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第4章 生态(4)

植物中靠卑劣残杀寄主而“洋洋自得”生活的种类很多。生活在热带的常绿乔木檀香树,生活在北方的小灌木槲寄生,都是靠着寄生树上吸取寄主的营养而生长的树木。

有些植物为了争夺自己的势力范围,还会分泌或释放一些有毒的化学物质,从而抑制其他植物的生长,以消除自己竞争的对手。如大麦田里杂草较少的原因是由于大麦的根能分泌大麦芽碱和芦竹碱,致使它的周围其他植物的生长受到抑制;铃兰是一种百合科多年生草本植物,它可以释放一种具有挥发性的萜类化合物,这种有毒的气体,可以使丁香“中毒”,很快凋萎死亡。

6.仙人掌的刺有什么用

大自然是残酷的。各种生物为了生存,不仅要学会获得食物的本领,还要和它的天敌作斗争;不仅要和自己的“兄弟姐妹”团结一致抵御敌害,还常常为争取生存、繁衍的机会而“六亲不认”;不仅为逃避敌害而“乔装打扮”,还要学会“故作姿态”蒙混过关。总之,这一切的一切都是生物为“活”下去而进行的残酷斗争。

然而,时时威胁着各种生物生存的不仅仅是生物因素,还有一种因素在不断地影响着各种生物,那就是非生物的环境因素。地球上并不是每天都是阳光明媚,和风细雨,温暖如春,有冰雪覆盖的极地世界,有干旱少雨的沙漠地带,有海拔人云的高原荒漠,有险象环生的热带雨林。残酷的大自然使生长在它怀抱中的各种生物非适应它而不能“活”下去,特别是植物由于本身不能运动而不得不“固守”在阵地上,从而形成了自己特有的适应环境的本领。在这些植物中,要数沙漠植物仙人掌最具有代表性了。

提起仙人掌,你一定会想到那是一种绿色身体上生长着许多外刺的植物。如果你认为那绿色的部分是它的肥厚的叶子,那可就大错特错了。仙人掌绿色的身体是它的茎,它可以代替绿叶进行光合作用,制造养料,而原本应该制造养料的绿叶却退化为针刺,变得细长而坚硬。为什么仙人掌会长成这种奇特的形状?这还要从仙人掌的“老家”说起。仙人掌原产墨西哥沙漠地带,那里干旱少雨,一般的植物是很难在那里生存的。但仙人掌以它独特的身躯适应了那里的环境。

有人做过这样的实验:将一棵37.5千克重的球状仙人掌放在屋子里不浇水,过了6年,再称它的重量,只蒸腾了1.1千克水分。这是由于胖乎乎的掌状茎,蓄含了足够它生理活动的水分,而针刺状的叶,将蒸腾面积减少到最低程度。而且那又尖又硬的针刺可以有效地防止被沙漠里的动物吃掉。

仙人掌不仅从外部形态上形成了一副适应干旱的模样,而且在生理上也具备了干旱环境的生活本领:

它的气孔,一反正常植物的生物钟,偏偏在不能进行光合作用的晚上开放。

这是为了尽量减少水分的蒸腾,而利用夜晚使足够的二氧化碳进人体内,以便“关起门来”自己制造养料。

对环境的适应几乎是各种生物的本领。特别是恶劣的条件下生长的植物表现得最为典型。如非洲撒哈拉沙漠中的菊科植物齿子草,采取的是一种“速战速决”的生存方针,即充分利用沙漠地区仅有的短短的潮湿季节,迅速生长繁殖,然后死亡,其生长周期不过个把月。等到雨季过后,沙漠被骄阳烘烤之时,它巳完成了自己的使命,留下自己的种子,以期第二年雨季的到来。松树是生长在北方严寒地带的常绿乔木,在严冬到来时,它为什么能抗严寒?这是因为它的针叶叶面有一层厚厚的蜡质,表皮角质化,气孔内陷很深,同时还有抗寒的松脂,这种结构是对严寒环境的适应。

7.生物为什么要伪装

当植物高大,一般动物不能取食时,便进化出身躯高大的长颈鹿;为了逃避猛兽的追捕,鹿、斑马、兔子便有了惊人的奔跑速度。真正健壮的斑马,在草原上几乎不落人狮虎之口,狮子的逐猎,往往选择那些掉队者、体弱者。

生物从互相对立逐渐发展到协同进化。在捕食者和被捕食者的共同进化过程中,常常是有害的副作用逐步减弱,从而使双方相安无事地共存于同一个生态系统中,生长发育。

保护色,是动物的“常规”武器。住在森林、草原的动物,体色大多发绿;而在荒漠中生活的动物,却多为土褐色或土黄色。更奇的是许多动物可以变换体色,以躲避捕食者的追杀。

大家知道,斑马身上有黑色条纹(实际上,它是淡黄色的)。这种条纹分布在斑马的全身,从头到脚,甚至在尾巴上也有这种条纹。它不仅很好看、有趣,而且也很有用。

斑马的条纹有什么用呢?

人们普遍认为,这种条纹是一种隐身术。那就怪了,有这种条纹不是很显眼更容易被发现吗?是的,对于同类来说,这是一种颜色语言。斑马和其他动物混在一起吃草,黑白相间的条纹容易引起注意,一旦出现危险,例如狼和狮、虎出现,只要头马一动,所有斑马很快能够一起逃跑。也就是说,这种条纹对同类来说有引起注意的作用。

但是,它对于猎食者来说,能起隐身作用。科学家发现,眼睛对黑白两种颜色的感光程度有差异。正是由于有这种差异,再加上斑马奔跑的速度很快,捕食者很难迅速地测定它的距离。当捕食者测定距离时,它早就逃之夭夭了。因而这是斑马的一种隐身术。

科学家经过研究,对斑马条纹的作用又有了新的解释。科学家的实验结果表示,斑马的条纹是为了防止刺刺蝇的叮咬。刺刺蝇是双翅目昆虫。它常常叮咬羚羊等颜色单一的动物,并传播一种睡眠病。但是,斑马在同样的环境下则不被叮咬,得以安静地生活,也用不着不停地摇晃自己的头部和尾巴去驱赶蚊蝇。

动物学家在斑马生活的地方做实验,把小铁桶分别染成黑色、白色和黑白相间三种,然后在这些铁桶上通上电流,放在灌木丛中,凡是落在小铁桶上的刺刺蝇统统全被电击而死。实验结果发现,染成黑白相间颜色的小铁桶上被杀死的刺刺蝇数量最少。

也许这都是真的,斑马的条纹既有防止蚊蝇叮咬的作用,又起隐身的作用。

这是动物在环境的压力下,为适应环境而产生的变化。这种变化使得它们有利于保护自己,有更多的存活机会。这是生物的适应性进化形成的一种生态平衡状态。

生物在生存竞争中不仅仅学会了用保护色来乔装打扮,而且还练就了各种各样的“模拟”环境的本领。

动物的拟态是另一种伪装,伪装者可以使自己的形体或行为方式混同于周围环境。有的动物伪装成树叶,有的则装成枯枝,以迷惑对手,保护自己。

生长在海底的扁平比目鱼就靠这种变色的把戏,避害保身。每当凶猛的大鱼游来,比目鱼便伏在海底不动。在大鱼眼里,比目鱼成了一块石头或别的什么。等大鱼失望地掉尾而走以后,海底的这位魔术大师抖擞几下,又慢慢地游动起来。

当你在小树林中玩耍,眼前飞过一只美丽的蝴蝶,你一定会情不自禁地挥手去扑它。然而,只见它忽地一闪不见了。明明看见它落在一株枯树枝上,可是只见枝条上几片摇曳的枯叶瑟瑟随风抖动。你可能气恼地摇摇那枯枝,几片枯叶随即飘落在地。你终于扫兴而去。但是那飘落的“枯叶”突然又展开美丽的翅膀飞去。原来,它就是你刚刚欲捉不着的蝴蝶。由于它能成功地模拟树叶的样子,所以人们叫它“枯叶蝶”。枯叶蝶的翅膀的正面颜色鲜艳美丽,而反面的颜色暗淡无光,就像一"片枯萎的叶片,翅膀上的条纹又极像叶脉,当它静止在树枝上时,两翅合拢,酷似一片枯叶。即使就在敌害的眼前,也难辨别。

枯叶蝶这种模拟枯叶,混淆敌害视觉,以避免遭受敌害捕食的本领在生态学上称为“拟态”。这是某些动物在进化过程中形成的外表形态或色泽斑纹与其他生物或非生物环境异常相似的本领。

拟态在昆虫中最常见。南方竹林中生活着一种竹节虫,它不仅在颜色上,而且在组织细节上都极像竹节。竹节虫对它所栖息的竹节极为成功的拟态,可以在众目睽睽之下,使它的天敌视而不见。

伪装最为出色的要数“尺蠖”,它是一种叫做尺蛾的蛾类幼虫。它栖息在树枝上一动不动,就像“钉”在那里一样,那样子简直就是树干上长出的一个树枝杈。以致使食虫鸟对它连看都不看一眼,从而得到了极大的安全。

某些鱼也有拟态的本领,有一种生活在美洲的鲈鱼,体形和颜色都极像飘落在河水上的腐叶。它生活在绿荫掩映下的河流中,当遇到敌害时,它就“装扮”成落人水中的腐叶,随那些枯枝败叶一起顺河水漂流,而保持身体一动不动,以此来逃脱捕杀者的目光。

不要以为“拟态”只是动物的“专利”。植物中也不乏乔装打扮者。生活在非洲沙漠地区的一种叫做生石花的植物,它没有明显的茎,两片肥厚的肉叶子对生,里面储藏了大量的汁液,能抵御沙漠的干旱。它的样子特别像静卧在沙漠中的一块石头。这种巧妙的伪装可以骗过动物的眼睛,以免遭被食的厄运。

动物使自己的颜色与环境一致,可以收到伪装的奇效;而有些动物恰恰相反,尽量使自己的颜色鲜艳夺目,以便捕食者一眼就能看到,给它们以警告。有一种癞蛤蟆,它的肚皮鲜红,皮肤能分泌恶臭。有些捕食者第一次捕到这种癞蛤蟆,就被它的恶臭熏得透不过气来,从此难忘,下次再见到它那鲜红的肚皮,就避而远之。癞蛤蟆也很懂得这一点,每遇到捕食者时,并不忙着逃命,只就地翻个身,四足朝天,亮出它那血红的肚皮,使捕食者望而却步。

瓢虫披着一件漂亮的外套,花色鲜艳,斑点鲜明。有人以为它爱美,实际上那一身艳妆也是一种警戒色。因为瓢虫的肉不太好吃,食虫动物对它都大倒胃口。它打扮得漂亮惹眼,是为了提醒捕食者不要吃它。

看来,在激烈的你死我活的竞争中,各种生物不练就一手防身的“绝招”,是难以生存下去的。

8.雷鸟为什么濒临灭绝

雷鸟,是鸡家族中的一个成员,属于松鸡科。雷鸟肉质细嫩,味道鲜美,低脂肪,高蛋白,营养非常丰富;雷鸟羽披美丽,冬季羽色变白,浑身洁白如雪,仅眼有一道黑羽,羽绒柔软丰厚,商品价值很高。因此,雷鸟是一种经济价值很高的鸟类。

挪威盛产雷鸟,挪威政府为了保护和提高雷鸟的数量,在19世纪末期,组织全国动物学家和有关人士进行讨论和研究,大家认为应该给雷鸟创造最好的生活环境,冬季大雪覆盖地面,增大了雷鸟觅食困难,因此在冬季应该给雷鸟人工投放饵料,帮助雷鸟过冬。

雷鸟的天敌不少,一些猛禽,如老鹰;野兽如狐、鼬等都捕食雷鸟,应该给予消灭。经过多次研究和讨论,最后制订了一个保护雷鸟的行动计划。挪威政府不惜投下大量财力、物力和人力实施计划,采用重金奖励捕杀雷鸟的天敌。计划实施后,开始几年,雷鸟的数量果然逐年增加,可是,好景不长,再过几年,雷鸟的数量不再增长,反而有所下降。

到了20世纪初期,雷鸟发生一次又一次的大量死亡,以致雷鸟的数量反而大大低于计划实施之前。挪威政府震惊了,赶紧召集全国动物学家和各方人士进行讨论和研究,找出雷鸟大批死亡的原因主要是球虫病和其他疾病在雷鸟中广泛流传。球虫病是一种原虫病,由某些球虫寄生在鸟类消化道及其附属器官的上皮细胞内引起,危害性极大,球虫卵随粪便排出,在体外完成其发育阶段,再传染给别的鸟。

那么,为什么这些传染病在保护行动计划实施之前没有大量发生,而在计划实施之后一次又一次地大发生呢?

科学家们不得不重新审议这个保护行动计划。在冬季人工投放饲料,帮助雷鸟解决觅食困难,使雷鸟在冬季不致挨饿,体质加强了,有利于抗病,这一措施无论如何也找不出错处。问题是出在消灭雷鸟的天敌上,在生态系统中,雷鸟和它的天敌鹰、狐等的关系是被捕者和捕食者之间的关系,对被捕食者雷鸟来说是如何逃避捕食者的追杀,有病的雷鸟和健康的雷鸟相比,无论在行动的灵敏性或速度上都比不上健康的雷鸟。因此先被捕食者捕捉到的大多数是体质较弱的病雷鸟,这样鹰和狐等捕食者就起到了消灭病雷鸟,从而减少雷鸟传染病的病源的作用。也就是说所谓“清道夫”的作用。

人们把雷鸟的天敌消灭了,带病的雷鸟在病菌潜伏期间混杂在雷鸟群中,到处排粪,传播疾病,雷鸟疾病就会频频发生,数量又哪有不减少之理呢?这时,挪威政府才恍然大悟,消灭天敌是导致雷鸟传染病大发生的主要原因,干了一件蠢事,于是当机立断,马上修改计划,禁止捕杀雷鸟天敌,一改捕杀受奖为受罚,同时积极地招引一些老鹰、狐和鼬等雷鸟天敌。新的行动计划执行之后,经过数年,雷鸟的数量果然逐步上升,恢复正常。

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