正文 第8章 生物鍾——動物的節律行為(1 / 3)

在我們日常生活中,有人會覺得自己的體力、情緒或智力一時很好,-時又很環,這是什麼原因呢?科學家研究發現=人從誕生之日起,直至生命終結,其自身的體力、情緒和智力都存在著由強至弱、由弱至強的周期性起伏變化。這種節律性像鍾表一樣,按照一定周期重複出現,時間很準確,但就像鍾表一樣也會延遲或提前。生命活動的節律在生物學中稱“生物鍾”,其實動物也是這樣,不過它們的節律可不是都一樣的。

朝夕相關——一日內的輪回

生物隨著地球、太陽、月亮的周期性變化,逐漸形成的周期性、有節律的行為,稱為節律性行為,或叫生物節律。例如很多脊椎動物的取食行為和睡眠行為在一天之內很有規律地發生,溫帶地區的動物大都每年在一定的季節繁殖一次,甚至原生動物中的一些種類的遊動,或者從水域上層到下層也表現出某種節律性。因此節律性行為是普遍存在的,是動物適應環境的結果。動物的節律行為大致可以分為三種:晝夜節律、季節節律和潮汐節律。

我們人類的活動很有節律,白天活動,晚上休息,一日三餐必不可少。動物中公雞在黎明前啼叫,這都是日節律行為,接下來我們分別來了解幾種動物的日節律行為。

晝夜節律——節律周期為24小時,有些生物大約每隔24小時就出現一次周期性節律,這種活動、生理機能與地球的晝夜相聯係,稱為晝夜節律。有些動物白晝活動,稱為晝行性,如蜂、蝶、鳴禽;有些動物夜間活動,稱為夜行性,如鼠、蝙蝠、貓頭鷹。還有些在早晨、黃昏活動,稱為曉暮行性,如夜鷹。但由於晝夜24小時又受季節的變化而有晝夜平分之時(春分、秋分季節),晝長夜短或夜長晝短之時,而且不同緯度情況不一樣,因此,這種習性也是變化的。在春末和整個夏季,許多鳥類喜晨昏活動,但到了冬日卻變成晝行性了,因為晨昏溫度太低的緣故。

雞是我們都非常熟知的一種動物,它還是我國十二生肖中的一員。我們經常說“金雞報曉”,所以人們認為雞是太陽的使者,每天天一亮,公雞就開始打鳴報曉。其實,公雞打鳴是一種“主權宣告”,一方麵提醒家庭成員它至高無上的地位,另一方麵警告臨近的公雞不要打它家眷的主意。公雞在白天大概每小時打鳴一次,隻不過早上那第一聲雞叫劃破了黎明的寧靜,臨近的公雞接力下去,讓人印象深刻。一般情況下,夜裏雞都在睡覺。雞的大腦裏有個“鬆果體”。鬆果體可以分泌一種稱為褪黑素的物質。如果有光射入眼睛,褪黑素的分泌便被抑製。褪黑素能抑製性激素的分泌,也直接控製鳥類的歌唱。晨光乍現,褪黑素的分泌受到抑製,雄雞便不由自主的“司晨”;而在晚上,褪黑素不再受到抑製,雞也就看不見東西了。

公園裏提著烏籠的大爺也知曉雞的日行性的道理,平常烏籠都被厚厚的布罩蓋著,一旦摘下布罩,光線驚醒了鳥兒的“鳴叫中樞”,歌詠會便開始了。

蝴蝶

對於從小聽著《梁祝》長大的中國人來說,蝴蝶與我們無疑有著深厚的感情。蝴蝶一般色彩鮮豔,翅膀和身體有各種花斑,並且多種多樣,往往成為人們的觀賞昆蟲。

蝶類幼蟲的活動和棲息的習性,因蟲種而異。從活動時間來看,一般種類都是在早晚日光斜射時出來活動。但是,有些種類(如菜青蟲等)是在白天活動的,也有一些種類(如許多蝶幼蟲)是夜間活動的。大多數種類的幼蟲以雜草或野生植物為食,少部分種類的幼蟲因取食農作物而成為害蟲。還有極少種類的幼蟲因吃蚜蟲而成為益蟲。蝶類成蟲吸食花蜜或腐敗液體,吸食花蜜時,因足部攜帶了大量花粉而起到了為替花朵授粉的作用,從這一點上看,則屬於益蟲。

小資料——蝴蝶與衛星控溫係統

位於太空的人造地球衛星,在受到陽光的強烈照射時,衛星表麵溫度會高達2000℃;而在陰影區域,衛星表麵溫度會下降至零下200℃左右,很容易烤壞或凍壞各種儀器儀表,開始時,這曾使航天科學家傷透了腦筋。後來,科學工作者從蝴蝶身上受到啟發,原來在蝴蝶體表生長著一層細小的鱗片,這些鱗片有調節體溫的作用。每當陽光直射、氣溫上升時鱗片自動張開,以調整陽光照射的角度,從而減少對熱能的吸收;而當外界氣溫下降時,鱗片自動閉合,緊貼體表,讓陽光直射鱗片,從而把溫度控製在正常範圍內。因此,科學家就為人造地球衛星設計了一種猶如蝴蝶鱗片般的控溫係統。

老鼠是一種令人討厭、有害而又機靈的小動物,它們的形象常在文學作品中出現,有喜愛的也有憎恨的。傳說老鼠在十二生肖排名賽中,是趴在牛背上前去報名,最後爭得第一的,這都說明老鼠是一種靈活善變的動物,智商很高。同時也有一些溫順而漂亮的種類,被人們養為觀賞寵物。

但是,作為哺乳類動物的第二大科,其繁殖迅速,種類甚多,有的能傳播鼠疫,危害農林草原,盜食糧食,破壞貯藏物、建築物等,被我們視為四大害之一。

老鼠是晝伏夜出的動物,主要是避開人類的幹擾,多在夜間活動,活動時靠牆根或固定物邊行走,形成鼠路。

實驗——小白鼠的貢獻

研究發現老鼠和人類99%骨骼結構相同。英美科學家通過研究得出結論,老鼠基因密碼鏈的長度與人類相差無幾,老鼠有25億對核苷酸,略少於人類的29億對核苷酸。80%的人類基因與老鼠完全相同,99%的人類基因與老鼠非常相似。所有這些指標,是在外形上與人類更為接近的猴子都沒有達到的。正是基於上述原因,科學家普遍借助老鼠從事治療人類疾病的研究工作。他們認為,通過老鼠研究基因的功能情況,比通過人體更容易一些。

貓頭鷹

貓頭鷹絕大多數是夜行性動物,晝伏夜出,白天隱匿於樹叢岩穴或屋簷中不易見到,但也有部分種類如斑頭鵂鴟、縱紋腹小鶚和雕鶚等白天亦不安寂寞,常外出活動。但是一貫夜行的種類,一旦在白天活動,常飛行顛簸不定有如醉酒。

貓頭鷹是一種益鳥,它能捕捉一些農田害鼠等,它們有一個轉動靈活的脖子,使臉能轉向後方,由於特殊的頸椎結構,頭的活動範圍為270.貓頭鷹在抓捕獵物時,一旦判斷出獵物的方位,便迅速出擊。貓頭鷹的羽毛非常柔軟,翅膀的羽毛上有天鵝絨般密生的羽絨,因而貓頭鷹飛行時產生的聲波頻率小於1千赫,而一般哺乳動物的耳朵是感覺不到那麼低的頻率的。這樣無聲地出擊使貓頭鷹的進攻更有“閃電戰”的效果。據研究,貓頭鷹在撲擊獵物時,它的聽覺仍起定位作用。它能根據獵物移動時產生的響動,不斷調整撲擊方向,最後出爪,一舉奏效。

知識庫——貓頭鷹為什麼能在夜問捕食?

貓頭鷹的眼球呈管狀,其眼睛的視網膜上有極其豐富的柱狀細胞,如果用一般鳥類所具有的視覺感覺係統來衡量貓頭鷹的話,那麼要達到貓頭鷹這樣的視力,它的整個腦部就得都由視覺神經組成(柱狀細胞能感受外界的光信號,因此貓頭鷹的眼睛應該能夠察覺極微弱的光亮。白天的紫外線會對它的眼睛造成傷害。因此在很長一段時間裏,人們一直認為貓頭鷹是靠視覺在黑暗中飛行和捕食的。其實,貓頭鷹的聽覺也非常靈敏,在伸手不見五指的黑暗環境中,聽覺起主要的定位作用。貓頭鷹的聽覺神經很發達,它的左右耳是不對稱的,左耳道明顯比右耳道寬闊,而且左耳有很發達的耳鼓。大部分貓頭鷹還生有一簇耳羽,形成像人一樣的耳廓。另外,貓頭鷹臉部密集地生著硬羽組成麵盤,而這個麵盤是很好的聲波收集器。貓頭鷹碩大的頭使兩耳之間的距離較大,這可以增強對聲波的分辨率。當一隻貓頭鷹在黑暗的環境中搜索獵物時,它對聲音的第一個反應是轉頭,它轉頭的作用是使聲波傳到左右耳的時間產生差異。當這種時間差增加到30 微秒以上時,貓頭鷹即可準確分辨聲源的方位。貓頭鷹一旦判斷出獵物的方位,便迅速出生。

當然,貓頭鷹在捕食中視覺和聽覺的作用是相輔相成的,它正是在各方麵都適應夜行生活而成為一個高效的夜間捕獵能手。