《生命:非常的世界》講述大自然中130個(gè)令人難以置信的故事,探索世界每個(gè)大陸上的動(dòng)物和植物為了生存而使用的各種策略,展現(xiàn)了自然界繽紛物種的多樣性,以及它們?yōu)檫m應(yīng)環(huán)境而進(jìn)化出的各種神奇生存本領(lǐng)。
地球上的3000萬(wàn)種動(dòng)植物,每個(gè)物種都注定為了生存而奮斗一生。求偶的小鳥在水面上跳著讓人眼花繚亂的復(fù)雜舞步表示忠誠(chéng);捕蠅草布置精妙的陷阱,誘殺獵物;飛魚使用魚鰭飛翔,滑出水面,擺脫獵食者的追捕;寬吻海豚用泥巴墻圍獵胭脂魚。
動(dòng)植物的生存戰(zhàn)術(shù)繽紛多樣,各有所長(zhǎng)。生命在極端壓力下,為了戰(zhàn)勝來(lái)自敵方和環(huán)境的挑戰(zhàn),不斷拓展自己的行為極限。萬(wàn)物皆有靈,生命的魅力在于生生不息,通過(guò)幾千年的變化讓自己去適應(yīng)自然。
本書將帶你跟隨地球上生命力頑強(qiáng)且富有創(chuàng)造力的動(dòng)植物,一同體驗(yàn)非凡的生命歷程
序言
BBC的生命科學(xué)系列以及《生命》這本書,主要描述了神奇的動(dòng)植物為了生存繁衍以及如何將自己的基因傳給下一代所做出的各種行為。
每天,動(dòng)植物都面臨著各種巨大的挑戰(zhàn)——天敵和競(jìng)爭(zhēng)者的捕殺以及生存環(huán)境中面臨的種種考驗(yàn)。對(duì)大多數(shù)動(dòng)物來(lái)說(shuō),能夠活著看到第二天的晨曦已實(shí)屬不易。即使如此,它們?nèi)孕璺毖芎蟠。這就意味著它們可能會(huì)面臨各種嚴(yán)峻的生存競(jìng)爭(zhēng)——為了吸引配偶而花盡心思或是為贏得配偶而與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手決斗。我們?cè)凇渡芬粫兴v述的一系列扣人心弦的故事,內(nèi)容就是關(guān)于不同的生物為了戰(zhàn)勝這些生存的挑戰(zhàn)所做出的各種努力。
當(dāng)然,地球上的生物有數(shù)百萬(wàn)種之多,《生命》一書所講到的只是滄海一粟。我們無(wú)法用一本書囊括整個(gè)生物界。因?yàn)闀袥](méi)有提及那些很小的、肉眼看不到的或是不太有趣的生物,而選擇了一些最能代表生物多樣性和復(fù)雜性的物種,并以最簡(jiǎn)單的方式歸類,如昆蟲類、鳥類、爬行類,等等。世界各地的科學(xué)家及工作者耗費(fèi)數(shù)年研究及實(shí)地拍攝才完成了本書。在本書中,我們有幸能夠看到一系列令人嘆為觀止的景象——黑帽懸猴用勉強(qiáng)能舉起的巨石砸開棕櫚堅(jiān)果,科莫多巨蜥跟蹤獵物數(shù)周,兩只巨大的甲殼蟲在樹頂搏斗,上百萬(wàn)只蜘蛛蟹聚集在一起脫殼。
地球是目前已知唯一有生命存在的星球,而地球上繁多的生物種類又是經(jīng)過(guò)30多億年的歷史才進(jìn)化而來(lái)的,F(xiàn)今生存的千百萬(wàn)種生物都有著共同的、以最簡(jiǎn)單的生命形式存在的祖先,即圍繞在化學(xué)混合物之中的碳化合物。這些原始的化合物有著自我繁衍的能力,最初的生命就此誕生。
經(jīng)過(guò)數(shù)億年的進(jìn)化,這些原始的有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜,在演變成產(chǎn)生蛋白質(zhì)的化合物后,最終形成了最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物有機(jī)體。緊接著,多種不同的單細(xì)胞生物組合到一起形成多細(xì)胞生物。后來(lái),一些最適合環(huán)境的多細(xì)胞生物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的優(yōu)勝劣汰生存了下來(lái),那些不太適應(yīng)環(huán)境的多細(xì)胞生物則被淘汰并消失了,這就是自然選擇的開端。
生命體的形式也變得越來(lái)越復(fù)雜,它們長(zhǎng)出了簡(jiǎn)單的內(nèi)臟、肌肉纖維和神經(jīng)系統(tǒng)。接著出現(xiàn)了有性繁殖這一生物學(xué)上的重大飛躍。繁殖已經(jīng)不單單是生物體自身的克隆,而是不同個(gè)體結(jié)合而產(chǎn)生出新的特性,這極大地豐富了生物的多樣性,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生新的物種。
越來(lái)越多的新物種不斷進(jìn)化,也有了新的棲息地,如此周而復(fù)始,各種生物在新環(huán)境下又開始了新的適應(yīng)過(guò)程。同時(shí),進(jìn)行著自然選擇,即在進(jìn)化的過(guò)程中很多物種因?yàn)闊o(wú)法適應(yīng)不斷變化的嚴(yán)酷環(huán)境而滅絕,而生存下來(lái)的物種則不斷地進(jìn)化著。因此,至今地球上所擁有生物的種類令人驚嘆。
沒(méi)有人知道現(xiàn)今到底有多少種生物,據(jù)估計(jì)有四百萬(wàn)到一億種。這么多生物有著共同的特點(diǎn)——求生和繁衍。這也是《生命》一書中的永恒話題。
瑪莎.福爾摩斯和邁克爾.高頓
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大獲全勝的哺乳動(dòng)物
大約6500萬(wàn)年前,動(dòng)物界中有一類動(dòng)物生活得很成功,并很好地定義了它們生活的地質(zhì)時(shí)代:即今天談?wù)摰男律蛘哒f(shuō)是“哺乳動(dòng)物時(shí)代”,F(xiàn)在,哺乳動(dòng)物大概有5000種,有一半是鳥類,它們?cè)诘厍蛏险紦?jù)絕對(duì)地位。如果你對(duì)此懷疑,那么很有必要想想我們?nèi)祟惐旧砭褪遣溉閯?dòng)物,現(xiàn)在地球上有70多億人口,還有數(shù)十億我們養(yǎng)的牲畜、寵物以及害蟲。我們重塑了地球,將其生產(chǎn)的產(chǎn)品一半為我們所用。但是哺乳動(dòng)物是如何超越其他物種的呢?我們得以大獲全勝有什么秘訣嗎?
哺乳動(dòng)物獲得如此成功是出乎意料的。我們耗費(fèi)了那么長(zhǎng)的時(shí)間才成為地球上的重要角色。對(duì)于我們的進(jìn)化史來(lái)說(shuō),我們渺小,神秘,卻又毫不起眼。3005萬(wàn)年前,是最原始的“似哺乳類爬行動(dòng)物”時(shí)期,后來(lái)哺乳動(dòng)物經(jīng)過(guò)1000萬(wàn)年的時(shí)間才進(jìn)化了一些我們今天能見(jiàn)到的特征,這個(gè)時(shí)間是很讓人震驚的。
最早的哺乳動(dòng)物進(jìn)化中的一個(gè)創(chuàng)新就是我們獨(dú)特的吃飯器官。和其他脊椎動(dòng)物不同的是,我們的下頜是一塊單一的骨頭,上面布滿許多不同形狀的牙齒。這種新型的下頜和專業(yè)的全套牙齒(犬齒、門牙、臼齒等)可以使哺乳動(dòng)物更精確更銳利地咬下和咀嚼食物,并提升哺乳動(dòng)物捕捉食物和處理食物的能力。
下一個(gè)重大的進(jìn)步就是活動(dòng)的敏捷性和靈敏性。在爬行動(dòng)物很小的時(shí)候,它們的動(dòng)作還算敏捷。長(zhǎng)大后,爬行動(dòng)物的四肢向兩邊伸展,十分笨拙,這使它們?cè)谂軇?dòng)時(shí),必須前后甩動(dòng)身體。哺乳動(dòng)物在這方面更好地進(jìn)化了。哺乳動(dòng)物進(jìn)化出四肢,這樣當(dāng)它們躺下時(shí),四肢就可以很緊湊地放在身下。這雖然減少了穩(wěn)定性,但在追趕獵物或逃生時(shí)可以迅速改變方向。
大約在2005萬(wàn)年前,第一種“真正的”哺乳動(dòng)物才出現(xiàn)。它們?cè)诖笮『托袨樯项愃泣汖B,專食昆蟲,在夜間活動(dòng),有著小小的眼睛和敏銳的嗅覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)。數(shù)百萬(wàn)年來(lái),哺乳動(dòng)物身體矮小,在一些白天活動(dòng)的大型爬行動(dòng)物的逼迫下,只能夜間活動(dòng)。但是,正是在與恐龍和其他爬行動(dòng)物的競(jìng)爭(zhēng)中,才成就了今天的哺乳動(dòng)物。
長(zhǎng)時(shí)期的夜間活動(dòng),使哺乳動(dòng)物練就了絕佳的聽(tīng)覺(jué)和嗅覺(jué),也擴(kuò)展了大腦所對(duì)應(yīng)的這些區(qū)域。這些感官的加強(qiáng)能夠讓它們進(jìn)行復(fù)雜的交流,并進(jìn)一步擴(kuò)大它們的大腦和專有的大腦新皮質(zhì)區(qū)域,大腦新皮質(zhì)區(qū)域主要控制感覺(jué)的感知,動(dòng)作的指揮,空間的推斷以及有意識(shí)的思想和語(yǔ)言。
在夜間活動(dòng),意味著早期的哺乳動(dòng)物不得不想出辦法保持足夠高的體溫以保證夜間的活動(dòng)。就像鳥類一樣,它們進(jìn)化出保持身體恒溫的化學(xué)物,利用食物產(chǎn)生熱量,并用隔熱的皮毛或脂肪保持體溫。但是成為溫血?jiǎng)游,就不得不面臨新陳代謝速度變快達(dá)爬行動(dòng)物的十倍的考驗(yàn)。這就意味著它們的食量是爬行動(dòng)物的十倍。這也是哺乳動(dòng)物很容易饑餓的原因。
尋找食物的巨大代價(jià)部分由它們的有氧耐力彌補(bǔ)了,哺乳動(dòng)物的這種有氧耐力是爬行動(dòng)物的十倍,它們就可以行走更多的路以尋找食物。保持恒溫的身體促進(jìn)了諸如汗腺等降溫機(jī)制的進(jìn)化。這又進(jìn)而導(dǎo)致可以給后代提供一種便攜式的食物供給方法——喂奶,喂奶的器官是由改良的汗腺發(fā)展來(lái)的。
與爬行動(dòng)物的競(jìng)爭(zhēng)迫使哺乳動(dòng)物進(jìn)化出很多獨(dú)特的能力,但是在6550萬(wàn)年前,大多數(shù)哺乳動(dòng)物仍然是夜間不太起眼的生物。一些事情改變了哺乳動(dòng)物的命運(yùn)。一顆巨大的小行星撞擊在墨西哥尤卡坦半島的附近地區(qū),整個(gè)地球陷入一片黑暗。接下來(lái),白天活動(dòng)的大型恐龍滅絕,一直受壓迫的、溫血的、有著大腦的、夜間活動(dòng)的哺乳動(dòng)物開始占上風(fēng)。
這一重大的事件之后,哺乳動(dòng)物就不再受它們的天敵恐龍的壓迫了,它們進(jìn)化成我們今天所知道的哺乳動(dòng)物的模樣——從個(gè)體很小的大黃蜂蝙蝠到地球上個(gè)體最大的生物——藍(lán)鯨。而現(xiàn)存的鱷魚、蜥蜴、蛇以及一些鳥類卻成為哺乳動(dòng)物的致命勁敵。
通過(guò)觀察今天的哺乳動(dòng)物,我們可以發(fā)現(xiàn)它們?cè)趧?dòng)物界取勝的很多特征。北極熊身上顯示出能夠在極端寒冷的條件下生存的神奇能力,北極熊的這種生活方式可以追溯到哺乳動(dòng)物的起源。奇特的狐猴展示了夜間活動(dòng)的感知力在進(jìn)化中所發(fā)揮的作用,以及小哺乳動(dòng)物從它們的父輩中學(xué)習(xí)如何養(yǎng)成行為的適應(yīng)力,這種能力在其他類的動(dòng)物中并沒(méi)有出現(xiàn),這也是哺乳動(dòng)物能夠進(jìn)化成功的最基本原因。
和爬行動(dòng)物相比,長(zhǎng)鼻鼩身上顯示出哺乳動(dòng)物身體的靈敏性和忍耐性,因此它們開始在白天活動(dòng)。稻草色果蝠展示出飛行上的優(yōu)點(diǎn),遷徙這一偉大壯舉,以及最簡(jiǎn)單的社會(huì)協(xié)調(diào)能力。黑斑鬣狗讓我們見(jiàn)識(shí)到能發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)的復(fù)雜族群的進(jìn)化,雄性駝背鯨爭(zhēng)奪配偶的行為向我們揭示了哺乳動(dòng)物的生存方式,這種生存方式讓它們成為地球上最大最壯觀的動(dòng)物。接下來(lái)要講的故事向我們展示了哺乳動(dòng)物能夠稱霸世界的美麗、個(gè)性以及適應(yīng)性。
北極熊和極地鯨
再也沒(méi)有任何動(dòng)物能夠像世界上最大的陸地食肉動(dòng)物——北極熊那樣,能讓我們了解哺乳動(dòng)物的特點(diǎn)了。它既展示了哺乳動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn),又暴露了哺乳動(dòng)物的弱點(diǎn)。但要了解今天的北極熊的行為,我們需要追溯一下它們的過(guò)去。
大約20萬(wàn)年前,在阿拉斯加?xùn)|南部的洛倫高地區(qū),一小部分棕熊被冰川的移動(dòng)隔離開來(lái)。我們認(rèn)為這就是為什么今天的北極熊與這個(gè)島上的棕熊關(guān)系如此密切,甚至比其他的棕熊關(guān)系更近的原因。事實(shí)上,我們可以說(shuō)北極熊就是一種白色的“棕熊”。這些被隔離開的棕熊發(fā)現(xiàn)它們四周被越來(lái)越多的冰雪包圍著,不得不適應(yīng)這種嚴(yán)寒的海洋環(huán)境。北極熊依靠皮毛和脂肪保存它們的身體產(chǎn)生的熱量,還會(huì)產(chǎn)奶和捕獲食物給它們的孩子吃。這些生存能力能夠使很多哺乳動(dòng)物在爬行動(dòng)物并不能生存的極端的極地地區(qū)生存繁衍。
隨著這些早期在冰上生存的“棕熊”捕捉冰上的海豹,它們的身體和很多其他的行為也開始進(jìn)化。它們的牙齒與其他大型吃草的棕熊相比更鋒利,更適合撕咬肉。白色的皮毛可以在它們捕獵的時(shí)候起到更好的掩護(hù)作用,更長(zhǎng)的脖子方便捉到海豹,并適合長(zhǎng)距離的游泳。為了抓住冰塊,它們的爪子變得更短更強(qiáng)有力,腳也長(zhǎng)出有節(jié)的爪子。重要的是,它們拋棄了熊類傳統(tǒng)意義上的冬眠,因?yàn)楝F(xiàn)在它們要在整個(gè)冬季捕獵。北極熊——最新進(jìn)化的一種熊,能夠很好地適應(yīng)極地的氣候,并迅速?gòu)穆鍌惛叩貐^(qū)橫穿到北極。但是在這個(gè)過(guò)程中,它們變得越來(lái)越依賴海上冰川,因?yàn)檫@里提供給它們主要的食物,它們?cè)谶@里捕捉環(huán)斑海豹和髭海豹。
今天,阿拉斯加?xùn)|北部波弗特海上的巴特島成為觀察北極熊的一個(gè)最佳地點(diǎn)。這個(gè)鮮為人知的小島就像在美國(guó)偶然遇到的那些小島那樣遙遠(yuǎn)荒涼。這個(gè)新世界的西部山區(qū)成為與嚴(yán)酷的波弗特海接壤的平坦的海岸平原。每年的一月份,北極熊媽媽都會(huì)在冰雪覆蓋的窩中產(chǎn)下它們的小寶寶。在三月或四月的時(shí)候,它們通常會(huì)和兩只小北極熊待在海豹生存的淺的大陸架地區(qū)的海冰上。
隨著夏天的到來(lái),海冰開始從海岸地區(qū)消退融化,北極熊媽媽必須做出一個(gè)重大的決定。是帶著小北極熊待在逐漸融化的冰上遠(yuǎn)離陸地,還是和孩子們游回沒(méi)有食物的岸上?
科學(xué)家們已經(jīng)在波弗特海地區(qū)研究北極熊的行為數(shù)十年了,也記錄下了北極熊做出的這些驚人復(fù)雜的決定和它們最新遇到的挑戰(zhàn)。過(guò)去的幾十年,北極熊媽媽在沒(méi)有融化的大陸架靠岸地區(qū)的海冰上生活,這里生存著海豹。但是近年來(lái),隨著全球變暖,冰川在秋季就已經(jīng)退后了150多千米。這就意味著北極熊家族要選擇冒更多的艱險(xiǎn)游很遠(yuǎn)的距離到陸地上,在這里它們可以保持能量,而不是跟著遙遠(yuǎn)的浮冰塊漂流在荒涼的大海上。
2004年的一項(xiàng)空中調(diào)查發(fā)現(xiàn),4只成年北極熊在試圖橫穿大海的過(guò)程中被暴風(fēng)雪襲擊而溺亡。小熊更不擅長(zhǎng)游泳,所以它們格外脆弱。在最近的幾十年中,為了生存,有百分之五十的小熊溺亡。這是很嚴(yán)重的情況,因?yàn)楸睒O熊是所有哺乳動(dòng)物中繁殖最慢的一種動(dòng)物,每只北極熊媽媽在一生中只有五次生育機(jī)會(huì)。
一旦北極熊被困在陸地上,它們通常會(huì)靠休息來(lái)儲(chǔ)存能量,靠體內(nèi)厚厚的脂肪儲(chǔ)量生存。阿拉斯加北部的熊是幸運(yùn)的,因?yàn)椴ǜヌ睾0妒锹都滚L遷徙途中的必經(jīng)地。露脊鯨經(jīng)常會(huì)擱淺或者是淪為捕食者的獵物,在北極熊等待海水再次凍結(jié)時(shí),露脊鯨成為饑餓的北極熊家族維持生命的主要食物來(lái)源。
在動(dòng)物王國(guó)中,北極熊有著最靈敏的嗅覺(jué),有經(jīng)驗(yàn)的熊媽媽知道哪片海岸能夠給它和它的小熊提供食物。巴特島可能是唯一可以見(jiàn)到這種稀少社會(huì)行為的地方——這些通常狀態(tài)下都是獨(dú)居的動(dòng) 物,此時(shí)卻可以聚在一起并形成最大的集會(huì),多達(dá)65只北極熊在一起食用鯨魚的殘骸。如果刮北風(fēng),這也是世界上唯一一個(gè)可以看到棕熊和北極熊聚到一起的地方。這種北極熊聚在一起的盛會(huì),有力地證明了哺乳動(dòng)物極好的適應(yīng)力和靈活性。
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