱,很难将注意力集中到某一条鱼身上,鱼群通常跟着游在最前面的那条鱼,如果全群的一侧受到威胁,整个鱼群便会受影响而掉头离开,即使敌害攻溃了鱼群,它所能吃掉的鱼也很有限。
不仅如此,鱼类群集对觅食、繁殖等都有利;群集也有利于找配偶、产卵、授精和保护好幼鱼。
引起鱼类群集的原因是多方面的,有外界条件,如水深、底质、海流、温度、盐度等。还有内部因素,如鱼类性成熟可导致生殖集群;为抵御严寒又可导致越冬集群。研究鱼类集群可用探鱼器、卫星观察等方法,对捕捞和保护鱼类都有重要意义。
小鱼如何吃大鱼
人们常说“大鱼吃小鱼,小鱼吃小虾”,然而,在浩瀚无际、弱肉强食的海洋世界里也有例外。有许多弱小的小鱼,由于身体具备某些特殊的器官,却能以小胜大,使得大鱼不得不甘拜下风。这些小鱼常常采用其特有的杀手锏,或发电击伤或分泌毒液,真是闻所未闻,充分展示了海洋鱼类的谋生术。
形如鳗鲡的七鳃鳗,其吸盘状的口内长满了角质齿,它能吸在大鱼身上,将大鱼皮肤咬个洞,然后吸大鱼的血。它一边吸血,一边分泌出一种防止血液凝固的物质。大鱼由于失血过多,不久便死亡了。
与七鳃鳗同属无颌类的盲鳗,口周缘有三或四对触须。它往往采用孙行者钻人铁扇公主肚内的办法,在大鱼皮上咬个洞或从大鱼鳃孔直接钻人大鱼肚内,先吃内脏后吃肉。它能把一条好端端的大鱼吃得只剩下皮和骨头。人们曾发现、在一条鳕鱼体内竟有123条盲鳗。由于盲鳗的这种可恶的习性,人们便称它为“鱼盗”。
在全世界350多种鲨鱼中,有一种体型很小的鲨鱼,它身长只有40厘米,但牙齿却很厉害。这种小鲨鱼极其凶猛,甚至敢于向体重达七八百千克的大鲨鱼发动进攻,它咬破大鲨鱼的皮肤,进人大鲨鱼体内,使大鲨鱼丧生。
生活在海洋中的电鳐,身体虽小,却能从头部与胸鳍之间的肌肉纤维特化成的电板发电,把处在它形成的电场中的大鱼击伤。海洋中不少巨大的凶猛鱼类见到它后都要“退避三舍”,敬而远之。
有人发现一种头上长着两只尖角的鱼,它的嗅觉特别灵敏,能闻到好几千米以外的血腥味,然后赶去“就餐”。当它被大鱼吞食后,它也毫不在乎,待进到大鱼腹中后,它就运用又硬又尖的双角钻破鱼腹,转眼之间便可从大鱼肚子里钻出,逃之天天,而那条大鱼却在疼痛中慢慢死去。
在红海,人们发现有一种扁平的小鱼——豹鳎,它能分泌一种乳白色的毒液,这种毒液只需一小滴,就能使大鲨鱼暂时瘫痪,如果我们把这种毒液提取出来,那真是再好不过的驱鲨剂了。
在深海中,食物缺乏。为了生存,那里的许多鱼都长着尖尖的牙齿,它们的口能像蛇的口一样张得很大,这类鱼有蝰鱼、叉齿鱼等。身体仅有6厘米长的叉齿鱼。却能吞下13厘米长的鱼。进食后,它的胃胀得很大,腹部呈现出所吞食的鱼的形状,之后,这条大腹便便的叉齿鱼便可一连几天不用寻觅食物了。
鲸类动物的“海洋文化"
一些动物学家认为,在鲸和海豚的世界里,存在着带有文化特征的传统,这种传统通过它们的行为表现出来,并代代相传。以前的研究表明,黑猩猩也是一个拥有文化的物种,它们独特的使用工具和社交的方式带有地域文化的特征。而另一个拥有文化的物种就是人类,人并非以前认为的那样是惟一拥有文化的物种。
◆“吹气泡”和“甩尾巴”
鲸和海豚属于鲸类动物,科学家认为,4种聪明的鲸类动物有能力创造它们自己的“海洋文化”,它们是宽吻海豚、逆戟鲸、抹香鲸和座头鲸。它们的文化特征表现在交流、捕食、**和抚养后代的行为上。
从宽泛的意义上说,文化强调一种行为的获得,是后代进行某种社交学习的结果,例如通过反复地看和模仿同类尤其是父母获得的一种行为。从严格的意义上说,文化反映在一些传统的行为上,它们是通过专门的学习、教养和模仿形成的。
科学家认为,鲸类动物显然具有宽泛概念上的文化行为,在有些时候,它们甚至也存在严格意义上的文化行为。人们发现,生活在夏威夷和墨西哥一带海域里的逆戟鲸有着共同的发声和歌唱形式,尽管它们的歌声每年都在变化,但逆戟鲸们却似乎有一种我们目前尚不知道的方法保证它们的歌声和谐一致。研究人员认为,逆戟鲸可能拥有灵敏的感觉能力学习和共享一种集体的歌声,这似乎是一种它们认同的共有的标准文化行为。
在逆戟鲸的群体中,进食的方式也是可以改变和流行的。在科学家韦因里奇的带领下,英国新英格兰鲸类动物研究中心的研究人员1991年曾对逆戟鲸进行过一次长期的跟踪研究。科学家们注意到,在逆戟鲸群中流行着一种有趣的进食方式,它们在水下吹出许多气泡,这些气泡会将鱼赶在一起,当鱼的数量聚集到足够多以后,逆戟鲸们才开始痛快地享用猎物。还发现,鲸群中有少数个体的进食行为同其他个体并不一样,它们先要夸张地甩一下尾巴,然后才潜到水下追逐鱼群。
而9年以后科学家发现,鲸群中有更多的个体采用“甩尾巴”的方式了,特别是那些小逆戟鲸,它们似乎对这种方式情有独钟。因此人们认为,“吹气泡”和“甩尾巴”的流行来自于模仿。
◆声音部落
在温哥华岛附近的太平洋上也生活着一些逆戟鲸,它们遵循着两种截然不同的生存方式,好像分属于两种不同的文化模式。
研究表明,在这里生活的鲸群中,有一种鲸群中的成员是非常稳定的,它一般由10头。25头逆戟鲸组成,多是亲缘关系较近的成年雌性,它们的食物很固定,主要是鲑鱼和其他鱼类。科学家对这种鲸群观察了20多年,他们并没有发现鲸群中的成员会离开集体跑到另一个群体中去。
与此相反,另一种群体则非常松散,它们大多只有3个~6个成员,而且相互之间没有很近的亲缘关系。在这样的鲸群中,有些成员会偶尔跑出去,成为另一个群体的成员,在这种松散群体中生活的鲸更喜欢海豹及其他海洋哺乳动物。
在这些群体中,声音似乎是逆戟鲸们显示自己文化特征的重要方式,因为每个鲸群都有自己独特的“方言”。加拿大大不列颠哥伦比亚大学的动物学家福特和他的同事们在水下录下了那些逆戟鲸的叫声。科学家通过分析发现,一个单独的鲸群往往有7个~17个不同的音节,每个成员的叫声都来自这些音节,而且这样的“方言”可以流传几个时代。
在研究中科学家还发现,有些鲸群使用一部分共同的音节,福特将这些鲸群称为一个“声音部落”。福特认为, “声音部落”并不导致鲸群间的融合,恰恰相反,这种现象更有可能是为了将自己和其他“声音部落”区分开来。根据这些科学家的理论,一个“声音部落”实际上是由几个亲缘关系较近的鲸群组成的,为了减少近亲繁殖,逆戟鲸通过声音识别它们的亲缘关系,这样可以避免与同一“声音部落”中的个体发生**行为。
抹香鲸的叫声也显示了独特的“方言”,每一个鲸群能发出3种~12种短暂的“喀哒”声,它们和邻近鲸群的叫声往往部分相似。科学家曾经记录下两头雌性抹香鲸不断修改各自叫声的过程,最后它们的叫声竟趋向一致了。研究人员认为,抹香鲸这样做是为了向对方表示友好。
多嘴的宽吻海豚
在鲸类动物中,最喜欢模仿声音的种类要数海豚了。科学家认为,海豚之所以要这样做是因为水下视野模糊而狭窄,相互之间需要用声音确定身份,以表示友好和警告,它们的声音一般都可以传得很远。
动物学家杰莱克使用水下麦克风记录下了活动在苏格兰沿岸的宽吻海豚的叫声。在7天的时间里,杰莱克共录下了39次海豚的呼应,那些海豚经常有10头或者更多。杰莱克说,他们的调查表明,宽吻海豚非常善于模仿,它们呼应式的叫声显示出了它们是很喜欢交流的动物。接受训练的海豚非常愿意学习新规则,它们还可以理解一些抽象的概念,甚至人类的语言。
但是,海豚是否传授它们的行为呢?例如一头宽吻海豚是否会教另一头宽吻海豚如何发声呢?人们现在依然不得而知,没有任何证据表明它们那样做了。然而,有些动物学家不赞成鲸类动物拥有文化的说法,他们甚至也不认为黑猩猩是拥有文化行为的物种。看来要彻底解开鲸类动物是否存在文化的谜团还需要一段相当长的时间。
鲸鱼自杀大揭秘
近些年来,有关鲸鱼、海豚冲上海滩自杀的事件不断见诸于新闻媒体的报道中。它们为何会神秘地死亡?各国科学家通过大量考察和研究,提出了种种推断和解释。各种说法虽都有一定道理,但孰是孰非尚无定论。
鲨鱼围剿说几年前一条鲸鱼冲上澳大利亚海滩丧命。该国学者推断,利用近海礁石丛生的地形躲避鲨鱼群围剿的鲸鱼,慌不择路之际冲上沙滩,从而搁浅身亡。
噪声影响说美国科学家发现一系列鲸鱼集体自杀事件与海军演习等有关。据此认为,海军演习或繁忙航运发出的噪声严重干扰了鲸鱼的回波定位系统的辨向功能,使之迷失方向,从而酿成集体搁浅的悲剧。
小虫影响说英国科学家解剖自杀鲸鱼尸体时发现,其耳朵中都有一种身长仅2.5厘米、生活于污染海水中的小虫。据此认为小虫使鲸鱼的回波定位系统发生紊乱而到海滩上。
地磁场异常影响说阿根廷学者对发生于1997年8月底马尔维纳斯群岛海岸约300头鲸鱼集体自杀事件分析研究后认为,当时太阳黑子的强烈活动引起地磁场异常而发生的“地磁暴”,破坏了正在洄游的鲸鱼的回波定位系统,从而使之走上“绝路”。而美国一位地质生物学家则发现,鲸鱼自杀的地点大多在地磁场较弱的地区。他认为,鲸鱼通常是顺着地磁场的磁力线方向游动的,而进入地磁场异常区的鲸鱼往往还未反应过来就搁浅到岸上。
病窑侵袭说鲸鱼、海豚通常以家庭为单位过着群居生活,通过竞争取得首领地位的领头鲸(或豚)在这个家庭中可终生享有无穷的权威。当某种病毒侵入海洋水族中引起一种类似于人类早老性痴呆症的疾病时,一群忠实的追随者跟着已患病而迷失方向的傻头领在海洋中乱游,一不小心就冲上海滩,集体丧生。解释虽合情合理,可究竟是什么病毒谁也说不清。
神经中窑说日本学者岩田久人不久前在海豚尸体中检测到了高浓度的迄今为止溶于海洋水体中毒性最大的物质——三丁基锡、三苯基锡等有机锡毒物,大脑中的合量尤为高。他认为这些毒物来自于航海公司为阻止贝类、藻类等小生物在船底寄居,而每年在船底涂刷的大量有机锡涂料。喜欢沿着船舶航线游戏追闹的鲸鱼或海豚,首当其冲地受到溶于水中的有机锡涂料毒害后,其神经系统和内脏受到严重损伤,辨向功能遭摧毁,从而搁浅身亡。解释虽有根有据,但仍有人提出了种种异议。美国罗哈斯公司船舶防垢剂研究小组的科学家们巳成功研制并生产了一种对环境绝对安全的涂料——“海洋”,用来代替有机锡涂料,这或许可减少鲸鱼和海豚自杀事件的发生。
慧星影响说我国有学者在查阅了我国古代大量丰富的史料后,发现早在汉代古人就观察到了鲸鱼非正常死亡这一现象,还认为与太空中的慧星活动密切相关,并形诸文字流传下来。例如, 《淮南子》中两次提到“鲸鱼死而慧星出”书中卷三的《天文训》载: “物类相动,本标相应。或阳燧见日,则燃而放火;方诸见月,则津而为水。虎啸而谷风至龙举而景云属,麒麟斗而日月食,鲸鱼死而慧星出……”卷六的《览冥训》中也有类似记载。现代天文科学研究证实,近几年正是慧星最为活跃的时期:1993年8月,运行周期为130年并引发了英仙座流星雨的斯威夫特一塔特尔慧星掠过地球1994年7月17-23日,苏梅克一列维9号慧星与太阳系九大行星中的“老大哥”木星发生千载难逢的大碰撞;1996年3月,一颗明亮庞大、慧尾分叉且长达1.8亿千米的长周期(几千至几万年,尚无定论)——慧星百武慧星光临地球,轰动全球;1997年3月9日我国境内发生日全食,与此同时,一颗本世纪最亮、运行周期长达4000多年的“世纪慧星”——海尔一波普慧星于3、4月间掠过地球,许多人有幸目睹了这一千载难逢的日食慧星同时出现的天文奇现。此后不久的6月4日,北京天文台又发现一颗被命名为“兴隆慧星”的暗弱慧星;1998年11月,远行周期为33年并引发了轰动一时的狮子座流星雨的坦普尔——塔特尔慧星又一次从地球旁边经过。而在这一时期,世界各地鲸鱼非正常死亡的现象也频频发生。难道这仅仅是一种巧合?根据古人的观察解释和现代科学的研究,鲸鱼死亡与慧星活动二者间似乎存在某种内在而微妙的联系那么其内在机理又是什么?这很值得我们深入探讨和认真研究。
“堡礁鱼”色彩探秘
近年来,澳大利亚开展了一项特色旅游,用潜艇载着游客潜入海底的大堡礁中去,让游客通过玻璃窗一览海底景色.当然游客也可以身穿潜水衣,脚戴潜水蹼从海面上潜入海底,穿梭于珊瑚礁中,与千姿万态的鱼儿作伴,甚至让它们擦身而过。
奇怪的是,绝大多数浮在海面上被人们捕捉到的海鱼体色单调,可是游弋在深海珊瑚礁中的几乎所有鱼类体色卸丰富多彩,非但各色惧全,并且其条纹、斑点、亮暗对比以及形状等方面各不相同,真是美不胜收。
这些深海鱼类的鳍也与海面上的鱼大不相同,它们不仅有白色的或黑色的,而且还有黄色、蓝色、紫色和杂色的,这些颜色有机地组合起来,勾画出了鲜明的轮廓,显得特别好看。澳大利亚人把生活在深海珊瑚礁中的这些鱼称为“堡礁鱼”。
澳大利亚墨尔本大学生物研究所的一些鱼类学家对“堡礁鱼”这种奇特的皮肤色彩感到十分好奇。他们在长期研究中发现鱼类皮肤上的彩色图案是为了自身的生存,当然不是为了取悦于人类。生物学家把这些彩色图案称之为“广告色”,也就是说“堡礁鱼”把图案当作广告那样传播信息。
研究人员发现,鱼类的皮肤颜色和图案传递着许多特殊信息,这些特殊的信息传递着警告、准备战斗及屈服等信息。以鳍鱼为例,如果看到有敌人侵入自己的势力范围,它身上的颜色就会逐渐变红,如果是进入临战状态,颜色就成了鲜红色,如果看到入侵的敌人远比自己强大,那么颜色就会暗淡下来,表明自己已经屈服了:你来吧,我打不过你。
为了生存,鱼类尽量把自己隐蔽起来,而五彩斑斓的颜色则太容易暴露自己了。研究人员发现,错踪复杂的蜂窝状彩色珊瑚礁为在它的周围栖息和生活的鱼类提供了数不清的藏匿之地,而聪明的鱼类总是想方设法找到与自己身体颜色相仿的珊瑚礁作为栖身之所。
绝大多数食鱼动物都是在清晨和黄昏时捕食的,而那些与珊瑚礁混然一体的堡礁鱼此时却“闭目养神”,似乎成了珊瑚礁的一部分,它们很明白此时出来捕食有危险,这恐怕也是鱼类的一种本能吧!
鲨鱼和人类拥有共同祖先
新加坡科学家发现,大约4.5亿年前,鲨鱼和人类拥有共同的祖先,这也使得鲨鱼成为我们的远方亲戚。研究人员称,这种亲属关系在人类DNA上找到了证据,至少一种鲨鱼拥有多个几乎与人类基因完全相同的基因。象鲨的基因组同人类的非常相似,从遗传学上讲,我们同象鲨比其他物种(如多骨鱼)拥有更多共同点。多骨鱼在进化树上距离人类的位置较近。研究人员说,这无疑是令人吃惊的发现,因为多骨鱼和人类的关系要比象鲨同人类的关系更为紧密。
研究小组发现,象鲨和人类基因组上的多套染色体基因和真实的基因序列非常相似。研究人员不仅分析了象鲨的基因组,还分析了包括小鸡、老鼠和狗等动物的基因。他们在人体上发现了同老鼠、狗和象鲨基因很相像的154个基因。科学家早已料到人类同老鼠和狗的基因相似性,因为它们都是哺乳动物。但鲨鱼属于软骨鱼纲类动物,这种鱼类似乎同哺乳动物在生理上并不存在相似之处。研究人员经过更为细致的检查,发现鲨鱼和人类确实拥有某些生理和生物化学共同点,其中就包括性。
研究人员说: “象鲨、其他种类的鲨鱼及人类的共同特点是,受精过程均在体内完成,而硬骨鱼的受精过程则在体外进行。”象鲨和人类之间许多相似基因都涉及**生成。象鲨和人类所产生的**似乎在末端拥有能够与雌性卵子结合的感受器,多骨鱼则没有这样的感受器。它们的**通过一个称为卵膜孔的小孔进入卵子,鲨鱼和人类没有卵膜孔。
研究人员同时发现,由于鲨鱼身上具有所有四种存在于哺乳动物身上的白细胞,二者的免疫系统非常相似。他们认为,未来有关象鲨基因组的研究,也许能揭示诸如免疫系统如何发育等涉及人类基因的信息。象鲨基因组相对而言不大,研究起来也相对容易。由于鲨鱼是现存最古老的有颚脊椎动物,针对鲨鱼的研究甚至可能揭开人类和其他哺乳动物进化之谜。
深海细菌揭示生命起源
根据我们日常的生活经验,我们把食物煮熟,其中的细菌就可以死光了。然而,对于医生来说,100℃还不是对付细菌的最佳温度,为了防止病人受细菌感染,医生一般用121℃的高温蒸汽来对医疗器械进行消毒,目前已知的各种细菌在这个温度下都可以被杀死。然而,科学家最近发现了可以耐受130℃高温的细菌。
不过我们不必担心我们现有的方法不能杀灭危害人类健康的病菌,因为新发现的高温细菌并不生存在常规的环境中,而是生活在深海海底的温泉里。更为奇特的是,这种新细菌呼吸的是硫而不是氧。地面上的温泉一般也就几十摄氏度的高温,而深海中的温泉是被岩浆加热的,并且由于海水对海底造成强大压强的关系,这些温泉最多可以达到400℃的高温。因此,科学家还希望找到能耐受更高温度的细菌。
科学家把这种细菌放入含有氧化铁的试管中时,发现这种细菌居然有还原能力,能够把铁离子还原成铁原子。据古生物学家推测,这种细菌可能是地球上最古老的生物之一,大概在地球上生活了几十亿年了。科学家把这种细菌命名为“品系121”,表明它们能忍受陆地上细菌不能忍受的121℃的高温。除了能忍受高温外,这些古老的细菌还有一些奇特的属性,它们能忍受超级低温和盐度高的环境,强酸和强碱它们也不怕,可算是能忍受恶劣环境的“终极生物”了。
科学家指出,这次发现不仅仅是找到了一种奇特的生物,对研究生命的起源也有重要的意义。因为地球在形成之初是个大火球,燃烧了若干亿年才慢慢冷却下来,这些古老的耐高温细菌可能就是在地球的高温时期形成的,如果这个假说正确的话,生命起源的研究将有了新的思路。
更为重要的是,高温细菌的发现为寻找外星生命提供了重要的证据和线索。按照传统的观点,生命只能在和地球环境类似的星球上才能进化出来,最重要的是要有像地球一样的大气圈。然而,高温细菌告诉我们,生命不仅可以忍受极端恶劣的生存环境,还可以靠呼吸硫来生存和进化,这样一来,缺少氧和其他气体的星球也可能出现生命,并可能从低级生物进化成高级生物。
深水鱼的视觉奥秘
动物大脑感受视觉的一个前提,就是必须有光源直射或物体反射的光线作用于眼球的视网膜。俄罗斯专家发现,终日生活在昏暗的深水鱼之所以能保持一定的视觉,得益于其独特的视网膜结构。
俄罗斯科学家说,普通鱼类的视网膜中含有视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞适于感受正常强度的可见光和分辨颜色,视杆细胞对弱光反应敏感。研究所的科研人员对贝加尔湖的深水鱼进行了长期考察。贝加尔湖位于俄东西伯利亚南部,水深可达1620米。
科研人员发现,生活在不同深度水域的贝加尔湖鱼类,其视网膜结构各不相同。生活在距水面100米以内的鱼类,其视网膜中含有很多视锥细胞。因而,它们能够敏锐地感受射入水中的可见光。
水深在100米~1000米之间的鱼类,其视网膜结构会向两种不同方向发展。随着水深的增加,一类鱼的视锥细胞会逐渐减少,而视杆细胞则相应地增生。这样,它们就能在水深400米以下的昏暗水域中,辨别物体的轮廓和方向。另一类鱼则有选择地舍弃了部分视锥细胞,保留下了能感受波长较短、穿透性较强的蓝光的视锥细胞,而且其体积比正常的视锥细胞大1倍一2倍。这样的视网膜结构可使鱼最大限度地分辨色彩。
生活在水深1600米上下的鱼类完全没有视锥细胞,其整个视网膜都充满了视杆细胞。白天,它们潜伏在深水里。夜晚,它们便游到表层湖水中,尽可能地利用微弱光线捕食浮游生物。这样,它们也能使自己保持一定的视觉。
俄罗斯专家认为,上述发现使科研人员进一步了解了深水鱼的生理特点和生活习性。这些收获对于研究深海鱼类的海洋生物学家,具有十分重要的参考价值。
化石棘鱼疑问多
棘鱼是地球上出现最早的硬骨鱼类。最早的棘鱼化石发现在我国湖南西部距今大约有4.38亿年多时间了。在地球上相继生活了1.78亿年,到2.6亿年前后就绝灭了。
棘鱼的身体呈梭形,身体一般都较小,长不超过20厘米,只有极个别的可达2米长。背上有一个或两个背鳍,一个臀鳍和一个强有力的歪形尾鳍。尾鳍的下叶宽而长,表明它们是游泳能手。棘鱼的最大特征是在胸鳍和腹鳍之间有一组中间鳍,多达五对,少则一对。每个鳍的前面均有一个很硬的棒状棘,其根部深深扎人体内,后面通常有一凹槽,能折叠的鳍蹼的前部就镶嵌在此,但中间鳍棘的后面没有鳍蹼。棘鱼的鳍不仅在形状和位置与现代鱼类的相似,而且在内部结构也相似,所不同者就是在腹鳍、臀鳍和尾鳍下叶的鳍蹼上有成行排列的鳞。鳍前的棒状棘只是一个鳞片变形后而形成的。
关于鳍前面棘的功能和作用,历来就有争论,这种看法认为,它起分水作用。当它游累下沉到水底时,可以用它固定住身体稍事休息一下。也有的学者认为,它是一种防身武器,因它们身上的棘又硬又长并深深扎根在体内,这样与它们同时代生存而又贪食的鲨鱼就不敢轻易向它发起进攻,而敬而远之。就是偶尔个别被咬死,也很难吞咽下去。当然,例外的事也不是没有的,人们在生活同时代的古鳕鱼的体腔内,也曾发现过一条保存相当完好的棘鱼化石就是一例。
棘鱼身体上披有小而带尖的鳞,跟现代鲨鱼的差不多。这种鳞不是迭瓦状排列而是一个挨一个的有规律排列行。它的腹面没有空腔。鳞一开始就在身体上出现了,随着鱼体的生长鳞也生长,到了一定程度也就不长了。但是,在鱼体的一些部位在幼鱼时是没有鳞的,直到长大以后才长出鳞来。
棘鱼的头颇像现代鱼类,窄而高,头和鳃骨是分开的,嘴长在头的前端。一对非常小的鼻孔相距较近,位于嘴的上方。眼睛很大,长在头的前侧,在它的外面沿着眼眶有五块骨片,它不仅是用来保护眼睛不受损伤,而且可能有了它才不致使眼球从眼眶内掉出来。棘鱼的嘴很小,上下颌上均有很尖的牙齿。不过,它们不是长在齿槽内,而是与颌骨愈合在一起。在左右两侧下颌前端接缝处的牙齿呈环状,它是用结缔组织与下颌连在一起的。在早期种类的头上骨片数目较多,鳃部的骨片往往很大。到了晚期这种骨片数目就大大减少了,仅仅在头部侧线感觉沟附近残留一些。
棘鱼这一大的家族,虽然在地球的历史上出现较早,但它们似乎从来就没有兴旺过,这可能与它们的生活环境有关。这一个家族的所有成员从没有离开过大海到内陆的江河湖泊去闯一番,这也许就是它们没有兴旺发达的根本原因。棘鱼通常生活在水的中层和表层,过着自由自在的生活。有些种类虽然身上也有较厚的鳞,常常在水底停留,但它从没有形成背腹扁平的底栖种类。棘鱼有鳔,能帮助它在水中沉浮。它们有很大的眼睛和多尖的牙齿表明它们是以捕食其它动物的幼体为生。除个别者外,绝大多数不是贪食者。它们可能整天都张着小嘴在水中游来游去去捕捉小的食物,以填饱肚皮。
在漫长的岁月里,它们也曾发生过不少变化,首先是身上骨片的厚度和大小明显减退,位于胸腹鳍之间的中间棘退掉了,副鳃盖骨消失了。所有这些变化都是为了改善和增强它们的游泳能力,扩大活动范围和增加捕到更多食物的机会。
棘鱼化石在世界各地均有发现。在我国广大地区内均找到过它们的化石,多为分散的棘、鳞片和牙齿,没有一条完整的,相信经过努力会发现的。
会飞行的海洋生物
在热带和亚热带海域生活着一种被人们称为“水下魔鬼”的、会飞行的鱼类——蝠鲼。
蝠鲼之所以被称为“水下魔鬼”,可能是因为它的外形丑陋吧。它的头又宽又大,两侧长着一对肉角,而嘴就长在两个肉角之间,那嘴不是圆的,而是方的。蝠鲼的体型呈不规则的椭圆形,体盘一般在50厘米~100厘米左右,最大可达6米以上。
蝠鲼的习性也十分怪异。它性情活泼,常常搞些恶作剧。有时它故意潜游到在海中航行的小船底部,用体翼敲打着船底,发出“呼呼、啪啪”的响声,使船上的人惊恐不安;有时,它又跑到停泊在海中的小船旁,把小铁锚拔起来,使人不知所措。过去渔民们不知道是这种鱼在“捣乱”,还以为是“魔鬼”在作祟,这可能也是人们称其为“水下魔鬼”的一个原因吧。
蝠鲼的名字虽然不好听,还是鲨鱼的近亲,同属软骨鱼类,但它并不凶猛,性情还很温和。它缓慢地扇动着大翼在海中悠闲游动,并用前鳍和肉角把浮游生物和其他微小的生物拨进它宽大的嘴里。据说曾有一名水下摄影师在水下工作时,遇到一条体翼宽达2.3米的大蝠鲼。当摄影师跃到它的背上,它不但没有反抗,反而让摄影师骑在它的背上作了一次长时间的遨游。
寻访深海予尾鱼
1987年1月,著名的德国生态学家汉斯·弗里克深入科摩罗群岛,揭开了他一生研究中的精彩一幕。这是一片多活火山爆发区,奇妙而险峻,就像许许多多探索美国尼斯湖的怪物、热带丛林的恐龙或喜马拉雅山的雪人的英雄们那样,弗里克要在这里找到恐龙时代的“乡邻”——矛尾鱼。
矛尾鱼何物?它是空棘鱼类仅存的古生物鱼种,为现今地球上所有陆生动物群的祖先。弗里克历经艰险,终于如愿以偿,发现了这个老祖宗的老巢,借助于现代化小型潜水艇和海底望远境,一睹了活的矛尾鱼的风姿——圆乎乎的生灵,安静地躺在海底洞穴里。这就是矛尾鱼的家,.一洞接一洞,蔚为壮观。弗里克一发不可收拾,每年都要多次光顾,拜访老祖宗。在1991年的探险中,他花费足够的时间进行了详细的探险观察,发现每个海底洞穴里足有20条矛尾鱼,亲密无间的生活着。到1995年他再次光顾时,惊奇地发现每个海底洞穴中仅有14条左右了。他随后考察了科摩罗群岛主岛——大科摩罗岛沿岸总共仅有200条左右。罪魁是谁呢?是当地渔民。,渔民们为了在沿岸附近海域捕捉食用鱼类,常常误将矛尾鱼钩住。其实,矛尾鱼根本无法食用,它散发浓重的鱼油气味不仅令人倒胃,吃了还会引起胃病。迄今渔民们仅发现矛尾鱼唯一有用的东西是身上坚硬的鳞片,用以取代日常生活有用的砂纸。
矛尾鱼的鳍酷似爬虫纲肢体那样有序地移动,极善在沿海海底爬行。最有趣的是矛尾鱼的食。一是食量惊人地少,按一般鱼算,一头重量约95千克的鱼每昼夜至少要食几千克食料,而同样重量的矛尾鱼则每昼夜仅吃10—20克鱼肉就足够了。像矛尾鱼这样身体的新陈代谢如此缓慢的生物在世界上是绝无仅有的。二是矛尾鱼也是昼伏夜出的“夜猫子”。白天,它们像冻死的僵鱼一样安样地躺在约200米深的海底洞穴里,据说是为了逃避鲨鱼的侵袭;一旦日落西山之时,它们便蠢蠢欲动,纷纷爬出海洞,寻找食物。矛尾鱼如何能在黑暗的海底觅食猎物的呢?弗里克研究发现,矛尾鱼可以沿着磁场灵敏地感受到磁场的微小变化。当小鱼等猎物途径鱼体附近时,周围磁场便发生变化,以迅雷不及掩耳之势冲向猎物,饱食一顿。平时,它们就出没于鱼儿经常活动的水域,停悬在海中的有利地势,守株待兔,有时也向上层海水中游动,活动一下身体。
真正捉到的第一条矛尾鱼是在东非沿海。1938年圣诞节前,渔民们乘“涅尼雷”号渔船出海,收获颇丰,尤其令他们兴奋不已的是捕捉到一条奇鱼。这条他们从未见到的怪鱼全身上的鱼鳍如穗,短脚似截,不知何物,姑且取名为“大海晰蝎”。这条怪鱼自在地躺在甲板上达4小时毫无异感,一渔民担心它会死掉,有意识地用手拉了一下,不料它愤怒地紧咬牙齿喀嚓作响,以示抗议,反而吓人一跳。“涅尼雷”号抵达南非东伦敦港,有心的船长特意将怪鱼送给博物馆研究人员马达约尼·拉蒂默女士,随后转送给鉴定鱼类专家詹姆斯·史密斯。见到这条极其珍贵的鱼种,史密斯简直不敢相信自己的眼睛,这不就是矛尾鱼吗!殊不知,这就是与恐龙同时代的幸存者,而科学界早已定论矛尾鱼在6500万年前绝种。捕获矛尾鱼的消息一经传出,全世界各大报刊纷纷报道,一时间热闹非凡。这一发现甚至引起了生物学家关于传统生物进化理论的大辩论。认为在生物界中的动物和植物会以不同的速度进化的,重要的是栖息环境,而海洋环境又比陆地环境更加稳定。因此,海洋生物进化速度缓慢。例如,海洋中的鲈鱼确证在最近500万年中无论在外观形态还是内部结构都没有任何变化。而正是在这个500万年历史长河里,地球上经历了古猿到人的划时代的进步。
令人不解的是,迄今尚未见到一条矛尾鱼的“孩子”——幼鱼。那么,矛尾鱼究竟是怎样繁衍子孙后代的呢?为了揭示这个秘密,弗里克特地将一个无线电发射机安装在一条温顺的雌性矛尾鱼身上,发现在这条雌鱼潜入700米深的海底后就无声无息地不动了。它究竟是在窝里分娩呢,还是有其它目的,尚不清楚。于是,弗里克只好再求助于造船公司,希望获得一艘超小型潜艇,以便能顺利潜入深海海底去看个究竟。此外,弗里克还有一个庞大的研究计划,深人海底现场拍摄矛尾鱼的生活片,以奉献给全球观众。如何在矛尾鱼生活的家门口——洞穴口附近恰当地安装一台海底超级电视摄像机,是当前弗里克设计的难题。