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世界科技全景百卷书: 生态种种 学点生态知识
地球上的生物圈 地球上浩繁的生物种类，你随口就能说出天上飞的、地上跑的、水中游的种种动物，还能说出高山的雪莲、悬崖的青松、沙漠里的绿洲种种植物。因此，你会说，地球上的任何地方都有生命。其实不然，地球上的生物只占据了地球薄薄的一层，这一层承载了全部生命及其活动的领域称为“生物圈”。 我们知道，地球在它漫长的形成过程中，分化出了大气圈、水圈和岩石圈。当原始大气圈和原始水圈在早期地球上出现时，地球只是一个荒寂的、死气沉沉的世界。生命在原始海洋中出现以后，即参与了对大气圈和水圈的改造。原始蓝藻改变了大气的成分，为生命登陆做了最初的准备。经过漫长的演化，生物终于登上并占领了陆地，又进一步对岩石圈施加影响，从而促进了地球表面的万物更新，乃至逐步形成了分布于地球“三圈”之中的生物圈。生物圈中生命以其巨大的生命力占据了地球上的广阔空间，从炎炎赤道到寒冷的两极；从干旱的沙漠到蓝色的海洋；从土壤深层到海拔几千米的高空，山川、平原、江河、湖海，无处不有生命的足迹。但是，绝大多数的生物分布，却限于地球表面高度100米以内。当然也有“一代枭雄”可占领更高的空间或钻入更深的地下。如鹫鹰可扶摇直上7000米；喜马拉雅山海拔6000米处仍有一些绿色植物匆匆走过，每年留下它们的种子；甚至某些昆虫也可被气流带到22000米的大气层；在5000米的深海中可以找到乌贼，人类捕鱼的最深记录曾达8350米；在深深的石油层，也有能耐受高达3000大气压的微生物。然而，包括这些牛物中的佼佼者，其生命活动的极限也只不过上达 15—20公里高空，下至10公里的海底，这对于半径为6000多公里的地球，如同是一只苹果的果皮。芸芸众生就在这薄薄的一层果皮中生息繁衍，一代又一代，已达35亿年之久。当然，这得益于我们地球所处的特殊宇宙位置，同时，也感谢在我们之前来到这个地球上的一切生命体给我们创造了这个环境。 至今，人类还没有发现有生命存在的其他天体。因此，我们乘坐的这只小小的宇宙飞船在茫茫的宇宙中孤立无助地飞行。如果我们的宇宙条件发生了变化，如果我们破坏自身牛存的环境，如果我们耗尽了几十亿年原始生物给我们留下的宝贵资源，那么等待着我们的将是什么呢？ 太阳与生命 我们的地球有幸占据了太阳系九大行星的第三“跑道”，这是一个优势跑道。这个特殊的位置决定了太阳对地球的特殊恩赐，同时也决定了地球对于太阳的给予以特殊的方式接受。 我们常说：“万物生长靠太阳”。然而，40亿年前的年轻地球，恰恰是以阻挡了太阳的强烈辐射而孕育了它早期的生命。原始大气中的水蒸汽聚为云层，挡住了太阳的毒焰，才使地球逐渐变冷，原始海洋的诞生改变了地球的命运，而最初的生命又恰恰是能够吸收和利用太阳能的藻类。 现今地球上形态万千的绿色植物都是由单细胞藻类进化而来的。阳光对绿色植物在地球上的分布可说起着决定性作用。在海洋里，阳光透过海水，随着深度的增加，光量越来越少，到200米以下的黑暗带，需进行光合作用的植物就难以生存；在陆地上，强光照射下的植物和阴暗处生长的植物也有很大的区别。地球上绿色植物的光合作用是地球对太阳能接受的重要方面，这是我们早已知道的：绿色植物中的叶绿素分子吸收了光能，并将其转化为生物化学能，固定在它利用二氧化碳和水而制造的有机化合物中。它们有的直接供给人们的需要，如粮食、蔬菜、水果、木材、棉花等等，有的则转化为动物的身体后才被人们利用，如畜产品、禽蛋、鱼虾等等。但是人们往往更多的注意光合作用是一个制造食物的过程，事实上，光合作用的副产品——游离氧，更是改变地球旧生物种类，并维持这些生物生存的重要条件。绿色植物不仅为各种动物直接或间接地提供食粮和氧气，同时，将其贮藏的太阳能伴随着自身的遗体埋藏于地下，供给我们这些在地球上迟到的人类以能量。人类目前使用的能源，主要是煤炭、石油、天然气，这些物质直接或间接都是远古时代的动植物遗体或残骸在高温高压下经过许多世代变成的，也就是说，人们今天使用的能源主要是亿万年前通过植物的光合作用在漫长地质时代蓄积起来的太阳能。 但太阳对地球上的生命的作用远不止于此。 由于地球的特殊位置，使得它的自转和绕太阳公转速度适中，而保证昼夜更替和春夏秋冬的四季循环的周期适中，从而维持了地表温差适当的变化范围，这对于地球上的生物生长、发育、繁殖是十分重要的，因为动植物的机能代谢、行为和地理分布都直接或间接受到昼夜和季节的影响。太阳对地球上的水的固态、气态、液态的转化也起着重要的作用，从而使地球上的大气圈、水气圈维持稳定并保护了地表生物免受来自宇宙恶劣条件的侵袭。 太阳将它的万道金光洒给了忠实地围绕它旋转的几颗行星，给它们送去了光和热，而唯独我们居住的地球，得天独厚地受到了偏爱，不温不火，不冷不热。地球上的万物在阳光普照下得以生息繁衍，直至我们今天的万木争荣，一派盎然。 水与生命 如果有人告诉你，地球表面积的71％均为海水覆盖，你一点儿也不会奇怪，因为在小学的地理课上你就学习到了。我们从墙上挂着的世界地图或从地球仪上就可以看到蓝色的海洋在我们这个星球上所占据的范围。但是，我们的古人站在他们的脚下的那块大地上极目四望，只见那无际的黑土地，于是就将我们居住的星球起名为“地球”。这是我们的祖先犯的一个错误，我们的星球实实在在应该叫做“水球”。 地球的确是多水的，而水的特性好像明明白白是为了使生物存在而设计的。例如，在一切固态和液态物质中，水的热容量最大，足以使地球上的海洋成为一座巨大的蓄热库。不管夏季烈日曝晒，还是冬季寒风扫荡，水的存在，可以使地球表面的温度不致过高。而水的固态——冰，一反其他物质固态收缩的特点，反而膨胀。这一特点就使水结冰后，不仅不会沉于水下，反而浮在水上。这样一来，就可以接受阳光的照射，而不至于无限的扩展。你看，南极巨大的冰库下和北冰洋的深层，仍然是温暖的液态海水，从而使各种海洋生物得以生存。水又是良好的溶剂，各种生命必须的无机盐和氧都可以溶解在其中，因此水又是新陈代谢的重要媒介，没有水，生物体内的一系列生化反应就无法进行。 由于阳光的照射，每天有亿万吨水蒸发为气而浮入大气层。水的不同形态，影响着地球规律的运行，推动着季节周期的更替，调节着地球的气候变化，维持着包括人类的各种生物的生存环境。 也许是巧合，地球是一个水球，而组成地球上的生物体的成分中大部分也是水，绝大部分动、植物体内的含水量在60％～80％，人体内的含水量为70％，这与地球表面71％的汪洋大海是多么一致。生命诞生于原始海洋，海洋是生命的摇篮，从生命诞生那一天起，水与生命就息息相关：水是生命的赋予者，没有水就没有生命。 人类的生存及文明的发展更是离不开水。翻开人类的文明史，几乎都与水有着不解之缘。著名的古巴比伦与幼发拉底河及底格里斯河的兴衰息息相关；举世闻名的埃及金字塔自然也离不开世界第一大河流——尼罗河；而黄河，几乎与中华民族几千年的文明相提并论，那一条条大河就是人类的大动脉，江河中流淌的就是人类的血液。 温度与生命 除了光与水对生命有着重要的意义，温度对生命的存在也是十分重要的。温度对生命活动有什么影响呢？我们先来做一个小实验，看看青蛙对温度的变化有什么反应？ 在一只大广口瓶底铺上约一寸厚的细砂子，并向瓶中注入水至瓶口约一厘米处，将青蛙放入瓶中；将盛蛙的瓶放入一洗脸盆中，测量瓶内温度并记录下来，然后在盆中放入冰块将广口瓶围住。测量瓶内温度的变化及下降的速度。随着温度下降，记录青蛙活动的变化。当青蛙停止活动后约一分钟，将瓶从水中取出，放在温暖的地方，使其温度自然上升（注意不要给予加热），并观察随温度变暖时青蛙逐渐活跃的情况。 以上实验说明，温度对动物的活动影响是很大的。 宇宙间温度变化的幅度是极大的，从绝对零度（—273℃）到几千摄氏度高温。但生物能够生存的温度范围是很狭窄的，大多数生物生活在20～50℃左右的温度范围内。 动物遇到恶劣的温度可以改变自己的活动方式，但耐受也是有一定限度的。 对于低温，有此动物可以通过降低代谢活动来应付，这就是我们所说的冬眠，蛙就是这样的一种动物。当外界温度降至 19℃以下，蛙就潜伏在稻田沟渠，池塘深处的淤泥里，进行冬眠。这就是在刚才的实验中看到的蛙在温度降低时开始掘细砂，并最终停止活动。很多哺动物也有冬眠的现象，如：一种地松鼠，在冬眠时心脏跳动每分钟只有二三十下，其体温也降至4．2℃。松鼠不仅有冬眠的习性，与酷暑到来时，有些身体蜷缩起来，钻进用叶铺成的窝中酣然大睡，它们的体温可随着代谢的降低而变得冰凉，直至酷暑消退，气温渐凉的时候，这些小动物才醒过来活动。 鱼的季节洄游和鸟的迁徙也受环境温度的影响。海洋的水温随季节的变化，鱼类随不同季节水温的变化成群地向着适合它们生活的区域游去。如，鳕鱼在春季向北方游，深秋向南方游。 温度在植物的生命活动中也有着重要的作用。任何一种植物要在一定的温度下才能生长发育，并要求一定的温度范围，超过或低于这个范围的临界温度，都会使植物受到伤害。但植物对低温和高温也有其生态的适应性。如，冬小麦在没有积雪覆盖的情况下，能够在零下15度到20度的条件下生活；雪莲在冰雪高原能昂首怒放；大多数一年生植物在越冬时自己死亡，仅留下繁衍后代的种子；多年生植物的树皮有发达的木检组织，植物对高温的耐受力一般在35℃，有些可达45～55℃。植物可以通过强大的蒸腾降低体温或以休眠状态度过高温盛夏。 此外，温度对植物在地球上的分布也起十分重要的作用。地球上的水平温度变化是沿着赤道向两极递减。以我国东部地区为例，随纬度增高温度逐渐降低，植物分布也出现不同类型的热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、落叶针叶林。 地球上的温度不仅随纬度变化，而且随海拔的升高而降低，因此，也引起不同高度的植物的垂直变化。以珠穆朗玛峰不同的高度的植物分布可以看出温度对植物垂直分布的影响。 生态系统自动调节平衡的能力 生态系统自动调节平衡是通过系统的自身反馈来实现的。 当某一草原上的鼠类成灾时，植被受到严重的破坏，就会造成食物缺短，因无食物，鼠类的数量就会下降。同时，鼠类成灾时，也为食鼠的动物提供了丰富的食物，这类动物的数量就会增加，鼠类就会大量被食，数量也会下降，最终草原会得以恢复。这个事例说明在生态系统能量流动与物质循环中，每一种因素发生变化，其结果又会反过来影响和限制变化的因素本身。“变化”就是一种反馈，“限制”就是一种调节，“恢复”就是自身调节的结果。任何生态系统都有这种自动调节平衡的能力。但是这种调节的能力是有限度的。超过了一定限度，生态系统就会失去调节的能力而发生生态危机。 生态危机 生态系统自动调节平衡的能力是有限的，特别是当外来干扰因素超过了生态系统调节平衡的限度，生态系统就会失去平衡，发生紊乱，这就是生态危机。 从以下森林遭受破坏，生态系统严重失调的事实中，我国人民已经尝到了破坏生态平衡、发生生态危机的苦果。早在数千年前，我国森林广布中华大地。以岷江上游为例，元代时森林覆盖率为50％，建国时已下降为30％，由于乱砍滥伐，盲目开采，本世纪50年代，仅四川省就下降到了19％，现在已经下降为13．3％，大约减少了1／3。云南省50年代森林覆盖率为50％，西双版纳为70％，1980年云南却下降为24．9％，西双版纳下降为26％。截止1978年底，我国采伐森林面积为588．5万公顷，而更新面积为332．6万公顷，采伐后未更新的面积是225．9万公顷，过去的森林地区已变成荒山秃岭。生态系统自身已没有能力再恢复昔日的平衡，于是生态危机发生了，大自然的报复就接踵而来。1981年四川发生特大洪水，导致土地裂陷，山体滑坡，泥石流横冲直撞达4万余处，遍及80余县，冲毁房屋38000余间，被毁农田4万亩，10万人无家可归。长江流域四川一省一年水土流失36万平方公里，造成河床增高，舟楫不通。从1470～1950年的480年间，云南大旱50余次，平均9．6年发生一次。由于生态危机的发生，1950～1978年的28年间，大旱发生9次，平均3．2年发生一次，频率加快了3倍。我国工业排放烟尘14000万吨，平均每平方公里1．5吨，超过世界平均排放量的一倍。1980年2月6日，有关部门在北京市中心对大气进行了一次抽测，结果是每立方米空气中含有污染物150微克，是国家规定的安全标准的6倍，我们就生活在这样的空气中。面对如此触目惊心的事实，你应该知道生态系统为什么会失去自动调节的能力而发生生态危机了吧！生态危机就是指人类盲目的活动所导致生态系统局部或整体结构、功能遭到不应有的破坏，从而威胁到人类的生存。 重建生态平衡 人类是大自然的产物，也是自然界最强大的生灵。人类来自大自然、生存于大自然中。如果一个人生活60岁，那么他一生中要从大自然中摄取空气324吨，水54吨，食物32．4吨，同时要排出差不多相等的废物。人类生活的总目标简单的说是——好。那么新鲜的空气、清洁的淡水、充足且没有污染的食物是必不可少的生命所需。人类对生态平衡的大规模破坏活动，使人类很难实现自己的生活目标。然而人类却一定要实现那个美好的愿望，为此人类必须限制自己的破坏活动，用自己勤劳而智慧的双手来重建生态平衡。 美国的沃德和杜博斯曾写过一本书是《只有一个地球》。在这本书中他们说过：我们人类生存在两个世界里，一个是水、空气和动植物组成的自然界，另一个是人类用自己的双手建立起来的社会物质文明世界。我们每一个人都有两个祖国，一个是自己的国家，一个是地球这个行星，因为我们都是地球的居民。的确，当我们的生存环境遭受我们自己破坏，当大自然已经用报复的手段来警告我们的时候，我们人类必须端正自己的行为，重建自己的生存空间，就必须重建生态平衡。我们决不能再以征服大自然的英雄自居而为所欲为，必须严格按自然规律办事，控制人口，合理开发资源，减少污染，保护一切野生生物，提高生态意识，使生态科学的发展走在人类生产和生活的前面。无论几代人都要挑起这副重担，因为这是人类生存的责任。 意想不到的生态平衡 北宋诗人黄庭坚在《拙轩颂》中有一句“弄巧成拙，画蛇添足”，说的是古代楚国的故事，大意是人多酒少，就定下规矩，大家在地上画一条蛇，谁先画好，就可喝酒。果然，有一人先画好，他拿酒将喝，由于得意非凡，顺手在已画好的蛇身上添了两条足，这样，弄巧成拙，蛇不成其蛇，酒也因此喝不成了。以后，“弄巧成拙”成了一句成语，它比喻一些人卖弄聪明，结果反而把事情弄糟了。在现实生活中，人们由于没有掌握某些事物的规律，自作聪明，做出了不少蠢事。 雷鸟，是鸡家族中的一个成员，属于松鸡科。雷鸟肉质细嫩，味道鲜美，低脂肪，高蛋白，营养非常丰富；雷鸟羽披美丽，冬季羽色变白，浑身洁白如雪，仅眼有一道黑羽，羽绒柔软丰厚，商品价值很高。因此，雷鸟是一种经济价值很高的鸟类。挪威盛产雷鸟，挪威政府为了保护和提高雷鸟的数量，在19世纪末期，组织全国动物学家和有关人士进行讨论和研究，大家认为应该给雷鸟创造最好的生活环境，冬季大雪覆盖地面，增大了雷鸟觅食困难，因此在冬季应该给雷鸟人工投放饵料，帮助雷鸟过冬。雷鸟的天敌不少，一些猛禽，如老鹰，野兽如狐、鼬等都捕食雷鸟，应该给予消灭。经过多次研究和讨论，最后制定了一个保护雷鸟的行动计划。挪威政府不惜投下大量财力、物力和人力实施计划，采用重金奖励捕杀雷鸟的天敌。计划实施后，开始几年，雷鸟的数量果然逐年增加，可是，好景不长，再过几年，雷鸟的数量不再增长，反而有所下降。到了20世纪初期，雷鸟发生一次又一次的大量死亡，以致雷鸟的数量反而大大低于计划实施之前。挪威政府震惊了，赶紧召集全国动物学家和各方人士进行讨论和研究，找出雷鸟大批死亡的原因主要是球虫病和其他疾病在雷鸟中广泛流传。球虫病是一种原虫病，由某些球虫寄生在鸟类消化道及其附属器官的上皮细胞内引起，危害性极大，球虫卵随粪便排出，在体外完成其发育阶段，再传染给别的鸟。那么，为什么这些传染病在 《保护行动计划》实施之前没有大量发生，而在计划实施之后一次又一次地大发生呢？科学家们不得不重新审议这个《保护行动计划》。在冬季人工投放饲料，帮助雷鸟解决觅食困难，使雷鸟在冬季不致挨饿，体质加强了，有利于抗病，这一措施无论如何也找不出错处。问题是出在消灭雷鸟的天敌上，在生态系统中，雷鸟和它的天敌鹰、狐等的关系是被捕者和捕食者之间的关系，对被捕食者雷鸟来说是如何逃避捕食者的追杀，有病的雷鸟和健康的雷鸟相比，无论在行动的灵敏性或速度上都比不上健康的雷鸟。因此先被捕食者捕捉到的大多数是体质较弱的病雷鸟，这样鹰和狐等捕食者就起到了消灭病雷鸟、从而减少雷鸟传染病的病源的作用。也就是说所谓“清道夫”的作用。人们把雷鸟的天敌消灭了，带病的雷鸟在病菌潜伏期间混杂在雷鸟群中，到处排粪，传播疾病，雷鸟疾病就会频频发生，数量又哪有不减少之理呢？这时，挪威政府才恍然大悟，消灭天敌是导致雷鸟传染病大发生的主要原因，干了一件蠢事，于是当机立断，马上修改计划，禁止捕杀雷鸟天敌，一改捕杀受奖为受罚，同时积极地招引一些老鹰、狐和鼬等雷鸟天敌。新的行动计划执行之后，经过数年，雷鸟的数量果然逐步上升，恢复正常。 同样的弄巧成拙的事例在其他国家也有发生。白尾鹿是一种美丽的具有很高经济价值的鹿类，美国盛产这种鹿。1905年以前美国亚利桑那草原的白尾鹿种群保持在4000头左右，1907年美国为了发展鹿群，也制定了保护行动计划，也为白尾鹿创造适宜的生活环境，并开始捕杀白尾鹿的天敌美洲狮和狼等。起初，白尾鹿数量上升，到1918年发展到40000头，这时，草原已开始呈现损耗过度的迹象，但并没有引起美国政府的注意，到 1925年白尾鹿数量高达十万头，草原极度损耗了，大批的白尾鹿得不到足够的食物，体质衰弱了，抗病力也随之下降了，繁殖率也开始下降。白尾鹿种群数量急剧下降，仅过两个冬季就减少了60％，以后又降低到一万头左右。幸亏美国政府发现问题的严重性，及时改变措施，停止捕杀美洲狮和狼等，白尾鹿的数量才免于继续下降。这也说明美洲狮和狼等捕食者对白尾鹿的种群中淘汰劣弱白尾鹿的确起着重要的调节作用。 克里西等在一个孤岛上做试验，捕杀榛鸡的天敌，结果是榛鸡营巢期雏鸟的成活率提高了，但是，秋季的榛鸡种群密度并没有增高。也就是说，消灭捕食者，并不能增加榛鸡的数量。 由此可见，在自然界，捕食者和被捕食者的相互关系非常微妙。这种复杂的关系是在生态系统的长期进化过程中形成的，往往发展成相互依赖、彼此相对稳定的系统。捕食者对被捕食者个体来说，确实是有害的，因为它被杀害了。但是，对于被捕食者的群体来说，就不一定是有害的了，因为捕食者起到“清道夫”以及调节被捕食者种群数量的作用，作为天敌的捕食者已成为被捕食者群体复壮的不可缺少的生存条件。 适者生存 丰富多彩的各种生物在大自然中生存，无不打上生活的烙印。你是否观察到，动植物的体形构造明显地带有与其生活环境相适应的标记。如，鱼类的流线形体和用鳃呼吸是适应水中生活的；陆地生活的动物用肺呼吸和有能行走或奔跑的四肢；树叶的片状结构和向上生长的枝条呈辐射状展开是争取阳光的表现，等等。生物学上把这种生活标记，即生物体的形态结构与生活环境相一致的现象称为“适应”。形形色色的生物呈现出形形色色的适应现象。 生物学中适应最典型的实例就是工业区桦尺蛾“黑化”的现象。桦尺蛾是生活在欧洲的一种蛾类。正常的桦尺蛾的体色是灰白色的，它夜晚活动，白天栖息在树干上，其体色与树干上的地衣颜色十分相似，不易被它的天敌鸟类所发现。19世纪英国工业化造成严重污染，大烟囱排出的大量煤烟，杀死了树干上浅灰色的地衣，把原先密被地衣的树干变为黑色。从而改变了桦尺蛾的栖息环境，原本具有的保护色，在新的环境中变为显露的。于是，灰白色的桦尺蛾变得容易被鸟发现并捕食，而原来容易被发现的黑色品种却得到了掩护。在自然选择的作用下，黑色类型逐渐代替了浅色类型。在工业黑化的作用下，黑色的桦尺蛾适应了新的环境而被保留下来，自从1850年人们发现了第一只黑色桦尺蛾，到19世纪末，黑色类型占95％以上，而浅灰色类型从99％降到5％以下。由此可见，生物对环境的适应，是使其生存的重要保证。人们所说的保护色、警戒色、拟态都是生物环境适应的种种表现。 大自然是千变万化的；适应是相对的；在一个环境下的适者，在另一个环境下可能成为不适者而被淘汰。 猛犸是一种已经灭绝了的哺乳动物，它生存于更新晚期的欧亚大陆北部的北美洲北部的寒冷的干旱地区。它的身体庞大犹如大象，身披棕色长毛，所以又叫“毛象”。它的体型及生理习性都适应于干冷少雪的气候。而第四纪冰期到来时，地面被又软又深的积雪所覆盖，猛猎这种庞然大物在茫茫的白雪围困中不能自拔，食物断绝，终于被这冰天雪地所吞没，而在地球上消失。 我们所熟悉的恐龙，曾是中生代的“统治者”，它们称霸于陆地、海洋、天空，在地球上生存了一亿三千多万年，但不知为什么，这些世界的“主宰者”竟在地球上绝灭了。关于恐龙的灭绝原因，在科学界有种种的假说和论述。有人认为是中生代末期的造山运动，使地壳结构出现巨大的变化而引起恐龙生境的改变；有人认为是白垩纪后期小行星与地球相撞爆炸引起的地球上光照，气温的骤然变化而导致恐龙生活环境的改变；也有人认为是种间竞争和种内竞争的结果，使这种体态庞大头脑简单的恐龙失去生存优势，等等。但是不论哪种说法，归根结底是恐龙适应不了当时变化的环境，而最终灭绝。 生物在生存竞争中与其生存环境相适应，就能免受敌害或不良条件的侵袭而得以繁殖和延续。如果不能适应变化的环境，最终只能是被淘汰，猛犸、恐龙的灭绝就是最好的实例。 生态系统中的基本物质循环 我们先做一个小小的实验：用一个玻璃瓶，底下铺些细沙，里面有肉眼直接看不见的微生物，然后注满清水，再放些水藻和活的小鱼虾，最后将瓶子密封起来，放在有阳光照射的地方。这就构成了一个小小的生态系统。不需要投放食物和更换空气，里面的动、植物均可维持生命。 如果将这玻璃瓶的内容看作是地球上的大生态系统的缩影，那么不难看出：植物进行光合作用需要的二氧化碳，一部分是由动植物呼吸释放出来，还有一部分是微生物分解动植物尸体及其排泄物产生的；而植物合成蛋白质所需要的氮很难由大气提供，因为植物是没有本事直接“吃”氮气的，因此只好依赖于一些微生物的“固氮作用”，将大气中的氮提供给植物，或是由一些微生物分解动植物尸体及排泄物，将有机氮转化为无机氮，才能被植物 “吃掉”。 由此看来，在生态系统中，不仅动物依赖于植物，植物也同样离不开动物和微生物。 生物所需要的营养物质在整个生态系统中不断循环，这样有限的物质才能源源不断地供应繁殖不息的生物，并维持生物与环境的生态平衡。 非洲草原的生态平衡 提起非洲，你一定会想到撒哈拉沙漠。其实，非洲的大草原也是十分美丽壮观的：一望无垠的绿洲，四处游荡的牛群，健壮的非洲狮和奔跑的野豹，以及翱翔在空中的秃鹫，还有那在草地里滚动的屎壳螂及肉眼直接看不见的微生物……但是你知道吗？正是这些和善与凶残、谦恭与贪婪之间的微妙关系，维系着草原的生态平衡。 在牛群从一块草地向另一块草地的迁徙途中，豹等凶残的家伙总是在一旁窥视，伺机捕杀它们中的掉队者，一旦得逞，便疯狂地撕扯、咀嚼。岂不知，此时，秃鹫与鬣狗早就躲在一边静静地等候，待狮豹吃饱离去时，它们就扑上去，啃食残尸剩肉。 牛群被狮、豹追赶着不得不时时更换地方，从而使草原的每一块草地从来不致被过分啃食而被保护下来；同时，体弱病残者被淘汰，稳定了牛群的数量，并保证了牛群的质量。秃鹫和鬣狗为草原清除了腐尸；微生物将残渣分解；还有那小小的“清洁工”——屎壳螂，清理了粪便并给草原施了底肥。 你看，多么巧妙的合作。非洲草原就是在这些生物的互相制约、互相依存中维系着生态平衡。 从老鹰捉小鸡看食物链 你大概做过“老鹰捉小鸡”的游戏吧？那么你一定知道：老鹰吃小鸡；那么，小鸡吃什么呢？你一定会说：小鸡吃虫子；可虫子又吃什么呢？它可能是吃草或菜叶或某种树叶。 所有的动物为了自身的生存，都必须吃东西，不吃食物的动物是没有的，这是它们最主要的共性。动物都吃什么呢？这是一个再简单不过的问题。它们的食物绝大部分是生物。以植物为食的叫食草动物，以动物为食的叫食肉动物，两者兼食的为杂食性动物。 由此可见，每种动物都在寻找食物，而自己又可能被当做其他动物的食物。你看那小鸡，到处抓呀，刨呀，如果两只鸡同时发现了一条虫子，一定会争起来。岂不知它们自己就要成为俯冲下来的老鹰口中的美餐。 你也许还会看到，蚜虫吞食小麦，同时又被瓢虫所吃，而瓢虫又常常成为山雀的美味佳肴；山雀呢？又难免被老鹰所捕食。 这些“吃”与“被吃”的关系，就好像一条链锁将“草→虫子→小鸡→老鹰”或是“小麦→蚜虫→瓢虫→山雀→老鹰”联系起来。 生物之间由于摄食关系所形成的一种联系，就叫做“食物链”。食物链上的每一个环节，就是一个营养级。处在第一营养级的往往都是绿色植物，由于它们都能进行光合作用，将太阳能转化为化学能，同时制造有机养料，所以，绿色植物又叫“生产者”；而第二营养级都是以植物为食的动物，这些食草动物就成为“初级消费者”，依次下去是“次级消费者”、“三级消费者”…… 如果你进一步观察就会发现，一种动物并不只是被一条食物链拴住，它们往往可以吃几种食物，同时又被多种动物所吃。如山雀不仅吃瓢虫，也吃蚱蜢、毛虫等昆虫；而它自己，不仅被老鹰所吃，也可能成为山猫的美味佳肴。 看来，生态系统中很多的食与被食，不限于简单的直线链状，实际上，各条食物链互相交织在一起，形成一个错综复杂的食物网。而在这个食物网中，某种动物可能占据两个或三个营养级。如狐狸在“草→兔子→狐狸”这条食物链上占据第三营养级；而在“草→蚂蚁→蜥蜴→狐狸”这条食物链上占据第四营养级，它还可在“草→蛴螬→蚂蚁→蜥蜴→狐狸”这条食物链上处于第五营养级。 巨大的海洋生态系统 海洋，以她那无与伦比的壮阔占据了我们这个星球71％的领域。这个古老的、从原始海洋进化到今天这般雄伟壮观的海洋，不仅仅是生命的摇篮，而且她拥有着巨大光合生产能力的植物类群并包容了现存的各门类的动物。她本身就是一个巨大的海洋生态系统。 由于这个生态系统的复杂与庞大，随着它距离海岸的远近以及地形、深度的变化，又将它分为几个不同的生态区域：与陆地交界的海岸带；水深200米以内的浅海带；从海洋深处过渡到光亮区的上涌带；巨大开阔海域的远洋带；还有一些是以藻类和腔肠动物共生的珊瑚礁生态系统。 海岸带是海洋与陆地交界的地带。由于这个地带受潮水涨落的影响，又叫潮汐带。它包括低潮面以外的浅海地带和现代海岸线以上狭窄的近海的陆地地带。 海岸带生态系统的主要生产者是许多营固着生活的大型植物。如：大叶红藻、海带、昆布、褐带菜。消费者是许多植食性的挠足类动物及以固着生活为主的贝类，它们大多靠滤食碎屑食物为生。 浅海带主要是大陆架，即从低潮线开始以缓慢倾斜延至海底坡度显著增大的地方。这是大陆周围的浅水地带，岛屿周围的这类地带称为“岛架”。世界上的大陆架占海洋总面积约7．5％，水深0～200米，宽度10公里～100公里以上。大陆架上生物资源非常丰富。浮游植物是主要生产者，如硅藻、褐甲藻；植食性的动物如虾、挠足类的水蚤等为初消费者；鲱鱼、鳕鱼以及海鸥等为肉食性动物。 上涌带是从海洋深处过渡到光亮区的海洋地带，这里有着巨大的海洋生产者，主要是群居生活的硅藻。消费者主要是以海藻为食的贝类。因此上涌带的食物链大都较短。 远洋带是占有最大面积和极深海水的广阔水域，因此，它拥有的动物种类极多，不仅有游速极快的飞鱼，凶猛残忍的鲨鱼，还有固着生活或栖息海底的种种动物。所以，远洋带的食物链从生产者到各级肉食者，可达 5～6级之长；典型的食物链是“极小浮游生物→大浮游动物→鱼→大肉食类动物”。 生态金字塔 你见过金字塔吗？那是古埃及帝王死后的陵墓。在非洲的尼罗河畔，这种方锥形的建筑宏伟壮观，由于它形似汉字中的“金”字，因此被称为“金字塔”。其中开罗近郊吉萨的金字塔是公元前26世纪古埃及第四王朝法老胡夫的陵墓，其塔基为边长232米的正方形，高约146米，用230万块巨石造成。塔内有通道、石阶、墓室等设施，是迄今最大的金字塔。它作为一种伟大的建筑艺术和文化遗产，令世人瞩目，惊叹。 然而有一种更为神奇，更为巨大的金字塔就在你的脚下。或许，你就站在那高高的塔尖上，而你却全然不知，它就是“生态金字塔”。下面有一条食物链，可以帮助你看到在一个海洋中的生态金字塔。 座头鲸是生活在热带海洋中的中型鲸。它体长13米～15米，以鱼、虾为食。它的一顿“饭量”是多少呢？说起来怪吓人的。如果以鲱鱼计算，大约需要5000条鲱鱼才能填饱座头鲸的肚子。鲱鱼是一种以甲壳动物为主要食物的小型鱼，体长约20厘米。别小看这么小的鱼，它要饱食一顿则需要6000～7000只小甲壳动物。当然，这些甲壳动物也能饿着肚子，一只甲壳动物的一顿食量是13万条硅藻。你如果认真算一算，就不难看出，要让一条中等身材的座头鲸饱餐一顿，在“硅藻→甲壳动物→鲱鱼→座头鲸”这条食物链中，能通过光合作用制造有机养料的硅藻是一个庞大的基础。食物链上的生物个体由小到大，而每一级的生物数量则由多到少，也就是说，众多的“生产者”以自己的身体，喂养一批数量较少、形体较大的生物，而后者又要用自己的身体去喂养一些数目更少、体形更大的生物。 如果你注意一下自然界食物网中的每条食物链，如“草→兔→鹰”或者 “草→昆虫→鸟→山猫”，还有更多更多……你就会发现，几乎所有的食物链都有这样一个共同的特征：把食物链上各营养级按其拥有的个数和能量绘成一个图，那就是下宽上窄的锥体形。你看，它就和那尼罗河畔古埃及帝王的陵墓那宏伟的金字塔一个形状。这就是被我们踩在脚下的那个巨大的无形的但却有数的生态金字塔。 金字塔的基都是那些能够为我们捕捉太阳能，并制造营养物质的绿色植物，而站在塔尖上的动物是食物链中最高的一级消费者，它们通常是一些肉食性的大型动物，如狮、虎、鹰、鲨鱼等等，甚至还有我们人类。如果没有金字塔基部那些绿色植物和中间的许多层动物支持它们，它们就难以维持生命。 生态系统中的能量流动 地球上所有的生态系统需要的能量都来自太阳，生态系统中的能量流动是以绿色植物即生产者把太阳能固定在体内以后开始的。 生产者所固定的太阳能叫做初级生产量。生产者在自身的新陈代谢中要消耗一部分能量，这部分能量叫呼吸量。初级生产量除去呼吸量，其余的部分贮藏在自己体内，作为自身的物质形态表现出来。以草为食的初级消费者的能量来源就是固定在植物体内的能量。食草动物获得的能量除了新陈代谢消耗的呼吸量，其余贮藏在自己体内用于自身的生长、发育，同样以物质形态表示。肉食性的次级消费者又以同样的方式从初级消费者身上获取能量，除去一部分呼吸量，都贮藏在体内以自身的物质形态表示。 由此看来，生态系统的能量流动是通过食物链而逐渐传递下去的。由于各个营养级的生物，通过代谢而消耗很大一部分，因此，所有能量在逐级的流动中是递减的。食物链中能量从低级向高一级的转化过程中究竟有多少可以传递下去呢？经过科学家的研究发现，其转化率大约是10％～20％。这就是所谓的生态系统百分之十的能量传递定律。 根据这条规律，我们不难得出：一吨的草只能供养 100斤的食草动物所需的能量。按照这样的定律，越是接近食物链末端的高级消费者，其数量越少，相应的群体贮存的太阳能也越少。 有人做过这样的计算：如果一个人以鱼为食，那么他要增加一公斤体重，就需要10公斤鱼提供；而10公斤鱼所需的能量从哪里来呢？它需要100公斤浮游动物或小虾提供；再进一步向塔的基部需要能量，则要1000公斤浮游植物提供。换句话说，坐落在金字塔尖上的人，增加一公斤体重，需要由海洋为他提供一吨的植物。而一个60公斤重的成年人，则需要60吨的植物来供养他成长起来。我们地球上的几十亿人需要向地球索取多少物质呀！ 人类是杂食性动物。因此，人类可以通过改变食物类型来选择自己在食物网中的地位，同时改变在金字塔上的营养等级，从而以较少的能量需求来谋求生存。 从能量在生态系统中的流动过程，我们可以知道，绿色植物对于人类乃至整个生物界是多么的重要。人类赖以生存的最根本的物质和能量基础，就来源于绿色植物这个巨大的金字塔的基部。 相克相生 在美国的开巴高原上生活着一种以草为食、以温柔和善良著称的鹿群，常常受到凶残的狮子和狼的袭击。人类一向有同情弱者之心，为了保护鹿群，当地人采取了捕杀狮子和狼的措施。不久，人们几乎将狮子和浪全部消灭。于是，鹿由于没有了捕杀它们的敌害而迅速的繁殖起来。人们为能够用自己的力量保护鹿群而自豪。 然而，人们良好的愿望却适得其反。由于鹿群毫无控制的大量繁殖，以至于当地的植物不能满足鹿的需要，它们大量地啃食植物的茎，刨食植物的根，毁坏了当地的植被，使得这些植物失去了再生的能力。由于食物的匮乏，鹿群饥饿而体质下降，瘟疫开始在鹿群中传播，几年后，鹿群中就有大批鹿死亡。 人们开始反省：为什么狮、狼被消灭，不仅没有使鹿得到保护，反而使当地植被受到破坏，鹿群因此而失了食源？由此看来，保护一种动物，并不能只靠消灭它的天敌。捕食者的存在对于被食者的存在也是一个十分重要的条件。狮、狼可以控制鹿的数量不至过高，从而鹿的食源——绿色植物可以年年更新，同时，由于狮、狼捕食的大多是鹿群中的病弱者，优良素质的鹿被保存下来，从而提高了鹿的质量。生存竞争尽管激烈，但每一种生物在大自然中都有自己“拿手”的进攻和防御本领，总会有一些个体被捕食，但又不能全部吃光，从而保存了生物的优良物种，并使自然界维持着一定的平衡。 狮和鹿的关系说明，人为地消灭一个物种会导致生态平衡的破坏，那么，人为地增加一个物种又会怎样呢？ 19世纪中叶，澳大利亚引进了几只家兔。但是在澳大利亚这块土地上，没有以家兔为食的猛兽，于是家兔就肆无忌惮地繁殖起来。20多年间，这些家兔已成为占据澳大利亚三分之二土地的野兔。农田受到它的践踏，植被受到它的破坏，给当地人民带来了灾难性的后果，以至于政府不得不动员人们围剿兔子。 不仅动物如此，随意引进植物也会酿成意想不到的后果。18世纪末，一种叫做圣约翰的野草被移民从欧洲传播到美洲。由于美洲没有能吃这种野草的动物——美洲的动物吃了它会中毒——于是这种野草疯狂的在美洲蔓延。到20世纪初，它已占领了美国1500多万亩草场。直到人们认识到它的危害，才进行考察研究，这种草之所以没有酿成大祸，是由于这种草的故乡有它自己的天敌。直到美国从欧洲又引进了以圣约翰草为食的昆虫，这种野草才逐渐得到控制。 大自然在它自己漫长的演变中，使各种生物形成了一种相生相克的稳定平衡状态。如果没有生物间的相互控制，任何一种生物都可能独霸地球，而最终自己也要毁灭，作为“主宰”一切的人类，难道不能从中得到某些启发吗？ 动物与生态 不讲情面的弱肉强食 大自然中的芸芸众生，并不是都能平安地生活在自己的大家庭中。它们之中的绝大数都时时受到自己天敌的威胁。每一种动物为了生存都要去“吃”食，同时，它自己又成为食物被其天敌所吃。你只要看看非洲大草原上的一幕，就会知道生存竞争是多么残酷：正在草原上嬉戏、吃草的羚羊发现了狮子，撒腿就跑，狮子并不是长跑能手，只要羚羊跑出100米，狮子一般就难以追上。然而这只被突然追击的羚羊懵昏了头，一下子竟然跑进了狮子群里。刹那间，它吓得缩成一团。然而，狮子并无半点儿怜悯之心，几只狮子飞扑上去，一阵尘土飞扬过后，狮子们已将可怜的羚羊连骨头也一起嚼啐吞咽下去了。 在这里，没有任何的情面，有的只是血腥。 其实，狮子、虎、豹等猛兽的捕食本领都是跟猫“学”的。因此，它们都属于猫科动物。猫捕老鼠的时候，就是靠着足底的弹性肉垫，在毫无声响的掩护下，毫不留情地猛扑上去。大多数的猫科动物都是靠着这样的本事去捕食的。 狼则不同了，它们是长跑健将，因此狼在捕食时，多采用“穷追”的方式，大有“不到黄河不罢休”的劲头儿，直到将猎物追得精疲力尽，而最终束手就擒。 豺是诡计多端又凶狠残忍的坏家伙，它既有“穷追不舍”的耐性，又善于耍花招。当它捕食比它还小的动物时，就紧追不放，直到将猎物捉到。但当它面对比它还大得多的动物时，它会使尽“坏点子”。豺的个子比狼还小。但是它在袭击牛群的时候，首先凑到牛的屁股后面，轻轻搔挠，迫使牛竖起尾巴，说时迟，那时快，它迅速用前爪伸进牛的肛门，扯出牛的肠子，死死地拽住并将牛的肠子缠绕在树桩上。直到牛疼得用力挣脱时，将大肠小肠全部拖拽出来，最后倒地而死。这时，豺才冲上前去，将这头比自己大几倍的牛作为美餐。看，多么坏的家伙！ 大自然不仅是美丽的，而且也是残酷的。 你死我活的较量 如果说，狮子捕羊、猫捕鼠、豺捕牛只是种间斗争中的肉弱强食的“吃”与“被吃”的关系，那么鹰与毒蛇的搏斗则是种间斗争中你死我活的较量。鹰是一种大型的肉食性鸟类，它凶猛异常，提起毒蛇更是让人胆战心惊。鹰与毒蛇谁更厉害呢？它们之间谁也不服谁，两者交锋各有胜负。老鹰在天空盘旋，当它看到毒蛇，便俯冲下来，靠着自己灵活和强悍的利爪抓住蛇身，猛啄蛇头置蛇于死地而获胜；但有时候，毒蛇也会缠住老鹰，并伺机噬咬。如果老鹰被毒蛇咬着，则遭灭顶之灾，很快，鹰会中毒坠落，蛇免遭一死而逃跑。 敢于和毒蛇较量的，除了有老鹰之外，还有一种叫做獴的兽类。獴是哺乳纲，肉食目，灵猫科的动物，有些地区把它叫做蒙哥。它四肢短小，身体细长，大约30厘米～60厘米。这么小的家伙它竟然不怕毒蛇。獴与毒蛇的搏斗一点儿不亚于鹰与毒蛇的搏斗。獴见了毒蛇，浑身的毛立即竖了起来，它的身子好像加长了。毒蛇也张开大口，怒目横睁。獴看准机会猛地咬住毒蛇的头部，然后敏捷的身体立即跳开，如此重复的攻击，不让毒蛇有任何可趁之机。最后，獴用尖锐的牙齿死死咬住蛇头而不松口，终于制服了这可怕的毒蛇。 类似的大战在水中也时常发生。一种生活在热带海洋中的獴鱼，身体如蛇状，它有着锐利的牙齿。当它遇到生着八腕的肉食性章鱼时，两者必有一场恶斗。当章鱼比獴鱼大时，獴鱼会把章鱼的腕一根根地咬断。 大王乌贼与抹香鲸的厮杀更是惊心动魄。这是最大的无脊椎动物与最大的脊动物的较量。两者“决斗”时，撕扯在一起的鲸与乌贼，一会儿从水中跃起十几米高，一会儿又重重地摔入海水深层。随着刺耳的啸声，海水被血水染红。真是一曲悲壮的乐章！ 动物群的自我调节 1993年6月上旬，我国新疆北部阿勒泰草原上发生了一件使当地哈萨克牧民惶恐不安的事：在阿勒泰、塔城两地区的草原上突然鼠尸遍地，在福海县布伦托海，不仅湖边草滩上有大量的死鼠，而且湖面上也漂浮着大量死鼠，在和布克赛尔县的一水闸口处就捞起死鼠30000只。新疆自治区畜牧部门和防疫部门对此十分重视，迅速派大批技术人员到现场调查，结果报告是这次大量自毙的野鼠叫黄兔尾鼠，主要以草籽和草根为食，是一种草原害鼠，自毙鼠死前行动缓慢，表情呆滞，有的甚至成群结队跳入湖、河溺死，现场解剖死鼠未发现有明显病变。牧羊犬天天食死鼠也没有不良反应。在鼠死多发地区也没有发现人、畜患病或死亡。目前，死鼠的数量已明显减少，上述地区草原上的黄兔尾鼠数量也急剧下降。原来到处可见的活动鼠，现在几乎绝迹。牧民们的生活又恢复了往日的平静。据新疆有关部门分析，这次黄兔尾鼠大批死亡，极有可能是种群内部以流行性疾病方式实现种群数量的自我调节。一些报刊对此事以《阿勒泰草原野鼠集体自杀》的标题作了报道。 其实，野鼠又怎么会自杀呢？蝼蚁尚且贪生，在自然界除了人类思想复杂，有时想不通会自寻短见外，其他动物是不会自杀的。确切地说新疆这些黄兔尾鼠生前非但没有自杀的念头，而是想活命而活不成。类似新疆黄兔尾鼠短期内大批死亡的现象，在自然界早有发生。典型事例如北欧斯堪的那维亚国家里的旅鼠，这种小鼠通常生活在高山上，在大发生年代，由于旅鼠的数量增加超出了环境的负载力，食物不足，隐蔽场所缺乏，迫使它们成群结队地山高山迁出到低地觅食。在短时期内，该旅鼠种群就会崩溃。随着，当地以旅鼠为生的食肉动物种群也因此而缩小。几年后，高山上被吃掉的覆盖植被重又生长起来，使少数残存的旅鼠得以藏身，同时，旅鼠的天敌国旅鼠减少而减少，给旅鼠的威胁也随之减少。此时为数不多的旅鼠已能取得足够的食物，在此适宜的情况下，旅鼠群很快得到增长，于是新的循环开始，这种现象在种群生态学上叫种群数量的自我调节，种群就是在一定空间内同种个体的集合，种群是由众多的个体组成的，因此密度就是种群的特征之一，种群密度就是测定单位面积内所存个体数目，单位面积内个体数目多，密度也就大。在某一定特定的生态系统里，一些种群可能在发展，另一些种群却在衰亡，这取决于种群数量的变动，常称为种群动态。在自然界中，种群动态很大程度取决于该种群的出生率、死亡率和迁移率（迁出和迁人）之间的比率，出生率和迁入是使种群增加的因素。死亡率和迁出是使种群减少的因素，如果年复一年，出生率大于死亡率，种群便增长；如果死亡率大于出生率，种群便衰退。如果出生率与死亡率大致相等，则种群保持稳定。在自然界中，由于环境的变化影响着出生率和死亡率两者之间的比率，所以出生率和死亡率一般都不可能保持不变。任何一种动物如果持续在一个理想的环境中，都能活到生理寿命的终点。那么，只要繁殖几十代，其种群就能迅速增长，甚至布满全球。以图表示这种情况下的种群增长线应是直线上升，即呈几何级数增长，但是，在自然界中，这种持续理想条件并不存在，种群不可能长期持续地呈几何级数增长，当种群在一个有限的空间中增长时，随着种群密度的上升，出现食物短缺，栖息地不足，过分拥挤以及遭受天敌的捕杀和疾病，都会使种群丧失越来越多的成员，使种群存活率下降，这种情况使雌雄动物体质越来越差，出生率开始下降，迁移率也开始增加，从而降低种群的实际增长率，最后，若出生率和死亡相接近时，种群密度就会稳定在某一水平上。所以，在很长一段时间里，种群增长图线常以“S”型出现，也就是所谓的逻辑斯缔曲线。 新疆阿勒泰草原的黄兔尾鼠从1990年以来鼠密度一直在上升，于1992年秋天达到极限，当种群数量大增超过其环境的负载力时，由于食物不足，导致身体虚弱，出生率降低，幼仔发育不良，抗病力也随之降低，死亡率就会增高。在这种恶劣的形势下，以往生活的乐土已不能满足黄兔尾鼠生存的需要，黄兔尾鼠不会坐以待毙，更不会自杀，而是大批结群迁移到别处去求生，实际上就等于是逃荒。在迁移过程中遇到不利情况，如前有大湖挡路，也会奋不顾身地往前抢渡。一些黄兔尾鼠由于体力不支，便丧生湖上，体力较好的幸存者继续前进，不久也会全军覆灭。等过几年后，草原上被破坏掉的覆盖植被重又生长起来，使少数残存的黄兔尾鼠得以藏身，也能取得足够的食物，到那时黄兔尾鼠的种群又会增长，开始新的循环。当然，流行疾病也能造成大量黄兔尾鼠死亡，但这次经鼠体解剖，并未发现有任何明显病变，当地人畜也未受到感染，因此，病死不可能是主要原因，而可能是黄兔尾鼠短时间内大量自然死亡为种群自我调节又添了一个典型例证。 动物的互利关系 猴子和鹿是好朋友。一天，它们发现小河对岸有一片果树，熟透的果子挂满枝头。它们高兴极了，都想吃到果子，但是，猴子不会游泳，站在河边，急得呱呱大叫。鹿便让猴子伏在自己背上，带着它一起游过河去。不一会，俩个就来到果树下，鹿不会上树，尽管昂起头，努力往上跳都无法够着挂在树枝上的果子。这时，猴子三下两下就爬上树去，很快就采到很多果子，扔下地来，同鹿一起分享。这则童话的寓意是与人和睦相处，互相帮助，就能相互得益。在自然界，两种动物和睦共处，双方得益的事例确实有很多。 白蚁是一种对人类极有害的昆虫，尽管非洲有些人把它作为美食，但是，白蚁以木质纤维为食物，又是过社会性群居生活，数量大，能蛀空木材，对枕木、桥梁和房屋建筑危害极大。因此，世界各大城市都设有白蚁防治机构，耗费了大量人力和财力消灭白蚁。白蚁怎么消化坚硬的木头呢？原来在白蚁的消化道内有一种原生动物，由于它有很多鞭毛，因此又叫做披发虫。披发虫能将木质纤维素分解成葡萄糖，这样白蚁就能吸收了；如果用40℃的高温处理白蚁，它肠内的披发虫都死了，而白蚁却仍然活着照样吃木头。但是，白蚁本身没有能分解木材纤维所需的酶，所以不久也就“饿死”了。可见白蚁和极发虫之间有一种紧密的关系，只有彼此生活在一起，才能大家得到好处，否则连生命都保不住。披发虫对白蚁来说，可说是“相依为命”，而对人来说，真可说是“助纣为虐”。 在非洲可以见到一些鸟，如牛背鹭和小白鹭经常同长角牛或大象在一起。几只牛背鹭或栖身在它们的背上，或在它们的脚跟前转来转去，长角牛和大象都不会驱逐这些“小朋友”，因为牛背鹭在长角牛和大象身边转，只不过是为了等着啄飞来停在伙伴身上的蝇类、小虫和体外寄生虫。要知道长角牛和象对这些小虫的干扰是非常厌恶的。如果没有牛背鹭在它们身旁，它们就只得不停的左右摆动尾巴驱赶蚊蝇，或是将身体滚上一层薄泥以抵御蝇虫，虽然也能起到一些作用，又哪能抵得上朋友在时那样逍闲舒服呢！而且牛背鹭视觉灵敏，当远处出现敌害时，就会突然惊飞，这就等于唤醒长角牛的警觉，早作准备。 有一种小鸟常喜与犀牛为伴，所以叫做犀牛鸟。犀牛也喜欢这种小鸟的到来，因为小鸟帮助它们消除病患。犀牛凭着它那巨大的体躯和一身蛮力，兼加头上的硬角，可说是无所畏惧的。就连狮、虎也不敢惹它。但是，英雄只怕病来磨。犀牛的皮厚且皱襞多，容易积存污垢，滋生寄生虫，而且犀牛在生活中难免碰伤，而蝇类又喜欢在伤口处产卵生蛆。这些都使犀牛容易感染罹病，痛苦不堪。此时，犀牛鸟帮助犀牛从伤口中剔出寄生虫作为美餐，而犀牛鸟在犀牛的身边，安全度大大增加，因为没有哪种对犀牛鸟有威胁的动物敢靠近犀牛。 寄居蟹，又称寄居虾，是一种甲壳纲的节肢动物。成体寻找空的螺壳作为栖居寓所。头部能伸出螺壳外在海滩上或海底爬行，遇敌时可将整个身体缩入壳内。在螺壳的表面还常常附着贝螅，这种腔肠动物有刺细胞。刺细胞向外一端有一刺针，向内有一个刺丝囊，囊中有细长而中空的刺丝。当刺针受刺激时，刺丝可由内向外翻出。并把毒液射入猎物或敌害体上，起麻醉作用。寄居蟹居住在螺壳中，而贝螅成体过固着生活，不能自由移动，附着在螺壳上，它的楼下房客可背着它四处活动，这就大大地扩大了它的捕食范围。而寄居蟹可得到楼上房客刺丝胞的保护。又如海绵动物成体也过固着生活，所以别的动物都不愿意吃它。因此，在它的中央腔内，常有甲壳动物、软体动物甚至小鱼躲藏着，这些房客把它作为避难所。有一种皮海绵也常固着在寄居蟹的螺壳表层上生长，以后逐渐溶化了螺壳，这样寄居蟹就直接居住在皮海绵的中央腔内了。皮海绵可以随寄居蟹到处活动，扩大了生活范围，而寄居蟹也可因为它的“房东”不受别的动物欢迎而得到庇护。 在生态学上，两种动物的个体在一起生活，彼此相互依存，共同得到利益的关系，称为互利关系。 动物中的相互依赖 有一则寓言：凶猛的老虎捕食野兽，捉到一只狐。狡猾的狐对老虎说： “你不可吃我，因为我是天帝任命掌管百兽的长官，你吃了我，就是违抗天帝的旨意，如果你不相信，尽可让我走在前头，你在后面跟着，看看百兽见到我有谁敢不回避的。”老虎同意了，便跟着狐走，果然野兽们见了都纷纷逃避。老虎以为野兽们真是见到了狐害怕得逃走，而不知其实是野兽们害怕狐后面的自己才逃跑的。以后，人们常用狐假虎威这句成语来比喻仗别人的威势来吓唬人。 在自然界，狐假虎威是当然不会发生的。然而，类似狐假虎威的现象却是确实存在，事例还不少呢！ 如果说老虎是兽中之王，那么鲨鱼可以称为鱼中之霸了。鲨鱼是食肉软骨鱼类，游速极快，行动敏捷。虽然是主要噬食鱼类，但是凡能被鲨鱼捕获到的，包括海龟、海鸟、海兽和人，可说无所不食。鲨鱼凶残成性，特别嗜血，航海者都可能有这个经验，如果海水中一有血腥，不久就会招来鲨鱼。鲨鱼非常贪婪，常常咬毙比自己食量还要大的生物。所以海洋中的动物都非常惧怕鲨鱼，见之远避。但是海洋中有一种硬骨鱼——鲫鱼就敢主动与鲨鱼为伍，并且从中得到好处。这种鱼身体细长，头背部长有一个吸盘，是第一背鳍特化而成的。吸盘椭圆形，上面有11～24对阔的横条软肉。横条的后缘根据需要可以竖立起或放低。当䲟悄悄地靠近鲨鱼腹面，用吸盘吸附时，将横条后缘坚起，形成吸盘内一部分真空，便将自身吸附在鲨鱼腹面下。鲨鱼没有受到任何损伤，毫无觉察。䲟鱼把鲨鱼充当交通工具，毫不费力地随着海中霸王到处巡游，海中动物见到鲨鱼纷纷逃避，䲟鱼自身的安全度因此大大提高。这同寓言中的狐假虎威何其相象！䲟鱼的高明更在于当鲨鱼捕到猎物，饱餐后，䲟鱼将吸盘横条后缘放低，悄悄地脱离鲨鱼去享受鲨鱼吃剩的残屑。有时，䲟鱼也自行猎食。附着的对象当然也不仅限于鲨鱼，鲸、海龟以及船舶常被光顾。 䲟鱼和鲨鱼的这种关系在生物学上称为共栖。指两种生物生活在一起，彼此之间，一方受益，另一方谈不上有多少益害的一种关系。共栖有很重要的生物学意义，在自然界，找寻食物同时又要避免自身被其他动物所食是动物生存的重要条件。因此就会有不少动物与其他动物共栖，并从中得到益处，包括食物、庇护、空间、基底和携带等。一般来说，依附者是主动的，被依附者是被动的。共栖的形式可有多种多样，除䲟鱼临时依附在鲨鱼体表这种形式外，还有依附者生活在被依附者身旁或体内的，也有依附者永远固着在被依附者身上等形式。 在我国南海分布有一种少女鱼。身体很小，嘴唇很厚，头和体侧有4条横带，色彩艳丽，行动活泼，这种小鱼常和海葵生活在一起。海葵是海产的腔肠动物，身体圆筒形，下端附着在固体上，游离的上端中央有口，口周称口盘，四周有许多触手，伸长开来，形状像葵花，故名海葵。口的下面有口道通消化腔。触手上有许多刺细胞，能放出刺丝将猎物麻醉。触手非常灵敏，一触马上就会收缩，同时放出刺丝。但是，令人惊异的是少女鱼在海葵触手间来回穿梭，海葵触手竟会毫无反应。少女鱼色艳夺目十分招摇，常被一些鱼类捕追。当危急时，它会巧妙地躲进海葵体内。而尾随而来的追捕者稍微触碰一下，海葵触手马上收拢，放出刺丝将它麻醉，送入消化腔中消化，少女鱼则安然无恙。由此看来，似乎少女鱼无意中也给了海葵一点报酬。 有一种热带小鱼，称作光鱼，全身透明，体型较细长，背鳍和臀鳍都延长，没有腹鳍，很适合钻窜活动。光鱼喜欢同海参生活在一起。海参是著名的海鲜，属于棘皮动物，长圆形的身体，体表有许多棘状突起，口和肛门各在身体两端，消化道较长，肛门通入一个很大的排泄腔。海参过海底生活，通常将身体埋入海底泥沙中，仅露出两端。光鱼常常在日间从海参的肛门钻入到排泄腔，把那里当作休息室或避难所，夜间再钻出来活动。有时一条海参的排泄腔可容纳几条光鱼。这些“房客”进进出出的打扰，还看不出对海参会带来什么好处，但是海参对此竟然没什么反感。这是一个利用空间的共栖例子。 藤壶是一种过固着生活的节肢动物，外形有些像一只倒盖的碗，身体外面包有石灰质的硬壳板，常成群地固着在海岸、礁石、码头船坞的木桩、绳缆和船底上。如果船底附着许多的藤壶，航速势必会减慢。因此，造船业不得不花费财力和人力去解决藤壶固着问题。就是这种藤壶也常常固着在鲸的体表或一些软体动物的贝壳上，利用它们的身体作为固着基底。这样可以随着被围着者的移动，大大地增加自己的生活范围。无疑可得益匪浅。对被固着者来说，如果是鲸一类海兽，一般不会像非生物的船只那样容忍成群的藤壶固着。至于几只小藤壶固着在鲸那样大的身体上是不会有多大感觉的，如果是软体动物贝壳上固着有藤壶，除了加重一些负担外，如同披上一件盔甲，倒也可以起到一些保护作用。藤壶的共栖是一种基底共栖，也是一种携带共栖。 中国艾鼬国外立功 1996年6月22日，《光明日报》发表记者陈凯里的报道：中国艾鼬，越洋为“师”。这使人想起，1978年8月24日，我国博物学家黎先耀在《人民日报》发表文章：《螳螂南行》。这两篇文章分别介绍美国和澳大利亚引进我国动物物种，去重建那里的生态平衡。这是很有意思的。 艾鼬是一种细毛哺乳动物。人们用一个美好的名字“艾虎”称呼它。按我国民俗，端午节人们佩戴艾虎，即用艾做成的虎。希望它可以辟邪除秽。有诗云：“钗头艾虎辟群邪，晓驾祥云七宝车”。产于我国东北的艾鼬，性情凶猛，野外适应能力很强，是捕鼠能手，和美国的黑足鼬有很近的亲缘关系。 黑足鼬是分布在北美洲西部的一种珍贵动物。80年代野生黑足鼬已经灭绝。美国动物保护专家人工繁育了18只，使这种珍贵物种得以幸存。科学家试图将它们放归大自然，重建黑足鼬野生种群。但是，人工饲养长大的黑足鼬已经不再捉老鼠，把它放归大自然后，不是被饿死，就是被猛禽吃掉。它们已经失去了自我生存的本领。 美国科学家想到了中国东北的野生鼬，并同中国科学家进行这两种动物的比较生态学研究。中国工程院院士马建章教授主持了这项研究。他们采用最先进的无线电追踪技术和生物化学手段，在内蒙古自治区八达尔湖农场40平方公里的范围内，对艾鼬展开全面研究。经过4年多的努力，弄清了该区艾鼬的昼夜活动规律，它的食物结构和天敌分布等生态学特征。 中国科学家不仅对美国提供了这方面研究的全部技术资料，并且赠送12只我国东北野生艾鼬。美国科学家根据中国专家提供的资料，有针对性地对黑足鼬进行夜间捕食和天敌躲避等一系列野外生活训练，特别是有中国送去的12只中国艾鼬的“言传身教”，终于帮助美国黑足鼬重新获得了野外生存的本领。它的种群很快发展为500多只。北美大草原重新出现黑足鼬野生种群，在抑制鼠害保护草原中“建功立业”。 螳螂，是一种昆虫，俗称“屎壳郎”，专门以食牛羊粪便为生。 在茫茫的大草原上，每当夜幕降临时候，草原上就有成千上万的螳螂出来活动，把牛羊排出的粪便运走并埋藏起来。它们是草原的有效的清扫者，草原生态平衡的维护者。试想，要是没有它们的“服务”，粪便堆积起来，不仅会把草地弄得又脏又臭，而且还要覆盖大片的草场，最后就没有长草的地方了。 螳螂的活动，首先是把粪便搓成球。它搓的粪球比它们的身体还大许多倍。粪球搓好后，它们把粪球推出几米远，找到一个适宜埋粪球的地方，以便把粪球埋起来。在推粪球时，雄虫用头抵着地，后足拉动粪球，雌虫爬在粪球上。如果雄虫拉不动，两者就一前一后，通力合作，直到把粪球拉到适于埋藏的地方。到了目的地，雄虫挖掘埋粪的洞，挖好后雌虫和粪球一起落入洞内。粪球埋好后，它们均以此粪球为食并进行交配，雌虫产卵一粒。它们吃剩的粪球是幼虫的食料，能够保证幼虫发育所需的食物和水分。 为了完成这些活动，螳螂发育有强大的腿，有像铲子一样的前胚节，并呈球拍状，适于把粪便拍成球形；后两腿细长而向外弯，适于奔走和能围抱住粪便以利于做成球；后腿的胚节有向后的刺，便于在向前推进时得到良好的推动力；它的头部迎面有像推土机似的推土铲，这样就使得它的全部活动配合得十分和谐，因而有较高的效率。 澳大利亚有广阔的草原，饲养有几千万头牛羊，是畜牧业很发达的国家。这些牛羊每天排出几亿堆粪便，要覆盖成百万亩草场。而且牛粪还滋生蝇类，成为一个很大的问题。 为了发展畜牧业，建设草场的生态平衡，1978年澳大利亚从我国进口螳螂，让它们去那里吃牛粪，打扫澳大利亚的牧场。 难道那里就没有“屎壳郎”吗？ 有的。但是本地的“屎壳郎”只吃袋鼠的粪，不问津牛粪。他们那里没有吃牛粪的螳螂。 为什么澳大利亚没有以牛粪为食的螳螂呢？ 这里有地质史和生物进化史两方面的原因。 在古老的地质时代，澳大利亚与欧亚大陆相连。只是到了一亿多年前，由于地壳运动引起大陆漂移，澳大利亚才脱离大陆，渐渐地漂移到它现在所在的地方。 那时，动物进化处于哺乳动物的早期阶段。地球只有鸭嘴兽和袋鼠等低等哺乳动物。澳大利亚离开欧亚大陆以后，限制了哺乳动物在当地环境继续演化。现在澳大利亚的马、牛、羊是人们从欧洲、亚洲带去的。虽然牛带去了，但是，吃牛粪的螳螂却没有带去。因此那里没有专吃牛粪的“屎壳郎”。 澳大利亚引进我国的螳螂，让它们去打扫那里的牧场。螳螂的活动还可以疏松土壤，把粪便转化为肥料，培肥土壤，从而促进牧草的生长。因此，中国螳螂远渡重洋到澳大利亚，将在那里建立对人有利的新的生态平衡，促进当地畜牧业的顺利发展，这是一件好事。 自然界的状态是生态平衡。这是大自然的重要特征。但是，由于自然界的物质运动可能导致生态平衡破坏，特别是人类活动导致自然平衡破坏，这是非常普遍的。自然本身具有调节生态平衡的机制。也就是说，自然界有能力重建生态平衡。同样，人类活动也可重建生态平衡。 我国艾鼬远涉重洋到北美洲，帮助美国黑足鼬重新学会在野外生存的本领，这是人类努力重建北美大草原的生态平衡；中国螳螂远涉重洋到澳大利亚落户，这也是人类努力重建澳大利亚大草原的生态平衡。 这里，中国两种很不起眼的小动物，成为大自然重建生态平衡的“明星”。但是，这是在人的参与下和帮助下才达到的。 斑马的条纹 大家知道，斑马身上有黑色条纹 （实际上，它是淡黄色的）。这种条纹分布在斑马的全身，从头到脚，甚至在尾巴上也有这种条纹。它不仅很好看、有趣，而且也很有用。 斑马的条纹有什么用呢？ 人们普遍认为，这种条纹是一种隐身术。那就怪了，有这种条纹不是很显眼更容易被发现吗？是的，对于同类来说，这是一种颜色语言。斑马和其他动物混在一起吃草，黑白相间的条纹容易引起注意，一旦出现危险，例如狼和狮、虎出现，只要头马一动，所有斑马很快能够一起逃跑。也就是说，这种条纹对同类来说有引起注意的作用。 但是，它对于猎食者来说，能起隐身作用。科学家发现，眼睛对黑白两种颜色的感光程度有差异。正是由于有这种差异，斑马奔跑的速度又很快，捕食者很难迅速地测定它的距离。当捕食者测定距离时，它早就逃之夭夭了。因而这是斑马的一种隐身术。 最近有人在报上写文章，说对斑马条纹的作用有了新的解释。科学家的实验结果表示，斑马的条纹是为了防止刺刺蝇的叮咬。刺刺蝇是双翅目昆虫。它常常叮咬羚羊等颜色单一的动物，并传播一种睡眠病。但是，斑马在同样的环境下则不被叮咬，得以安静地生活，也用不着不停地摇晃自己的头部和尾巴去驱赶蚊蝇。 动物学家在斑马生活的地方做实验，把小铁桶分别染成黑色、白色和黑白相间三种，然后在这些铁桶上通上电流，放在灌木丛中，凡是落在小铁桶上的刺刺蝇统统全被电击而死。实验结果发现，染成黑白相间颜色的小铁桶上被杀死的刺刺蝇数量最少。 也许这都是真的，斑马的条纹既有防止蚊蝇叮咬的作用，又起隐身的作用。 这是动物在环境的压力下，为适应环境而产生的变化。这种变化使得它们有利于保护自己，有更多的存活机会。这是生物的适应性进化形成的一种生态平衡状态。 类似斑马的情况在自然界是非常普遍的。如鲸鱼，它是一种哺乳动物，是海洋中的兽类。它不像鱼儿那样以产卵繁育后代，而是直接产仔，通常每胎产一仔。初生下来的鲸鱼仔就有8米长，6吨重。这是很难想象的。而且，小鲸仔吃母鲸的奶，一昼夜就长100公斤。鲸鱼是世界上最大的动物。人们捕捉到的最大的鲸鱼，长33米，体重150吨。比较一下，一条鲸鱼相当于30只大象，或者150头牛的重量。它的心脏700公斤，有一匹马的重量；肾脏有1000公斤，舌头2000公斤，比两匹马还重。它的胃宽3米，比一个房间还大。真是庞然大物！ 鲸鱼在海洋中生活是可以想象的。要是在大陆，哪有这样大的场所，可以让它自由地施展呢？ 据说，鲸鱼在数百万年前曾是陆地上的动物。它原有四条腿，曾经在陆地耍威风。科学家在埃及的地层中发现古鲸腿的化石。那时古鲸的大腿约25厘米长，小腿35厘米，同现在鲸这庞然大物相比，显然是小了些。 现在，鲸鱼生活在海水里，当然就用不着脚啦，而长出了游泳时用的鳍。外表看去，鲸是没有脚的，但它的身体里藏有两块很长的后股骨骼残余。它的后肢已完全退化了。但个别出现“返祖现象”的鲸，有两条类似后腿的东西长出体外，就像两条小腿。 鲸为适应海洋的生活，用鳍代替了腿，而且全身无毛。为了保温和减少身体比重，皮肤下有一层很厚的脂肪。虽然，它与陆地哺乳动物一样用肺呼吸，但已练出了特殊的本领，在水面吸气一次，潜入水中潜泳可达10～45分钟。它也许能称得上是潜泳的冠军了。 在生命世界，成功的标准是种的生存。有许多物种灭绝了，是因为它们不适应变化了的环境，只有适应性强的物种才生存下来。 生物适应环境，这是生态平衡的一条重要的规律。适应作为生物生存的重要因素，是生物生存的一种机制。这就是面对环境的变化，生物需要不断地调节自身的生理、形态等的结构，使自己与环境的变化相一致，以便有更多的生存机会。 人也是这样的。科学家发现，人到了高山地区，例如在青藏高原，呼吸、心血管造血系统等的活动，会发生数十种变化，包括血液系统的成分、生理化学和功能的变化。如造血功能增强，红血球生成增多，血红蛋白分子改变形状，血液中的氧容量增加，肺通气增强，心率输出增加等等。人身体内的这些变化是适应高海拔低气压而产生的。当回到低海拔的地区后，又会恢复到原来的状态。 科学家指出，生物有机体在生活环境发生变化时，以自身的变化作出反应，以适应环境，主要是细胞水平的适应，通过细胞水平的改组去实现适应。例如在高海拔缺氧的情况下，细胞水平的适应包括：（1）对氧的争取，提高氧的利用率和酶的活力，以及提高活性物质含量；（2）对低氧的适应，降低氧的消耗，刺激能量交换中缺氧的过程；（3）提高细胞的非特异性的抵抗力，增加细胞原浆蛋白质结构的抵抗力，提高控制细胞反应过程的效能，以完成适应过程。 生物必须适应环境才能得以生存。生物体广泛存在变异现象，这是适应的生理基础。环境资源可以养活很多各种各样的生物，但是，当环境发生激烈的变化时，那些不适应环境变化的生物被淘汰，只有适应环境变化的生物生存下来。因为它以自身的变异去适应变化了的环境，而且，它能把变化的基因传递给后代，从而促成了生物的进化。 生命经历这样的适应→进化的路线，达到生物体与环境的协调，达到生态平衡。这是生命的价值，或生命生存的路线。 旅鼠大逃亡 旅鼠，身长15厘米左右，生活在北欧的挪威、瑞典等国，平时栖息在深山中，吃树根和草苔。 旅鼠的繁殖速度很快，到一定的时候，由于大量繁殖，吃尽了当地的食物，便要闹饥荒。这是它们过量繁殖所造成的生态失调。这时，旅鼠便成群结队，进行转移大进军。有时多达几十万只，甚至几百万只，浩浩荡荡，出现在大路上。 在进军途中，它们吃光所走过地方的植物和农作物，越过高山，渡过河川。有时，旅鼠的尸体塞满小河、池塘，而后来的旅鼠则越过它们同伴的尸体，一往直前。就是遇到了捕食者如狼和鹫鹰等的袭击，它们还是照样前进，越过平原、河谷、山地，一直奔向大海。最后全部被淹死在海里，情景是非常悲壮的。 旅鼠大进军时，有一小部分留在山中。因为它的繁殖速度很快，幼仔六周便可成熟，成熟后一年产仔6至10次，经过四五年时间，又达到极大的数量，一般10至20年，又要进行一次大进军，以避免造成生态根本失调。 自然界的生命不断地进行自动调节，这是生命存在的一种特征。 上述旅鼠大逃亡，并成群结队地跳到海里淹死，这种自动调节过程，是在过量繁殖造成生态失调的时候，以大量个体自我牺牲的形式，达到种的自我保持。也就是说，它的集体自杀的大行军，是旅鼠为了保存后代的一种方法。它们的自我牺牲是它们的种的自我生存的一种形式。 我国也有蛤蟆大逃亡的报道。例如1987年2月9日，安徽省宿县双庆河，出现3万多只癞蛤蟆集体过路的壮观景象。过路时，前头有一只特大的蛤蟆领路，后边大多数蛤蟆身上背着小蛤蟆，队伍成“人”字形，浩浩荡荡地翻越公路，向南边河沟爬去。那天，从下午1点多钟，一直到下午4点多钟，队伍仍未过完，围观的群众达二三千人。蛤蟆为什么结队过路，未见报道，估计也是种群自动调节的一种形式。 自然界生命的自动调节有多种多样的形式。大多数生物受捕食者（“天敌”）控制。天敌还有它的天敌。例如狼捕食鹿群，这是调节鹿群数量的形式。鼠类因为繁殖的速度很快，当天敌不足时，会由于过量繁殖造成食物短缺，在生态失调的情况下，老鼠的头儿会发出一种信息素，这种信息素能调节其他老鼠的交配，甚至抑制其他老鼠的生育能力，从而使鼠群的数量控制在一定的范围内，就同人类的计划生育一样。 一般来说，由于自然因素，如上面说的动物掠食，不至造成植被的根本破坏。如果土地森林没有受到人类过度的砍代和垦殖根本破坏，在没有变成沙漠或石漠的情况下植被可以重新出现。 例如，许多植物的种子很小很轻。如山杨树的种子1万粒还不到1克重。有一种兰科植物，50万颗种子才重1克。柳树、蒲公英等种子也很轻，在蒲公英的种子上还长有翅膀一样的翼。这些种子可以顺风传播。而且，大多数植物有大量的种子。只要具备适当的条件，便可以扎根生长。此外，有些植物的种子，在被鸟儿吃下去之后，不会被消化。它随鸟儿粪便排出，也可以传播到很远的地方。 红树，称为胎生植物。它同其他植物一样，开花、授粉、受精、结籽。但是它的种子成熟后却与其他植物不同，种子不离开母体，仍在母体吸收母体的营养而萌发。当红树开花结果的时候，便可看到树上结满几寸长的“角果”。但这些角果并不是红树的果实，而是一株株已由种子萌发的幼苗。幼苗长成后靠重力脱离母体。它落在海滩时，能直接插入淤泥中，扎根生长为一株小树。如果遇到大潮，它落到海里，还可以漂浮在海上。因为它有粗大的下胚轴，里面有大量的通气组织，可以任其漂在海上。由于它在母体上就形成耐海水盐渍的性能，可以长期在海上漂泊。一旦海潮把它送到海滩上，几小时便可长出侧根，迅速扎根生长。红树幼苗一旦扎下根，每小时长高一寸，到四尺高时便开花结果。一株幼苗不过几年间，便可以造成一片红树林。 椰树，虽然它不是胎生植物，但它的果壳有一层不透水的外表皮，里面有充满空气的纤维组织，一旦落入海中，也可漂浮在海面上，任风吹浪打，可被海潮带到遥远的地方。当海浪把它推到岸上，又可扎根生长出一棵大树。 总之，由于种种原因，例如旅鼠繁殖过剩，或者地震、火山爆发、严重的气象灾害等等，自然界生态平衡失调的情况是经常发生的。但是，自然界的生命不断地进行自动调节。正是由于生命本身具有自动调节的功能，各种自然原因造成的生态失调，在自然状态下，才不会产生永久性的生态危机。 动物之间和平相处 鳄是一种善于游泳，性情凶恶的大型爬行动物。它常常栖息在水边捕食。它的食域很广：各种鱼类、蛙类、鸟类，它都不放过，甚至有时袭击人畜。因此，大多数的小动物都避开它。但是有一种小鸟却从不躲避它，甚至钻进它的口腔中。这种小鸟叫鳄鸟，它是鳄的朋友，它们友好地生活在一起，有时鳄鸟钻进鳄的口腔里，鳄突然闭上嘴巴。不过你不要担心，只要鳄鸟在里面轻轻叩击鳄的上下颚，鳄就会张大嘴巴让鳄鸟飞出。鳄为什么不吃飞进它嘴里的鳄鸟呢？原来，鳄鸟可以细心地剔出鳄齿间的食物残渣，并啄食寄生在其中的小蛭。鳄的口腔得以清洁，鳄鸟也可以得到丰盛的美餐，并得到鳄的保护。 像鳄和鳄鸟这样两种都能独立生存的动物生活在一起，互助互利的现象，生态学上称为共栖。 共栖关系也是生物界普遍存在的一种现象。 很多动物在它的生活中都会交上一些“异种”朋友。凶猛的鲨鱼也会有一些小伙伴，这些小鱼叫拟狮鱼。它们常常在鲨鱼身旁来回穿梭，去吞食鲨鱼吃剩的残屑。鲨鱼为什么能容忍这种“无视”它权威的小鱼呢？原来，这些小鱼不仅在它前面帮助导航，以找到鱼群集结的地方，而且还常常游到鲨鱼的嘴里帮助鲨鱼剔牙，这种登上门来的“牙医”和“向导”，鲨鱼还能拒绝吗？ 当然，自然界也有些只对一方有利，但又不伤害对方的“片利共栖”现象。海洋中有一种叫牧鱼的小鱼，是依靠躲到水母那张开巨大的“伞”下，为自己找到一个安全的领地。在这个“保护伞”下，它可以躲过敌害的进攻。而由于牧鱼能精心地为它的“保护伞”剔除身上的小寄生虫，因此，牧鱼能够免于水母触手上刺细胞的伤害、因此，牧鱼与水母之间也建立了一种默契的共栖关系。 不同环境塑造不同的形态 提起鲸，你一定会想到那终年生活在海洋中的庞然大物，它的体形像鱼，于是人们常常叫它“鲸鱼”。其实，鲸不是鱼，而是生活在海洋中的一种哺乳动物。它们的外形是海洋中的环境塑造出来的，但它们的内部器官和生殖行为仍然保持着哺乳动物的特点：胎生、哺乳、用肺呼吸、心脏有四个腔室等等。 哺乳动物大都生活在陆地上，如我们知道的兔、鼠、象等。但是在长期的进化中，它们逐渐朝向占领自然界各种环境分化，鲸长期适应水中生活，因而身体有着鱼一般适于游泳的线形，后肢特化为鳍状。我们较为熟悉的生活在海洋中的哺乳动物，还有海豚、海豹、海狮，它们都有着鳍状附肢。哺乳动物不仅有水中游的，还有空中飞的。如，蝙蝠就是能够飞翔的哺乳动物，适于它飞翔生活特征的是，它的前肢及尾间生有薄而柔韧的皮膜，形成了能够飞翔的两翼。 有着血缘关系的生物，由于生活在各种不同的环境中，因而在形态及生活习性上有着完全不同的适应性。这种现象叫辐射适应。 不同的环境塑造不同类型的动物。在黑暗的地下靠前肢挖洞的鼹鼠，其眼小，耳退化，前肢粗短，掌心向外翻转，有着粗大的长爪；在草原上奔跑的羚羊，趾端特化为蹄，其余各指均退化；在密林中攀援的长臂猿，其姆指与其他四指相对，以利于紧握树枝。 这些特征都是它们被自己占领的环境所塑造的。 辐射适应在鸟类中也是十分显著的：善于飞翔的信天翁其翼可超过3．4米；善于在沙地上奔跑的鸵鸟身体巨大，双翼衰退，两腿刚劲有力，它的足几乎特化为适于奔跑的“蹄”；水中游泳的野鸭趾间有蹼，好似划水的桨。 辐射适应导致同一类生物产生多样化的生态类型，因此不利于这类生物占领不同的生态环境，从而充分利用环境中的自然资源及能量。 相似的环境造成相似的形态 我们都知道，青蛙是两栖动物，鳄是爬行动物，而河马是哺乳动物。它们之间会有什么联系的地方呢？ 青蛙、鳄、河马尽管在分类上血缘关系很远，它们的内部解剖及生理机制也不尽相同，生殖方式更是相差甚远。然而，它们都有着用肺呼吸，这样相同的与外界交换气体的方式，又都过着可以栖息水陆的生活习性，因此，它们的生活环境很是相近。如果画出它们的侧面图，我们可以看到，它们的鼻孔和眼睛都生长在头部上方的同一个水平。这样的特点，可以使它们将身体最大程度地浸在水中，而使鼻、眼突出水面，从而保证了呼吸，和对水面环境的观察。这些相同形态特征的形成，是由于它们生活在相似的环境中并逐步适应环境的结果。 很多生物，尽管它们的分类地位不同，但由于生活环境相同，可以产生相似的形态结构，这是生物对相同生态条件产生相近的适应的结果。因此，把这种现象称为“趋同适应”。 在生物界中，趋同适应的例子很多。 如：鱼纲中的鲨，爬行纲的鱼龙，哺乳纲的海豚，由于都生活在海洋中，因此，它们的形态都产生了对海洋生活的适应性；流线形的体形和适于划水的器官——鳍或鳍状附肢。生活在极地的海豹和企鹅，体内都有一层厚厚的脂肪来抵御严寒。这些都是趋同适应的结果。 植物中的趋同适应也是显见的。如，水生植物莲、狐尾藻、金鱼藻，虽然在分类地位上亲缘关系很远，但是由于都受水中的环境影响，因此，它们有着相似的特点：都有发达的通气组织，根系发育较弱等等。 白色的北极熊，黑色的狗熊 北极熊和狗熊都是哺乳动物纲熊科的动物。生活在东北山林里的狗熊，身着黑色的“礼服”，一副“绅士”风度，经常“光顾”守林员的小木屋；但生活在地球北极圈内冰天雪的北极熊，却身裹厚厚的白色皮袄，对刺骨的寒风无所畏惧。 为什么都是熊，而颜色上有这样大的差别？ 为了说明这个问题，我们先做一个小游戏。在一片绿色的草坪中，分散着很多黄、绿两色的小草棍，现在你们分头去寻找它们。几分钟以后，看看你们找的草棍大多是什么颜色的？这个道理很简单，在绿色的草地上，绿色的草棍被掩盖了，而黄色的草棍更容易暴露。因此，你找到的草棍大多数是黄色的。如果你留心一下你的周围，就会发现，大多数动物的体色与它所栖息的环境是相近的：菜青虫的颜色与青菜相同；青草里的蚱蜢为青色，枯草里的蚱蜢为黄褐色。 动物所有的与它栖息环境相似的颜色叫保护色。动物的保护色既可以保护自己免受敌害，又可以伪装自己偷袭猎物。 现在，你该知道为什么终年生活在冰雪覆盖环境下的北极熊的身体是白色的，而生活在遮天蔽日的深山老林里的狗熊的身体是黑色的了。 绝大多数动物都有自己的保护色：生活在水中的鱼，背部是黑灰色的，而向腹部逐渐变为白色，这是适应水中环境的一种保护色。有一种被称为“变色龙”的爬行动物，学名避役。它的真皮内有多种色素细胞，能随时增减，并根据周围的环境变化体色。当它爬在树干上时，身体呈现树皮色，而爬到树叶上时，马上变成绿色。乌贼的“变色术”也不亚于避役，它的基本体色是无色或半透明的，以至体内的墨囊隐隐可见。但它在海洋游泳时，身体可出现斑马身体上的斑条纹，随着海水的波澜而使自己被淹没在其中；可是当它在阳光照耀的砾石上时，背部则显现灰棕色斑点，好似阳光下的砾石闪闪发光；当它在沙滩上栖息，体色又变为沙黄色；如果将它放到白色的大理石上，其体色很快又变为乳白色，这千姿百态的体色变化，才称得上是真正的 “变色龙”。 动物的保护色，也是适应错综复杂的生态环境的结果。 从过度繁殖到生存竞争 鳕鱼是一种生活在海洋中的大头鱼。体长约50厘米，平时栖息底层，生殖季节向沿岸洄游。鳕鱼的年产卵量是500万粒。有人计算过，如果鳕鱼所产的卵全部能孵化长大成鱼，那么不出6年，整个大西洋就会被鳕鱼塞满。 其实，不仅鳕鱼，大多数动物、植物都有强大的生育能力。如，每条雌鲫鱼一年所产的卵可以受精的，大约有3000个可以孵化成小鱼，照此计算，一对鲫鱼经过3年，可以繁殖出67．5亿条鲫鱼；即使是繁殖力很弱的大象，如果一对一年只生6头小象，那么经过750年，这对象的后代可达1900头，至于繁殖力更强的生物，其后代数量之巨大就可想而知了。 面对生物这样强大的生殖能力，不仅大西洋、太平洋、印度洋以至于整个地球的水域，就连大陆都算上，恐怕也得塞得满满的，排得紧紧的。然而，你不必担心，每一种动物都不会无节制地繁殖、发育、生长。自然中的生存竞争使一种动物以其他植物或动物为食，而自己又会成为另外的动物的食物，比如鳕鱼，它以海洋中的中小型鱼类的无脊椎动物为食，同时，它自己以及它所产的卵也大量地被其他海洋动物所吞食。事实上，只有极少一部分鳕鱼卵能够孵化发育并长成大鱼。因此，鳕鱼永远也不会塞满大西洋。 在自然界，从肉眼看不见的单细胞生物，到生活在海洋中巨大的鲸，其种类繁多，分布之广是难以想象的。每一种生物都需要食物来维持自身的生存，因此，无论是浩瀚的大海，茂密的森林，还是辽阔的草原，以至高山、深谷，捕食者与被食者，捕食者与捕食者之间都存在着激烈的斗争。当你们在溪边散步时，当你们在林中嬉戏时，你是否注意到，在你的周围时时都在进行着一些生死存亡的斗争？瓢虫专吃蚜虫，食量惊人；螳螂静静地窥视前方，它会突然用长长的利刀般的前肢抓住猎物。 物种间的竞争不仅仅表现在“吃”与“被吃”上，生活在某一区域的不同动物时常为争取有限的食物、生存空间或其他需要发生的竞争，往往优胜者生存，失败者被淘汰。 一位生态学家高斯曾做过这样的实验：选取两种草履虫，一种是金草履虫，一种是尾草履虫。这两种草履虫分别在同等的条件下培养，生活的都很正常。如果将两种草履虫混放在一起，并且给予食物限量，半个月后，只有金草履虫生活下来，并生长良好，而尾草履虫则由于得不到足够的食物而死亡。实验表明，两种草履虫为了争取食物而发生了竞争。 “在同一环境中，不同物种如果要求的生态环境相近的话，则一定发生种间斗争，终有一个物种被排斥。”这就是生态学中的“高斯法则”。 自然界中的生存竞争是极其强烈的，也是千变万化的，甚至是巧妙的。这种竞争是自然界的普遍现象，它对于维持个体生存，种族的繁衍，生物进化和生态平衡都是十分有意义的。 益鸟维持生态平衡 鸟类生活过程中需要不断地摄取食物，从食物中取得能源进行各种生理活动。 碳水化合物是鸟类的主要热源，鸟类的体温比人类高，而且鸟类不停地飞翔、跳跃、捕食，也要消耗大量的热量，所以需要补充大量的饲料，否则影响鸟类的生长与育雏。 鸟类需要脂肪，如各种油料作物的种子：菜籽、葵花籽、芝麻、松子等。脂肪可以维持鸟类的体温，保护内脏及保持羽毛的光泽等。 一些鸟类是杂食性的，也有的鸟专吃虫子，它们对保护生产及人类健康起着很大的作用。一窝大山雀在半个月的育雏期间约可吃2000个昆虫；一窝燕子，一个月可吃1200个蝗虫；一只啄木鸟一天可以消灭上百条藏在树干中的害虫，还可以保护它周围90亩森林免遭虫害。燕鸟、大山雀和杜鹃也能消灭大量的鼠类。 鸟类资源是国家的巨大自然财富，它对保持生态平衡有重要作用。如果农林益鸟减少，就会造成虫害与鼠害，就会危害农业林业，给人类的生活、生产带来严重的危害，所以爱护益鸟，人人有责。 种群的整体相对稳定 整体稳定是与其特征分不开的。 种群密度：指单位面积或容积内的个体数量。种群密度会导致生存条件的剧烈竞争及疾病的暴发。 年龄结构：种群内各种年龄个体的比例称年龄结构。一般指幼体、成体及老年个体三种成分的分布，由于各种年龄结构组所具有的繁殖力和死亡率有很大差异，了解种群的年龄结构可以预测其数量动态。 出生率：出生率是指在单位时间内一种群所产后代个体的平均数。出生率的大小与性成熟的速度、胚胎发育所需的日期、每窝卵或幼仔的数目以及每年繁殖的次数有关。 死亡率：指单位时间内种群内的个体死亡的平均数。影响动物种群死亡的主要原因有气候、食物条件，疾病及人类的经济活动的影响等因素。 种群内的个体不断地繁殖、死亡、移入和迁出，但作为种群整体却是相对稳定的，这是借助出生率、死亡率、年龄比、密度等加以调节的。如种群密度增大而引起食物不足，又影响生殖力下降及传染病的流行，从而使密度下降，抑制了种群的增长。 昆虫与生态利他行为 如果说损人利己的行为被千夫所指的话，那么舍己为人的行为就是有口皆碑的了。每当荧屏或银幕上出现战士们扑在铁刺网上或用身体堵住枪眼，计战友冲上去夺取胜利等镜头时，往往被感动得流下了眼泪。在动物世界中，类似这种为了集体或种族，不顾自身安危，甚至牺牲自己的行为，在生物学上称为利他行为。在动物界尤其在一些过社群生活的动物中普遍存在。一般人都知道马蜂窝是捅不得的，除非有防护设备。因为这些蜂类的工蜂尾部有毒针，人被螫刺后会红肿，疼痛难忍。人和动物惊动了蜂窝，数以万计的工蜂就会蜂涌而来，只只奋不顾身，追着螫刺来犯者。由于螫针由产卵器变成，并生有倒刺，刺入物体后，不易拔出。螫刺后，往往拔出时，连自己腹部内脏也随之带出来。这只工蜂也就活不成了。工蜂为了保存集体，宁愿牺牲自己。蚂蚁打仗，不同集群或不同种的蚂蚁凭嗅觉和味觉能分清敌我，两军混战，双方不断增援兵力，战争可持续十几个小时，个个奋勇杀敌，没有贪生怕死的，宁愿全军覆灭，也绝不后退，为了各自群体，结果横尸遍野，真可谓可歌可泣。非洲有一种蚁的幼虫，将工蚁喂它的食物转化成脂肪，贮存在体内形成特别的突起，当食物短缺时，它可以分泌出脂肪供工蚁舐吸，这些蚁为了集体利益，甘心情愿把自己充作“罐头”。在白蚁王国里有千万只个体，蚁后除了产卵外，什么也不做，它的吃喝全部是由工蚁侍奉，蚁王除了同蚁后交配外，整天游手好闲，也靠工蚁供养，但是，蚁后和蚁王绝非白吃，它们对王国的贡献就是使王国“人丁兴旺”。上颚非常发达的兵蚁平时生活所需全部由工蚁负担。但是，一旦外敌来犯，它们就奋不顾身为保卫王国而战，甚至为国捐躯，真可谓“养兵千日，用兵一时”。这样看来，工蚁就成了王国的公仆，除了不能生育外，王国中的大小事务，如服侍蚁后和蚁王，供养兵蚁，照料蚁卵以及不断出生的蚁弟和蚁妹们，搜集食粮，营筑蚁巢，一旦战争发生还充当民兵，协助兵蚁抗敌。凡此等等都由工蚁来承担，它们整天任劳任怨为蚁民服务，由此可见，白蚁王国中每一成员都是在为国出力，似乎它们懂得“人人为我，我为人人”，离开王国就不能独立生活。 与蚁王不同，鹿王就没有那样惬意。鹿工是鹿群中最健壮的公鹿，在群体中亨有至尊无上的权威，它肩负保护它的臣民不受欺侮和领地不受侵犯的职责。一天，鹿王带着鹿群在一片丰盛的草地上进餐，一头美洲狮已在不远处出现，鹿王立即发出信号，让鹿群逃离现场，而自己竟站在原地，摆好架势，用坚强的双角抵向美洲狮，它全然忘却了恐惧，全神贯注地注视美洲狮的举动，只要敌人稍向前移，便用角顶上去。美洲狮几次试图扑上去，都被顶了回来，就在周旋之际，鹿群已逃到安全地带，最后，美洲狮无奈，只得悻悻退却了。鹿王这一行为，且不去讨论它是否为了自己的威望在群体中不受损害等，事实上是对鹿王不利的，随时都有被咬死的可能，然而鹿群就因此而脱险。 动物的利他行为在护幼时表现得更为突出，大多数鸟兽都有保护幼仔的行为。在野外，有时会见到近处有一只小鸟，低垂翅膀注视着你，好像受了伤一样，激发你产生却捉住它的念头，如果你向它走去快要接近时，它扑跌着飞出不远又落地，使你觉得这只小鸟真的受伤了，飞不远。于是，又向前去，刚要靠近，它又朝前飞了一点，你不甘心，继续向前走去，不知不觉越跟越远，最后，当小鸟一振翅膀，完全正常地飞出时，你才发觉自己上当了，被小鸟牵着鼻子走了好长一段路。如果你走回去，又会见到这只小鸟故技重演，尽管方向可能改变。为什么会这样呢？原来，你见到的小鸟近处有它的巢，窝中多半有雏鸟或卵，母鸟使用调虎离山计将你引开，离它的巢远一些。母鸟的这种行为并不是万无一失的，因为，其他捕食者的动作往往比人敏捷。有人说小鸟见到蛇吓得呆了，或是蛇有魔力能镇住小鸟等，小鸟乖乖地被蛇吞食，这是一种误解。其实，可怜的母鸟为了子女，在诱敌离巢时，稍不小心，就遭毒手。 动物的利他行为不同于人类那样有意识。当时一些动物未必知道自己会有不测。它们的利他行为是出于本能，也是长期自然选择的结果。动物的利他行为对个体来说虽然可能不利，但是，对群体有利，它可以保全后代，使种群得以维持。很多动物行为学家都在研究它的原因。史密斯提出“亲缘选择”的概念，它是指对一个家族中有亲缘关系的成员所起的自然选择。主要是对支配行为的基因起作用，它所增进的是个体内在的适合度，内在适合度是指一个个体在后代中传播自身基因的能力大小。能最大限度地把自身基因传给后代的个体，具有最大的内在适合度。“亲缘选择”选择那些内在适合度最大的个体，而不管这个个体的行为对自身存活有利无利。如果这些行为能导致足够数量的后代存活，那么这个利他基因在子代基因库中的频率就会增加，这样利他个体因自身死亡而损失的基因非但得到补偿，而且还会使其基因频率增加。因此，这种利他行为也就能被自然选择所保存下来。 不过，完全说动物利他行为没有意识也很难解释一些事实。因为有一些动物不能说完全没有意识。常言犬通人性。众所周知人和犬在分类学上，除了同是哺乳纲外，根本谈不上有什么关系，何况某个人和某条犬。但是，当一条犬同它的主人建立了感情后，它是会为主人牺牲生命的。古今中外，义犬救主的事实在不少。蚜虫的敌友 蚜虫分布很广，有的有翅，有的无翅，它具有刺吸式口器，这种口器像一个空心的针管，可吸食植物的汁液，对植物的幼嫩部分危害严重，是农作物、果实等严重的害虫。 在昆虫中也有很多肉食性昆虫 （如瓢虫、草蛉、食蚜蝇等）和寄生性昆虫（如赤眼蜂等），它们都是蚜虫的天敌。 瓢虫 （主要是七星瓢虫和异星瓢虫）以蚜虫为食。草蛉也捕食蚜虫。蚜茧蜂是产卵在蚜虫体内，蚜虫因而失去繁殖能力 （叫僵蚜）；当幼蜂从蚜虫体壁钻出后，蚜虫就死亡了。 蚜虫除了天敌外，还有保护者：有时可以见到蚂蚁把蚜虫从植物叶子上 “赶下来”，保护起来的情景。这是因为蚂蚁以蚜虫的“蜜露”——排泄物为食，因此，人们常说蚜虫是蚂蚁的“奶牛”。 用农药杀害蚜虫对人畜及农作物是有害的，而用生物防治既不伤害其他有益生物，也不会造成污染。所以我们要保护蚜虫的天敌——几种瓢虫与草蛉；也要控制蚜虫的保护者——蚂蚁的繁殖。种群数量变动的原因 种群是指在一定地域 （空间）的一群同种个体的自然组合。 动物种群的数量变动取决于一系列复杂因子，其中两个基本因子是出生率和死亡率。出生率的大小与性成熟的速度、胚胎发育所需的日期、每窝卵或幼仔的数目及每年繁殖的次数等有关。影响死亡率的重要方面有气候、食物条件、疾病以及人类经济活动等。 除此以外，动物的行为（例如扩散、聚集和迁徙）也会影响着种群的数量。 当种群数量上升时，各种因子开始起作用，导致生存斗争激烈、死亡率上升、出生率下降、迁出增加，起着“负反馈”的调节作用。 例如青蛙的蝌蚪能从肠道排出一种有毒物质，如果池塘里蝌蚪密度过大，这种有毒物质增多，就会抑制蝌蚪的生长和发育，从而使幼小蝌蚪的死亡率增加。又如大多数鸟类在一年之中的任何一个地区，鸟类的种类经常会有些变化。每年到了一定季节，有些鸟飞来了，有些鸟飞走了。鸟类的这种随季节不同而变更生活地区的习性也影响了种群的数量。人类的乱捕滥猎，砍伐森林，污染水源，也能破坏种群的自然平衡。所以应保护生态环境，以免造成种群灭绝的恶果。巧妙的伪装 生物在生存竞争中不仅仅学会了用保护色来乔装打扮，而且还练就了各种各样的“摸拟”环境的本领。 当你在小树林中玩耍，眼前飞过一只美丽的蝴蝶，你一定会情不自禁地挥手去扑它。然而，只见它忽地一闪不见了。明明看见它落在一株枯树枝上，可是只见枝条上几片摇曳的枯叶瑟瑟随风抖动。你可能气恼地摇摇那枯枝，几片枯叶随即飘落在地。你终于扫兴而去。但是那飘落的“枯叶”突然又展开美丽的翅膀飞去。原来，它就是你刚刚欲捉不着的蝴蝶。由于它能成功地摸拟树叶的样子，所以人们叫它“枯叶蝶”。枯叶蝶的翅膀的正面颜色鲜艳美丽，而反面的颜色暗淡无光，就像一片枯萎的叶片，翅膀上的条纹又极像叶脉，当它静止在树枝上时，两翅合拢，酷似一片枯叶。即使就在敌害的眼前，也难辨别。 枯叶蝶这种模拟枯叶，混淆敌害视觉，以避免遭受敌害捕食的本领在生态学上称为“拟态”。这是某些动物在进化过程中形成的外表形态或色泽斑纹与其他生物或非生物环境异常相似的本领。 拟态在昆虫中最常见。南方竹林中生活着一种竹节虫，它不仅在颜色上，而且在组织细节上都极像竹节。竹节虫对它所栖息的竹节极为成功的拟态，可以在众目睽睽之下，使它的天敌视而不见。 伪装最为出色的要数“尺蠖”，它是一种叫做尺蛾的蛾类幼虫。它栖息在树枝上一动不动，就像“钉”在那里一样，那样子简直就是树于上长出的一个树枝叉。以致使食虫鸟对它连看都不看一眼，从而得到了极大的安全。 某些鱼也有拟态的本领，有一种生活在美洲的鲈鱼，体形和颜色都极像漂落在河水上的腐叶。它生活在绿荫掩映下的河流中，当遇到敌害时，它就 “装扮”成落入水中的腐叶，随那些枯枝败叶一起顺河水漂流，而保持身体一动不动，以此来逃脱捕杀者的目光。 不要以为“拟态”只是动物的“专利”。植物中也不乏乔装打扮者。生活在非洲沙漠地区的一种叫做生石花的植物，它没有明显的茎，两片肥厚的肉叶子对生，里面储藏了大量的汁液，能抵御沙漠的干旱。它的样子特别像静卧在沙漠中的一块石头。这种巧妙的伪装可以骗过动物的眼睛，以免遭被食的厄运。 看来，在激烈的你死我活的竞争中，各种生物不练就一手防身的“绝招”，是难以生存下去的。瓢虫身穿艳丽的服装 人们都以为最好的防身本领是隐蔽。隐蔽的方式可以是随环境而改变体色的保护色或模仿栖息物的拟态。然而有些昆虫的体色不仅不与其生活环境不同，反而披着绚丽醒目的“外衣”，这样的外衣不但不能使它们得到隐蔽，反而使它们更加显眼，而这样的昆虫却偏偏没有受到敌害的攻击。比如，披着红底黑点艳丽袍衣的瓢虫，却偏偏爱在青色的菜地里吞食蚜虫，而自己却不怕被敌害发现。这是为什么呢？原来，这种瓢虫有一种难闻的味道，它们大概曾经使吞食过它的敌人大倒胃口、于是，它那件艳丽的外衣就成为一种象征，好像在警告敌人：“别吃我，否则叫你恶心！” 某些具有恶臭或毒刺的动物所具有鲜艳的色彩或醒目的斑纹，这在生态学中称为警戒色。如果不能隐蔽，最好的自卫办法莫如对敌人做出警告：你敢动我，就会得到报复！反正每种生物都得有自己生存的“拿手好戏”。 有一种毒蛾的幼虫，具有鲜艳的色彩和花纹，但身上长着毒毛。如果哪只鸟胆敢吞食它，它的毒毛就会刺伤鸟的口腔粘膜。捕这种虫的鸟类尝过苦头后，就再也不敢吞食这种虫子了。于是毒蛾幼虫的这种鲜艳色彩对鸟类就构成了一种警告。黄蜂腹部黑黄相间的条纹也是一种警戒色，被黄蜂螫过的鸟可以记忆几个月，从此再见到黄蜂会立即躲开。 大自然无奇不有，对于警戒色也有“假冒伪劣”者。例如，有一种飞蛾，并没有螫针，也不会螫人或其他鸟类，但却能模仿黄蜂那黑黄相间的体色，从而在“以假乱真”中得到生存。有些昆虫是“多面手”，既有着能隐蔽的保护外衣，又会“装模作样”做出恐吓的样子。例如一种舟蛾毛虫，它的体色与它栖息的青绿色环境相似，可以躲过敌害的目光。但是，如果敌害偶然间触动了它，它会立即舍弃伪装，跷起头尾。它的头部涨得发红，好像警告色一般，它的尾部有两根类似螯针的东西，似乎要准备螫它的敌人，其实它不过是吓吓敌人，而本身并无任何攻击的本领。 警戒色的特点是色彩鲜艳，这是生物进化过程中，在同种个体多次被食的基础上，逐渐在体色上形成的一种保护性适应。帮助角诱捕食物 在2700米深的海洋中，生活着一种奇特的鱼，它的身体近似椭圆形，在身体的背部有一条细长的触手，一直伸向它的头顶前方，就像一根钓鱼竿。有趣的是，这是一根名符其实的“钓鱼竿”。因为竿的顶端是一盏发光的“小灯”。在黑暗的海洋深处，那盏头顶的小灯一闪一闪的，吸引着很多小鱼，小虾，自动跑到它那张开的大嘴巴里。因此，人们称那细长的触手为“钓鱼灯”，角头顶上的“钓鱼灯”是怎样发光的呢？ 原来，在那细长的触手的顶端，藏着很多发光的细菌。这些发光细菌聚集起来，就像一盏闪闪发光的小灯。也许你以为这些细菌真是“助人为乐”？其实，它才没有那么“大公无私”。这些发光细菌是寄生在鱼的触手顶端的，它们可以从鱼体中吸取维持自己生命的营养。而角呢？当然也不会白白地养活它们，它巧妙地利用了发光细菌的照明，为它诱捕食物。这样，它们之间就形成了相互依赖、彼此有利的关系。如果彼此分开，各自都难以独立生存。生态学上把这种关系称为“共生”。 海洋中，特别是在黑暗的深水中，这种共生发光现象很普遍。有一种耳乌贼，在它的墨腺旁边，由于外套膜内陷而形成了“发光器”。发光细菌就栖居在发光器的中央；还有一种生活在海洋中层的鲈鱼，叫灯鲈鱼。它的眼睛下方有一个发光器，里面栖息着能够发光的细菌。而且这种鱼的“眼皮”还会上下移动，好似眨眼一般，这与一般鱼类眼睑并不活动的特性不同。但它的眼睑并不是遮盖眼睛的，而是用来调节发光强度的。昆虫与植物的默契 动物“吃”植物是天经地义的，而植物“吃”动物的现象也有很多。但是，植物与动物并不都是天生敌对的，它们之间也是相互依存，生死与共的。 动物与植物间的互惠互利有着许多美丽动人的故事。 有一种丝兰花，产于美国西南部，它的繁殖离不开昆虫。为它传播花粉的是丝兰花蛾。丝兰花蛾用它特有的口器，从丝兰花的花蕊上采集粘粘的花粉，然后把花粉球带往另一朵丝兰花，并将花粉塞进这朵花的柱头管内，在传粉的同时，以保证它能受粉。但丝兰花蛾并不白白地为丝兰花传粉，在传粉的同时，它将自己尖尖的产卵器刺入花壁产卵。待到丝兰花的种子成熟时，丝兰花蛾幼虫也正好孵出来。靠着这些花籽幼虫得以生存。秋天，幼虫从花中钻出，落在地上，钻进土里就变成蛹。同时，它吃剩下的花籽也落地。春天来了，丝兰花籽萌发了，丝兰花蛾也从蛹里钻出来了，又去寻找新的丝兰花，双亲一代的“友谊”又传给了下一代。 你看，它们合作的多么巧妙！如果没有丝兰花，丝兰花蛾不仅没有食吃，也不能生育幼虫；反过来，如果没有丝兰花蛾，丝兰花也不能传粉、受精，繁殖新一代。这真是一部共生的协奏曲。 大凡靠昆虫传粉的花，都有着美丽的花冠，或浓烈的香气。这吸引着无数“好色”的昆虫采蜜传粉。 有一种叫做马兜铃的植物，虽然它的花是没有什么“姿色”的绿色管状物。然而它的花朵深处能发出一种奇异的香味，吸引着昆虫向着这个管状物里爬。里面是一个宽敞的腔室，着生着雌蕊。奇特的是，管状物上部内侧着生着斜向里侧的茸毛，昆虫爬进去后，被茸毛挡住退路，就不能再退出来。因此，昆虫在这个腔室内急的“抓耳挠腮”，乱爬乱撞，伺机寻找出路。这正中马兜铃下怀，昆虫在挣扎中，将它身上的花粉涂到了雌蕊的柱头上，待到受精完成，雌蕊柱头枯萎后，雄蕊才开始成熟，这个昆虫身上又沾满了新的花粉。等到花管口茸毛凋落，小昆虫得以飞出，又会钻入另一朵花中继续 “坐牢”，但它却可得到香甜可口的花蜜。种内互助的典范 同种动物为了生存，大多过着群居的生活。群聚的动物在其捕食、御敌和应付不良环境中表现出良好的合作。同种动物之间的相互帮助，在生态学上称为“种内互助”。 蚂蚁是社会件的昆虫，它们有着严密的组织，严格的分工，依靠集体的力量克服了严酷的大自然带给它们的大数灾难和危险，顽强地生存、繁衍，以至成为动物界鼎盛的“蚂蚁王国”。因此，它们可称得上是“种内互助”的典范。 身躯庞大的蚁后是蚂蚁王国的核心由于她担负着种族延续的重任，因此有至高无上的权力。可不要羡慕那顶王后的桂冠，那是经历了感情上的“痛苦”和肉体上的折磨，才得到的。能够成为蚁后的雌蚁，首先经受的是“丧夫”的痛苦。带着双翅的雌蚁和雄蚁在空中飞舞交配，新婚燕尔，雄蚁留下了雌蚁终生使用的精子便悄然死去。从此雌蚁开始了艰难的爬向蚁后的宝座的历程。她要自己挖洞筑巢，为自己设置“产房”；产卵并孵出第一批幼虫。雌蚁是用分解自己发达的胸肌转化的营养液来喂养这第一批幼儿的，当她的身躯将要耗尽时，第一批工蚁才成熟。它们立即破巢而出，为母亲寻找食物，抢救它们奄奄一息的母亲。做母亲的终于有了出头之日，直至在工蚁的精心护理下，一批批卵产下来，一批批工蚁出世，并为它们的母亲重新建造“皇宫”。雌蚁这才真正登上了蚁后的宝座。 也许是为了报答母恩，众多工蚁对蚁后言听计从。它们担负除繁殖以外的全部内勤、外勤以及冲锋陷阵的工作。但它们的分工精细，坚守职责，并在工作中表现了卓越的合作。如，有专门喂养母后的工蚁，有专门营造“殿堂”的工蚁，有清扫垃圾的工蚁，这是负责内勤工作的；在外勤工作中，负责侦探的工蚁发现猎物立即回巢报告，并根据猎物的大小，带领足够搬运的一队工蚁向目标列队前进。“向导”走在最前面，为避免后面的工蚁掉队，还不时地停下来，等待后面的工蚁跟上。如果一只工蚁遇到危险或遭难，立即释放一种“报警激素”，计周围的工蚁迅速逃跑，当蚁穴出现危险时，现场的工蚁也会释放一种报警物质，招呼其他工蚁前来抢修或保护蚁后安全转移。在遇到敌情时，负责作战的兵蚁会奋不顾身的冲锋陷阵。蚂蚁的常规武器是头卜的一对大颚，有的蚂蚁还生有毒刺，或可以喷射毒液，毒液的成份是蚁酸，有很强的刺激性和腐蚀性。当遇到敌害时，它们或是挥舞大颚，或是举起毒刺，或是喷射毒液，英勇奋战，甚至不惜牺牲自己的生命。有一种叫做“自爆蚁”的蚂蚁，它们的工蚁在遇到强大的敌人时，腹部立即膨胀，并很快爆破，腹腔内迸流出粘稠的浆液，将敌人粘住不能动弹，它们就是这样依靠自我牺牲来掩护“战友”脱险的。损人利己的寄生行为 人们常把靠剥削别人劳动成果，不劳而获，坐享其成的生活斥之为过寄生生活。在动物种间关系中，有一种损人利己的特殊形式，这就是寄生关系。这是指一种动物生活在它种动物身上，从中吸取营养而使它种动物受到损害的一种关系，前者叫寄生者，后者叫寄主或宿主。寄生现象普遍存在于动物之中。可以说在自然界中很难找到一种不被其他寄生者寄生的动物。寄生关系非但形式多样而且非常复杂。按寄生的部位可以分为体内寄生和体外寄生。如蛔虫寄生在寄主体内就是体内寄生；跳蚤、虱、蜱和螨等寄生在寄主体表就是体外寄生。一种寄主的体内或体外被一种寄生动物寄生的现象叫单寄生。这种寄生事实上不多见，因为，在自然界一种动物常被多种寄生动物寄生共生。例如一只蝙蝠的毛皮上可以发现蜱、螨等多种体外寄生动物，在它体内的器官中同时也可发现线虫等多种体内寄生动物。更复杂的是复寄生或叫重寄生：如甲种昆虫可被乙种昆虫 （一级寄生动物）所寄生，而乙种昆虫又可被丙种昆虫（二级寄生动物）所寄生，甚至可多达四五级。 人们习惯把寄生者叫寄生虫。其实寄生者并不一定限于虫。还有很多不是虫的动物，甚至高等脊椎动物也有过寄生生活的。 疟疾是一种全球性的疾病。50年代，当时全世界25亿人口中有半数以上人受到疟疾的威胁。法国内科医生拉弗兰从病人血液中鉴定出寄生物，指出病因是一种原生动物叫疟原虫寄生在人体红细胞和肝脏的实质细胞中所致。一位在印度的英国外科医生罗斯指出是按蚊传播这种疾病。我国最为常见的间日疟原虫的生活史中有两个寄主：一个是人，另一个是按蚊。感染疟原虫的雌蚊叮人时，疟原虫的子孢子随蚊子的唾液进入人体，在肝细胞和红细胞中进行无性繁殖，分裂成很多裂殖子，一些裂殖子可继续侵入新的红细胞，不断循环裂体生殖，每一循环周期为48小时，所以病人每48小时出现一次发冷发热，俗称“打摆子”。最后有一些裂殖子形成配子母体。当雌蚊叮病人时，配子母体进入蚊体，在蚊胃中完成雌配子和雄配子的结合生成合子，完成有性繁殖，最后形成千万个子孢子。 扁形动物中具有吸盘的种类全部过寄生生活：如对人类危害很大的华枝睪吸虫。人被感染后，肝肿大，胆囊发炎，并可并发原发性肝癌。它有2个中间宿主和1个终末宿主。成虫寄生于人、猫和狗等的胆管内，进行有性繁殖，虫卵随粪便排出，被第一中间宿主沼螺吞食，在螺体中发育成尾蚴。离螺体入水，侵入第二中间宿主淡水鱼体，形成卵圆形的蚴。如果人吃了没有煮熟的带有蚴的生鱼，囊蚴进入肝中，一个月后就形成成体，其寿命可长达15～20年。 曾经威胁过我国江南水乡人民的日本血吸虫，也是一种扁形动物。儿童被寄生，不能正常发育，成为侏儒；成人则丧失劳动力，妇女不能生育，甚至丧失生命。它有一个中间宿主和一个终末宿主。成体寄生于人、牛、猫等肠系膜的静脉血管中，雌体在肠壁产卵，有的卵由肛门静脉人肛，有的卵随粪便排出，在水中孵化出毛蚴，进入中间宿主钉螺、发育成尾蚴，离开螺体在水中游动，经人的皮肤而入人体。 寄生动物更换寄主的现象是田于与寄生主们在进化过程中相互关系形成的，在系统发展过程中较早出现的种类就是最早的寄主，后来寄生动物的生活史才扩大到较后出现的类群中去。这样较早的寄主就成为中间宿主，而最后的寄主便成为终末寄主。此外，寄生生物大量的无性增殖是对寄生生活的一种适应，只有大量增殖才能使寄生动物繁衍，尤其是需要更换主的种类以使得到寄主的机会增加。否则，就会在进化的过程中被淘汰。 人疥螨是一种蛛形纲的小动物，寄生于人体皮肤内，形成疥疮。有些人患了酒糟鼻，影响了形象美，也是一种螨类寄生所造成的。蚤类把一些动物的疾病传播给人，造成难以想象的后果。由鼠疫杆菌引起的鼠疫一般先在鼠类中流行，由鼠类叮咬而传染给人。据史载，欧洲在古代和中世纪发生过12次由鼠疫形成的浩劫，最大的一次是14世纪鼠疫的流行，漫延到世界上很多地方。在牛津大学当时每3位学生就有2个因此而死亡。在农村和城镇人口减少。结果从经济上的衰退导致政治和宗教上的混乱。以后虽然再也没有如此大的流行，但威胁尚存。在近代，1941年美国洛杉矶就发生过一次。1947年我国东北也发生过一次鼠疫，这是日本军国主义者于 1937～1945年的8年间，丧心病狂地在我国各地实施细菌战，导致鼠疫流行的结果，百姓遭殃，受害者达3万人。 七鳃鳗是一种圆口纲的水栖动物，它是现代脊椎动物中构造相当原始的类群。过暂时性的寄生生活，常用它的口吸盘吸在鱼体上，用角质齿和舌锉破皮肉，吸食血肉，给渔业造成很大危害。有一种深海鱼叫角，雄鱼居然用口吸附在雌鱼身上，吸取养料，完全过寄生生活，在生物学上叫性寄生。许多种杜鹃，以及黄莺科和指示鸟科的一些鸟类，自己不筑巢，而把卵产在别的鸟巢中，并由别的鸟代为孵育，在生物学上称为社会寄生也叫巢寄生。 有些科学家认为寄生现象起源于共栖，以后发展成体外寄生，然生再进而形成体内寄生。 人们对动物寄生关系的研究主要着眼于两个方面：一是消灭和防治对人畜有害的寄生虫，如防治血吸虫病的关键措施是消灭血吸虫的中间宿主——钉螺和沼螺，使血吸虫不能完成其整个生活史。以及在感染区注意个人防护，不要让皮肤直接与可能有血吸虫尾蚴的水接触。防治疟疾最主要是消灭蚊子，防治人体蛔虫是饭前便后洗手，粪便不能随处乱倒。因为蛔虫的传染途径是虫卵经口而入人体的，生吃瓜果要去皮或用高锰酸钾等消毒液加以消毒。二是利用寄生关系进行生物防治有害的昆虫，如世界各国都采用赤眼蜂防治玉米螟、地老虎和棉铃等害虫。因为赤眼蜂产卵于这些虫的卵中，整个发育过程都在被寄生的卵内完成，这样就可达到害虫为害之前就把它们消灭的目的。 在生物防治上特别注意重寄生现象，例如舞毒蛾的一级寄生蜂的幼虫有复寄生昆虫35种，其中两种还有三级寄生昆虫。如果用寄生蜂防治舞毒蛾，就要解决二级寄生物寄生在寄生蜂上的问题，可以利用三级寄生物来防治有害的二级寄生物。 |
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