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第14章 脊索动物门避役科(Chamaeleontidae)

9.毒蜥科(Helodermatidae)

体肥胖。齿弯曲基部膨大,下颌齿前后两面均有沟,下唇腺特化成毒腺。尾粗短,背部小瘤珠状。本科1属2种;我国无。

(四)蛇目(Serpentiformes)

特化类群。体分头、躯干、尾三部分,颈部不明显,四肢消失,带骨退化;蟒科等有骨盆颌后肢残余。无活动眼睑。鼓膜、耳咽管消失。雄性具成对交配器;无膀胱。现存13科,3200种。我国有8科210种,其中毒蛇50种。

1.盲蛇科(Typhlopidae)

外形似蚯蚓,无毒,体被光滑同形圆鳞。头小。眼退化隐于鳞下,故名。上颌有齿,下颌无牙,方骨不能活动。有腰带痕迹。例:我国最小的一种蛇类——钩盲蛇Ramphoty phlops,albiceps,穴居。

2.蟒科(Boidae)

体型最大,可达10米,背鳞小而光滑,腹鳞大而宽,一列。颌具齿。腰带退化,有股骨残余,泄殖腔孔两侧有一对爪状物。有红外线感受器。有孵卵行为。我国2属2种。例:蟒。

3.游蛇科(Colubridae)

头顶有对称大鳞,腹鳞宽大,颌有齿,少数种类上颌有沟牙。无腰带及后肢残余。我国有140余种。例:黄脊游蛇、赤链蛇、乌梢蛇。

4.眼镜蛇科(lapldae)

上颌骨有一对大前沟牙,预备毒牙几枚。背鳞扩大呈六边形,15行。尾圆形。卵胎生。

我国有9种。例:眼镜蛇。

5.海蛇科(Hydrophildae)

前沟牙,体后部及尾侧扁。鼻孔位于吻背面,有活动自如的鼻瓣。腹鳞狭或消失。卵胎生。终生生活在海中。我国有16种。例:青环海蛇。

6.蝰蛇科(Viperidae)

体粗壮。鼻眼间无颊窝。上颌短,可活动,具一对大型管状毒牙。卵胎生。我国有2属4种。包括极北蝰V.berus、白头蝰Azemiopsfeae等。

7.蝮蛇科(Crotalidae)(响尾蛇科)

上下颌有齿,管状毒牙。根据头顶鳞片大小可分为蝮蛇属和竹叶青属。我国有10种。

例:蝮蛇、尖吻蝮(五步蛇)、竹叶青。

(五)鳄目(Crocodilia)

高等爬行动物类群,二心室,次生腭完整,槽生齿。鼻孔、耳孔有瓣膜,口腔后部咽前方腭帆为肌质瓣膜。小脑发达,有蚓部和小脑卷分化。肺复杂,适于在水中停留较长时间不换气。尾侧扁,后足有蹼。现存一科——鳄科Crocodilidae,25种。例:扬子鳄。

第六节 鸟纲

鸟纲动物为两大类温血动物之一,全世界有九千余种。现存鸟纲分为古鸟亚纲和今鸟亚纲。今鸟亚纲中又有齿颌总目、古颌总目、楔翼总目、今颌总目四个总目。我国只有今颌总目23个目中的21目,1200种左右,占鸟类总数的13%。

体均被羽,恒温,卵生;胚胎外被羊膜。前肢成翼,偶或退化。多营飞翔生活。心脏具两心耳、两心室。骨多空隙,内充气体。呼吸器官除肺外,并有由肺壁形成的气囊,用以助肺行双重呼吸。种类繁多,遍及全球,生态多样。

一、主要特征

1.外形

体表被覆羽毛,具有流线型的外廓,以减小飞行阻力。羽毛是鸟类特有的皮肤衍生物,属表皮角质化的产物,与爬行类角质鳞同源,在进化过程中角质鳞片加大、变轻,沉入真皮,并由真皮提供营养。鸟类的羽毛有三种类型:正羽、绒羽、纤羽(毛羽)。

正羽:被覆在体表的大型羽片。①飞羽:着生在翅膀上的正羽,起飞翔作用。②尾羽:着生在尾部的正羽,相当于舵,起平衡作用。正羽的结构:羽小枝上有钩和槽,相邻羽小枝的钩槽相连,使羽片编织成结实而富有弹性的薄片。

绒羽:密生在正羽下面,羽柄短,顶端发出细长的丝状羽枝,羽小枝上无钩、槽。

纤羽:又称毛羽,夹着在其他羽毛之间。

2.骨骼

气质骨:即中空并充以空气的骨骼。骨骼充气,轻而坚固,以减轻体重。骨骼有愈合现象,以增加牢固度。

3.体温

剧烈的飞行要求旺盛的新陈代谢。稳定且高于环境的体温(40±2℃),不但保证了较高的代谢率,而且在垂直高度和水平方向上扩大了鸟类的活动范围。恒温要求灵敏的神经调节机制。在羽毛覆盖下的静止空气形成一个良好的隔温层,竖毛肌可以调节隔温层的厚度。

鸟类(特别是水鸟)经常啄取由尾脂腺分泌的油脂,涂抹全身羽毛,以防止水分接触皮肤降低体温。另一方面,飞行时的快速低温气流有助于散热。鸟类虽无汗腺,但快速呼出的水汽可以带走大量体热。恒温还决定了体重的下限,因为,如果体积变小,体表的散热面积就去相对增大,不利于保温。

4.呼吸

鸟类的呼吸功能的增进,使之可以在高空缺氧的情况下活动自如。空气经过气囊,到毛细支气管网中交换气体,然后由前气囊排出。无论是吸气还是呼气,气体都是单向流动(即双重呼吸)。另外,毛细支气管中的气流与肺毛细血管中的血流方向相反,这种逆流交换可使提取氧气的效率远远高于哺乳动物。鸟类与哺乳类一样,动脉和静脉完全分开(即完全的双循环),但鸟类保留的是右侧体动脉,而哺乳类则为左侧体动脉。鸟类的心脏容量大,心跳快,压力也高,因而循环迅速。

5.内脏

鸟类主要靠角质喙和灵活的舌部摄取食物,可分为硬嘴鸟类和软嘴鸟类,前者食能坚果,后者只食软性果。某些鸟(如食鱼鸟类)的食道下端膨大,成为贮藏和软化食物的嗉囊,但粉碎食物主要由发达的肌胃来完成。肌胃中常存有砂粒以助研磨。鸟类的直肠极短,不贮存粪便,且具吸收水分的作用,这对减轻体重负担无疑是有好处的。鸟类消化能力强,消化迅速。成鸟由后肾排出含尿酸的尿液。由于肾管和泄殖腔的双重吸水作用,失水极少。鸟类的消化、排泄和生殖管道均开口于泄殖腔。腔的背面有淋巴样腺体(腔上囊)腺体在幼体最发达,与免疫功能有关。

6.感官

鸟类的神经系统较发达。大部分鸟类为昼行性。由于视觉敏锐,在高空飞翔时可发现地面上的目标。鸟类还具色觉。鸟眼扁圆利于远看,而临近物体时又可迅速调整焦距。鸟类眼内肌为横纹肌,反应敏捷,能同时改变角膜和水晶体的凸度(双重调节)。眼睑和瞬膜可防止气流和灰尘对眼球的伤害,巩膜上的骨片又保证眼球不致因气压而变形。少数夜行性鸟类听觉发达,部分猛禽如兀鹫则嗅觉比较发达。

7.卵与孵化

复杂的结构要求较长的发育阶段;但飞翔却又要求体轻。这一矛盾靠多黄卵和较长的孵育时间来解决。鸟的左右坐骨和耻骨不在腹侧联合,开放式的骨盆有利于产生大型硬壳卵。

一般,早成性鸟类在出壳数个小时内就能行动和觅食,而晚成性鸟类则需由亲鸟哺育20天或更长时间。

二、分类

(一)平胸总目

体形最大,适于奔走,翼退化,无龙骨突,无尾综骨和尾脂腺,羽毛均匀分布,无羽小钩,雄鸟具发达的交配器官,分布于南半球。如鸵鸟、几维鸟。

(二)企鹅总目

中、大型,潜水生活,前肢鳍状,鳞片状羽毛均匀分布于体表,尾和腿短,趾间具蹼,龙骨突发达,皮下脂肪发达。如王企鹅。

(三)突胸总目

约35个目,8500种以上,我国有26目81科。

翼发达,具龙骨突、尾综骨,骨骼充气,正羽发达构成羽片,有羽区和裸区之分,大多雄鸟不具交配器。

第七节 哺乳纲(Mammalia)

一、主要特征

哺乳动物是全身被毛、运动快速、恒温、胎生和哺乳的高级脊椎动物,是脊椎动物中躯体结构、功能和行为最复杂的一个高等动物类群。

(一)哺乳动物与其他纲相比有以下特征

1.胎生

胎生的含义:是指动物的受精卵在母体的子宫内发育,胚胎以胎盘和母体联系获得养料和保护,直到分娩离开母体为幼体的生殖方式。

胎盘:胚胎的绒毛膜、尿囊膜和母体子宫壁结合起来所形成的特殊器官,胚胎通过胎盘从母体获得氧气和养料并排出二氧化碳和代谢产物。

胎盘由两部分结合起来:

胎儿部分:绒毛膜+尿束。

母体部分:子宫壁的内膜。

通过胎盘,母体和胎儿发生物质交换,胎儿从母体血液中获得营养物质和氧气,同时输出二氧化碳和其他排泄物。

注意:胎儿和母体的血液循环系统为两套,物质交换通过膜的渗透作用而实现。其渗透作用高度特异性,盐、糖、氨基酸、尿素、简单脂肪、维生素、激素等允许通过,大分子蛋白质、红细胞、其他细胞等不透,氧气、二氧化碳、水能自由透过胎盘。

妊娠:胚胎在母体子宫内完成胚胎发育的过程。(鼠20天,兔1个月,狗4个月,马11月,象20月。)胎生的意义:有发育的胚胎提供了保护、营养以及稳定的恒温发育条件,是保证酶活动和代谢活动正常进行的有利因素,使外界环境条件对胚胎发育的不利影响减小到最小程度。

2.哺乳

幼仔在产出后依靠母体乳腺所分泌的含有丰富营养成分的乳汁取得营养的现象。

哺乳的意义:使后代在优越的营养条件下迅速地发育成长。加之哺乳类对幼仔有各种完善的保护行为,因而成活率高。与之相关,所产幼仔数目减少。

3.大脑:新脑皮加厚并成为神经活动的中枢。

4.具有高而恒定的体温(25℃~37℃),减少对环境的依赖性。其代谢效率高,保温散热能力强。

5.发达的咀嚼、捕食和防御能力,快速的运动能力。

6.皮肤系统发育完善,衍生物复杂而多样,体表具有毛发,皮肤有汗腺、皮脂腺以及乳腺。真皮层较厚,皮下脂肪发达。皮肤及其衍生物的机能比其他动物更为复杂而多样,具有保护、避免损伤及失水、感觉、调温、分泌、排泄、储能等机能。

(二)哺乳纲的结构特征

1.外部形态特点

体分头、颈、躯干、四肢和尾部;躯干长形,其下部着生四肢,肘关节向后而膝关节向前,加强了四肢的负重和灵活行走的能力。体形和四肢的形状功能因种类及生活方式而有很大变化。

2.消化特点

主动觅食,口腔消化,肉质唇,消化管分化程度高,消化腺发达,具异型齿,消化能力强。

哺乳类具有发达的咀嚼肌(颞肌和咬肌),使口腔具有强有力的咀嚼功能。

具肉质的唇,为吮吸、摄食和辅助咀嚼的重要器官。

唾液腺分泌消化酶。哺乳类在口腔内有3对唾液腺(耳下腺、舌下腺和颌下腺),不仅能湿润食物帮助吞咽,还能分泌淀粉酶。

3.肺由大量肺泡组成,肌肉质横膈参加呼吸运动,提高换气能力。(膈肌是哺乳动物所特有的,膈肌将体腔分为胸腔和腹腔两部分,并形成胸廓,有辅助呼吸作用。)进行腹式和胸式呼吸。

4.心脏具有完全的四个腔,完善双循环。

5.具有动物界最发达的神经系统和感官、内分泌系统,能调控复杂的机能活动和适应多变的环境条件。哺乳动物的大脑发达,尤其表现在小脑皮层增大加厚,多数种类出现沟和回;高级神经活动复杂,具有思维、记忆、学习的高级机能;小脑发达,是调控肌肉活动和维持平衡的中枢。

二、分类

(一)原兽亚纲

最原始类群,具有一系列接近爬行类和不同于高等哺乳类的特征。

特点:卵生,具孵卵行为;乳腺不具乳头;有泄殖腔,因而又称单孔类;无齿,具角质齿;大脑皮层不发达;调节体温能力差。例:鸭嘴兽、针鼹。

(二)后兽亚纲

低等哺乳类。

特点:胎生,但不具有真正的胎盘,幼仔发育不良,需在雌兽腹部的育儿袋继续发育,因而又称有袋类。例:袋鼠、袋熊、袋狼、袋兔、袋鼬等。

(三)真兽亚纲

最高等的哺乳类,种类多,分布广,占现存哺乳类的绝大多数。

特点:具有真正的胎盘,胎儿发育完善后再产出;不具泄殖腔;大脑皮层发达;具异型齿;温度一般恒定在37℃左右。现存种类有18个目;我国有14个目,约500种。

1.食虫目

(1)特征:个体小、吻尖细,取食昆虫,四肢短小,具爪,适掘土,以昆虫及蠕虫为食,多夜行性。

(2)代表:刺猬、鼩鼱、鼹鼠。

2.翼手目

(1)特征:飞翔的哺乳动物,前肢特化,具翼(皮膜),后肢短小,具钩爪,适悬挂栖息,胸骨突起,锁骨发达,夜行性,食虫。

(2)代表:蝙蝠。

3.鳞甲目

(1)特征:体外覆有鳞甲,鳞片间杂文稀疏硬化,不具齿,吻尖,舌发达,前肢长,适掘土,食蚁类等昆虫。

(2)代表:穿山甲(二级保护动物,分布于我国南方)。

4.兔形目

(1)特征:门齿凿状,无犬齿,上门齿2对,前后着生,上唇具唇裂,草食性。

(2)代表:蒙古兔、草兔。

5.啮齿目

(1)特征:上下颌各具门牙1对,终生生长,无犬牙。

(2)分类:松鼠科、河狸科、仓鼠科、跳鼠科。

6.鲸目

(1)特征:纯水栖,体呈流线型,颈外观不明显,体末端宽扁成一水平尾鳍,分左右两叶多条背鳍(脂质),后肢消失,前肢呈鳍状,体毛退化,无皮脂腺、汗腺,皮下脂肪层厚,眼、嗅觉、听觉器官退化,但回声定位能力发达,肺呼吸。

(2)分类

须鲸类:无齿,有角质板(由上颌下垂),滤食浮游生物及小鱼,个体大,为现有最大的哺乳动物。如蓝鲸:长33米,重190吨。

齿鲸类:具齿,同型齿,如香鲸、海豚、白鳍豚(我国特有种(一级),仅产于长江中下游及洞庭湖)。

7.食肉目

(1)特征:门牙小,犬牙强大而锐利,臼齿齿峰锐利,具裂齿(上颌最后一枚前臼齿和下颌第一枚臼齿的齿突如剪刀状相交,可以撕裂食物),四肢发达,指端具利爪以撕裂食物,脑、感觉发达。

(2)分类

a畅犬科:颜面部长而突出,四肢适奔跑,爪钝,不能伸缩,如:狼、狐、貉、豺。

b畅熊科:体粗壮,头圆,颜面部长,爪不能伸缩,裂齿不发达,如黑熊、白熊(北极熊)。

c畅大熊猫科:体似熊,但吻短,为食肉目中的素食者,以竹叶为食。仅存一种——大熊猫:我国特产,仅产于四川西北部、甘肃最南部、陕西秦岭南麓,栖于海拔2500米以上的原始森林内,一级保护动物。

d畅鼬科:体型细长,腿短,爪不能伸缩,多具臭腺。如紫貂、黄鼬、獾、水獭等毛皮动物。

e畅猫科:头圆吻短,爪能伸缩,善攀缘及跳跃,裂齿、犬齿发达,如狮、虎、豹、猞猁。

8.长鼻目

(1)特征:现存最大的陆栖动物,具长鼻,为延长的鼻与上唇构成,由颜面肌(属表情肌)控制其运动,灵活,能伸缩,具有取食、御敌、探索等多种功能,上门牙特别长,突出唇外,即“象牙”,功能为防御争斗,植物食性。

(2)分类:现存仅有象科,共2种。

亚洲象:较非洲象小,耳边较小,仅雄性有象牙,产于东南亚,我国云南南部有极少的分布,为我国一级保护动物。

非洲象:产于非洲,雌雄都有象牙。象牙质地坚硬,洁白美丽,观赏价值高,价格昂贵,因此,被猎杀严重。

9.鳍足目

(1)特征:全为海产兽类,适水生,四肢特化为鳍状,趾间具蹼,后肢转向体后以利于陆上爬行,尾小夹在后肢间,皮下脂肪发达。

(2)代表种类:斑海豹:体灰黄具棕黑色斑,黄、渤海有分布,南山公园人工养殖,皮张,油脂有一定经济价值,为国家二级保护动物。

10.偶蹄目

与奇蹄目一起属有蹄类,为草食性动物。

(1)特征:第三趾和第四趾特别发达,且等长,以利负重,其余各趾退化,所以称偶蹄类。

多数种类头上长角,多数种类有复胃,行反刍,上门牙退化或消失,臼齿结构复杂,适于草食。

分布广,除澳洲外,遍布世界各地。

(2)代表种类猪科:野猪,为我国唯一代表种,栖于山林地,杂食性,可危害农作物,为家猪的原祖。我国为世界上驯养猪最早的国家之一,驯化猪的历史超过六七千年。

河马科:河马。

驼科:双峰驼。

鹿科:梅花鹿、马鹿、麋鹿。

长颈鹿科:长颈鹿。

牛科:野牛、黄羊、羚羊、盘羊。

【课外拓展】

1.试描述海鞘的呼吸活动和摄食过程。

2.什么是鱼的洄游?可分为几种类型?研究洄游有什么实际意义?

3.简要理解文昌鱼与蛙的发育过程有何异同。

4.鸟类为适应生存环境,在形态结构上有哪些趋同性特征?

5.什么叫迁徙?举例说明留鸟和候鸟。

6.野生动物资源保护与持续利用的原则是什么?就你所感兴趣的领域收集实例加以介绍。

【课程研讨】

1.为什么说鸟类是人类的朋友?

2.预防有害动物侵袭、伤害的原则和途径有哪些?

【课后思考】

1.脊索动物有哪些共同特征?各分为哪些亚门?

2.以蛙为例具体说明两栖纲动物处于水栖和陆栖的中间地位。

3.扼要说明两栖类对陆地生活的适应及其不完善性。

4.两栖类皮肤系统的特点和功能有哪些?

5.休眠的生物学意义有哪些?指出休眠的类型和特点。

6.为什么说爬行类才是真正陆生脊椎动物?

7.鸟纲有哪些与爬行纲相似的特征及适应飞翔的特征?

8.简述鸟类外形和内部结构的主要特征。

9.鸟纲可分几个亚纲?现存鸟类分几个总目?其主要特征如何?

10.爬行动物具有哪些与干燥的陆地生活相适应的结构?

11.指出哺乳动物与鸟类的相似与不同之处。

12.哺乳动物与其他纲相比有哪些特征?

13.哺乳动物的主要形态结构特征、特有的结构及其作用有哪些?

14.胎生、哺乳的生物学意义是什么?

15.指出哺乳类循环系统的特征、生殖系统的结构。

16.比较哺乳类各亚纲异同。

17.哺乳纲各主要目的主要特征及代表动物有哪些?

【小资料】

海鞘具有奇特的避孕节育能力

海鞘(Seasquirts)属于脊索动物门、尾索动物(Urochordata)亚门,体外被有一层被囊(Tunic),又称为被囊动物(Tunicata),雌雄同体、异体受精,是一群相当容易观察的无脊椎动物;但因为幼期尾部仍具有脊索与背神经管的构造,经成长发育后才消失行固着生活,所以又被认为是最原始的脊索动物。

海鞘可能并不漂亮,但这种其貌不扬的海洋生物却引起了科学家的浓厚兴趣!海鞘可能受到许多物种的羡慕嫉妒,它从不必担心“避孕节育”或试管受精等问题,便能够有效地控制好生育繁殖。

这项由澳大利亚昆士兰州大学进行的研究报告发表在美国权威专业期刊美国《国家科学院院刊》(PNAS)上,研究人员揭示海鞘这种海洋生物天然具有控制生殖循环的能力,可依据需要或多或少地进行有节制繁殖。

该项研究的负责人是澳大利亚昆士兰州大学综合生物学院博士生研究员安吉拉·克林。她指出,海鞘能够依据海洋环境中性别比例状况,“适时定制”自己的生殖细胞。比如,当海洋环境中存在着大量的雄性海鞘,它们试图竞争与雌性的卵细胞结合繁殖生育,因此雄性将生产出更大、更具竞争性的精子,便于存活更长的时间。同样地,当雌性海鞘探测到过多的雄性竞争交配结合卵细胞时(过多的精子将杀死一些生物体的卵细胞),雌性海鞘将生产出更小的卵细胞,使精子很难探测到。

克林说:“为了避免在高竞争环境中失控,它们必须更具竞争力地繁殖生育,从而提高繁殖成功率。”据了解,在莫尔顿海湾的实验地点的研究过程中,他们发现事实上海鞘并未移动离开该海域。

在该实验中,大型的海鞘放置在狭窄海域进行深入研究分析,克林说:“我们分别将1只(低密度)或15只(高密度)海鞘放在实验笼中进行1个月的观测分析。这项研究告诉我们关于海鞘性特征的部分秘密。当海鞘精子变得很小时,卵细胞就会发育得更大,因此繁殖生育的数量会很少。”

(《国家科学院院刊》(PNAS),doi:10.1073/pnas.0806590105,AngelaJ.Crean,Dust‐inJ.Marshall)

英科学家发现仅指甲大小的淡红色新种蝾螈

据国外媒体报道,英国的科学家近日称,他们最近在哥斯达黎加的原始丛林中新发现了3个蝾螈新物种,其中2个蝾螈新物种呈现出淡红色,和人的小手指相当,另外1个蝾螈物种则只有指甲大小。

这次在哥斯达黎加的探险考察是由伦敦自然历史博物馆的植物学家亚历克斯·莫洛和他的同事们共同完成的。他们此前在这一地带的香格里拉国家公园进行过三次探险,共发现并记录下5300余种植物、昆虫和两栖类动物。亚历克斯·莫洛表示,香格里拉是中美洲地区最大的森林保护区,也是中美洲大陆最为人迹罕至的几个地方之一。此次的新发现使得哥斯达黎加地区蝾螈的种类由40种上升为43种,并使得它成为这些两栖动物多样化的中心。据估计,哥斯达黎加地区约有三分之二的物种都生活在这里,其中包括250种爬行动物和两栖动物,600种鸟类,215种哺乳动物和14000种植物。

亚历克斯·莫洛称,蝾螈是一种两栖类动物,它们与蜥蜴存在一定的差异,通常身体更加细长,腿部也更短。由于长期生活在水边和沼泽里,它们的皮肤显得非常湿润。新发现的蝾螈物种有两种是属于墨西哥无趾蝾螈类(Bolitoglossa),它们只有在夜间才会出来活动觅食。第一个无趾蝾螈新物种有3英寸长(8厘米),黑色,背面有红色的粗条纹,两侧有黄色的小斑点。第二个无趾蝾螈新物种长约2.3英寸(约6厘米),深棕色,腹部为淡黄色。第三个新物种属于矮小蝾螈,整个身体只有1英寸长(3厘米),红棕色皮肤,两侧有黑色斑点。

哥斯达黎加大学的科学家们将对这些标本进行研究并命名,这些标本也将成为国家收藏的一部分。

亚历克斯·莫洛说:“在一个地区能发现这么多的新物种真是件振奋人心的事,尤其这里可能是世界上唯一一个能发现这些动物的地方。这说明我们还需要进一步了解这一地区的野生动物。今年我们还有四个探险计划——谁能料到我们在归途中会有什么别的发现呢?”亚历克斯·莫洛称,这次的探险活动是由英国政府达尔文激进组织资助的一个项目,旨在为保护香格里拉国家公园提供一些物种方面的信息。伦敦自然历史博物馆、哥斯达黎加国家生物多样性研究所、哥斯达黎加大学、巴拿马大学以及巴拿马国家公园管理局均在共同参与这项研究。

联合国此前在一份公开发表的报告中指出,国际社会应该重视对现有动物遗传资源多样性的可持续发展、保护和利用。报告称,目前全球约有20%的动物品种正面临绝迹危险,平均每个月有一个动物品种消失,在全球农业动物遗传资源数据库里记载的7600多个品种中,有190个品种在过去15年里从地球上消失,目前还有1500个动物品种面临绝迹的危险。另据粮农组织最近发表的全球动物遗传资源状况报告指出,由于人类对动物遗传资源缺乏足够保护,在过去5年里全球约有60多种家养动物在地球上消失。为保护世界范围内的濒危物种,联合国正考虑引进一个“世界物种遗产”的新概念。

联合国的报告称,目前地球人口正日益增加,已经达到了65亿,再加上污染、城市扩张、森林采伐以及外来物种入侵、气候变暖给环境造成了严重破坏,这均对地球的动植物构成了严重的威胁。据估计,目前物种灭绝的速度比历史上快了1000倍,离2002年约翰内斯堡千年首脑峰会提出的“到2010年在减少生物多样性损失方面取得重大进展”的目标还很远。

根据世界保护联盟公布的“红色名单”,在过去的500年中有844种动植物灭绝。而且这一数据还是保守的估计。报告称,目前生物灭绝的主要原因没有一项出现减轻。为此,2010年目标的实现就更显重要。

25%哺乳动物面临灭绝,环境变化是最大威胁

根据10年来对全世界哺乳类动物状况的一项最新评估,全世界哺乳类动物当中25%的物种面临灭绝危险。“濒危物种红色名单”显示,世界一半多哺乳类物种的数量在减少,亚洲灵长类特别受到威胁。

据英国广播公司报道,哺乳类动物面临的最大威胁是失去栖息地,其中包括森林被毁。

不过非洲象的情况有所改善,数量增多,已经从高危名单中被去除。

当年的“红色名单”调查了5487种哺乳类,其中包括1141种正向濒临灭绝发展的动物。

名单的作者警告说,这个名单可能低估了物种濒临灭绝的严重程度,因为在800个个案调查中没有足够的数据。濒临灭绝的哺乳类物种的数字可能占三分之一。

发表“红色名单”的自然保护国际联盟(IUCN)的负责人说,在我们有生之年,数百种动物因为我们的行为而被灭绝,显示了这些动物所处的生态环境发生了可怕的变化。

报告的作者说,地区自然生态恶化比目前发生的金融危机要严重得多。约40%的哺乳类物种因为人类活动扩展缩小了它们的生存空间,所以面临生存危险。

在热带地区特别是这样,热带地区陆地哺乳类动物种类最多。在将来南亚和东南亚可能是物种灭绝发生最多的地方,因为那里人口增多最快,生活水平提高也最快。

科学家发现皮肤是哺乳动物重要呼吸器官

近日美国加州大学的生物学家惊奇发现,小老鼠的皮肤可以呼吸感知氧气和促进红细胞生成素产生。他们的这个惊人发现反驳了“哺乳动物的皮肤几乎和呼吸系统没有关系”这个传统观点,也彻底颠覆了传统的医学和生物学理论,这一新发现甚至会有助于提高2008年奥运会运动员的成绩。

据报道,这个发现已经在老鼠的身上得到证实,如果在人身上获得证实,将可能改变现有对于贫血和其他疾病的治疗手段,将彻底颠覆医学观念,甚至有可能改进参加2008年奥运会的运动员的耐力。加州大学的德尔约翰逊教授认为,这个发现实在是一个具有特殊意义的发现。哺乳动物的皮肤可以吸收氧气,并凭借这种奇妙的变化,促进红细胞生成素的生成,反过来又使哺乳动物适应低氧的大气环境。

科学家揭开动物体内导航系统之谜

日前,科学家们通过在实验室模拟地球磁场对动物体内化学反应的影响揭开了动物体内的导航系统之谜。这一最新研究成果已发表在全世界最权威的科普杂志——《自然》杂志上。

截至目前,科学家们已发现约50种动物(包括哺乳动物、鸟类、两栖动物、爬行动物、鱼类、昆虫)具备利用地球磁场为自己的活动进行导航的能力。而科学家们研究最多的是鸟类的“导航系统”,但遗憾的是,此前科学家一直没有从生物物理学角度揭开鸟类“导航系统”的秘密。

之前就曾经有科学家提出过这样的假设:鸟类很可能会“看见”地球的磁场,即地球磁场可能会影响鸟类眼睛中的化学反应进程。如,有一些科学家曾经宣称,动物的头部有含磁性物质的特殊细胞,这些磁性物质受磁场的影响而会按磁力线的方向排列。这些排列信息可通过神经系统传到大脑。大脑将这些排列信息进行分析和处理,就可发出指挥动物行进方向的指令。生物学家发现海龟就是通过感应地球磁场进行导航的。幼龟在美国佛罗里达海岸破壳而出后,在大西洋里生活几年,成年后回到出生地进行交配、繁殖,靠的就是头部的磁性“罗盘”。然而,之前科学家们始终未能成功地在实验室对这一设想进行验证。

来自英国和美国的化学家们首次成功在实验室模拟出地球磁场对鸟类体内化学反应的影响,从而最终揭开了动物体内“导航系统”之谜。据从事此项研究的科学家们在《自然》杂志上发表的文章称:“本次实验结果显示,鸟类的确具备对地球磁场的化学感知能力,而且它们还能够确定地球磁场的构造及其变化特征,而这些能力是鸟类确定地球磁场方向所必需的。”

鸟类是人类的朋友

鸟类最重要的、也是最容易被人们忽视的,是它们间接给人们带来的益处。据估计鸟类约有1000亿只,遍布在多种多样的环境内。它们在消灭害虫、害兽以及在维持自然界的生态平衡(稳定性)方面,有着十分重要的作用。就以消灭害虫、抑制虫灾为论,自古以来就为人们所称道。据《酉阳杂俎》记述:“开元中蝗虫食禾,有大白鸟数千,小白鸟数万,尽食其虫。”1848年摩门人开拓美国的犹他州,遇到洪水为灾,随后又来了成千上万的蟋蟀,所过之处,庄稼一扫而光;正当灾民束手无策时,飞来了上千的加里佛尼鸥(Larus californicus),很快将蟋蟀消灭。现今犹他州盐湖城的广场上,尚竖立着价值4万美元、有两只金色海鸥的纪念碑。

有人计算,一只燕子在夏季能吃掉50万到100万只苍蝇、蚊子和蚜虫。群栖的1000只紫翅椋鸟(strunus vulgarus),在育雏期间能消灭22吨重的蝗虫。对新疆粉红椋鸟(Strunus roseus)的调查发现,它们在繁殖期能使捕食区内的蝗虫从每平方米33只下降到不足1只。鸟类对森林及城市园林的保护作用也很明显,很多农药无法杀害的树皮下和果实内的害虫,却能被鸟类一个个地啄食。这方面最显着的例子是啄木鸟。有人研究两种美洲的啄木鸟,发现能消灭果园中越冬幼虫的52%以及农田越冬的玉米螟幼虫的64%—82%。很多鸟类对控制针叶林的危险敌人松毛虫有重要贡献,有人曾在一只杜鹃(Cuculus canorus)的胃里找出173条松毛虫、12只金龟子和49条舞毒蛾幼虫。黑龙江省带岭林场招引益鸟防治落叶松害虫,使越冬的松毛虫从对照区的每株10.1只降到每株平均1.3只。自然界中鸟类的绝大多数是以昆虫为食或以昆虫饲喂雏鸟,它们在消灭害虫方面的作用是非常可观的。

鸟类中的猛禽(鹰和猫头鹰类)大多是专门以老鼠等啮齿类为主食的,对于控制农林害兽很有帮助。有人在360只鵟(一种大型鹰类)的胃内一共找出1348只老鼠的尸体。猫头鹰是夜间活动的猛禽,正好消灭夜间活动的鼠类。有人研究了1900块猫头鹰的食物残块,发现有46179只哺乳动物,几乎全部是啮齿动物。有人计算,一只猫头鹰在一个夏季所消灭的老鼠,相当于保护了一吨粮食。对湖北武昌越冬长耳鸮的食物残块分析,有70.3%是小型兽类,主要是黑线姬鼠。黑线姬鼠是我国农田中的重要害鼠,在很多地区还是危险疾病出血热的传播者,猫头鹰在这方面的功绩引人注目。我们还应看到,很多鸟类,特别是兀鹰、猫头鹰等猛禽以及海鸥、乌鸦等,有嗜食腐肉的习性,它们在消灭有病的动物和腐烂尸体、消除有机物对环境的污染方面有特殊的贡献,被人们称誉为“自然界的清道夫”。

很多鸟类是植物花粉及种子的传播者,尤其在热带地区更为显着。据统计,在澳洲地区专以花蜜为食的鸟类就有80多种,其中见于我国南方的有食蜂鸟、太阳鸟、啄花鸟、绣眼鸟、鹎和鹦鹉等。它们穿飞于花丛之间,在啄吸花蜜时就起到传播花粉的作用。以植物种子为食的鸟类,特别是北方普遍分布的鸫、鳾、松鸦和星鸦等,对于许多树种的扩散有贡献,是自然界的“植树造林”能手。例如星鸦嗜食橡树种子,而且秋天具有储藏橡子的习性,常常收集数以百计的橡子,贮藏在远处不同的角落,却常常遗忘,这些被散布的橡子是橡树林扩展的一个原因。有人证明,某些硬壳的植物种子,在通过鸟类的消化道之后,更容易萌发;再加上附上的鸟粪,连肥料也提供了,当然更容易成活。

应该指出的是,人们在评价鸟类的益处时,从习惯上往往把注意力集中在直接益处以及比较明显的间接益处方面。其实从整个生态系统考虑,由于鸟类的种类多、数量大、分布广,处于生态锥体的不同营养水平上,其间的食物链的关系极其复杂,在能量流动方面占有重要位置。即使是表面看起来益害不明显甚至有害的种类,如果捕猎过度,“牵一发而动全身”,也会通过食物链的关系而破坏生态系统的自然平衡,从而招致严重的后果。

而且鸟类对仿生学的贡献也是不容忽视的:鸟类有高超的飞行本领,当然现代的飞机在很多性能上都远远超过了鸟类,可是在节约能源上、在灵巧性上就相形见绌了。如一只鸟连续在海洋上空飞行4000多公里,体重减轻0.06公斤;小巧的蜂鸟不仅能垂直起落,而且在吮吸花蜜时能取直立姿势,悬在空中进退自如,灵活异常。对这些特殊功能的研究利用,将会使飞机的性能进一步得到改进。

又如野鸭能悠然自得地飞行在9500米的半高空,而人在登上4500米时呼吸已经感到很困难了。研究鸟为什么会在空气稀薄的条件下脑血管依然畅通,可对人类在供氧不足的环境中正常生活和延长生命有重要意义。

鸽子在仿生学方面有很大的贡献。它的腿上有一个小巧而灵敏的感受地震的特殊结构,人们根据它的原理仿制出一种新的地震仪,使地震预报更加准确。它的眼睛有着特殊的识别本领,这是由于它的视网膜上有6种功能专一的神经节细胞:叶亮度检测器、普通边检测器、凸边检测器、方向检测器、垂直边检测器、水平检测器。人们模仿它视网膜上的细胞结构制成的鸽眼电子模型,虽结构还不及它的复杂和完善,但安装在警戒雷达上、应用于电子计算机处理有关数据方面已有广阔的前景。

地球上海水占总水量的97%。而海水的人工淡化器目前设备庞大、结构复杂、耗能量高。但海鸥、信天翁这些海鸟却可以通过眼睛附近一条盐腺把喝下去的海水中的盐分排出。

一旦完成这个功能的模拟,人类利用海洋的前景将会更加广阔。

此外,人们根据鹰眼的结构正在研制鹰眼系统导弹,这种导弹在飞临打击目标上空时就能自动寻找、识别目标而跟踪攻击。

鸟的经济价值十分广泛。其用途可分为六种类型。

家禽。像鸡、鸭、鹅、鸽子、鹌鹑等,是给人类提供蛋白质的主要来源。家禽是由野鸡驯化而来的,如家鸡的祖先是原鸡,家鸭的祖先是绿头鸭,家鹅的祖先是大雁。因此可利用野鸡不断改良家禽的品种,因为野鸡具有体型大、生长快、抗病力强等特点,是个十分丰富的基因库。再是驯化野鸡可以扩大家禽的品种。如现在人们开始饲养天鹅、大鸨、柴乌鸡、褐马鸡等,将来又可能成为家禽的新品种,因此,要注意保护野鸡。

狩猎禽。像野生的鸭类和鸡类,其肉可食,其羽毛可做羽扇、头饰、羽绒服、羽绒被等,只要处理好保护和利用的关系,就可以成为一项可以再生、用之不竭的重要资源。

粪肥禽。鸟类集中的栖息地、迁飞落脚地,往往是磷肥的主要产地。如西沙群岛鲣鸟留下的粪堆积达数米厚。

药用禽。我们比较熟悉的有燕窝和乌骨鸡,还有白鸡、丁香鸡等。

观赏禽。像画眉、百灵鸟、鹦鹉、鸳鸯、孔雀等。

役用禽。像鸬鹚、雀鹰、苍鹰等,是人们进行渔猎活动的好助手。

鸟的科学价值:事实上,人类的航空技术并不是在所有的方面都超过了鸟类。鸟的翅膀可以做相当复杂的运动。特别是一扇一招,能不断产生一种气动力,并分解成升力和推动力,使飞行自如。鸟在飞行时还可以暂时收起翅膀滑行,以减少体力消耗。人们羡慕扑翼飞行的许多优点,正在加紧模仿研制扇动翅膀的“扑翼机”。

此外,鸟类所特有的生理结构和功能,为机械系统、仪器设备、建筑结构和工艺流程的创新,提供了仿生科学的研究课题。特别是鸟那灵敏而精确的定向、导航、探测、控制调节、信息处理和生物力学功能,都把人们领进了新的科学领域。比如应用信息仿生制造的“鸽眼雷达系统”等。

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