探索生命的奧妙

★動物世界的“建築師”

水下建設者——珊瑚蟲

珊瑚蟲屬腔腸動物,種類很多,是海底花園的建設者之一。它的建築材料是它外胚層的細胞所分泌的石灰質物質,建造的各種各樣美麗的建築物則是珊瑚蟲身體的一個組成部分——外骨骼。平時能看到的珊瑚便是珊瑚蟲死後留下的骨骼。珊瑚蟲一般以群體生活,每個個體之間以一種叫共肉的結構彼此相連,共肉部分能分泌角質或石灰質的外骨骼。珊瑚蟲的觸手很小,都長在口邊,海水經過消化腔時,其中的食物和鈣質都被它吸收。珊瑚的群體骨骼式樣繁多、顏色各異。紅珊瑚像枝條勁發的小樹;石芝珊瑚像拔地而起的蘑菇;石腦珊瑚如同人的大腦;鹿角珊瑚似枝丫茂盛的鹿角;筒狀珊瑚像嵌在岩石上的喇叭……顏色有淺綠、橙黃、粉紅、藍、紫、褐、白……這些千姿百態、五彩繽紛的珊瑚骨骼在海底構成了巧奪天工的水下花園。在熱帶地區,珊瑚繁殖迅速,生長快,老的不斷死去,新的不斷成長,骨骼也隨之增添擴大,積沙成塔,由小到大,年深月久,就成為碩大的珊瑚礁和珊瑚島了。我國南海的東沙群島和西沙群島、印度洋的馬爾代夫島、南太平洋的斐濟島以及聞名世界的大堡礁,都是由小小的珊瑚蟲建造的。珊瑚島能供人居住,它的遺骨堅硬,可以開采,當作磚石或燒製石灰。珊瑚的骨骼也可製作工藝品,有觀賞價值。然而,它們同時也形成了許多海底暗礁,對航海的安全有一定的影響。

高超設計師——蜜蜂

蜜蜂是自然界中卓越的建築大師。這可以用蜂巢那精巧的結構來證實。幾乎所有的蜂巢都是由幾千甚至數萬間蜂房所組成,它們都是大小相等的六棱柱體,底麵由3個全等的菱形麵封閉起來,形成一個倒角的錐形,而且這三個菱形的銳角都是70°32′,蜂房的容積也幾乎都是0.25立方厘米。每排蜂房互相平行排列並相互嵌接,組成了精密無比的蜂巢。經計算,這個結構的住房用材最少而容積最大,十分符合幾何學原理和省工節材的建築原則,真是巧奪天工。蜜蜂的建築速度也十分驚人,一個蜂群在一晝夜內就能蓋起數以千計的蜂房。蜂巢是由工蜂腹部下麵的4對蠟腺所分泌的蜂蠟建成的。當工蜂長到12~18天後,蠟腺已發育完全。建房時先飽餐一頓蜂蜜,然後就能源源不斷地分泌大量的蜂蠟。在一個蜂群中,工蜂是主體,約7萬隻左右,都是不會生育的雌蜂。此外,還有一隻蜂王和600~800隻雄蜂。這3種成員組成的群體結構十分穩定,分工非常精細,是一群高度合群的社會性昆蟲。工蜂有適合嚼咀花粉和吮吸花蜜的嚼吸式口器、暫時貯存花蜜的蜜胃和一對後足,後足生有采集花粉的花粉刷和花粉籃,腹部末端有防禦的螫刺。工蜂擔負著整個大家庭的全部勞動:侍奉蜂王、哺育幼蜂、修巢建房、清理垃圾、采花釀蜜、守衛門戶。雄蜂是由未受精的卵發育而成的,**發育完全,它唯一職能就是和蜂王**,其他什麽活也不會幹。蜂王和工蜂都是由受精卵發育成的。但形成幼蟲後,如果隻在開始兩三天內喂以蜂皇漿,隨後喂以較粗的飼料乳糜,則發育成為工蜂,其身體比母蜂小,生殖係統萎縮,不能與雄蜂交尾和生育;如果在整個幼蟲期間全部喂以蜂皇漿,則發育成為蜂王,它比工蜂大且能生育。它唯一的任務就是產卵。蜂王在晴朗的日子飛出時,成百的雄蜂隨後追逐。最後,隻有一隻飛得最快、體格最健壯的雄蜂才能得到蜂王的青睞,當上短命的新郎。因為它在交尾時**全部脫落在蜂王的**中,所以不久便一命嗚呼。而那些無緣與蜂王交尾的雄蜂從此便被工蜂拒之門外,成為可憐的流浪漢。由於它們不會“勞動”,最後都被餓死。

天才建築師——園丁鳥

雄性園丁鳥的高超的建築藝術才能,是其他鳥類所望塵莫及的。園丁鳥分布於澳大利亞和新幾內亞。由於種的不同,它們修築的建築物有很大不同,裝飾品的選擇和求婚儀式也相當多樣。居住在澳大利亞東部雨林中的紫園丁鳥,當雄鳥發育成熟後,早在**季節到來之前,就開始營建亭子以吸引配偶。它先在林間空地上選擇一個樹陰不太濃的地方,清理出一塊l平方米左右的地方,用一束束的樹枝插成互相平行的2行,築成一條通往亭子的幾十厘米長的林陰甬道,然後著手修築亭子,並選擇黃綠色的枝葉、藍色和黃色的花、藍色的漿果和鸚鵡的羽毛進行裝飾,甚至還會從附近居民家裏找來玻璃珠、紐扣、彩色毛線和金屬絲來作裝飾品。它還用藍色漿果的果汁給亭子內部綴色。它們把門開在亭子南端,這樣可吸收更多的陽光。在門前的空地上,鋪著細枝和青草,裏麵有各種各樣的收藏品,包括葉、花、果、蘑菇、石英、小刀、叉、剪、眼鏡、錢幣、貝殼等等,這些都是它求愛時向雌鳥炫耀的資本。當那些鮮花和漿果幹枯後,紫園丁鳥就用新鮮的來代替。它們總是盡可能地增加自己的收藏,甚至相互偷竊。一旦有雌鳥來到漂亮的亭子前,雄鳥便興高采烈,圍繞著亭子轉,向對方介紹“洞房”的華麗,同時跳起優美的求婚舞,用嘴撿起各種精致的珍品讓客人觀賞。這種求愛表演一直進行到贏得雌鳥的愛慕。然後雙雙進入“洞房”。園丁鳥的亭子僅僅是為求婚而設計的洞房,實際上孵卵巢是婚後由雌鳥修築的。這是一種杯形巢,建在離亭子幾百米遠的空地上或樹枝上。雌鳥單獨孵卵和照顧後代,而雄鳥則繼續忙於修飾亭子,引誘別的雌鳥。

靈巧縫紉女——縫葉鶯

每年4~8月間是縫葉鶯婚配生育時期。為了給子女準備個安樂窩,新婚燕爾的鶯媽媽便開始做針線活,縫葉建巢。做巢時,首先選擇一二片芭蕉、香蕉之類的大型葉片,用自己如同縫針一樣的細長彎曲的嘴,在腳的配合下把葉子合卷,並在葉子的邊緣用嘴鑽些小孔,然後將一些植物纖維、蛛絲、野蠶絲穿過去,一針一針地把葉片縫成一個口袋形的窩巢。為了防止縫線脫落,它還會在線頭上打個結,真像個心靈手巧的縫衣女。縫葉鶯考慮得非常周密,為了防止葉巢的葉柄枯死脫落,它就用草莖把葉柄緊緊地係穩在樹枝上;為了防止雨水淋進巢內,它就把巢做成有一定的傾斜度。待巢縫好以後,縫葉鶯就四處尋找羽毛、細草、棉絮和植物纖維等柔軟的材料,鋪設成一個小巧、溫暖、舒適的“家”,然後就在這個從外麵看不見的綠色搖籃裏產卵、孵卵,養兒育女。縫葉鶯分布在亞洲南部和東南部,我國有3種,大多數分布在雲南省。常見的如大尾縫葉鶯,它身體很小,長約10~13厘米,身披美麗的橄欖綠色的羽毛,頭戴棕色的帽子。它們常在村落附近的園圃、竹林和小喬木間活動,性情活潑好動,飛行迅速,長長的尾巴上下揮動,終日跳躍在花朵枝葉上覓食昆蟲。每年繁殖2次,每窩產卵3~4個,雌雄二鳥輪流孵化。

優秀紡織工——織布鳥

織布鳥是動物中最優秀的紡織工。每到生殖季節,雄鳥就開始了一場編織吊巢的緊張角逐。它們先把銜來的植物纖維的一端緊緊地係在選好的樹枝上,用嘴來回編織,穿網打結,織成實心的巢頸。然後由巢頸往下織,密封巢頂,外壁增大,中間形成空心的巢室。在巢的底部織一個長長的飛行管道,末端留有開口。這樣,巢頂既能防風遮雨,又能擋住灼熱的陽光,飛行管道用來防禦危險的樹蛇。雄鳥把主體工程完成以後,就圍繞著巢口振翅飛翔,炫耀求偶。但是,雌鳥對“婚房”的質量十分挑剔。如果雄鳥在一周內還沒找到“對象”,就會自動拆除辛勤織起來的吊巢,並在原處重新設計和編織一個更精巧的吊巢。如果這次博得了雌鳥的讚許,它們便訂下了終身大事,共同布置裝點“新房”。雌鳥從人口鑽進去,用青草或其他柔韌的材料裝飾內部,在巢內飛行管口的周圍,雌鳥還特意設置了柵欄,以防止鳥卵跌出巢外。一切工作結束之後,雌鳥便在巢內安然地產卵、伏孵、照料孩子。我國有2種織布鳥:黃胸織布鳥和紋胸織布鳥,以黃胸織布鳥較為常見,都分布在雲南省的西雙版納地區。它們常棲息在居民點附近的耕地及叢林中,不太怕人。3~8月間結群繁殖,主食植物種子和成熟穀物。

築壩工程師——河狸

河狸是最大的齧齒類哺乳動物,以樹皮、軟木、樹葉為食。它身披致密光亮的皮毛,指端有鏟狀的爪,善於挖掘,會建房築壩。尾巴扁平寬闊,無毛而披鱗,生活在水邊的河狸能遊泳和潛水。河狸是富有經驗的建築師。它們在水位變化不明顯的大河河岸邊,挖掘向上傾斜的隧道而進入河岸,並擴大成一個直徑1米、高0.5米的地下巢室。每個巢室往往有2條或更多的進出隧道,入口都在水下。巢室的最上麵被河狸作為“臥室”,靠近水邊部分則作為“餐廳”,以便於愛清潔的河狸把吃剩的食物殘渣扔到河裏,也便於排便。如果河水水位上升,河狸就會把“房”頂的泥土啃下來墊高“地板”。若頂棚太薄,就會再在上麵堆些泥土或細枝。如果水位繼續上升,就幹脆在頂部用木枝建築一個小屋住在裏麵。而在四麵環水的環境中,河狸會在水底堆起樹丫、細樹枝和樹皮等,建成高出水麵二三米的水中小島。這種小島也有進出的通道和“起居室”,入口都是在水麵以下的。河狸還會細心地用軟泥和膠泥把巢壁的縫隙細心地堵上,但它也不會忘掉保證巢室的通風。河狸還是建造攔水壩和調節壩內水位的“水利工程專家”。河狸成群合作,利用自己鑿形的利齒伐木,並用前肢把樹木推向選好方位的河中,然後切斷枝幹,用靈巧的前肢把枝幹垂直插入河底,作為木樁,再把更重的粗枝壓在上麵,同時從下遊用叉棍頂住。壩基打得很寬,再用大石頭在壩上加固。縫隙用細枝、蘆葦、雜草等混以膠泥堵嚴實,使“大壩”毫不漏水。河狸築成的大壩,壩頂中央比兩側高,這樣能使更多的水從壩的兩側漫,這真是絕妙的工程。攔河壩的建成,使上遊淺水變成了一個平靜的湖泊,深度足以使河狸在此遊泳、潛水,河狸就在這裏成家立業。唾液築窩巢的金絲燕

“燕窩”是珍貴的佳肴,又是名貴的藥材。它是金絲燕用唾液和海藻等膠結而成的窩巢。金絲燕在陡峭的岩壁上做窩,這些直徑15~20厘米大小的巢,是它們嘔心瀝血的結晶。金絲燕生活在溫暖、濕潤的亞熱帶海岸邊及周圍的海島上。每到生殖季節,它們就雙雙對對組成家庭,共築燕窩。築巢開始時,夫婦倆反複地飛向選擇地的岩壁,每次接觸時,都把嘴裏的一些粘液吐到岩壁上去,這是一種由唾液腺所分泌的膠質粘液,遇空氣迅速幹涸成絲狀。經過無數次的吐抹,它們首先在岩壁上勾出一個半圓形的輪廓,然後再逐漸往上添加凸邊,一層層地形成了一個肘托形的巢,具有很高的強度和粘合力,外觀猶如一隻白色的半透明杯子,這種用純唾液做成的巢就是最名貴的“燕窩”。窩內不用任何鋪墊,雌燕就在裏麵產卵和伏孵,雄燕則出去尋找食物。小燕出殼以後,由父母雙親喂養。其實絕大多數種類的金絲燕都不是用純唾液做巢的,而是用幹草、羽毛、地衣、苔蘚或海藻等與唾液混合、膠結建窩。

巧築麵包爐的紅灶鳥

紅灶鳥是阿根廷的國鳥,它以搭建奇異的“麵包烤爐”而著稱。所謂“麵包烤爐”,並不是真正烤麵包的,而是紅灶鳥所營建的一種橢球形巢。建成後的巢幹燥後呈紅色,堅硬結實,形狀像一座爐子,所以當地人稱它為“麵包烤爐”,而紅灶鳥也因此而獲得了“麵包師”的稱號。紅灶鳥的巢很特別,是由牛糞、稻草、植物碎片等築成的。先是由雌雄兩鳥把幾千顆小泥丸運送到宅基,然後取來牛糞等材料,用嘴和腳把這些材料攪拌成“混泥土”,然後營建巢窩。一般順利的話,新房2周就可完成。紅灶鳥的巢的結構較複雜,共分為2室,由入口進入狹窄的前室,越過中間的隔牆到達裏麵寬敞的孵卵室,室內鋪墊著柔軟的細草。這裏既是產房又是育兒室。紅灶鳥夫婦在此婚配生育。產卵約5~6星期之後,幼鳥就長滿羽毛,很快離巢,一去不返。因為在熱帶初夏的烈日烘烤下,巢內溫度很高,實在無法忍受。

建造地下宮的白蟻

白蟻是建造地下宮殿的傑出建築師,它們能在土下幾十厘米甚至數米深處修築巢穴。地下小宮殿的結構十分壯觀和複雜:外層是一道厚而堅實的防護層,巢內是片狀或蜂窩狀的住室。巢穴又有主巢和副巢之分。主巢是片狀的,在巢內安全、舒適的地方建有蟻王與蟻後起居的皇宮——扁形的住宅。而宮廷衛隊——兵蟻則住在皇宮周圍堅實的巢片中,擔任守衛皇宮的重任。副巢呈蜂窩狀,是國王忠實的臣民——工蟻的住宅。主巢與副巢之間有寬暢的蟻路相通,以傳遞信息,運輸物資。有的白蟻還增辟了幾個甚至數十個王室農莊——菌圃來培養菌類作為宮廷禦膳。我國雲南著名的土特產——雞菌就是黃翅大白蟻、土壟大白蟻等精心培育而成的。非洲和大洋洲的白蟻甚至還能營造高大的蟻塔。這些建築很像城堡,有圓錐形、圓柱形、金字塔形,常常比人高得多,最高的達7米多,占地100多平方米。充當保護層的外殼厚50厘米,像石頭一樣堅固,是白蟻把土粒互相粘連壘成的。蟻塔中布滿了無數的隧道,彎彎曲曲,長達幾百米,並建有不同的住房供不同的成員使用。如此精湛的地下宮殿是由白蟻中的工蟻負責建造的。因為白蟻也是一個由責任不同的成員所組成的社會大家庭。蟻王和蟻後隻管產卵**,生兒育女,工蟻隻管做工,擔負著蛀蝕木材、運送食物、修建巢穴、照料幼蟲的繁重任務,而兵蟻隻管防禦,肩負著站崗放哨、保衛家園、抵禦侵略的重任。這種不同的社會分工起始於若蟻的分化。當雄白蟻和雌白蟻婚飛**後便雙雙卸下翅膀,覓地挖穴,成立小家庭。第一批若蟻由蟻後親自撫育,等到3齡後開始分化成工蟻、兵蟻以及少量的有翅繁殖蟻,於是蟻王和蟻後就把工作移交給它們,自己則遷居王宮,過著養尊處優的生活。白蟻嗜食木材,對房屋建築、鐵路橋梁、倉庫物品等危害嚴重,並且對有些地區的農作物和果樹林木也有極大危害。

幼蟲當縫針的縫葉蟻

縫葉蟻是生活在南亞熱帶地區樹頂上的一種大型螞蟻。它們的房屋是利用樹葉縫製的圓形或橢圓形的葉巢,有足球那麽大。建造住房時,縫葉蟻先挑選大而完好的葉片,然後在兩側靠近的葉緣間,一個挨一個地排好位置,一麵用腳緊緊地抓住一側葉緣,一麵用嘴咬住另一側葉緣,並小心地移動它們的腳,極力把分開的兩側葉緣拉攏。如果葉緣之間的距離太遠,就會有許多工蟻首尾相接,相互抓住,形成一座橫跨葉隙的蟻橋,然後再小心地將葉片拉攏。當縫隙由於它們的共同努力而縮小或消失時,另一批工蟻又上來了。它們各自口中都攜帶著一隻長大了的幼蟲,作為活的“織布梭子”。先把幼蟲的嘴壓進一側葉緣,並通過擠壓使幼蟲分泌出一種粘性大、強度高的絲線,然後再把幼蟲的嘴壓向另一側葉緣,如此來回穿梭,就把兩側葉緣縫合起來,形成一個圓形的葉巢。縫葉蟻把它們的幼蟲既當成紡線的錠子,又當作織布的梭子來使用,這一奇特的現象是低等無脊椎動物使用工具最引人驚奇之處。而縫葉蟻正是依靠這種絕技建造起大家庭的“空中樓閣”。縫葉蟻很珍惜自己的葉巢,任何入侵者都會遭到它們的勇猛反擊。它不但會咬人,而且還會噴射腐蝕性的毒汁。

水下建洞房的三棘刺魚

三棘刺魚是生活在海洋中的一種小型硬骨魚,因脊背上有3根禦敵的棘刺而得名。它是以鳥類的方式建巢的著名水下建築師。當產卵期臨近時,大群的三棘刺魚便從深水遊向淺水處。這時的雄刺魚體色發生了顯著的變化:由平時的青灰色逐漸變成了豔紅色。雄魚離開魚群,各自在較淺的、長著各種水生植物和海藻的沙質或石礫的海底,選擇合適的領地,營建新房。築巢時,雄魚先在海底的泥沙裏用嘴挖一個淺槽,然後收集各種海藻絲,水生植物的葉子、根及其他植物碎片,把這些材料堆積在槽溝的上方。接著雄魚緩慢地遊過鬆散的葉堆,同時分泌出一種粘性物質,把各種碎片膠結在一起,使球巢產生更大的內聚力。接著在對麵開一口子並修建坑道,並把坑頂向上推,以擴大內腔。洞房竣工之後,雄魚開始追求雌魚。當接近滿腹是卵的雌魚之後,雄魚便跳著“之”字形的舞蹈,把雌魚引到門口,用嘴示意方向讓雌魚進入。如果雌魚想退走,它就用刺進行威脅。雌魚人巢產卵後,從第二個門口遊出,而雄魚從第一個口進去給卵授精。以後仍可以誘使其他雌魚在同一巢裏產卵,直到巢內容納至幾百粒卵為止。最後,雄魚單獨呆在巢裏,精心照料自己的後代,並把所有的競爭者、雌魚以及任何靠得太近的動物都統統驅逐開。雄魚停歇在入口的前麵,用胸鰭把新鮮的水扇進巢去。如遇巢內缺氧,它會在巢壁上開個孔,以保證通人足夠的氧;如遇巢有損壞,它就立刻加以修補。約1周後,幼魚孵出離巢,形成密集的小群,在“父親”的看護下,到巢附近活動。如果小魚掉了隊,父親就會把它含在口裏送回魚群。幾周後,小刺魚便離開了爸爸集群而去。

苦心營溫室的營塚鳥

營塚鳥是澳大利亞的特產鳥類之一,它以“營塚”產卵、傳宗接代而名揚鳥族。營塚鳥由於種類和分布地區的差別,在築塚形式和方法上也各有特色,其中以棲息在澳大利亞南部草原灌木叢中的眼斑營塚鳥營塚的過程最複雜,建造土塚的時間也最長。因為這個地區條件惡劣,晝夜溫差很大,為了能保證卵得到一定的溫度正常孵化,營塚鳥用各種樹葉堆積成丘狀塚,借樹葉腐爛發酵產生的熱量孵卵。每年秋天(在南半球大約是4月份),雄性眼斑營塚鳥就開始和鄰居們一起動工興建溫室了。它們將四周灌木、雜草、樹葉銜來,先用強趾利爪挖一個深l米、直徑2.5米的大坑,夜間把找來的樹枝、雜草等填進坑內,雌鳥經**後在此產卵。然後由雌雄鳥共同在上麵堆積樹枝和沙土等,蓋住卵形成一個大土塚。很快,塚內植物材料堆積發酵,溫度升高,卵逐漸開始孵化。但是營塚鳥卵孵化時需要較恒定的溫度,而堆肥發酵產熱很難做到恒溫。為了克服這一矛盾,聰明的雄鳥就在樹葉堆上打一個小洞,用翅翼下部無羽的部分貼進腐土堆或把頭深深地探進去,用自己的皮膚測量溫度,以便及時扒開或堆上樹葉,將溫度調節在孵化所需的30℃~34℃。雄營塚鳥從秋到冬,從春至夏,幾乎要辛苦10個月左右,單是堆積大塚就要耗去4個多月時間。然而,經過9~12周的孵化期,雛鳥在土下約90厘米深處破殼而出,經過艱難的15~20小時才得以鑽出土塚。可這些剛出來的伶俐小雛鳥卻不認識為它們辛勤勞作的父母,先在地麵拍翅奔跑,24小時後就能飛翔,然後就離開父母獨立謀生。大約1年後,它們也能像父母那樣從事辛苦的營塚工作了。