动物的生物钟
人们早已知道,某些生物的活动是按照时间的变化(如昼夜交替、四季变更或潮汐涨落等)来进行的,并具有周期性的节律。
科学家研究发现:凡生物体的活动都是具有时间上的周期性的节律的。现代科学表明,某些生物测量时间的准确性是很高的。现今通常把生物这种测量时间的本领叫做“生物钟”。
有种鸟叫雀雕鹭,生活在离海边50千米的地方,它们每天飞到海边的时间,总比前一天推迟50分钟。这样,每天退潮之后,它们总是海滩上的第一批食客。要知道,潮汐时间每天恰好向后推迟50分钟。
砂蚤是栖居于海滨的一种生物。每当涨潮高峰时,它们从沙滩里钻出来,在波涛翻滚的大海中游泳觅食,落潮时就钻入沙滩,静候着下次高潮的到来。如果将它们养在海水罐中,并维持在恒定的条件下,人们这时竞也可以发现在涨潮高潮时间,它们在水中游泳,而其余时间则安静地在罐底休息。
如果用除虫菊灭蝇,下午三时使用特别有效,而用以杀蟑螂,则于下午五时半最有效。
生物钟已被概括为生物有机体的一个特征,是活着的动物(包括人类)身体内的一种内在系统,它决定着动物在一天中的生理节奏周期。生物钟的主要作用是对动物的许多行为过程施加影响。如机敏和疲达,研究鸟类迁徙的办法也先进了。如在鸟体上涂上颜料,便可以采用雷达跟踪,或者将微型发报机缚在鸟体上,用无线电跟踪等。
尽管研究鸟类迁徙取得了很多成果,但仍有许多疑难问题至今无法解答。
对于鸟类每年不辞辛苦,往返于千山万水之间究竟是为什么的问题,有几种看法:
一种说法认为,北半球北部鸟类迁徙起源于冰河时期。当时在这一带的鸟类由于冰川的推进而被迫南迁,但它们依恋家乡的本性不改,到第二年夏季冰雪融化时,又返回出生地筑巢繁殖。
有的科学家则认为所有的鸟类都起源于热带,其中有些种类为了寻找更好的繁殖地而北上,等到繁殖季节过后,又因为冬季的寒冷无法忍受而被迫向南方迁徙,到了第二年又如此重复逐渐养成了这种习性。
另一种说法认为鸟类大都是具有漫游的习性,固定在一个地方生活的鸟类只是少数,它们必须忍受当地一切恶劣的气候,有些种类就被环境所淘汰,而只有那些具有漫游习性的鸟类才容易活下来。鸟类的这种嗜好,由于不断演变的环境选择作用,逐渐地形成了各有不同的迁徙路线。总之,鸟类迁徙的原因要追溯到远久的年代,所以,用现在的情况来解释鸟类迁徙的原因,总是得不到令人满意的结论。
还有人认为,鸟类春季的迁徙与繁殖有关。因为越冬地夏季酷热,不适宜鸟的产卵繁殖,所以春季要迁徙到相对较冷的北方进行繁殖,那里纬度高,夏季日照长,有利于哺育幼鸟。而越冬迁徙则是由于食物缺乏引起的,繁殖地区冬季严寒,大地被冰雪覆盖,万物萧疏,昆虫、谷物几乎绝迹,对鸟类觅食和生活十分不利,所以秋天时就南去越冬,迁徙到食物丰富的地方栖息。
鸟类的迁徙是外界环境条件变化与其体内生理状况相互作用的结果,如日照和温度的变化,影响到鸟类的神经系统、内分泌器官和性器官的机能也随之变化,促使鸟类发生相应的反应,这种反应逐年加强,世代相传,就形成了固定不变的迁徙本能。
除了鸟类,那些貌似纤细柔弱的昆虫也有惊人的迁徙本领。飞蝗是“举世闻名”的“马拉松”健将:它们可以一口气由非洲西部飞到英伦三岛,轻而易举地飞过八九百千米,最远可以达3600多千米。
在花丛中翩飞的蝴蝶是昆虫中的“洲际旅行家”。每年秋季,美洲北部的蝴蝶要迁到南方过冬。它们横渡波涛汹涌的大西洋,穿过亚速尔群岛,然后飞抵非洲的撒哈拉大沙漠,行程5000千米;英纳克大蝴蝶,成群结队从美国西北部向南飞行,穿越西南部的得克萨斯州来到墨西哥中部。它们在2千米的高空任意飞翔,平均每小时可飞行十七八千米,如果加速飞行每小时可达90千米,即使遇上飓风也阻挡不了它们。
昆虫迁飞之所以能准确无误地到达目的地,可能是由于它们的机体内含有四氧化三铁,因而具有感觉地球磁极的高超本领。有的科学家认为,蝴蝶迁飞和鱼虾的洄游与生殖和气候条件有关。例如,美洲的“彩蝶王”每年秋末从加拿大迁飞到墨西哥马德雷山脉的陡峭山谷中去繁殖后代;欧洲的峡蝶,每年秋季都要迁飞到非洲,以避开严冬的威胁。
生活在南美洲西沿海的绿海龟,成群结队穿越万顷波涛的大西洋,历经两个月,游过2000多千米,来到优美、静谧的阿森松小岛上。原来,它们是来此“旅行结婚”的。在这孤零零的小岛上,它们各自寻找对象进行交配、产卵、繁衍下一代。接着,它们又成群结队地返回巴西沿海。
虾和小黄鱼春天的洄游是为了产卵繁殖,所以叫做生殖洄游;而秋末的洄游,是为了躲避隆冬的寒冷,寻找合适的越冬场所。也有的科学家认为,蝶类的迁飞和鱼虾的洄游,是气温、气压、光照、风雪、水温、食物等环境条件的变化和生理上的刺激相互作用的结果。
这些动物经过长途跋涉后,还能准确无误地到达目的地,这其中有什么奥妙吗?有人认为,海龟除借助海流与海水化学成分导航外,还有凭借地球重力场导航的本领,它的日游的特定活动时间是由体内的生物钟确定与控制的。鸟类飞行的“发动机”是胸肌。飞行时,双翼不只是单纯地上下扑动,还有向前推动的作用;许多鸟类靠着体内的生物钟,在感觉上能随时探知太阳位置,因而总能以太阳位置确定方位,这就是所谓的依据“太阳罗盘”进行的导航。
但是,动物迁飞和洄游之谜,迄今还没有完全揭开,还有待于科学家们去进一步研究和探索。
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