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第20章 动物学家的故事(20)

在旷野草原,或在乡村土路,人们时常会看到一堆牛粪上有一对黑色硬壳的昆虫在不停地忙碌着。它们又爬又搅,渐渐地一个圆粪球做成了。接着,一个在前拉,一个在后推,这一拉一推,粪球就向前方慢慢滚动。原来这是一对夫妻。通常雌虫在前,雄虫在后,配合默契,那种情景,十分有趣。这种灵巧滑稽的小昆虫,就是人们通常所说的蜣螂或屎壳郎,也有称它为粪金龟或牛屎龟的。我国明代李时珍著《本草纲目》中记载屎壳郎还有推丸、推车客、黑牛儿、铁甲将军、夜游将军等好听的名字。

在公元前几千年,埃及尼罗河边的农民就注意到了蜣螂的这种行动,他们见到这种现象很奇怪,这个圆球是什么东西?为什么这种甲虫要推动这个圆球呢?于是有了一些迷信的想法,人们认为这个能够旋转的球是每天运动一周的地球的形象。由此,蜣螂受到了人们的尊敬,称它为神圣甲虫。古代埃及人还说,蜣螂是按照地球运行的方向从东到西转动它的球的。它随后把圆球埋在地下28天,恰巧是月球绕地球运行一周的时间。球里的卵经过4周,起了变化。第29天,雌蜣螂回到埋球的地方,将球取出,打开它,投入尼罗河中。经河水一浸,一只蜣螂便从球里钻了出来。蜣螂是受了天空星球运转的启示,才这样行动的,它是地球的一种“灵物”,难怪古埃及的一些文物——金印、玉印的造型像蜣螂呢。几千年来,对于蜣螂的圆球发生兴趣的人很多,可谁也没有去深入研究,谁也没有认识它的生活习性,谁也不知这种球的确切用途,谁也不知道蜣螂是怎样养育自己的后代的。

最终为人们揭开这个谜的是19世纪时的法国人法布尔。经过认真细致的观察,法布尔发现,蜣螂将粪便制成球状之后,会先把粪球藏起来,然后再吃掉。蜣螂还以这种方式给它们的幼仔提供食物。一对正在繁殖的蜣螂会把一个粪球藏起来,但是这时雌蜣螂会用土将粪球做成梨状,并将自己的卵产在梨状球的颈部。幼虫孵出后,它们就以粪球为食。等到粪球被吃光,它们已经长大为成年蜣螂,破土而出了。法布尔还发现,蜣螂的卵孵化出幼虫,最多的需要33天,最少只要21天。

法布尔从第一次观察蜣螂到最后得出准确结论,经过了40年之久。这时的法布尔已经是一位著名的昆虫学家,并写了一部200多万字的“昆虫史诗”——《昆虫记》。在这部宏大的著作中,法布尔向人们介绍了400多种昆虫和其他小动物,第一篇写的就是蜣螂,法布尔将其称为“清道工”。

由于蜣螂以吃屎为生,大多数人觉得它是一种无用的可怜虫。但当它跨越国界之后,名声一下提高,把它命名为生态卫士,一点儿也不过分。澳大利亚为了发展畜牧业,引进了大量的牛羊。四千五百万头牛每天有四亿五千万堆又大又湿的牛粪排泄在草地上,大片大片的草地被牛粪盖得严严实实,压抑着牧草的生长。这些牛粪风化后又干又硬,几年也不分解,这又挡住了牧草生长,使之出现“黄化现象”,不久即枯萎而死。每年被牛粪毁坏的草场竟达三亿六千万亩,严重地威胁着畜牧业的发展。牛粪激增又为苍蝇提供了大量孳生的条件,各种苍蝇达到了铺天盖地的程度。经科学家们调查研究,决定放养蜣螂。10多年来,澳大利亚从我国和其他地区引进了若干种蜣螂,每年在300个点放养500万只蜣螂,3年之内成绩卓著。蜣螂把刚排出的牛粪滚成珠团,最后以巧妙的方式神速地运储于地下。这样不但疏松了土壤的结构,增加了土壤的养分,促进了牧草的生长,而且控制了苍蝇的繁殖,很快使昔日几乎崩溃的牧场又充满了勃勃生机。

蜣螂是属于金龟子科的一大类昆虫。目前已经发现的约有15000多种,分布在南极洲以外的任何一块大陆。屎壳郎在调节生态平衡中能发挥出巨大的作用这个事例说明,自然环境中的生物对生态环境都有着各自的贡献,我们今天认为它无用是因为我们还没有认识到它的作用,一旦认识到了,各种生物必将为人类所利用。

萤火虫与“冷光”

萤火虫会发光,很多人都知道。东晋时期,有个名叫车胤的人因为家里穷,常常无钱买油点灯夜读。一个夏天的晚上,车胤正坐在院子里摸黑背书,见到许多萤火虫在空中飞舞,像许多小灯在夜空中闪动,心中不由一亮,他立刻捉住一些萤火虫,把它们装在一个白布袋里,萤光就照射出来。车胤在每年的夏夜就用这个方法来读书。车胤由于长年累月地日夜苦读,长大后终于成了一个很有学问的人。

萤火虫是一种什么样的虫子呢?萤火虫在昆虫学上属于鞘翅目萤科。它的一生要经过卵、幼虫、蛹和成虫4个发育阶段。成虫往往居住在阴暗潮湿的腐草丛中。每年6月间,成虫就出现了,经过雌雄交配,卵产在河边腐草根丛中,大小和蚕卵相当,颜色淡黑。经过1个月孵化,卵变成幼虫,也是淡黑色,身体呈纺锤形,有3对步足,生活在水边草丛中,吃蜗牛和钉螺生活。到了寒冷的冬天,幼虫钻入地里越冬,第二年的晚春,在土里化蛹。蛹再经过3个星期,就变成了成虫,那就是萤火虫。

萤火虫怎么会有发光的本领呢。原来,萤火虫的光来自它腹部最后两节的发光器。发光器的构造分3部分:一是发光层;二是发光层上面形成小窗孔的透明表皮;三是在发光层下面,由反光细胞构成的反光层。发光层里有几千个发光细胞,它们都有两种发光物质——萤光素和萤光素酶。萤光素在萤光素酶的作用下,在细胞体内水分参与时,与氧气化合,使化学能转化为光能,于是发出萤光。氧气是由呼吸系统的气管进入发光器的。如输送的氧气多,发的光就亮;输送的氧气少,发的光就弱,甚至看不到它。这就是为什么夜晚看见的萤火虫的光,总是一明一暗的道理。

至于萤火虫发光的目的,科学家们提出的假设有求偶、沟通、照明、警示、展示及调节族群等功能;但是除了求偶、沟通之外,其他功能只是科学家观察的结果,或只是臆测。1999年,一位研究人员发现,误食萤火虫成虫的蜥蜴会死亡,证实成虫的发光除了找寻配偶之外,还有警告其他生物的作用。

萤火虫发的光,被称作“冷光”。它与火焰、电灯光完全不同。电灯只将电能的很小一部分转变为可见光,其余大部分都以红外线形式变成热能浪费掉了,而生物光能将化学能100%转变为可见光,是现代光源效率的几倍到十几倍。冷光不仅具有很高的发光效率,而且光线柔和,很适合人们的眼睛。近年来,人们在研究萤火虫的发光中获得了巨大的成就。先是从荧光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶。接着,人们又用化学方法人工合成了荧光素——冷光源。所有这些成就,使得人类大大接近了模仿生物发光过程创造冷光源的时代。过去,根据对萤火虫的研究发明了日光灯,使人类的照明光源发生了很大的变化。现在,生物光可用掺和某些化学物质的人工方法获得,大概,大规模应用它的那一天为期不远了。例如,创造有辐射热的发光墙或产生冷光的发光体,它们对于手术室和研究实验是非常方便的,当然也会给人民的生活带来许多好处。到那时,大概电灯或随便什么别的光源都会不受欢迎了。

除了萤火虫外,在自然界会发光的生物很多。动物界大约有1/3包含有发光生物;海洋中会发光的细菌已知有70余种。在某些深海水域,几乎95%的深海鱼类都会发光。人本身也能发光,当然放出的光绝不会像神话小说中所描述的头上有光环那样,而是放出肉眼所不能见到的超微光。

人蚊之战

蚊子是人们非常熟悉的昆虫。每当夏日将至,它们就开始想方设法“来访”人类或动物。没有任何东西能像蚊子那样给人类带来持续的烦恼和灾难。蚊子日夜不停地吸食包括人类在内的所有温血动物的鲜血,成为名副其实的“吸血鬼”,令人深恶痛绝。

蚊子是一种十分古老的动物,距今已有1亿多年,进化至今它们已十分适应各种险恶环境。在地球上,除了海洋外,蚊子可以生存于任何有水的地方。现已知蚊子共有2500多种,如库蚊、伊蚊、按蚊等。

蚊子要经过卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段。幼虫和蛹生活于水中,幼虫一般以食水藻、微生物为生。成虫多在黄昏及夜间出来活动,雄蚊取食植物的花蜜,雌蚊则吸取人、畜的血液,能传播各种传染病。据世界卫生组织统计,非洲、亚洲、中南美洲,伊蚊传播黄热病和登革热,这些地区每年至少1万人死于黄热病,100万人死于登革热;全球每年有5亿人被按蚊传播的疟疾感染,其中200万是非洲儿童,若得不到及时治疗,1年内他们大多会死去。有些伊蚊叮咬其他动物后再叮咬人,将嗜睡性脑炎病毒传染给人,致使每年3万人丧命。

在人类历史上,死于蚊子传播的疾病的人数大大超过了死于战争人数的总和。美国和西班牙的战争中最大的伤亡是蚊子造成的。法国拱手相让巴拿马运河给美国,是因为太多的法国人死于黄热病。甚至人类的文明进程也被蚊子阻挡了一下,非洲就是由于受到疟疾的困扰而长期不得开化。一位英国学者认为,蚊子所传播的疾病是摧毁古希腊和古罗马文明的主要力量。所以有人认为蚊子是人类最大的死敌,这一点儿都不为过。

人们不禁会问,为什么至今人类对蚊子还束手无策?其实人类与蚊子的斗争已延续了100多年。但蚊子是一种适应能力极强的昆虫,它们能很快适应新的生存威胁,即使是专杀害虫的DDT,后来对蚊子也失去了原有的威慑力量。时至今日,一些高科技手段像基因技术也开始加入到灭蚊的斗争中来。

当一些科学家利用“基因战术”培养和研究蚊子的时候,一些在疟疾横行地区工作的医生们也有了他们自己有趣的发现:有的人家吸引了许多蚊子,有的人家里却没有一只蚊子,大约有20%的人会吸引80%的蚊子。

为什么有的人会成为蚊子世界的“诱惑者”呢?这是令科学家大感兴趣的课题。在公共卫生领域内,那些“招蚊子者”被称为“超级传播者”,他们更容易感染疟疾并将疾病传播开来,因为大多数的蚊子总喜欢叮咬他们。鉴别出这些“超级传播者”并治愈他们,将有助于阻断疟疾的传播。

普通人和“超级传播者”之间的差别非常微妙。非洲一些有经验的老人很久以前就注意到,大量饮酒者以及不愿经常洗澡的人往往更容易吸引蚊子。十几年前,奥地利一位研究人员决定用自己的身体做一个测试:他在纱帐中放了四种不同种类的蚊子,然后自己脱得只剩下内衣裤钻进纱帐,看哪些蚊子喜欢咬他的哪个部位。结果他发现,欧洲按蚊喜欢停留在他的脸上,非洲按蚊则喜欢聚集在他的脚部。之后,他对自己脚部的细菌进行分析,然后用这种会产生异味的细菌培养出一种气味浓烈的干酪,再用来喂蚊子,结果非洲按蚊立即群集而来。

气味之间的微妙不同会吸引蚊子,这种想法非常诱人。想想看,只要我们破解这个气味之谜,那么我们就能发现那些“超级传播者”,甚至发明出一种让蚊子无法抗拒的气味捕蚊器,让数以百万计的蚊子义无反顾地走上死亡之路。但是,要真正破解这个谜团相当困难,问题在于哺乳动物的气味大致都是相同的。人类身上大量存在并散发出的两种主要气味是乳酸和二氧化碳,其气味之浓烈足以压倒其他一些微弱的气味。另外,人的气味还受到情绪压力或饮食差异等因素的影响,每个人的气味每天都会有所变化。

一位致力于研究人类气味及对蚊子的影响的美国科学家发现,人的气味由350种不同的化合物组成,他将其中最主要的30种化合物混合在一起做成“诱捕袋”,希望研究出最有效的驱蚊剂。他还认为,如果能将人类的气味稍微改变一点儿,也许就能让蚊子产生困惑,从而使人在蚊子面前“隐身”,或者至少让蚊子不屑一顾。

迄至今日,在这场“人蚊之战”中,人类仍然处于下风,但也许有一天,会有一种科学办法可以一劳永逸地结束这场大战,人类最终会战胜蚊子,毕竟人要比蚊子聪明得多。

蚊子的嗡嗡声是它们的求偶声。蚊子通过快速振翅发出这种音调极高的恼人声音,每秒钟振动次数高达500次;蚊子袭人时会巧妙地利用人的移动、身体热量以及体味等来确定目标。当一群蚊子袭来时,拼命挥动手臂驱赶,只会吸引更多的蚊子叮上你。

顽强的蟑螂

它诞生于恐龙之前,却又不为人知;它散播病菌,却又是一味良药;它让一些人作呕,却又让另一些人垂涎。它就是有史以来最具争议的昆虫——蟑螂。

蟑螂是地球上产生的最早的一批有翅膀昆虫。人们曾经在美国俄亥俄州一个煤矿中发现过一块琥珀,里面包裹着一只蟑螂,经过测定,这块琥珀形成于3亿年前的石炭纪。石炭纪以后,许多昆虫由于不能适应环境的变迁,相继被淘汰了,蟑螂却能顽强地生存下来,成了活化石。可见它的生命力是多么强了。更加令人不可思议的是,几亿年来,蟑螂的外形并没什么大的变化。

蟑螂拥有强大的繁殖能力。雌蟑螂一生只会交配一到两次,然后将精子储存起来慢慢使用。一只雌蟑螂一生可以繁育数万个后代。它用特殊的分泌物将卵块包裹起来,这些分泌物干燥后变成棕色的硬壳,称为“卵鞘”。这些看起来像小豆子一样的卵鞘抗高温,耐干燥,一般的杀虫剂也奈何不了它。于是乎每当人们使用各种武器剿灭蟑螂,初看上去战果颇丰,不多时一拨小蟑螂又迅速滋生起来,这就是卵鞘的作用。某些蟑螂,还有一手绝技,那就是“孤雌生殖”。在生存条件险恶,无法完成交配的时候,它们的雌虫也会产下可以孵化的卵,当然,这些没有“爸爸”的蟑螂,也都是雌性的。

蟑螂几乎什么都吃,香的、臭的、硬的、软的。有时候它还会去啃书脊里面的浆糊,把书咬破;钻进电视机、收音机里,把电线包皮咬坏;甚至能咬伤婴儿的皮肤和手指。它还吃粪便、痰液和小动物的尸体。它们虽然不挑食,但是也有偏好,蟑螂偏好脂肪类食物,正是由于它们体内富含脂肪,所以能一个月不进食而安然无恙。

说起蟑螂的运动能力,那真是小而强,蟑螂是六条腿的奔跑专家,据科学家测算,它们每秒可以跑过50倍身长的距离,而且它们平衡能力极强,可以在崎岖不平的表面奔跑如飞。难怪很多研究仿生的科学家都把蟑螂作为最佳运动模型,漫步火星的六个轮子的火星车,就借鉴了许多蟑螂的经验。

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