動物生存之道

生于憂患，死于安樂。那些先天不足或者是弱小的動物，在殘酷的弱肉強食、充滿競爭的動物世界中，不斷進(jìn)化，改變生活習(xí)性，揚長避短，最終使得物種得以生存和延續(xù)。

不喜歡爬坡的大象

下次，在馬戲團看到大象爬坡，一定要記得拼命鼓掌。科學(xué)家認(rèn)為，大象完全能夠爬越相當(dāng)陡峭的高山地勢。公元前200年，迦太基統(tǒng)帥漢尼拔就曾率領(lǐng)一支大象軍團穿越阿爾卑斯山。牛津大學(xué)的研究小組在30頭大象身上安裝了衛(wèi)星信號發(fā)射器，運用全球定位系統(tǒng)追蹤象群長達(dá)9年之久，足跡橫越北部肯尼亞。研究的結(jié)果卻表明，大象會盡量避開孤立突起的小山，即使山上有充足的食物。相反，大象更熱衷于平地，這就是研究者所謂的“陸地走廊”。大象為何會對高地敬而遠(yuǎn)之呢?作為大型哺乳動物，大象有相當(dāng)高的基礎(chǔ)代謝率，即使是中等程度的運動，也將耗去它相當(dāng)多的熱量。研究發(fā)現(xiàn)，大象每登高1米，所消耗的熱量是在平地行走時的25倍，它們必須多花1個小時去進(jìn)食才能登高200米。

晚上拼命加餐的蝌蚪

對小小蝌蚪來說，生存可概括為兩大基本任務(wù)：吃和避免被吃。所以，它必須在兩者之間權(quán)衡利弊：吃得越多，就能越快變成青蛙。但捕食需要游來游去，這同時增加了成為天敵盤中餐的機會。研究發(fā)現(xiàn)，動物體內(nèi)有一種節(jié)律之類的內(nèi)因會調(diào)整弱者的逃生反應(yīng)。蝌蚪主要是通過感知天敵釋放到水中的化學(xué)物質(zhì)，來間接估算自己受到多大的威脅。蝌蚪對危險信息的典型反應(yīng)是游到水底，找個避難所躲起來靜止不動。科學(xué)家將蝌蚪放進(jìn)一個含有蜻蜓幼蟲化學(xué)信息的池子里，白天一次，夜晚一次，每次讓它在里面呆1小時，然后記錄下它在池內(nèi)和池外的游動攝食活力。無論晝夜，蝌蚪對化學(xué)信息的反應(yīng)是相似的，都是迅速下潛，但當(dāng)夜晚離開池子之后，吃東西的速度卻比白天更快了。這種結(jié)果的解釋是，蝌蚪白天對敵人化學(xué)信息的反應(yīng)行動變得更為謹(jǐn)慎，因為高危狀態(tài)還沒有過去，不管怎樣都要盡量少捕食。那意味著，估計有危險接近時，蝌蚪會自覺降低自身的成長速度。夜晚用來從事大部分捕食活動，它們在這段時期會加快生長速度。

水中神槍手射水魚

射水魚是非凡的捕食者，依靠其“自信”的噴射，射水魚的捕獵范圍從飛蟲到小蜥蜴等。由于水面存在光的折射，所以直接噴射是打不中獵物的，射水魚的非凡本領(lǐng)就在于能精準(zhǔn)地計算光線折射角度，從而精確地?fù)糁心繕?biāo)。目前，德國大學(xué)的研究小組用高速攝像機還證明了射水魚能在每次射水間隔中，精確調(diào)整下一次噴射的角度與力度。實驗表明：無論獵物多大，射水魚的每一次噴射，都會使出10倍干足以將其擊落所需的力量。由于獵物質(zhì)量越大，越難擊落，因此與蒼蠅相比，射到小蜥蜴身上的水就要多得多。射水魚力求每次噴射都取回獵物，為保險起見，每次攻擊不得不消耗更多的體力，所以需要根據(jù)獵物大小改變其用力大小。進(jìn)一步研究表明，這是它天生的本領(lǐng)，不受實驗環(huán)境的影響——實驗場的獵物往往比自然界的要大，且不易射落。

反重力的鳥嘴

野生動物學(xué)家很早就注意到一些海鳥不同尋常的進(jìn)食方式：用喙在水面上不斷攪動，造成一個漩渦把水下的甲殼類帶到水面，就好像是茶杯里卷動的茶葉一樣。然后在水面上啄食，每一下都會帶起毫米大小的水滴，其中包含著大量被掠食的微小生物。既然在此過程中，鳥類必須把喙朝向下，則必須克服重力才能把食物從長喙的尖端送到嘴里。

有人想到鳥類是利用了水滴的表面張力來克服重力，但它們是怎么做到的呢?有人觀察到一個很關(guān)鍵的現(xiàn)象，即在進(jìn)食時，它們會持續(xù)地像鑷子一樣不停開合長喙。

為了解開這一疑惑，麻省理工學(xué)院的研究小組建立了一個模擬鳥喙的力學(xué)模型，由此可以放慢進(jìn)食過程來進(jìn)行研究。這些鳥類的長喙從幾何學(xué)上看，符合“接觸角滯后”產(chǎn)生的構(gòu)造條件，這種效應(yīng)會阻礙液滴在固體表面運動，例如，使雨滴停在窗戶玻璃上。而經(jīng)過模型的推導(dǎo)，鳥喙卻成為了第一個被發(fā)現(xiàn)能幫助液滴運動而不是阻礙的例子。鳥喙閉合時，液滴近端向口中運動，而遠(yuǎn)端則停滯不動；鳥喙張開時，近端則停止，遠(yuǎn)端開始向口中移動，如此反復(fù)。這階梯式的運動能使鳥喙中的液滴達(dá)到每秒1米的運動速度。這一被稱為“毛細(xì)棘齒”的現(xiàn)象來自于喙部的結(jié)構(gòu)：長，而且狹窄。

研究指出，作用的產(chǎn)生對鳥喙開合的角度要求極為精確，這些角度哪怕只改變幾度，也會極大地影響水滴運動的速度。同樣還依賴于鳥喙的“可濕性”：用于表示液體匯聚成滴或分散開來的傾向的指標(biāo)。油類的“浸潤度”比水大得多，也就意味著油很難聚成油滴，那么當(dāng)鳥喙沽上油后，這一作用就失效了。所以，包括北美西部常見的磯鷂在內(nèi)的20種依靠此原理進(jìn)食的鳥類，會對任何污染水質(zhì)的液體極度敏感，尤其是清潔劑和原油。

大忽悠招潮蟹

雄性招潮蟹的大螯力度是戰(zhàn)斗中的制勝因素，如果大螯在戰(zhàn)斗中折損，很快就能重生。耐人尋味的是，再生螯力量遠(yuǎn)不及原生螯，卻擁有更大體積，是一件十足的“擺設(shè)”。

日前，澳大利亞大學(xué)帶領(lǐng)的研究小組為了找到其中原因，收集招潮蟹，識別哪些是擁有完好的蟹鉗，哪些是新生的替代品，測量并記錄下各自在領(lǐng)地爭奪戰(zhàn)中表現(xiàn)出的鉗力和拉力。因戰(zhàn)斗失敗而折損大螯的蟹不得不離開自己的洞穴，研究人員把無家可歸的這部分重新放回其原先的洞穴，觀察里面的其他伙伴如何做出反應(yīng)。

結(jié)果表明，當(dāng)“失敗者”的新螯重生后，它們又會去侵略其他招潮蟹，還專挑螯比較小的蟹下手，拼命揮舞碩大無力的螫來虛張聲勢。而對方見侵略者擁有無比碩大的螯時，便會知趣地主動讓出洞穴。同樣，保衛(wèi)自己洞穴的招潮蟹，也會用這招嚇走擁有原生螯的侵略者。

下顎蚊十八般武藝俱全

一種熱帶螞蟻下顎蟻在動物王國里擁有最快的攻擊速度，甚至超過以突襲聞名的變色龍。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，它們能以233千米／小時的速度快速閉合其雙顎，這不僅用以捕獲獵物，而且能使自身獲得巨大的推進(jìn)力，快速移動到安全的地方。就基礎(chǔ)工程學(xué)而言，螞蟻已經(jīng)解決了微觀比例下運用簡單結(jié)構(gòu)制造巨大動力的世界難題。

這些螞蟻之所以擁有能產(chǎn)生如此驚人力量和加速度的下顎，都是因為這種下顎要用來擔(dān)負(fù)雙重性能——在進(jìn)化過程中，下顎蟻的頭角有一個微妙的變化，該結(jié)構(gòu)用來捕獲獵物、驅(qū)逐入侵者，或者逃出諸如蜘蛛、青蛙和蜥蜴等掠食者的魔掌。它們有一種“巨人防御”本領(lǐng)，即用頭角頂起入侵者，然后用下顎猛擊，這樣可以把對方拋出20厘米遠(yuǎn)。如果入侵者比螞蟻大得多，它們會試探對方，然后向后猛沖40厘米，死里逃生。另一種防御措施叫做“飛身逃脫”，螞蟻頭部向下抵住地面，突然閉合雙顎，如此產(chǎn)生的力可以讓自己飛離地面8.3厘米。

憋氣大王歐洲鯽魚

如果認(rèn)為人類是水下憋氣冠軍，那你就大錯特錯了。挪威奧斯陸大學(xué)在英國實驗生物學(xué)協(xié)會年會上宣布，金魚科中的一種歐洲鯽魚是最強的憋氣高手，即使在沒有氧氣的情況下，仍可以好好地活上幾個月。與缺氧癥有關(guān)的疾病是造成工業(yè)化社會人類死亡的主要原因，醫(yī)學(xué)界對此進(jìn)行了幾十年研究卻收效甚微。殊不知，自然進(jìn)化早在數(shù)百萬年前就已經(jīng)把問題解決了。

這種淡水魚通常生活在亞洲和歐洲的湖河中。它們可以改變魚腮結(jié)構(gòu)來提高對氧氣的吸收，以便在嚴(yán)重缺氧時保住性命。不僅如此，歐洲鯽魚血液中負(fù)責(zé)運輸氧氣的紅細(xì)胞血色素也可以附著大量的氧氣，這一本領(lǐng)比其他任何脊椎動物都強。了解動物如何應(yīng)對缺氧癥，可以幫助科學(xué)家們解決人類遇到的類似問題。

不喝海水的海蛇

海蛇是毒蛇家族的一員，長久以來，人們一直認(rèn)為它們依靠鹽腺攝用海水。最新一則發(fā)現(xiàn)對此提出了異議。

美國佛羅里達(dá)大學(xué)的研究小組對在臺灣附近海域捕獲的3種巨環(huán)海蛇，讓它們遠(yuǎn)離淡水長達(dá)兩周。研究人員先稱了蛇的質(zhì)量，把它們放在盛有咸水的水槽中達(dá)20小時后，又稱了其質(zhì)量。結(jié)果它們體重并沒有明顯地增加，在實驗的后期階段還呈現(xiàn)出脫水狀態(tài)，這表明海蛇盡管口渴也不會飲用海水。但當(dāng)它們被放在盛有淡水的水槽中，馬上就開始痛飲起來。

研究還觀察到，海蛇在淡水地區(qū)分布的數(shù)量比海洋區(qū)域多得多。海蛇在海洋中生活，從珊瑚島礁中尋找淡水資源，并在降雨期間和雨后飲用淡水，這就能解釋為何海蛇在受到暗礁保護的礁湖附近數(shù)量密集。海蛇鹽腺的作用并非過濾海水中的鹽分，而可能是保持電解質(zhì)平衡，即去除血液中過多的鹽分。