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冷血动物 热血生活 精选

已有 10730 次阅读 2007-4-17 17:01 |个人分类:科学散文|系统分类:科普集锦

冷血动物  热血生活

    有句歌词很受自恋狂们的欢迎:“我外表冷漠,却热情如火”。这句话正好也描述了冷血动物们的生活。

    冷血动物真是冷的吗?这要看它所处的环境。如果环境是冰天雪地,冷血动物们自然酷毙;若是外头温暖颐人,他们自然也就笑靥如春,所以冷血动物并不是做空调的好材料。鲨鱼是众人皆知的冷血动物,我猜它们的冷多数是因为人们认为鲨鱼杀人不眨眼的成见所致,其实它们比猪杀的人还要少。不用揉眼睛,你没有看错,鲨鱼并不是我们想像中的头颅收割机。况且,鲨鱼大多生活在温带和热带海洋中,它们的体温不会低于暖洋洋的海水。所以最起码的,鲨鱼的身体和心灵不单不冷,而且还挺暖和。冷血动物们的体温是由外界决定的,所以它们又有另外一个名字叫“外温动物”,而在国内一般称之为“变温动物”,总的来说,后者更贴切一些。

    冷血动物在地球上盘踞的历史比人类所属的温血动物要长久得多。如果把整个地球的年龄46亿年看做一天的话,冷血动物的年龄有将近9小时,温血动物却只有20分钟的年纪,人类则只有1分钟,几乎没有历史可言。在进化史钟面上占据庞大的面积是有它的原因的,在能量利用方面,冷血有优势。

    据估计,在体型相同的情况下,冷血动物所需要的能量只是温血动物的1/10-1/3,当然要是同人类相比,这数字会更小。温血动物又叫恒温动物,要维持体温的恒定需要消耗大量的能源,真正用于作功的只有25%左右。冷血动物就不需要费这个精神了,所以它们的基础代谢率要低很多,从而能够更好地利用食物中储存的能量。现在我们认为冷血动物节约能源的好习惯为生物的多样性做出了不可磨灭的贡献,要是能源在食物链的下层就早早消耗殆尽了,又怎够供养后面那些奢侈的温血动物和贪婪的人类?

    冷血动物的霸业史上,有着浓墨重彩的一笔:恐龙。最近有人提出恐龙应该是温血动物,证据包括化石上的羽毛痕迹、活跃的恐龙习性。但是有很重要的一点不容忽视:当时的环境是否有足够多的食物来供养数目众多、生性奢侈的温血动物?如果换作冷血动物,则数量至少可以翻番。

    在大胃王争霸战中,很多人看好腕龙。这是有史以来最大的陆地动物,体重是非洲象的十倍。他们由此断定腕龙的食量也是非洲象的十倍,每天达1.5吨。这是一个很惊人的数字,足够以食量大著称的牛吃半年;可惜可信度不高。虽然我也愿意看到憨厚温柔的腕龙夺冠,仍有必要指出这种推断是不恰当的:第一,动物体积越大,则单位体重的平均能耗越低;第二,冷血动物比温血动物能耗低得多。

(图1:如果腕龙只有非洲象般大小,将会比非洲象节约一半以上的食物)

    有些温血动物也深喑低温好处。它们在冬眠时会减缓心跳和呼吸、降低体温, 从而更有效的利用秋季积累的有效资源渡过漫漫寒冬。刺猬们在冬眠体温会降至不足10度,低温作为冷血动物们的看家本领,自然也不甘落后。红瓢虫在零下10摄氏度的低温下,全身进入僵冷状态,可一旦春天到来,身体解冻后重又生龙活虎了。拥有同样本领的还有蟋蟀、青蛙、龟、蛇等众多冷血动物同门,而温血动物们却只能徒生艳羡。

    虽说冷血动物的体温随外界温度而变化,却并不象平常所认为的等同于外界温度。低温固然可以更有效利用能量,但是利用的速度却太慢,一般来说,体温较高时体内新陈代谢的酶的活性也更高,所以分解产生能量的速度也较快,通俗地说就是越活跃。当然患高烧者例外,不过适度发烧是有助于人体康复和提高抵抗力的呢。因此,冷血动物,尤其是需要快速捕食的食肉类,一般都会想办法提高体温,使身手更矫健。

    再拿鲨鱼为例,它们的体温会比环境温度高出不少,鲭鲨目的大白鲨则尤为明显。动物肌肉所产生的热量占去整个个体的四分之一,运动时更可超过九成。大白鲨需要热量,绝不会浪费这个生生不息的大锅炉。在大白鲨的运动肌肉周围有密集的血管网网,这些网络可以收集肌肉运动所散失的热量,用于提高大白鲨的体温。凭借这套充满物理学原理的热量回收系统,大白鲨顺利成为捕鱼高手。也就是这个大白鲨,不时把冲浪者当成海豹去攻击,却让整个鲨鱼家族来承担骂名。

(图2:借助身体内部血管网络对肌肉热量的回收,大白鲨的核心体温甚至能超过40℃)

    大白鲨作为资源循环主义者受到人们的抨击,别的冷血动物却在利用核能方面大有作为。

    暖冬早晨的石块上除了乡村民谣之外,蜥蜴和蛇也是常见的主角。它们常常会吐着信子一晒就是几个小时,这才是真正的取日月之精华呀。在它们暖好身子之前,想逃命的赶紧得开溜了。谢天笑同志在《冷血动物》中唱到“阳光照耀着我没有意义”是不对的,幸好他玩的是艺术,嗯,可以虚构。

    生活在加拉帕哥斯群岛上的海鬣蜥因为达尔文的关系值得特别关注。因为岛的内陆被陆鬣蜥霸占,海鬣蜥们只得去海底取食藻类。海水冰冷刺骨,下水之前一定要先暖好身子,因为这一潜可能就是80分钟。海鬣蜥确实身手了得,它们用尖爪钩住海底岩石,连啃带刨,每天要啃下不少的海藻,其中的盐分自然就进了它们体内。还好它们另有绝招可以排出盐分:打喷嚏,惟一不足的就是众鬣蜥聚在一起,喷嚏会朝着别人。晒太阳--潜水--晒太阳……如此反复,喷嚏中所含盐分在太阳的炙烤下变成了厚厚的盐巴,有幸去加拉帕哥斯的人可千万不要认为有白色的鬣蜥。所以说,朝着别人打喷嚏真的不是个好习惯。顺带说一句,和身手敏捷的海鬣蜥相比,它们的兄弟陆鬣蜥真有够笨的,只会吃吃花草和等着头顶的仙人掌花掉到头上。我都开始怀疑海鬣蜥到底是不是因为竞争不过它们而被逼下海的了。

(图3:加利帕格斯岛上的海鬣蜥,海鬣蜥从鼻孔排出的浓盐水在太阳的炙烤下,在背部甚至全身形成白色盐渍)

    有人说你这明明是在利用太阳能嘛,怎么打着核能的幌子来招摇撞骗。这世界招摇撞骗的事情实在太多了,更何况太阳能本身就是核反应的产物呢。既然有意见,那我们再举那些自力更生提高体温的冷血动物的例子。

    动物体内产热最多的器官就是内脏52%和肌肉25%了,但是动物们不能为了取暖就拿体内的肝脏大肠乱抖一番呀,剩下可抖的就只有肌肉了。肌肉在冷颤时的产热量会增加4~5倍,这可是一个随身携带的小火炉。蜻蜓们在早间起飞之前,会快速振翅,以期提高体温,效果十分明显。冬眠时进入僵冷状态的动物如蟾蜍在醒过来前必须先解冻心脏,让血液循环运作起来,再解放其它器官,心脏部分温度的提升也是依靠肌肉的颤抖。就算是人类,排泄完毕后因为热量骤然流失,也会不自觉地打哆嗦,可谓是异曲同工。

    另外一个靠振动加热的冷血动物是蜜蜂。它们把集体力量和精准的测温技术完美结合,用于保卫家园。胡蜂是蜜蜂的铡刀,它们长达8cm,不光长得凶神恶煞,而且有割草机一般的屠夫手段:20分钟内可以将一个3万只欧洲蜜蜂的蜂巢扫荡一空。所幸亚洲蜜蜂在长期的进化过程中锻炼了一套好身手,它们不仅能够集体振动腹部和挥动翅膀来使蜂巢温度恒定,而且能制造熔炉。一旦胡蜂探子出现在蜂巢附近,工蜂们会诱敌深入,将探子引入蜂巢,然后众蜂一拥而上,把胡蜂围在中央,快速振动可以使中央的温度升高到47度--胡蜂所能承受的最高温是46度,不用担心,蜜蜂可以忍受50度的高温。若非亲眼所见,我绝对无法相信如此精准的测量技术,就由那些被人类蔑视的“冷血动物”所掌握。

    现在我们对冷血动物有太多的不理解,不理解它们为贪婪的浪费者节约能源,不理解它们充分利用无处不在的太阳能取暖而不是总惦记着空调,不理解它们那多姿多彩的热血生活,而只会盯着办公室里的小壁虎尖叫。

  (2007年5月《Newton科学世界》)



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