貓的胡子是一種特殊的觸覺器官,它伸展的面積與貓的身體一樣寬,這就能使它在黑暗中探測路徑,摸清自己的身體是否可以通過洞口。
鼴鼠的星鼻
在加拿大曼尼托巴的北方森林,生活著一種奇特的生物,它像是那種從飛碟里現身,向好奇的地球人代表問候的生物。如果要在動物王國中評選明星的話,星鼻鼴一定會以它奇形怪狀的鼻子勝出,它那像章魚觸須一樣的鼻子非常獨特。星鼻鼴的這套裝備是很出色的,因為它的鼻子周圍有22條肉質的觸須環繞成一圈,當它在自家環境間穿梭時,它的觸須能以閃電般的速度找到沼澤、湖底和小河深部的食物,它的鼻子常因快速顫動而讓人無法看清。這些觸須末端有一串稱為愛默氏器的細微神經末梢。這些神經末梢的排列十分致密,以致可以與觸須一起,共同來識別洞穴中的空氣碰到障礙物而產生的氣流方向和壓縮波方向。如果夜晚它要出來時,就以觸須來試探洞穴外面的空氣。星鼻鼴屬于哺乳動物的食蟲目,這類生物新陳代謝極快,隨時饑腸轆轆,所以這胃口奇大的小小星鼻鼴必須要能找到足夠的獵物,以度過寒冷的北國冬天。它們生活在濕地的淺層地道中,獵食的環境涵蓋地下及水下。
當一只星鼻鼴鼠在泥土中遇到一只昆蟲時,它會迅速地咬住這只蟲子。但是這種瞎眼的嚙齒類動物又是如何區分一只螞蟻和一粒松子的呢?答案就蘊藏在一種名為愛默氏器的蜂窩狀細胞組上。這種細胞組就長在星鼻鼴鼻子的邊緣處。自19世紀以來,這種細胞的作用就一直令科學家困惑不已,但從星鼻鼴鼠的行為中還是能找到一絲線索。這種嚙齒類動物會用鼻子碰觸自己不熟悉的東西。現在,科學家通過顯微鏡對星鼻鼴這種器官的研究結果發現,這種細胞組中聚集著大量類似超靈敏指尖的熱感神經。因此,星鼻鼴的生活準則可能非常簡單:如果這東西摸起來很好,那就吃掉它。
它通過鼻子觀察世界,每次只能搜索一平方厘米。它就像分辨盲文地圖那樣,探索著地道,在泥土和草根交織的地域尋找只有幾毫米大小的蚯蚓和昆蟲。實際上,它的鼻子發揮著眼睛的功能,只是它被用來分辨物體的質地。只有進入微觀世界,才能了解它的工作機理。鼻子的每個觸手表面都覆蓋著幾千個細小的顆粒,一次可以探測600塊針尖大小的區域。受到擠壓后,它們能向大腦傳送土壤的三維圖像。位于中央的觸手尤其靈敏,就像一座瞭望臺,可以從一堆沙土里探測到一個鹽粒,它能發現身長小于半厘米的生物。周圍的觸手用于探測,然后用位于中央的觸手加以確認,最后一口吞下獵物。進食時,鼻子緊貼著地面。這樣位于中央的觸手就不會遺漏零星的戰利品。只有當鼻子接觸地面時,觸覺才會發生作用。每次它只能形成一副圖像。鼴鼠移動時,形成了隧道的三維圖像——草根像輸油管一樣粗大,沙粒變成了巨石,而微小的生命就像張牙舞爪的怪獸,一條蚯蚓的輪廓就像霓虹燈那樣的清晰。可只有接觸后,鼴鼠才能發現它的存在。
鱈魚有側線
鱈魚是生活在海底的最普遍的一種魚,它的頭部具有顯著突起的小管道,其內部包含著長長的側線感覺器官。雖然這種魚的眼睛是魚類中最靈敏的,但它們大部分時間生活在深水中,那里光線極其陰暗,很可能它們是依靠側線系統來獲得食物,并探測微小水流或電流所產生的波動。因為在深海區域,一則水本身不會流動;二則許多深海魚的側線器官能探測18米以外各種魚的游動、吃食物和水經過鰓或嘴時的活動。當這些靈敏的器官像小細胞墊一樣突出在皮膚外時,都有一根纖毛,它們可以記錄低頻振動和由其他魚活動引起的水流壓力:對電流有反應的感覺器官也可能位于小管道中。
魚的觸覺感受器就像味覺感受器一樣,在身體的某些部位分布得最密,而在整個體表較為稀疏。魚的側線器官多半集中在頭部。如果把魚的嘴、眼、鰓和鰭都露在外面,而用塑料罩蓋住魚頭其他部分,這些魚就探測不出水的振動,甚至互相碰撞。這個實驗結果也說明了魚在密集的魚群中游動時,由于使用側線系統,每條魚能對周圍魚的運動所產生的水壓發生反應,所以即使在隊伍改變航向時也不會互相碰撞,使整個魚群始終保持著原來的隊形。組成這么一個堅強的魚隊,是4000多種魚的一種習性。顯然,這是為了減少掠奪者對個體魚所造成的危險,因而在黑暗中,捕到的魚總是一大群,而不是零零星星的幾條。
由魚尾或鰭的活動所引起的聲波很快地在水中傳播,每秒大約1500米。這就意味著,當魚的側線系統收集到低頻振動的一瞬間,就能感覺到旁邊有其他魚的存在或正朝著它游過來。側線系統的作用也有一點像蝙蝠的回聲定位系統。魚本身在水中的活動也引起很小的聲波向四周傳播,當這聲波碰到一個物體或其他的魚類時就反射回來,側線系統既能記錄到反射回來的聲波,又能記錄到魚自身的運動和速度。
除少數種類外,魚的眼睛是很不靈敏的,所以它們需要用靈敏的側線系統來裝備。已經知道的有些盲魚有非常發達和具有極高效率的側線器官,然而所有的魚類,甚至那些生活在水面附近的魚,夜間都得依靠它們的側線系統。用這種方式感知周圍事物的魚也能察覺漁船上釣魚者的活動。尤其是對金屬船的反應更為明顯,因為這些船經常發出叮叮的響聲和振動聲。當釣魚人在池塘邊或附近的巖石上走動時,池塘里的魚也能感覺到他們腳步的振動。
毒蛇紅外器
有些蛇的頭上具有特殊的熱敏感器官,它對溫度十分敏感,以致可以記錄到0.001℃的溫度變化,而反應速度不超過0.1秒。因而只要是溫血動物,通過這種蛇的所在地就一定會被它們發覺,有時還會受到蛇的襲擊。我們知道,凡有這種器官的蛇,大多數是有毒的蛇,在它的嘴的上方每邊都有一個非常明顯的大頰窩。這些蛇在漆黑的夜里總是盤繞起來,但是從不失去其攻擊的能力。據我們所知,這些蛇也沒有聽覺:它們只能感覺到由地面傳來的振動。據統計,具有頰窩的蛇有6個屬,超過80種,少數產于亞洲和馬來西亞,其余約50種生活在美洲。
所有的響尾蛇是典型的有毒蛇,此外還有食魚蝮、銅頭蝮、能長到3.6米的可怕巨蝮和矛頭蝮。除了有兩種原始的和在黃昏時開始活動的穴蝰和夜蝰以外,在白天它們的瞳孔全都呈垂直的縫,以保護高度靈敏的視網膜。事實上,這些蛇都有出色的夜間視覺,但是,當靈敏的視覺不起作用時,即使是在完全黑暗的情況下,紅外線器官也足以使它能捉捕獵物。
頰窩對超過蛇本身溫度的一切溫度變化都非常敏感,甚至對空氣流動也很敏感。這個器官下陷甚深,在能帶動毒牙的可活動的上頜骨上形成一個較大的凹陷。巨蝮的這個凹陷特別大。在頰窩中有一層緊繃在其壁之間的薄膜,當熱量到達頰窩時,里面的空氣就膨脹,使這些膜發生輕微偏斜,偏斜的程度與溫度升高的數值有關。這樣就刺激了頰窩與腦聯系的豐富神經末梢,從而對面部和牙齒的感覺產生反應。目前對蛇的頰窩靈敏度已能測量,但對其機制還不完全了解,在其他動物身上還沒發現對溫度有這么高的敏感性。有人用響尾蛇做實驗證明了頰窩的這種功能。用一個裝著溫水的氣球朝著響尾蛇移去,或者經過它的附近,可以發現當氣球離它還有一段距離時,蛇就立即向氣球發動攻擊。但蛇對裝著冷水的氣球卻毫無反應。
雖然響尾蛇的頰窩與尾部發出的咔嗒咔嗒響聲沒有明顯的聯系,但有趣的是,只有具有頰窩的毒蛇其尾部才有這種響聲。這種聲音是響尾蛇尾部的一個類似警報器的結構所發出的。而其他有頰窩的毒蛇不一定都有響尾,但也盡力模仿這種聲音。如銅頭蝮在發怒或陷入絕境時,就振動尾巴發出沙沙的響聲。巨蝮也以同樣的方式活動。可見,只有響尾蛇是真正發出響聲的唯一的毒蛇。
其他各種有頰窩的蛇對熱也很敏感,但這些頰窩所在的部位不同。蟒蛇的唇窩在下嘴唇邊沿和頭的正面,它似乎是和響尾蛇面部的頰窩以同一種方式對溫度產生反應。這些蛇老是盤繞著,當其他動物出現時,即使產生輕微的振動,也會傳遞到它的全身,然后,用熱感受器確定這些動物的精確位置來進行攻擊。