撒哈拉酷熱下的銀蟻勇士

在撒哈拉沙漠地區炙熱的烈日下，地表溫度可能高達70攝氏度以上。這已經不是一般意義的熱了——熾熱的空氣連呼吸都困難，沙土滾燙，不僅不能用**的皮膚去接觸，甚至能灼傷皮膚。在這種環境下，大多數動物，包括沒有采取任何保護措施的人，在短短的幾分鍾時間裏就會斃命，因為任何溫血動物在這種環境中都會脫水和中暑。即便是對於具有許多進化特點、適應高溫環境的駱駝來說，這種環境也異常艱難。可是，如果你仔細觀察，就會發現沙漠中有一些針孔般的細小洞口。烈日當空之時，地球上最頑強的一種昆蟲便會露麵，在熱浪滾滾的世界裏覓食，一般來說每次出動不過幾分鍾而已。一旦沙漠的氣溫開始下降——下降一兩度足矣——它們就會返回自己的巢穴，等待第二天的酷熱時分。

這裏就是沙漠銀蟻（Cataglyphis bombycina）——地球上適應能力最強的動物之一——的領地。它們不僅能夠在這種酷熱的環境下生存，而且能夠積極繁衍。它們把酷熱當做抵禦那些不太耐熱的獵食者的武器。為了做到這一點，它們進化形成一種極端的生活方式——每天有很長一段時間蟄伏不動，而一旦氣溫急劇升高就會狂奔出外覓食，每次離開巢穴時都使自己置身於熱浪與生死之間。它們的食物來源就是那些被酷熱殺死、殺傷的動物——蜘蛛、百腳蟲和其他沒來得及返回巢穴便在正午的烈日下死去或奄奄一息的昆蟲。為了收集到它們的午餐，螞蟻們隻在氣溫令大多數動物無法忍受時才會衝出巢穴。

爬上地麵之後，它們便四散開來，在8—10分鍾內尋找被高溫殺死的遇難者的屍體。一旦氣溫攀升到連它們都無法生存下去的程度，它們便吃力地拖拽著食物返回巢穴。這就是銀蟻的一天。

這是一種恐懼不堪、極度緊張的生存方式。但這也是一個絕好的例證，說明進化的壓力是怎樣創造出能夠在不毛之地生存下來的特征。50攝氏度的體內溫度是活的複雜生物體可以忍受的最高溫度。超過這一溫度，使生命成為可能的生化過程就開始瓦解：呼吸變得困難，氧氣也無法有效地被輸送到全身；大腦和神經係統也開始退化。細菌的生化過程要簡單一些，一些細菌在100攝氏度時仍然狀態良好。但是對於昆蟲和其他能行走的生命形態來說，大自然還沒有找到讓它們逾越50度大關的辦法。

那麽沙漠銀蟻如何能在65攝氏度以上的環境溫度中存活下來呢?沙漠銀蟻依賴於一些獨特的進化特點。最簡單的一點就是它們有修長的腿和小小的腳，這些使得它們能夠跳過地表，減少同熾熱的沙石的接觸。隻要離開地麵哪怕幾毫米，溫度就能降低6—7攝氏度。要是緊貼地麵，這些銀蟻恐怕就沒有任何生存機會了。

它們的動作也很迅速。如果你曾經體驗過在炎熱的天氣從疾馳的汽車中把手伸出窗外，你就會知道強勁的氣流具有明顯的降溫作用，即使空氣本身很熱。為了充分利用氣流的降溫作用，同時也是為了逃避獵食者，沙漠螞蟻會以每秒1米多的速度來回奔跑。這個速度雖然不及人步行速度的一半，但是它幾乎達到昆蟲運動的速度記錄了。值得注意的是，雖然我們一步就能跨過很遠的距離，可是螞蟻的腿要短得多，必須以更快的頻率才能保持相當的速度。如果人的腳步也能達到如此之頻率，那麽我們每次走出大門的時候就會遇到音障。然而對於螞蟻而言，更快的速度意味著更少的熱量。難怪蘇黎世大學動物學研究所的呂迪格·維爾納教授把沙漠銀蟻稱為“昆蟲界的賽馬”。

最後一點，銀蟻還經常休息以躲避高溫。如果氣溫達到無法忍受的地步，它們就會繞道前往距離最近的、適宜在沙漠裏生長的綠葉，沿著莖爬上植物，沉浸在遠離沙漠的涼爽空氣之中。這樣就能減少一部分熱損傷。在最熱的日子裏，銀蟻覓食時有75%的時間是停留在這些“避熱”處或其附近的。銀蟻的小個頭在這種環境中既是福，又是禍。雖然它們的體溫能很快升高——比人要快得多，但螞蟻的身體也能很快消散熱量，這樣它就能做好準備，等到充分休息之後緊接著在沙土上來一次衝刺，利用空氣為自己降溫。

但是沙漠銀蟻令人如此感興趣的並不僅僅在於它的耐熱性。由於覓食時間很難得，它們識途的本領一定要比大多數動物強。導航技術上的絲毫差池都將是致命的。因此，這種小昆蟲進化產生了一套複雜的、令人叫絕的技巧和行為，有助於確保它們能精確地知道自己所處的位置和前進的方向。

銀蟻采用的最明顯也是最簡單的一種導航工具就是航位推算法——從字麵上解釋就是推算走過的距離，並根據走過的路程來判斷方向。這種方法已被水手用了好幾個世紀了。雖然大海中潮起潮落，風向變幻莫測而且缺航路標，但是航位推算法的精確度很高，足以讓人們放心地環繞全球。可是即使專家采用航位推算方法也會出現誤差。所以航海家們隻是在沒有其他選擇的情況下才會使用這種方法。

然而，銀蟻做起來則要容易多了。除了流沙外，沙漠的地勢差不多還算穩定。銀蟻需要做的就是隨時計算出行進了多遠以及行進的方向。它們一邊走一邊將距離和方位合在一起考慮，得出一個簡單的結果，然後推算出安全返回巢穴需要走多遠的距離以及返回的方向。

這種被稱做向量和的數學方法使銀蟻天生就具備一隻羅盤——但這隻羅盤並不是指向磁場北極，而是始終指向回家的最佳路線。

到了巢穴附近，向量和的另一個因素——距離因素——便開始發揮作用了。如果銀蟻爬過預先計算好的一段距離後還沒到家，它便有點糊塗了。於是它就開始進行隨機搜索。這時，銀蟻很有可能會在野外被活活烤死。如果是出於某種原因航位推算法失靈了，碰碰運氣也許能給它提供額外的保護。

銀蟻是怎樣知道自己爬行的距離和方向呢?最直接的答案就是根據大地在銀蟻眼睛中所滾動的速度。當沙漠銀蟻被放置在一個人為設計的模擬地形環境中，如果地形不隨其運動變化而變化的話，那麽它們往往會出現距離判斷上的誤差。相反，能量的消耗似乎沒有多大影響。在另一項研究中，人們小心地讓銀蟻背負一些小的重物。結果表明額外的負重並不妨礙它們找路的能力。

高度和傾斜度似乎也沒有太大的影響。研究人員設計讓銀蟻翻越一片高低起伏的坡路，它們成功地排除了沿著障礙物爬上爬下帶來的額外路程的因素，計算出距離巢穴的水平距離。這一實驗表明，銀蟻能像計算水平距離一樣有效地計算高度和傾斜度，這使得銀蟻導航的本領更加令人驚歎。

對人類來說，進行向量計算需要全麵掌握三角學。那麽銀蟻能在腦子裏進行正弦和餘弦運算嗎?另一個實驗證明，情況不是這樣。研究人員訓練銀蟻沿著一根固定的管道爬行，這裏它們隻能看到天空而不能看到周圍的地形。當人們放開銀蟻讓它們前進時，它們無法判斷管道和太陽之間的夾角變化而不斷犯錯誤。

事實上，銀蟻似乎是利用光線的偏振現象來計算角度的。在它們活動的短暫時段裏，它們所能察覺到的偏振角度基本上是不變的。相反，當在一個光線角度可能發生變化的環境裏做實驗時，它們就會錯誤百出。

雖然它們的腦子很小，但銀蟻似乎能夠構建巢穴周圍地區的地圖。在管道實驗中，如果它們能夠觀察到周圍的地形，它們的導航本領就會有極大的提高。在另一項實驗中，沙漠銀蟻被放置在一個與平常的巢穴有細微差別的人工環境中。地形與它們所習慣的差別越大，銀蟻犯的錯誤就越多。

隻要撒哈拉地區的氣候不出現大的變化，沙漠銀蟻的生存似乎就有了保證。它告訴我們，即便是在不毛之地，生命也能延續下去。它也告訴我們，對於我們所擁有的技術來說，大自然也許早就掌握了——比我們早了千百萬年，甚至幾十億年。