书城童书我的第一本动物科学探索发现
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第12章 动物学家的故事(12)

由于鸭嘴兽有这么多奇特的特点,生物学家们经过约100年的争论,终于在19世纪80年代将鸭嘴兽定为:哺乳动物纲,单孔目,鸭嘴兽科。全世界只有这一科一属一种。现在,鸭嘴兽是世界上极其珍贵的动物,是澳大利亚的国宝,像我国的熊猫一样,一般是禁止出口的。

鸭嘴兽是由爬行动物向哺乳动物进化中的过渡类型。由于它所具有的原始性,使它在世界各地均被后来先进的哺乳动物绝灭了,只有澳洲大陆在鸭嘴兽刚出现后不久就独自南移,与其他板块相隔离,终止了动物的交流,动物的进化也停止了,才使鸭嘴兽保存到今天。

沥青湖中的剑齿虎

现代老虎是大型猫科动物发展的主支,而旁支则是已经灭绝了的剑齿虎。与剑齿虎比起来,现代老虎的祖先们在它“大哥”剑齿虎称王时只是个头很小的“小弟弟”,当时,剑齿虎才是真正的“兽中之王”。

剑齿虎身长大约18米,体形大约与现代虎差不多,但是它的上犬齿却比现代虎的犬齿大得多,甚至比雄野猪的獠牙还要大,如同两柄倒插的短剑一般。食肉类动物的犬齿作为捕食猎物的一种杀伤武器,正常的情况应该是上下犬齿平均发展,在攻击时能够上下相合,就可以咬死猎物。但是剑齿虎的上犬齿演化得如此巨大,而下犬齿又相对退化,根本不成比例,所以可能是专门用来对付象类等大型的厚皮食草类动物的。如此特殊而长大的犬齿,只需一对就可戮入猎物身体的深处,并且可以尽量地扩大伤口,造成猎物因大量出血而死亡。与此相适应,剑齿虎的头骨和头部的某些肌肉也相应地发生变化,以便口可以张得更大,使下颌与头骨能形成90度以上的角度,这样才能充分有效地发挥这对剑齿的作用。但是,剑齿虎这种极端特化的发展,显然也有其不利的一面,即大大缩小了对环境和猎物的适应面,这也是它灭绝的一个原因。

剑齿虎生长的时代,正处于第四纪冰川时期,气候寒冷,大型食草动物靠长毛和厚皮来抵御严冬,它们行动迟缓、笨拙,容易被捕杀。但在两万年以前,冰期结束了,气候转暖,出现了植物生长旺季,随后食植物的动物也大量繁殖起来,可是那些耐寒冷的大型食草动物,不能适应气候的变化,只有向北迁移,可北极圈中并无充足的草原,便因饥饿纷纷死亡了。以捕食它们为生的剑齿虎失去了食源,再想回过头来捕杀小动物或马、鹿等大动物时,并不善于快速奔跑的剑齿虎逐渐无所用其长,竞争不过那些比较灵活的并且全面发展的一般食肉类动物,于是,它也只能随着大型厚皮动物的灭绝而灭绝了。代之而兴的就是后来出现的现代虎以及其他大型食肉类动物。

剑齿虎曾广泛分布在亚、欧、美洲大陆上,但化石数量出产最多的和骨架最完整的地方是在美国。美国洛杉矶有一个著名的汉柯克化石公园,这个公园所在地原本是海底,100多万年前随着海平面下降才成为陆地。在沉睡于海底的日子里,这块“土地”上沉积了大量的海洋生物遗骸,在压力作用下逐渐形成石油。成为陆地以后,来自四周山地的新沉积物不断挤压下面的油层,使石油缓慢而源源不断地自地下沿岩石裂缝渗出地表,较轻的组分挥发掉了,留下较黏重的组分,不断氧化成沥青。至少在40000年以前,这里就已经成了一个深不见底的沥青池。“沥青口”当然不像火山口那样气势磅礴,黑黝黝黏糊糊的沥青如同死水一般,表面看来非常平静。再加上沥青层总是被尘土、枝叶等遮蔽,还经常被水淹没成为湿地,吸引着周围的动物。在几个世纪前,当地的印第安人就利用这些沥青来烧火做饭,后来白人夺取了这块土地,在沥青湖上打井采油,挖沥青铺路,湖中埋藏的化石便被发现了。从1875年发现第一块化石起,100年来挖出2100只剑齿虎化石,此外还有大量其他脊椎动物的化石。有趣的是,这2000多只剑齿虎若按年龄来分析,幼年的仅占166%,而青壮年的却占822%,这表明了它们是来这里捕食陷入沥青湖的猎物而遭到灭顶之灾的。

在剑齿虎生活的时代,现代老虎的祖先们专门捕食小型哺乳动物,会游泳、爬树。在剑齿虎绝灭之前,现代老虎的祖先们也随着食草动物的大型化也大型化起来,但身体的敏捷与速度一直胜于猎物,只是身体重了,上树不便了。尽管没有半尺长的犬齿,但它们在捕食技巧上比剑齿虎高明得多,这也是现代老虎生存至今的原因所在。

聪明的黑猩猩

在灵长类动物中,黑猩猩被称作是人类的近亲,这是因为它除了在亲缘关系上与人类最为接近之外,还是动物界中仅次于人类的一种聪慧动物。

科学家专门设计了一个有趣的实验来测量黑猩猩的智慧究竟有多高:在一间空房子中,科学家在天花板上悬挂了一串香蕉,还在房间里放了几只空木箱。然后让一只饥饿的黑猩猩走进去,看它怎样取下那串香蕉。黑猩猩很快发现了香蕉,急于吃到可又偏偏够不着。它在空房中走来走去,仿佛在想办法。后来,它发现了屋角的空箱子,于是搬了一只放到香蕉下面,站在箱子上伸长双臂,还是够不到。然后,黑猩猩又搬来一只,叠在第一只箱子上面,但高度依然不够。最后,当黑猩猩把第三只空箱子也叠在上面时,终于拿到了这串它爱吃的香蕉。这个实验说明,黑猩猩有像人一样的智能,能够通过推理和判断克服遇到的困难。

日本科学家在实验中发现,一只7岁大的黑猩猩在一个记忆的测试游戏中胜过了人类。在这个实验中,科学家训练了3组黑猩猩母子,让它们识别并记忆电脑屏幕上闪过的数字的位置。结果发现,其中一只7岁黑猩猩做得最好。科学家随后让几个大学生和这只黑猩猩进行比赛,当数字在屏幕上出现的时间只有1/5秒时,这只黑猩猩成功地摆对了80%的数字,而大学生的成功率平均只有40%。至于黑猩猩对于数字位置的记忆能力能够持续多久,科学家表示还没有测试过。

那么,黑猩猩此次实验中记忆的优势从何而来?有人认为是更多的训练的缘故,因为这只黑猩猩7年来一直接受这个游戏的训练。但进行该项研究的科学家并不同意,因为他们训练了大学生6个月,但是他们的精确性并没有黑猩猩好,他们认为,很可能是人类和黑猩猩在五六百万年前脱离共同祖先时,人类为了进化形成能够处理语言和其他复杂符号的更强壮的大脑,可能减弱了接受快速智力符号的能力。科学家也表示,在某些特定任务中,黑猩猩能够胜过人类并不是令人惊讶的事。要发掘黑猩猩智力,关键在于设计适当的测试。不过,科学家还表示,测试是要有一定限度的,比如,你就无法让黑猩猩进行微积分运算。

黑猩猩是否能理解其他生物的想法,是灵长动物行为学的一个重大问题。以往的研究发现,黑猩猩懂得把东西藏起来不让别的同类或人找到,却难以领会有关食物所藏地点的提示,而人类幼儿甚至狗都很容易理解这种提示。

德国科学家设计了一项实验,考察黑猩猩遇到帮助者和竞争者时,其理解能力有何不同。研究人员事先在一个地方藏好香蕉,然后给接受实验的黑猩猩一些线索,以帮助它们找到食物所藏的地方。而在另外一组实验中,研究人员让其他黑猩猩参与进来,与接受实验的黑猩猩一起竞争觅食。

研究人员通过对比发现,在面对竞争对手的时候,接受实验的12只黑猩猩中有一半容易找到藏食处,这里的“容易”是指找到食物的机会比偶然碰到更大。而借助合作者帮助时,只有3只黑猩猩比较容易发现藏食处。据此,科学家认为,黑猩猩在面临竞争时更聪明,这是适应野外生活的结果,因为,在野外生活中,为了获取更多食物,使自己不挨饿,它们更多地向同类表现出竞争的态度,而不是“无私奉献”的精神。长此之后,它们的交际技能便更适应竞争环境了。

黑猩猩虽然非常聪明,然而研究人员却始终无法训练它们用人类的语言大声讲话,这是为什么呢?1996年,美国科学家发现,黑猩猩被呵痒时也会笑,在笑的同时还呼吸,听上去就像链锯开动的声音,而人类在讲话或笑时呼吸是暂时停止的,这是因为人能够很好地控制与发声有关的各部分隔膜和肌肉。科学家认为,能否讲话的关键在于神经系统对气流的控制,人类能讲话就是突破了这方面的限制,而黑猩猩却无此能力,这就揭开了黑猩猩不能讲话之谜。

黑猩猩在生理上、高级神经活动上、亲缘关系上与人类最为接近。此外,其行为和社会行为也都近似于人类。因此是医学和心理学研究,以及人类的宇宙飞行最理想的试验动物。但国际法律明文规定,不论任何理由任何方式,都不能用猩猩科属的动物来做医学研究等试验。

袋鼠的发现

澳大利亚位于印度洋和太平洋之间,多少年来,澳洲大陆一直孤独地处于其他大陆之外,这块大陆上的动物几乎与外界没有任何的联系,这个情况致使澳大利亚的动物具有十分独特的形态。澳洲的动物中,除了鸭嘴兽之外,人们最熟知的应该是袋鼠了。

袋鼠是早期哺乳动物的代表,至少已在地球上生活了1亿年,现今只分布在澳大利亚。关于袋鼠英文名字的由来,有一个有趣的故事。1770年7月,著名的英国航海家库克船长率领船队来到了澳大利亚海岸,一天,他派几名船员上岸去给病员打鸽子,改善生活。船员们打猎回来以后,说看到一种动物,有猎犬那么大,颜色和老鼠一样,行动很快,转眼之间就不见了。两天以后,库克船长也亲眼看见了这种动物。又过了两周,参加库克考察队的一位名叫班克斯的植物学家带领四名船员,深入内地进行考察。在路上,班克斯也看到了这种像跳鼠一样,用两条后腿跳跃前进的动物。他们问当地的土著居民怎样称呼这种动物,土著人回答:“堪加鲁。”于是,“堪加鲁”便成了袋鼠的英文名字并沿用至今。可是人们后来才弄明白,原来“堪加鲁”在当地土语中是“不知道”的意思。

袋鼠,顾名思义,身上有个袋。这袋叫育儿袋,位于腹前,由一根上耻骨或叫袋骨支撑着,用以哺育早产儿。以大袋鼠为例,它怀孕期仅33天,最长也不过40天。小仔产下时,身长不到2厘米,体重不到1克,后腿还被胎膜裹着,根本不像兽类,活像一条小蚯蚓。好在它母亲有个育儿袋,并在临产前已把袋内清理,还用舌头从尾根到育儿袋之间的肚皮上舔湿一条窄通道,幼仔就沿着这条小路艰难地爬进袋里。然后好不容易找到乳头,于是叼住不放,乳头也随之迅速膨大,紧紧堵满幼仔的口,幼仔就这样悬挂在乳头上。幼仔不会吸吮奶水,主要靠乳房自动收缩,将奶液压射幼仔口中。小袋鼠就这样在母亲的育儿袋中生活约230天,才能最后离开母体。

澳大利亚袋鼠种类繁多,其中以大袋鼠和赤袋鼠最为知名。它们体高可达2米,前腿短,后腿长。休息时,前腿下垂胸前,后腿和粗大的尾巴着地,组成一牢固的“三脚凳”,坐在那里。它的强壮的后腿既是行动的工具,又是防御的武器。当遇到敌害时,后腿一蹬,可致敌人于死地,据说曾有人被它踢破脑袋。跳跃时,后腿一使劲,一步可跳6~7米远,顺坡时竟可达12米远,快速跳跑时,每小时可跑65公里,两三米高的障碍物,可轻松地一跃而过。它真可称得上是动物界中的弹跳冠军。

在我们的认识当中,袋鼠是一种吃草的素食者。然而,古生物学家在对近年新出土的一种袋鼠化石进行研究时发现,大约两千万年前,地球上曾经生存着一种凶猛的捕猎者——杀手袋鼠。它的外貌像人们熟悉的狼,不但有着尖利的牙齿,还有粗壮的前肢,能够迅速奔跑;和人们现在所熟悉的,前肢短小,蹦跳着前进的袋鼠完全不同。袋鼠通常被认为是一种温顺可爱的动物。那么,两千万年前的“杀手袋鼠”是否是现代袋鼠的祖先。如果是,袋鼠是如何从肉食者变成素食者的呢?如果不是,那么,“杀手袋鼠”又是如何灭绝的呢?研究还在进行当中,科学家希望通过这一研究,进一步揭示中新世,也就是500万到2400万年前,气候变迁对地球物种所产生的影响。

以袋鼠为代表的有袋类动物以没有真正的胎盘,出生时幼兽发育不全,需要在育儿袋内抚育后代为特征。现生的有袋目动物共有237种左右。2008年,澳大利亚研究人员首次绘制出了有袋类动物的基因图谱,发现其中大部分与人类基因组类似,两者在至少1亿5千万年前还有着相同的祖先。

最小的“大猫”云豹

猫科动物分大型猫科动物和小型猫科动物。有意思的是,它们的大小之分并不在于体型,而在于瞳孔和是否发出吼叫声。体型最小的大型猫科动物是云豹,它从头部到臀部仅仅90多厘米长,体重一般也只有20多公斤,比小型猫科动物中体型较大的成员还要小些。

云豹有较短而粗的四肢,几乎与身体一样长而且很粗的尾巴。头部略圆,突出的口鼻,爪子非常大。体色金黄色,并覆盖有大块的深色云状斑纹,因此称作云豹。别看云豹个头小,但却拥有猫科动物中比例最长的犬齿,云豹的犬牙锋利而细长,犬齿舌面和唇面均有两道明显的血槽,与史前已灭绝的剑齿虎相似,所以云豹也有“小剑齿虎”之称。

云豹是以树为家的森林动物,是高超的爬树能手。在树之间跳跃对它们来说实在是小意思,要知道它们可是能以肚皮朝上,倒挂着在树枝间移动,也能以后腿钩着树枝在林间荡来荡去。它们的特殊本事得益于千百万年来的进化,它们的四肢粗短,使得重心降低;带有长长利爪的大爪子能帮助它们在树间跳跃时牢牢地抓住树枝;它们那条又长又粗的尾巴则是它们在攀爬时重要的平衡工具;它们的后腿脚关节非常柔韧,能极大增加脚的旋转幅度。所有这一切都使它们能很漂亮地完成那些高难度动作。

云豹既能上树猎食猴子和小鸟,又能下地捕捉鼠、野兔、小鹿等小哺乳动物,有时还偷吃鸡、鸭等家禽,因此,云豹在人们的印象中是“害兽”。此外,由于人类贪图它们的美丽毛皮和豹骨,使得云豹数量锐减。如今人类对云豹的了解主要是通过那些被圈养的云豹完成的。可惜的是,这些稀有的“大猫”让试图使它们繁殖的专家们十分头疼,因为被关在一起的雄豹往往会杀死雌豹,即使它们能忍受在同一个笼子里生活,但却拒绝交配繁殖。