一位探险家眼中的大自然
一生中,我对动物有着一种近乎痴迷的喜爱。四十年来,作为一名博物学者,我养过各种宠物,研究和收集过各类哺乳动物、鸟类、鱼类以及爬行动物。美国自然历史博物馆发起的探险之旅使我有机会走遍各大陆几乎每一个遥远的角落。无论身在何处,我都会开展研究。
在自然界,无论高级生物还是低级生物,在御敌和谋生上,它们都有自己独特的本领。对我来说,大自然最令人着迷的地方莫过于此。有些动物不得不完全改变自身的生理构造,来应对竞争,求得生存。一个生物在为生存而抗争的过程中,皮毛、颜色或习性上的适应力强弱,往往决定着它的生死存亡。
伪装色和保护色
一只老虎在没有遮蔽物的空地上,它身上那黄黑相间的花纹是那么醒目,可一旦有了草丛、树木的掩映,它就能迅速隐匿身形,这是如何做到的?如果它的身体全是黄色的,或是其他单一颜色的,肯定一眼就能被发现。生活在密林中,它知道自己很难被发现。对于它来说,“伪装色”不算是“保护色”,因为它罕有敌手。但它必须觅食,而觅食的过程就是一场丛林游戏。利用大自然赋予的一身伪装色,它能够对付那些拥有敏锐视觉的猎物。它那黄黑相间的条纹与杂草丛融为一体,于是那里就成了绝佳的狩猎之地。那么花豹和美洲虎呢?它们很少在地上追捕猎物,而是在树上进行自己的狩猎游戏。它们身上的斑点与树叶间斑驳的光影完美融合。
花豹
北极狐
北极兔
地理环境对伪装色有很大的影响。北极地区动物的皮毛一般为白色或浅色。北极熊的皮肤是黑色的,但由于它们的毛透明,所以外观上通常为白色。这使它们在猎捕海豹时更加轻松。北极狼、北极狐、北极兔,以及多尔大角羊大多是白色的。多尔大角羊主要生活在白雪覆盖的极地山坡上。再往南,雷鸟能让自己时刻利用保护色来躲避猎食者。在冬天,雷鸟是纯白色的,除非它自己移动,否则很难在冰天雪地中察觉它的踪迹。到了春天,雷鸟进入换毛期,羽毛由纯白逐渐变成白棕相间,刚好和积着残雪的小丘或山石融为一体。如果春天来得稍晚些,换毛期会相应推迟。夏天,雷鸟的羽毛会变成棕色,与筑巢地的草色完美融合。
同样,野兔也能随季节更替而变换皮毛的颜色,它们的皮毛在冬季呈白色,春季呈白棕相间的颜色,到了夏季又变成有“隐形”效果的棕色。夏季,鼬(yòu)鼠的皮毛是棕色的,到了冬季又变成白色的,它是唯一能这样变换皮毛颜色的肉食性动物。鼬鼠体形较小,在白雪覆盖的北方地区,很容易引起掠食性鸟类和其他大型掠食性动物的注意,因此在冬季,白色作为保护色至关重要。
多尔大角羊
雷鸟
沙漠里的鸟类、哺乳动物、爬行动物和昆虫一般呈棕色或沙黄色,多半是为了保护自己,或是通过伪装自己来捕获猎物。在热带雨林地区,植被丰富繁茂,那里的动物们也相应地呈现出色彩斑斓的样子。
鼬鼠
亚马孙热带雨林中的金刚鹦鹉
谈到保护色,我就得硬着头皮面对动物界所谓的高低之分。低等动物,尤其是蠕虫、昆虫和各类无脊椎动物,它们居住在某个狭窄的空间中,与其生活环境高度融合。因此,它们极少引起其他动物的注意,这不仅能保护自己,还能保障食物的来源。类似的例子不胜枚举,我只举其中最典型的一个。在整个自然界,就保护色和适应力而言,丘鹬(yù)是鸟类中的佼佼者。它们最爱栖(qī)息于赤杨沼泽林和潮湿的白桦林。它们的羽毛颜色与树叶和杂草的颜色相融,即使是最锐利的眼睛,也很难发现它们。我的猎犬曾数次嗅到近在咫尺的丘鹬巢穴,但我仍然没找到。丘鹬将它的长喙插入地下,用灵敏的喙尖搜寻蚯蚓。进食时,它从来不看食物,而是朝上方看,然后头来回转动,这样它就能一边进食,一边警惕来自侧面和后面的敌人。
当然,伪装并不是唯一为人类所借鉴的大自然的运作方式。令人惊奇的是,人类很多奇妙的发明本就是某些生物的本能,比如双光眼镜、潜望镜等。未来,关于大自然运作方式的研究或许能帮助人类创造出更多奇妙的发明,以满足人类的特定需求。
丘鹬
拟态伪装
拟态伪装与保护色类似,不同之处在于前者只是模仿那些令敌人害怕或讨厌的“典型”。拟态伪装在哺乳动物、鸟类和鱼类中并不常见。毒蛇多是无毒生物的模仿对象。猪鼻蛇会故意模仿响尾蛇的样子。非洲食蛋蛇是一种生活在南非的蛇,以鸟蛋为食,往往模仿角蝰蛇的样子。马尾藻海位于北大西洋南部,克里斯托弗·哥伦布发现了这片海域。这里生长着成片的海草,它们充当着各种海洋生物的保护伞。海洋生物们通过模仿海草的形态,来保护自己。状如海草的鱼类、蟹类、蛞蝓(kuò yú,俗称鼻涕虫)数不胜数,其中部分生物甚至能变换颜色,与周围的海草融为一体。这片浮动的海草是属于它们的梦幻世界。
就连植物都会伪装。野荨(qián)麻一般伪装成刺荨麻(叶上有刺毛,刺毛中含有蚁酸,触碰会产生刺痛感)的样子,肉眼难以区分。不过,昆虫才是伪装高手。部分无攻击性的昆虫会模仿蜜蜂和黄蜂的样子。枯叶蝶翅膀的颜色与枯叶的颜色别无二致。叶䗛(xiū),俗称叶子虫,形如绿叶,裂尺蛾幼虫与蔷薇枝相似度极高。毛虫会模仿蛇的形态,实验表明,这对猴子、鸟类和蜥蜴的威慑效果显著,因为蛇是它们的天敌。
刺荨麻叶子上的刺
刺荨麻(左)和野荨麻(右)
枯叶蝶
静止
如果说保护色是大自然赐予生物的护身符,那么动物本能会保持静止状态,则是大自然赋予它们的更宝贵的一笔财富。它们保持静止状态,“就像冻住了一样”,以此来保全自己的性命。色彩斑斓的鸟类,爬行动物、哺乳动物或昆虫只要它们在自己的栖息地内保持静止状态,往往很难被发现。在中国的云南和西藏接壤的某处荒野,当时我们正在追踪一只黑色的长臂猿。对于这类引人注目的动物而言,保持静止状态非常必要。我们将帐篷搭在山脊上。山脊两侧的山坡异常陡峭,且遍布密林。一群猿猴经过,森林中回荡着“呜哇,呜哇,呜哇”的啼声。猿猴的叫声越来越近,我随即冲下山坡。猿猴摇荡于树枝间,它们在林间穿梭的速度比人类的奔跑速度要快得多。突然间,它们出现在我的头顶上方,黑色的身体在绿叶中是如此显眼。树上挤满了猿猴,大约有三十只。我刚从灌木丛后走出来,一只体形较大的猿猴就看到了我,它单手悬挂在树枝上,圆圆的脑袋向前突出,看上去有些吓人。它发出“呜哇”的尖锐啼声,听着有些瘆得慌,接着它向上一跃,消失在绿叶间。
长臂猿
它们就在我头顶上方,但是我看不见一丝踪迹。我坐在几米开外的地方,一动不动地等待。半小时后,树叶间的一丝声响引起了我的注意。离我不到三米远的树上,一只黑色的猿猴正缓缓匍匐前进,小心翼翼地爬向树枝顶端。发现我之后,黑色的猿猴纵身跃起,一下就跳到了约六米外的树上,然后迅速逃向密林深处,最终消失在半山腰。
猩红丽唐纳雀
黄鹂
几乎每一种生物都清楚,无论它们的颜色与周围环境融合得如何完美,保持静止才是最可靠的保命手段。我曾藏在一处干草丛中,观察一只兔子长达半小时之久。它距离我不过两米,在那半个小时里,即使苍蝇落到它的鼻尖,爬过它眯起的眼睛,它身上的肌肉也没有丝毫颤动。小梅花鹿出生后,会一动不动地躺在鹿妈妈生下它的地方。在茂密的热带丛林中,如果大象和水牛这样体形巨大的动物藏身于树丛和藤蔓之后,只要保持静止状态,肉眼就很难察觉到它们。猩红丽唐纳雀、红雀、黄鹂这类色彩艳丽的鸟儿明白,只要它们在枝头保持静止,就能确保安全。
速度
对于很多动物而言,“适者生存”就意味着只有速度够快才能活下来。刺尾雨燕在鸟类中以速度快著称。捕食飞虫时,刺尾雨燕的速度可达每小时170千米。在我看来,这个数字还显得有些保守。一只体格较大的胡兀鹫曾遭遇飞机追赶,当它急速向下俯冲时,据飞机速度表显示,它的速度高达每小时177千米。然而,将俯冲速度当作飞行速度未免不够准确。金雕的速度可达每小时322千米,游隼(sǔn)的飞行速度可达每小时390千米。不过,在逆风状态下,鸟类似乎很难达到这样的极限速度。
金雕
鱼类和其他水中生物游动的姿态优雅,然而,由于受水的阻力限制,在速度比拼上,它们难与陆地生物相提并论。腾空“滑翔”是飞鱼的绝招,它们以此躲避天敌的追击。飞鱼一冲破水面就把它的鳍张开,从而获得额外的推力。等力量足够时,尾部完全出水,高速腾空“滑翔”。飞鱼腾空“滑翔”和水上飞机的飞行原理类似,即使在逆风状态下,当达到一定速度,飞鱼仍可朝任意方向腾空4到5米。据美国斯克里普斯海洋研究所的卡尔·哈布斯博士和其他科学家的研究,飞鱼“滑翔”结束时的速度约为每小时56千米。鸟类靠翅膀飞行,然而飞鱼“滑翔”并非依赖它的鱼鳍,而是仅凭借自己的身体在空中“滑翔”。相比其他飞行生物,飞鱼的体形与飞机更接近。
飞鱼
在戈壁沙漠,我们曾驱车测试羚羊的精确奔跑速度。沙漠羚羊的速度可达每小时80千米。但它们的速度到底能维持多长时间,我们尚不清楚。我曾和探险队的摄影师詹姆斯追踪一头雄鹿约16千米,结果我们的车爆胎了,不得不终止这场竞速,但是那头鹿并未停止奔跑。狼是鹿群最大的天敌,而鹿群惊人的奔跑速度能让它们从狼口逃生。
苍羚
蒙古野驴
猎豹
灵缇犬
戈壁野狼的奔跑速度难以突破每小时58千米,它们会埋伏在山谷间或灌木丛中,等待猎物靠近,突然袭击。蒙古野驴必须至少以每小时64千米的速度跑800米的距离才能成功逃脱。并非所有野驴都能达到这个速度,但是它们的速度一般都不会低于每小时56千米。它们的冲刺速度也远远超过其天敌野狼。猎豹是短跑冠军,它们能以每小时120千米的速度奔跑200到300米,眨眼之间捕获猎物。
美国自然历史博物馆的威廉·格里高利博士揭示了解剖学和速度之间的有趣联系。诸如马和羚羊这类奔跑速度很快的动物,它们的胫骨比大腿骨更长,这样跳跃时的速度能最大化。人类挥动高尔夫球杆也是这个道理。脊柱的灵活性也很重要。拿灵缇(tí)犬来说,如果脊柱的灵活性差,它们很难跃很远的距离。
视力
大自然赋予了某些动物敏锐的视力,其中以鸟类居多。拥有这种能力一方面可以保护自己,另一方面便于获取食物。秃鹫、大雁和鸭子的眼睛像雷达一样精准。在戈壁沙漠,有时我藏在离动物的残骸不远的地方,用十倍双筒望远镜从各个角度观察天空,等待秃鹫的出现。秃鹫是世界上最大的鸟类之一。通常,等十五到二十分钟,秃鹫就会出现,在空中盘旋,然后慢慢降落,最后落在残骸旁边。在自然界,白天鹅是最易被发现的目标之一,但它们能依靠自己的视力远离危险。它们将巢筑在平坦的苔原地带,这样就能发现几千米外的敌人。
白天鹅
秃鹫
嗅觉
某些动物的嗅觉十分敏锐,比如大雁、熊、鹿。在蒙古的阿尔泰山,我追踪过的大角羊就有着异常灵敏的嗅觉。羊群中的公羊体格健硕,清晨时分,它们通常会在陡峭的山坡上吃草。日上中天时,它们会停留在狭窄的山脊上休憩。站在山脊上向下望,平原一览无余。较年长的母羊负责放哨。羊群休息后,母羊会站在山脊上,警觉地注视平原和山坡的各处角落。一个小时后,确定周围没有危险了,母羊才安心去睡,同羊群一起享受着这份静谧的时光。蒙古猎人和我慢慢靠近,确认风向是从羊群那边吹向我们,但还没等我们走到近处,羊群就醒过来,然后快速离开了。最终,我们明白了羊群常年选择山脊作为休憩地的原因。在山脊上,无论风往哪边吹,气流都能将闯入者的气味传到它们的鼻子里。在山脊上,狼群无法威胁到羊群,同样,人类也做不到。
大角羊
黑熊的嗅觉和听觉都很敏锐,但视力欠佳。阿拉斯加棕熊是世界上最大的食肉动物,嗅觉灵敏异常,能够闻到人类不久前留下的气味,或风中最微弱的气味,然后循着气味的踪迹去搜索。相比视觉和听觉,鹿更加依赖自己的嗅觉。根据我的观察,鹿的视力相对较弱,它的听觉比人类强得多,嗅觉异常敏锐。如果风是朝鹿所在的地方吹,人类很难接近它们。当然,狼和狗的嗅觉也很灵敏。通过选择性培育,家养动物的嗅觉已有很大提升。不过,蛾类才是“嗅觉”冠军。到了繁殖季,即使相隔3千米远,雄性飞蛾也能感知到雌性飞蛾的气息。
警示信号
警示信号是另一种保命手段。叉角羚的臀部长着白毛,当它们受惊时,臀部的白毛能立起来,并迅速开合,就像信号灯一样,数千米之外都能看到这个信号。我曾看见一群羚羊,前一秒还在安安静静地吃草,突然间抬起头来,飞奔逃开。原来,它们收到了来自叉角羚的警示信号,知道附近潜藏着危险。野羊、鹿、野兔臀部或尾巴的毛色之所以比较浅,或许是为了便于向同类发出警示信号。
美国西北部的灰白旱獭(tǎ)所发出的尖叫声是自然界最刺耳的声音之一,甚至在3千米以外的地方也能听到。其他旱獭一听到尖叫声,都躲进洞穴中。危险过去之后,负责放哨的旱獭会发出另一种声音,音调更低沉些,听上去像“警报解除”的信号。接着,山坡上会露出灰色的脑袋,旱獭们又恢复了正常活动。
河狸也会发出有效的警示信号。当受到惊扰时,它们会用自己宽厚扁平的尾巴拍击水面,那声音震耳欲聋。附近的河狸一听到同类发出的响声,就会以最快的速度躲起来,即使它们之间相隔甚远。行舟在溪流中,每当遇到河狸时,我总能听见这样的声响。
警戒色或警戒气味也常被当作一种特性或武器。臭鼬扬扬得意地挥舞着身后的尾巴,像高举着“生人勿近”的牌子。它们的移动速度缓慢,永远都是一副不慌不忙的样子,因为它们清楚,很少有动物能忍受它们发出的臭气。它们还能通过气味向其他臭鼬传递附近危险的信号。响尾蛇利用尾部发出的嘶嘶声威慑敌人。眼镜蛇竖起身体,前后缓慢摇晃身体,颈部两侧膨胀,展露背部特有的花纹。很多生物会利用信号来维护自身安全,或向同类发出警示信号,寻找藏身之所。
叉角羚
旱獭
河狸
臭鼬
盔甲
数百万年前,当人类尚未出现在地球上时,动物们就已开始用鳞甲来保护自己了。恐龙时代之前,鱼类身上通常长有骨鳞。后来,到了爬行动物时代,新的物种蛇颈龙出现了,它们吞食其他鱼类,能轻松嚼碎骨头。骨鳞“盔甲”就变得毫无用武之地。中生代的鱼类逐渐进化,同时自然的影响也很关键。鱼类的游速大大提升。速度由此成了最关键的防御因素。
一直以来,几乎所有的现代鱼类都不屑于穿古老鱼类那种骨质“盔甲”,但生活在美国热带水域的木瓜鱼却又重新披上这副过时的史前“盔甲”,这就好比人类在现代战争中穿上中世纪的盔甲。木瓜鱼的鳞片十分坚硬,呈六边形,一根鱼骨支撑起整个鱼身,鱼骨不能弯曲。乌龟能够从龟壳里探出脑袋再缩回去,如果它愿意的话,它还能转动头部。头是乌龟全身唯一可自由活动的部位,也是乌龟的弱点所在。木瓜鱼若是咬住乌龟头部,便可以置其于死地。尽管动物世界充满各种危险,有梭鱼和海鳗等掠食者虎视眈眈,但乌龟还是能从容安身,全赖它们铠甲般的壳。
木瓜鱼
刺鲀
穿山甲
刺鲀(tún)以另一种方式武装自己。它的鳞经过改良,球形身体上布满尖利的硬刺,将其包裹得严严实实,敌人难以进犯。南美洲鲶鱼的身体好似夹在两块坚硬的骨头中间。海马的外形与鱼类相差甚远,好似被包裹在一圈圈骨头中。它们依靠半透明的鳍在水中游动,游得非常慢,几乎感知不到它的移动,但姿态很优雅。扳机鱼生活在热带水域,皮肤上长有许多小而坚硬的块状物。它们的皮肤坚硬无比,鳞鲀是它们的近亲,生性好斗,皮肤更加坚硬。
在哺乳动物中,穿山甲也有着类似的铠甲。它们全身长满鳞甲,甚至武装到耳朵。刺猬将鼻子埋在两腿间,身体蜷缩成球状,敌人便无从下口。
特殊化
大自然让它的孩子们学会适应它们所处的特殊环境。对大多数生物而言,水是生命之源,然而沙漠中的动物可以一直不喝水。更格卢鼠、囊鼠、瞪羚等动物,一生可以不喝一滴水。通过消化道的化学反应,食物中的淀粉转化成水,为它们的身体提供了必要的水分。在戈壁沙漠,我曾养过一只瞪羚作宠物,半年里,它都没喝过水。在加利福尼亚南部,一只囊鼠被困盒子中数月,仅以干种子为食,却无任何不适反应。
更格卢鼠
冬眠的熊
在寒冷的冬季,食物匮乏,有些动物会进入休眠状态,就如同待在冷藏室里。在北半球,熊、土拨鼠、草原犬鼠、地松鼠和跳鼠等都会通过冬眠熬过漫漫寒冬。秋季,它们开始为进入冬眠做准备,直到来年春天才会苏醒。冬眠期间,动物的心率异常缓慢,血液温度远低于正常水平。试想,如果人类能每年冬眠一段时间,我们就再也不用为高昂的生活成本而烦恼了!
猫头鹰
囊鼠和鼹鼠等哺乳动物看到地面的竞争如此激烈,便像矿工一样,在地下寻找安身之处。它们打通各处地道,寻找食物。有些动物,由于体形较小,无力对抗猛禽和兽类,只好生活在黑暗中。大量的小型哺乳动只在夜间活动,一生躲躲藏藏,不见天日,人类根本察觉不到它们的存在。夜幕降临时,无数昆虫和小型野兽离开巢穴,从岩缝到树洞,到处都有它们的踪迹。空中的蝙蝠、猫头鹰、夜莺和北美夜鹰,地上的兔子、老鼠、旅鼠、地鼠随处可见。鼬鼠、臭鼬、貂等食肉动物也喜欢夜间活动,它们在黑暗中的潜伏能力也得到增强。但它们必须遵循自然界弱肉强食的法则,有时它们会成为狼、狐狸、食鱼貂和山猫之类食肉动物的腹中餐。因此,无论生活在白天还是黑夜,动物大多有自己的天敌。
适应
为了适应特定的生存环境,部分动物不得不改变自己。鲸鱼或许是哺乳动物中改变最彻底的一个,为适应水中的生活,它们改变了自己的生理机能和器官构造。海豹只改变了一小部分,因为它是水陆两栖动物。鼯(wú)鼠(又称飞鼠)的前后肢间有一层飞膜,使它们能在空中滑翔。蝙蝠的四肢到指骨末端之间有一层皮膜,形成一对宽大的翅膀,使它能像鸟儿一样飞翔,此外蝙蝠还天生自带雷达系统。地鼠、囊鼠、花栗鼠和松鼠将食物放在颊囊里,带回洞穴中储存起来。野兔的长腿善于奔跑;鼬鼠身材纤细,能够跟踪猎物进入它们的洞穴,或钻进岩石间的缝隙。袋鼠和其他有袋类动物会将幼崽装进自己的口袋。更格卢鼠和跳鼠有长长的尾巴,能帮助它们在跳跃时保持身体平衡。麝鼠和河狸的尾巴如同船舵一般,能帮助其掌握方向。负鼠能将尾巴缠绕在树枝上,使它们能够悬在空中。有些蜥蜴的尾巴极易折断,但折断的尾巴还能继续移动。有些螃蟹的钳子会脱落,不过还能长出来。
花栗鼠
在这个世界的每一个角落,无论水中还是空中,动物们都能适应特定的环境。它们是如何生存下来的呢?答案很简单,就是不断地为生存而斗争。生物生存有两个必要条件,一是水,二是对抗天敌。生存竞争永无休止,动物不仅要和其他生物竞争,还要与同类竞争。在漫长的岁月中,弱者被淘汰出局,甚至搭上自己的生命,而适者得以存活下去。
鼯鼠
蓝鲸
栖息地可能无法一直适合某种动物生存,这也是它们必须面临的问题。有些动物或许会选择离开,另寻居所,改变自身以适应新的环境。最终,它们会在新环境中养成新的生活习性,找到新的自我保护方式。有些动物可能会丧失一些技能、器官或同伴。鲸鱼的后腿便是这样退化的。自然选择对生物的影响极其深远,但它对物种繁衍的贡献究竟有多大,暂时还没法做出定论。显然,即便自然选择不是全部原因,也是至关重要的影响因素。生物特征未必能世代传承,但是它们适应环境的能力肯定会一直延续下去。
塘鹅“刹车”的瞬间
在自然界,动物们面临着激烈的生存竞争,在序言中我已介绍了很多典型案例。本书中所列举的生物多为珍奇物种,但也不乏人们熟知的生物。有时,我们习惯了它们的存在,不觉得它们有任何特别之处。其实每一个生物都是独特的,因为它们不得不为了生存而斗争,从而改变自己。耐心的观察者会有新的发现。现在,我们言归正传,揭开生物世界的神秘面纱。