蛇的舌尖为什么要分叉,是一个争论了2000多年的问题。
公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德认为,蛇具有双尖的舌头,是为了在进餐时可以两次品尝同一食物的美味。
另一些说法更有趣:因为蛇总贴着积满灰尘的地面活动,所以它需要带有双叉的舌头,以便于同时清理进入两个鼻孔里面的污物。还有人认为,蛇那条分叉的舌头能够像钳子一样钳住飞虫以饱口福。
为什么蛇的舌尖分叉,生物学家是这样解释的:正如人有左右耳一样,蛇利用舌尖分叉,来判断气味来源的方向。实验也证实了这个推断,如果剪去被试蛇的舌尖分叉,它就会失去跟踪气味痕迹的能力;如果堵住蛇口中通往探测器官的孔道,这条丧失辨别能力的可怜的蛇便只能在原地转圈。
动物唾液的奇特作用
动物的唾液,除了帮助消化食物外,还根据它们生活和生存的需要,有着各种奇特的作用。
刺猥的唾液是散毒剂。它的唾液里含有毒汁。每天,它要用舌头舐脸、腹和背上的每一根刺,在全身涂上唾液。这样,它就不怕毒蛇了,还敢与毒蛇搏斗。
大象的唾液是凉爽剂。天热时,如果找不到水,大象就将储存在鼻腔里的唾液,用长鼻子喷出来,浇到头上、身上,使身体凉爽些。
燕子的唾液是粘合剂。它的唾液能把泥团粘合起来,做成牢固的窝。金丝燕用唾液与海藻混合,筑成“燕窝”,这种燕窝是极其名贵的药材,也是健身的高级补品。
萤火虫的唾液是麻醉剂。它们常用头顶上的一对颚,给蜗牛注射唾液,使蜗牛浑身麻醉,失去知觉,然后用另一种唾液,使蜗牛肉变成流质,喝到肚子里。
蜘蛛的唾液是催化剂。当晴蜓、蚊子、苍蝇等落到蛛网上时,蜘蛛就把唾液注射到这些猎物的体内,使它们体内变成液体,然后慢慢吸吮。
奇妙的动物耳朵
耳朵是动物的听觉器官。但有些动物的耳朵,还有更奇妙的用处。
蝙蝠是黄昏时活动的动物,它的视力很差,但它捕捉飞虫,百发百中。原来蝙蝠在飞行中,嘴里不断发出超声波。这种超声波遇到前面的障碍物,回声就会回传到耳朵里。耳朵接收回声,传给大脑,大脑根据耳朵传来的回声,判断出前面障碍物的大小和距离。所以,蝙蝠在飞行时,就是靠耳朵的帮助,捕捉飞虫和避开障碍物。
大象的耳朵生得又大又别致。夏天,气温升高时,它会用两只大耳朵不住地扇动,把体内的一部分热量散发掉。同时,大象的耳朵,还表明了它的年龄:年轻的大象,耳朵生得很光润;年纪大的大象,耳朵上的皱折会随着年龄而逐年增长。
海蜇有预知风暴到来的本领。当远处风暴发生时,海浪和空气发生摩擦会产生次声波;这种次声波传播的速度比风暴快,次声波会冲击海蜇伞状体下面的听石。
海蜇通过听石得知风暴即将到来的消息立刻把身体往下沉,避开风暴的伤害。
昆虫的耳朵不仅构造跟脊椎动物不一样,甚至连生长的部位也不一定在头部,十分有趣。例如,蝉和蝗虫的“耳朵”,都长在腹部。蟋蟀和螽斯的“耳朵”,却长在前足上。而蚊子、蚜虫、蝴蝶和天牛等,都以触角作为它们的“耳朵”。
青蛙用耳朵当扬声器
北美洲牛蛙叫声烦人,但这么大的嗓音居然是从耳朵里传出来的。
这种牛蛙和其它青蛙、癞蛤蟆一样,是用声带发音的。但是,它两只耳内的耳膜会和鸣叫声的主要频率发生共鸣,将蛙鸣的声音放大、传播出去。发现这一奇特现象的是加州大学洛杉矶分校的波尔古教授。他的计划结果是,恬呱的蛙鸣声竟然有90%是从牛蛙自己的耳朵里传出来的。为了证实自己的结论,波尔古教授把一只正在鸣叫的牛蛙的耳内用手指捂住,蛙鸣声马上就消停了。就像人被堵住了嘴以后一样,虽然拼命喊叫,但别人只能听到低哑的呜呜声。波尔古教授惊奇他说,牛蛙没有被自己的声音震聋,真是太神了。
实际上,用耳朵作扬声器的不仅仅是牛蛙。另外还有6种近缘青蛙也是通过耳朵将声音放大的。波尔古在调查中还发现,西部鸟鸣雨蛙和小黑蛙是利用身体的其它部位将声音放大的。
呆头呆脑的鸟
在我国的福建、广东等省的偏僻山地,生活着一种被当地人称为呆鸟的鸟,它就是黄腹角雉。黄腹角雉是我国特有的珍贵、稀有鸟类,又分布在偏僻的山地,所以了解它的生活情况是颇不容易的。
黄腹角雉体型比家鸡稍大,上体栗红色、棕褐色,下体淡黄色,有白斑。它的头侧生有蓝色肉角,喉下长有扇状的肉裙,这在鸟类中确是别树一帜了。
黄腹角雉4-5月在树上或地上筑巢产卵繁殖。但是它的特别之处,更多的还在它的性情。
黄腹角雉天性文弱。它既没有远飞的能力,又无抵御天敌的本领。为了躲避野兽的袭击,它选择在黎明和黄昏时分出来觅食。白天隐匿在岩洞、灌木丛里,决不轻易露面。夜间它在低矮的树枝上歇息。它每日的行动路线都是固定的,在林间、草地和生着茸茸苔藓的岩石上寻找树木种子和鲜嫩的叶子作为食物,也吃一些小昆虫,再去林中小溪饮水解渴。由于每天都是循规蹈矩,结果地面上被它踩出一条道来。
黄腹角雉在敌害面前显得十分愚拙和呆傻。它总是躲藏在暗处,自以为非常安全,即使大敌当前,敌害的声音已经响在耳畔,它仍然充耳不闻,卧伏不动。只有在敌害威胁到它的身体时,它才惊恐万状地“呱呱呱”边叫边逃。它原不善飞,不过在这生死攸关的时刻,也会振翅猛飞,不过也只能飞行十几米远,高度不超过2米。这样的逃亡速度和空间,通常是无效的。它在实在走投无路的关键时刻,还有最后一招:把头藏在杂草、灌木丛中,而身体仍然暴露在外……它的呆傻之状在鸟类中极为罕见。
人们称黄腹角雉为“呆鸟”,一点也不冤枉它。
动物的发声器
在自然中,有许多动物都能发出不同的声音。那么,这些动物的发声器官都是什么呢?原来,它们的气管交叉处有鸣管,空气经过鸣管时会产生振动,发出声音。鸣管上方还有一组鸣肌,靠鸣肌收缩调节鸣管,使鸟儿发出不同声调的鸣声。
生活在海洋中的海豚,也会发出声音,它的喷水口左右有两条鼻道,每个鼻道各有三个气囊,空气从一个气囊压到另一个气囊时,靠气囊膜的振动,能发出频率很高的声音。此外,海豚的鼻栓、咽喉等器官也能发音。
夏天,蝉是最不知疲劳的歌唱家。蝉能发出较大的鸣声,是因为雄虫的腹部有特殊的发声器——腹部两侧的褶膜,靠它的膜振动而发声。
在炎炎夏日中,蚊子也竞相发出嗡嗡声。原来,蚊子的翅翼是一对双层薄膜,它推动着空气往返运动着,于是便发出了微弱的嗡嗡声。夏去秋来,蟋蟀在秋虫大合唱中,表现尤为突出,发出舒缓的叫声,“口瞿——口瞿——口瞿”,有时短促,有时高亢,这是由于雄蟋蟀背部的翅翼在振动时,呈现不同的角度而引起的。
夏夜里的“雷达战”
看了这个题目,你也许以为我要讲的是军事上的事儿吧?
不,我要讲的是动物界的事儿。
夏天的夜晚,如果你站在一座古老建筑的屋檐下,或者是野外山洞前,往往会看到这样的奇迹:一只飞来飞去的蝙蝠,突然间急转弯,只一眨眼工夫,好几只昆虫就吞进了它的嘴巴!那动作之神速敏捷,一般电影摄影机都很难拍摄下来。
这时候,在几丈开外的空中出现了一只大个儿的扑灯蛾子。蝙蝠又会立刻掉转头来,向它扑去!而就在这同一瞬间,蛾子也发现了蝙蝠。于是,一场搏斗开始了!蝙蝠左旋右突,蛾子上下翻飞;蝙蝠紧追不放,蛾子拼命飞逃,兜圈子,翻筋斗,一会儿飞升起来,一会儿俯冲下去,活象一对小飞机,在进行一场空中大战。最后,蛾子来了个急速滑翔,一下子钻到了野草深处!蝙蝠这才遗憾地退出战场,飞走了。
夜色茫茫,蝙蝠为什么能那样神速地发现昆虫,并且能在一刹那间捕到好几只?蛾子又为什么能及时地发现对手而不被蝙蝠吃掉呢?
你也许会说,那是因为蝙蝠和蛾子都有一双敏锐的眼睛。
不对了。事实上会飞的哺乳动物——蝙蝠,眼睛的视力早已退化,基本上不起作用了。至于蛾子,眼神更不济。我们不是常常看到它扑入火中自取灭亡吗!
那么,它们到底是怎样各自发现对方的呢?生物学家为我们揭开了这个秘密。
原来,蝙蝠有一种特殊的生理功能:利用超声波“雷达”
侦察目标。而蛾子也有一个特殊的生理构造,专门能截收蝙蝠发出的超声波,使自己及时采取逃跑措施。
一个使用“雷达”,一个专门备有“反雷达”的装置。你看,生物之间这种有攻有守的生存斗争不是很有趣吗!
现在让我们来具体说说这其中的科学道理吧!
人的耳朵能听到十六到两万赫兹的声振动。超过两万赫兹的声振动叫超声波。蝙蝠就是用这种超声波来探测目标的。它在飞行时,用喉头部位产生超声波,通过口或者鼻孔发射出去。这种超声波遇到食物或者障碍就反射回来,反射回来的超声信号,由蝙蝠的耳朵接收,于是它就可以判定目标的位置和距离:是食物,追上去捕捉,是障碍,就躲开它。这就是科学工作者常说的“回声定位”。
蝙蝠的“回声定位”是很灵敏的,一向有“活雷达”之称。我们可以做这样一个试验:把一只蝙蝠的双眼蒙上,使它失明,结果它完全能够正常地自由飞行。如果我们再把它的两个耳朵堵塞住,它就要到处碰壁了。
蝙蝠发射的超声波频率很高,一般都能超过人耳听觉极限的五倍到七倍。这些超声波,用灵敏的微音器也不一定能收听到。但是蝙蝠自己却可以把反射信号收回来。蝙蝠的耳朵极其灵敏,它不但外耳大,内耳也发达,适合接收很高频率的叫声和低密度的回声。在一秒钟之内,蝙蝠就可以捕捉和分辨二百五十组回声,同时也能发出同等数目的超声波。
正因为这样,蝙蝠捕捉昆虫的灵活性和准确性就非常惊人了。其中以白股蝠的本领为最强。如果我们把一群果蝇和蚊子放入蝙蝠所在的房间里,它能在几分之一秒内,突然改变原来飞行的方向,急速追歼昆虫。在最初几分钟里,蝙蝠能平均一分钟捕捉十四只昆虫,大约每四秒钟捕捉一只。也有这样的情况,蝙蝠一连吞吃了两只昆虫,总共只用了半秒钟!
我们不妨再做个试验。在放有蝙蝠的暗室中,用自动装置把面粉虫和同样大小的塑料碎屑混合抛入空中。结果发现,百分之九十八的面粉虫被蝙蝠捕捉了,而百分之八十五的塑料碎屑,甚至它们碰也不碰。这就说明,蝙幅不仅能接收回声信号,而且还能分辨回声的“精细结构”,同时探测几个目标的形象和位置。
既然蝙蝠的超声波“雷达”如此神奇、准确,那为什么昆虫当中较大的扑灯蛾子却可以躲开它的捕捉呢?
原来,扑灯蛾子有一套“反雷达”的装置。
扑灯蛾子,又叫夜蛾,是夜间绕光飞舞的一类较大的昆虫。它们的幼虫都是农业上的害虫。
有些夜蛾在胸部和腹部之间的凹处有个鼓膜器。鼓膜器是一个鼓膜腔,腔内充满着空气。鼓膜腔里有一个感橛器固定在腔的内表面,感橛器上有两个听觉细胞。
实验表明,夜蛾身上的这个鼓膜器就是它专门截收蝙蝠超声波的“反雷达”装置。
我们把夜娥用针扎住,放在扬声器前面,当扬声器播放模拟蝙蝠的叫声时,夜蛾就会表现出千奇百怪的姿态。假使它不被针扎住,准会表演出典型的逃跑动作。如果我们通过手术,把夜蛾的鼓膜神经暴露在外,并且用细导线把它同示波器连接起来,当扬声器再播放蝙蝠的超声波时,就会看到沿神经传导的脉冲频率陡然上升。这就说明,夜蛾的鼓膜器确实能截收蝙蝠的超声“雷达”,起到报警的作用。
夜蛾鼓膜器对蝙蝠超声波的反应,是鼓膜器腔内感撅器上那两个听觉细胞的功能。如果我们把夜蛾的感橛器破坏掉,夜蛾对于蝙蝠超声波的所有反应就会消失。
关于夜蛾鼓膜器截收蝙蝠超声“雷达”的灵敏度,有人在田野里作过试验,结果指出,夜蛾可以发现六米高、三十米远的蝙幅。
这样,夜蛾就能够比较早地防御蝙蝠的威胁。如果万一蝙蝠的“雷达”先发现了夜蛾,蝙蝠的叫声频率就迅速上升,而夜蛾也就能凭借鼓膜器截听到的蝙蝠超声波,得知自己已经处在受歼灭的危险之中。这时,夜蛾就要采取紧急措施,或者不断变化飞行方向,或者干脆收起翅膀扎到杂草丛中逃命。
除了鼓膜器以外,有些夜蛾的足部关节上有一种振动器。
能发出一连串的“咔嚓”声,干扰蝙蝠的“回声定位”。还有的夜娥身上的绒毛能吸收超声波,使蝙蝠得不到一定强度的回声,从而大大缩小了蝙蝠“雷达”的有效距离。由此看来,尽管蝙蝠有“活雷达”之称,要捕到一只夜蛾也并不那么容易。
研究蝙蝠和夜蛾之间的这种奇妙的“雷达战”,对于我们人类是很有启发的。蝙蝠的超声波定位器,总共重量只有几分之一克,体积只有几分之一立方厘米,而现代的无线电雷达定位装置却有几十、几百,甚至几千公斤重,体积也是很大的。
同时,定位系统的一些重要性能,象测量距离、目标角坐标的灵敏度、对相互干扰的稳定性、信号对噪音的比值等等,都大大逊色于蝙蝠定位器的功能。因此近几年来,雷达专家们对研究蝙蝠的这些特性很感兴趣。
夜蛾的“反雷达”功能也引起了人们的注意。有人认为,通过对夜蛾截听、干扰和吸收蝙蝠超声波的研究,可以使人们找到一些新的办法,来创造一种空间抗探测防护层,大大减小军事设施被探测的可能性。
在农业上,我们也可以得到启示。这就是:用模仿蝙蝠的声音驱虫。比如玉米钻心虫,成虫是一种夜间活动的蛾子,对它就可以用这种办法驱赶。在这方面,已经有人作过成功的试验。在一块玉米田里,每天夜间播送50千赫的超声波,其重复频率和强度同蝙蝠的叫声一样,从六月中旬开始,一直到玉米成熟。结果发现,这块田里受虫害的玉米为14%,而在没播放蝙蝠声音的对照田里,受虫害玉米为23%。当然,采用这种办法驱虫,必须同药物治虫等办法相结合,才能收到更理想的效果,不然的话,我们只是把虫子赶跑了,并没有消灭它,它还是要危害别的地块里的庄稼的。
妙用无穷的尾巴
动物的尾巴形形色色,妙用无穷,在生活中起着不可低估的作用。
鱼在水中游泳,是靠鳍和尾巴。鱼尾是推进器,是定向的舵。海洋里的海牛、海豚、鲸因为有了象鱼一样的尾巴,在水中象鱼一样游泳自如。尾巴是游泳器。
鸟的尾巴,长着尾羽,展开时象把扇子,掌握着鸟飞行的方向,起着舵一样的作用。有一种飞鱼,在逃避敌害时,常用强有力的尾巴在水中剧烈摆动,利用水的反作用力,破水跃向前上方。当飞鱼即将入水时,如若要重新起飞,它就会在全身尚未入水之前,再用尾巴拍打海浪,于是再次跃出水面。飞鱼就是这样靠尾巴的发动,时而跃出水面,时而入海。