屎壳郎滚粪球之谜
导言:蜣螂,俗名屎壳郎,是一种益虫。据说,澳大利亚人在大草原上放牧牛羊,由于牛羊粪便太多,遮盖了青草,影响了草场的正常运行,于是引进蜣螂,很快就改善了草场的面貌。蜣螂在中国人的心中口碑不好,如果,我们了解了它的益处,它的名声是否会有所改善呢?屎壳郎,学名叫蜣螂,亦称蛣蜣,是一种鞘翅昆虫。这种昆虫有角质的肥厚前翅,无明显翅脉,而称为“鞘翅”。因它体躯比较坚硬,有光泽,通常也称为“甲虫”。鞘翅是昆虫纲目中最大的目之一,种类约占总虫数的40%。蜣螂就是鞘翅昆虫中的一种。它的虫体是暗黑色,触角赤褐,末端膨大。
屎壳郎是有“专长”的,只用它来打趣取笑是有点不公道了。每年夏秋季节,当你漫步山间小径或草原旷野时,常会看到一对对黑色的小甲虫,在用力滚动着一块乒乓球大少的垃圾,漫无边际地行进着,这就是人们经常作为趣谈的“屎壳郎推粪球”。在昆虫中,屎壳郎推粪球的本能,最为特殊。
屎壳郎的粪球得来也不容易,当找到粪便时,先用头上的触须去选择温度是否适宜,味道是否可口,然后便用头上的角和足翻动搓揉起来,潮湿的粪便终于被揉成了不大也不甚圆的粪块,便开始滚动起来,粪块经过滚动时的挤压力,越滚越圆,同时粘上一层又一层的土粒。如果地面太干,粘不住土时,这对看来笨拙实则聪明的甲虫,还会从肛门排些稀粪粘上,直到粪球增大到像个乒乓球时才算满意。
屎壳郎推粪球时,是一个在前,用后足抓球,用中足和前足爬行,用力向前拉。在后面的一个,用前足抓紧,用中足和后足行走,用力向前推。如果碰上阻碍时,后面的一个也会把头俯下来,用力向前拱几下。
屎壳郎为什么要竭尽全力去滚动这个粪球呢?原来是为将来生儿育女作准备。当它们把粪球推到一处安静而隐蔽的地方时,便由雌屎壳郎用头上钉钯状的角和三对带齿的足,把粪球下面的土挖松,粪球便随着松动的土越陷越深,直到它认为将来的幼儿不会被天敌伤害或寒冬摧残时,才把粪球上挖上个小洞,产下一粒白色的卵。经过略为休息后,便顺着松软的土洞向上爬,每爬上一段,还要把松土踏实,直到爬出洞来。这时在洞外等待并负有警戒任务的雄屎壳郎,还会协助雌屎壳郎用足蹬,用腹部压,直到认为地表上的土与周围完全一样时,才算完成了一次生儿育女的繁忙工作。
屎壳郎产在粪球上的卵,经过一段时间的发育后,便发育成一只白胖的幼虫来,人们称它为蛴螬,粪球便成为这只小生命的终生食料。
屎壳郎有没有好名称呢?也有。埃及把它称为“宣圣虫”。这种宣圣虫收集了龌龊的东西滚成球,滚到地下的洞里。它吃这个球是无厌的,往往一连吃十几天都不休息,直到吃完为止。埃及人曾把这种能去污的带有不良气味的甲虫,视为红鹤一样神圣。总之,屎壳郎虽然有许多不好的名声,实际上它却做着有利于人类的工作,应当属于益虫之列。
蚂蚁力大之谜
导言:蚂蚁是人类最为熟悉的昆虫之一,这主要是因为它无处不在。蚂蚁基本上是害虫,不说非洲、拉丁美洲使人闻之胆寒的食人蚁,就是白蚁毁坏的房屋就不知有多少,再加上它们还可以溃堤、毁林……所以,人类不能不重视它的存在。小小蚂蚁何以有如此能力,人们在研究中发现……蚂蚁是动物界的小动物,可是它有很大的力气。它所举起的重量,竟超过它的体重差不多100倍。世界上从来没有一个人能够举起超过他本身体重3倍的重量,从这个意义上说,蚂蚁的力气比人的力气大多了。这个“大力士”的力量是从哪里来的呢?
看来,这似乎是一个有趣的“谜”。科学家地行了大量实验研究后,终于揭穿了这个“谜”。
原来,它脚爪里的肌肉是一个效率非常高的“发动机”,比航空发动机的效率还要高好几倍,因此能产生这么大的力量。我们知道,任何一台发动机都需要有一定的燃料,如汽油、柴油、煤油或其他重油。但是,供给“肌肉发动机”的是一种特殊的燃料。这种“燃料”并不能燃烧,却同样能够把潜藏的能量释放出来转变为机械能。不燃烧也就没有热损失,效率自然就大大提高。化学家们已经知道了这种“特殊燃料”的成分,它是一种十分复杂的磷的化合物。
蚂蚁的机体和其他动物的机体一样,是由食物中吸取各种营养物质而生成的。构成这些“肌肉发动机”的主要物质是大家熟悉的蛋白质——酶和激素蛋白。这些激素蛋白和酶的形状,在电子显微镜底下是可以看得见的,可惜由于显微镜零件灵敏度的影响,目前对肌纤维结构的了解还不彻底,但是有一点可以肯定,在肌纤维里,由于酶和激素蛋白的作用,分子间存在着相互作用的电力。这就是说,在蚂蚁的脚爪里,藏着几十亿台微妙的小电动机作为动力。这个发现,激起了科学家们的一个强烈愿望——制造类似的“人造肌肉发动机”。
他们把特种塑料制成的小带放在蒸馏器里,淋上酸性溶液,小带就像有弹性一样,向上收缩,并把挂在它下面的重物提起;如果淋上碱性溶液,小带就伸长,把重物下放。目前,这种“人造肌肉”的力量是很小的,只能在实验室范围内制造和研究,但是可以相信,不久会制成强有力的“人造肌肉发动机”。从发展前途来看,如果把蚂蚁脚爪那样有力而灵巧的自动设备用到技术上,那将会引起技术上的根本变革,那时电梯、起重机和其他机器的面貌将焕然一新。
现在我们用的起重机一般也是靠电动机工作的,但是做功的效率比起蚂蚁来可差远了。为什么呢?因为火力发电要靠烧煤,使水变成蒸汽,蒸汽推动叶轮,带动发电机发电,这中间经过了将化学能变为热能,热能变成机械能,机械能变成电能这么几个过程。在这些过程中,燃烧所产生的热能,有一部分白白地跑掉了,有一部分因为要克服机械转动所产生的摩擦力而消耗掉了,所以这种发动机效率很低,只不过30%~40%。而蚂蚁发动机利用肌肉里的特殊燃料直接变成电能,损耗很少,所以效率很高。人们从蚂蚁发动机中得到启发,制造出了一种将化学能直接变成电能的燃料电池。这种电池利用燃料进行氧化——还原反应直接发电。它没有燃烧过程,所以效率很高,达到70%~90%。
丛斑蝶与生俱来的迁徙本能之谜
导言:候鸟迁徙,海龟寻路,人们可以想象有熟悉迁徙路线的老鸟、老龟引路,一代一代地走下去。但是丛斑蝶是一种短命的昆虫,一年要更新三四代,而它们的种群一年之中却按照一事实上的路线迁徙上千千米之遥,这就让人不解了。何以新蝶在没有老蝶引路的情况下,还准确无误的能遵循祖先的路线走下去,这不能不使科学家“头痛”。丛斑蝶是栖息生存于北美洲的一种蝴蝶。它有一双大翅膀,上有橙、黑两色图案,十分美丽。
丛斑蝶的最奇特之处,在于它们一年一度的大迁徙。途程可由美国北部新英格兰诸州或中西部苏必略湖起,南至墨西哥内陆马德雷山脉,长达1000千米。
丛斑蝶的迁徙方式很不寻常。每年春夏,它们独居生活;秋日来临,它们就成群结队南飞越冬。
没有老蝶引路,也没有什么人眼可见的觅路标识,丛斑蝶们大群南飞,一点不差地飞到其祖辈(不是父辈)12个月前曾过冬避寒的地点。这是它们与生惧来的本能。丛斑蝶在夏天的寿命约六个星期,所以在秋凉前可传三或四代。只有第三代或第四代能活到深秋,从而也需要离开北美,向南长途迁徙。
很多种蝴蝶都能不停飞行1000千米。丛斑蝶与它们的不同之处在于,它们善于滑翔,异常矫捷,在飞行时并不急速拍翅,每拍动一两次就乘风滑行。漫长的旅途,只须短短三四个星期就到达了目的地,而且中途不用歇息。
丛斑蝶似乎依靠太阳导航,有时又靠远处的陆地标志或依循山川河流来辨别方向。有些蝶群为了飞抵墨西哥,会飞越整个佛罗里达州,最后抵达半岛。丛斑蝶多半沿着从美国东北到西南的斜线飞行,途经得克萨斯州,横跨美国,最后在马德雷山脉林木茂密的山坡上汇集。
成千上万的丛斑蝶经过神秘的长途迁徙来到它们的避难所后,就成群挤在枝叶上休息取暖。它们紧靠在一起,一动不动地进入半休眠状态,以度过它们短短一生中仅有的冬眠,储存精力,以备回程之用。
丛斑蝶的避难所首次为人类发现,是在1975年的墨西哥山林里。该处的丛斑蝶聚集成百万只的大群,分别挤在15个面积都不超过4公顷的地区。每一地区丛斑蝶的数目众多,常使它们栖息的树枝弯垂,形成弯形遮篷,可避霜雪,使躲藏其下的丛斑蝶不致冻死。
1月,日照时间逐渐延长,丛斑蝶纷纷摇身展翅,精神抖擞,为春日北归做好准备。到3月下旬春分那天,蝶群离开聚居之地,又开始了漫长曲折的归程。经过长途跋涉后,丛斑蝶终于可以让它们的翅膀休息了。白昼越来越长,丛斑蝶此时开始交配,雌蝶沿途产卵。只有六个星期短短寿命的它们,很少能够活着飞回原地,须由后代飞完剩余的路途。在夏季的几个月内,丛斑蝶最多可繁衍出五代。
丛斑蝶究竟靠什么本能聚在一起?又靠什么指导夏季出生的新一代飞回远在1000千米外的偏僻山区?这些谜至今尚未解开。