《生命:非常的世界》讲述大自然中130个令人难以置信的故事,探索世界每个大陆上的动物和植物为了生存而使用的各种策略,展现了自然界缤纷物种的多样性,以及它们为适应环境而进化出的各种神奇生存本领。
地球上的3000万种动植物,每个物种都注定为了生存而奋斗一生。求偶的小鸟在水面上跳着让人眼花缭乱的复杂舞步表示忠诚;捕蝇草布置精妙的陷阱,诱杀猎物;飞鱼使用鱼鳍飞翔,滑出水面,摆脱猎食者的追捕;宽吻海豚用泥巴墙围猎胭脂鱼。
动植物的生存战术缤纷多样,各有所长。生命在极端压力下,为了战胜来自敌方和环境的挑战,不断拓展自己的行为极限。万物皆有灵,生命的魅力在于生生不息,通过几千年的变化让自己去适应自然。
本书将带你跟随地球上生命力顽强且富有创造力的动植物,一同体验非凡的生命历程
序言
BBC的生命科学系列以及《生命》这本书,主要描述了神奇的动植物为了生存繁衍以及如何将自己的基因传给下一代所做出的各种行为。
每天,动植物都面临着各种巨大的挑战——天敌和竞争者的捕杀以及生存环境中面临的种种考验。对大多数动物来说,能够活着看到第二天的晨曦已实属不易。即使如此,它们仍需繁衍后代。这就意味着它们可能会面临各种严峻的生存竞争——为了吸引配偶而花尽心思或是为赢得配偶而与竞争对手决斗。我们在《生命》一书中所讲述的一系列扣人心弦的故事,内容就是关于不同的生物为了战胜这些生存的挑战所做出的各种努力。
当然,地球上的生物有数百万种之多,《生命》一书所讲到的只是沧海一粟。我们无法用一本书囊括整个生物界。因为书中没有提及那些很小的、肉眼看不到的或是不太有趣的生物,而选择了一些最能代表生物多样性和复杂性的物种,并以最简单的方式归类,如昆虫类、鸟类、爬行类,等等。世界各地的科学家及工作者耗费数年研究及实地拍摄才完成了本书。在本书中,我们有幸能够看到一系列令人叹为观止的景象——黑帽悬猴用勉强能举起的巨石砸开棕榈坚果,科莫多巨蜥跟踪猎物数周,两只巨大的甲壳虫在树顶搏斗,上百万只蜘蛛蟹聚集在一起脱壳。
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种类又是经过30多亿年的历史才进化而来的。现今生存的千百万种生物都有着共同的、以最简单的生命形式存在的祖先,即围绕在化学混合物之中的碳化合物。这些原始的化合物有着自我繁衍的能力,最初的生命就此诞生。
经过数亿年的进化,这些原始的有机化合物结构变得越来越复杂,在演变成产生蛋白质的化合物后,最终形成了最简单的单细胞生物有机体。紧接着,多种不同的单细胞生物组合到一起形成多细胞生物。后来,一些最适合环境的多细胞生物经过漫长的优胜劣汰生存了下来,那些不太适应环境的多细胞生物则被淘汰并消失了,这就是自然选择的开端。
生命体的形式也变得越来越复杂,它们长出了简单的内脏、肌肉纤维和神经系统。接着出现了有性繁殖这一生物学上的重大飞跃。繁殖已经不单单是生物体自身的克隆,而是不同个体结合而产生出新的特性,这极大地丰富了生物的多样性,同时也会产生新的物种。
越来越多的新物种不断进化,也有了新的栖息地,如此周而复始,各种生物在新环境下又开始了新的适应过程。同时,进行着自然选择,即在进化的过程中很多物种因为无法适应不断变化的严酷环境而灭绝,而生存下来的物种则不断地进化着。因此,至今地球上所拥有生物的种类令人惊叹。
没有人知道现今到底有多少种生物,据估计有四百万到一亿种。这么多生物有着共同的特点——求生和繁衍。这也是《生命》一书中的永恒话题。
玛莎.福尔摩斯和迈克尔.高顿
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大获全胜的哺乳动物
大约6500万年前,动物界中有一类动物生活得很成功,并很好地定义了它们生活的地质时代:即今天谈论的新生代,或者说是“哺乳动物时代”。现在,哺乳动物大概有5000种,有一半是鸟类,它们在地球上占据绝对地位。如果你对此怀疑,那么很有必要想想我们人类本身就是哺乳动物,现在地球上有70多亿人口,还有数十亿我们养的牲畜、宠物以及害虫。我们重塑了地球,将其生产的产品一半为我们所用。但是哺乳动物是如何超越其他物种的呢?我们得以大获全胜有什么秘诀吗?
哺乳动物获得如此成功是出乎意料的。我们耗费了那么长的时间才成为地球上的重要角色。对于我们的进化史来说,我们渺小,神秘,却又毫不起眼。3005万年前,是最原始的“似哺乳类爬行动物”时期,后来哺乳动物经过1000万年的时间才进化了一些我们今天能见到的特征,这个时间是很让人震惊的。
最早的哺乳动物进化中的一个创新就是我们独特的吃饭器官。和其他脊椎动物不同的是,我们的下颌是一块单一的骨头,上面布满许多不同形状的牙齿。这种新型的下颌和专业的全套牙齿(犬齿、门牙、臼齿等)可以使哺乳动物更精确更锐利地咬下和咀嚼食物,并提升哺乳动物捕捉食物和处理食物的能力。
下一个重大的进步就是活动的敏捷性和灵敏性。在爬行动物很小的时候,它们的动作还算敏捷。长大后,爬行动物的四肢向两边伸展,十分笨拙,这使它们在跑动时,必须前后甩动身体。哺乳动物在这方面更好地进化了。哺乳动物进化出四肢,这样当它们躺下时,四肢就可以很紧凑地放在身下。这虽然减少了稳定性,但在追赶猎物或逃生时可以迅速改变方向。
大约在2005万年前,第一种“真正的”哺乳动物才出现。它们在大小和行为上类似鼩鼹,专食昆虫,在夜间活动,有着小小的眼睛和敏锐的嗅觉和听觉。数百万年来,哺乳动物身体矮小,在一些白天活动的大型爬行动物的逼迫下,只能夜间活动。但是,正是在与恐龙和其他爬行动物的竞争中,才成就了今天的哺乳动物。
长时期的夜间活动,使哺乳动物练就了绝佳的听觉和嗅觉,也扩展了大脑所对应的这些区域。这些感官的加强能够让它们进行复杂的交流,并进一步扩大它们的大脑和专有的大脑新皮质区域,大脑新皮质区域主要控制感觉的感知,动作的指挥,空间的推断以及有意识的思想和语言。
在夜间活动,意味着早期的哺乳动物不得不想出办法保持足够高的体温以保证夜间的活动。就像鸟类一样,它们进化出保持身体恒温的化学物,利用食物产生热量,并用隔热的皮毛或脂肪保持体温。但是成为温血动物,就不得不面临新陈代谢速度变快达爬行动物的十倍的考验。这就意味着它们的食量是爬行动物的十倍。这也是哺乳动物很容易饥饿的原因。
寻找食物的巨大代价部分由它们的有氧耐力弥补了,哺乳动物的这种有氧耐力是爬行动物的十倍,它们就可以行走更多的路以寻找食物。保持恒温的身体促进了诸如汗腺等降温机制的进化。这又进而导致可以给后代提供一种便携式的食物供给方法——喂奶,喂奶的器官是由改良的汗腺发展来的。
与爬行动物的竞争迫使哺乳动物进化出很多独特的能力,但是在6550万年前,大多数哺乳动物仍然是夜间不太起眼的生物。一些事情改变了哺乳动物的命运。一颗巨大的小行星撞击在墨西哥尤卡坦半岛的附近地区,整个地球陷入一片黑暗。接下来,白天活动的大型恐龙灭绝,一直受压迫的、温血的、有着大脑的、夜间活动的哺乳动物开始占上风。
这一重大的事件之后,哺乳动物就不再受它们的天敌恐龙的压迫了,它们进化成我们今天所知道的哺乳动物的模样——从个体很小的大黄蜂蝙蝠到地球上个体最大的生物——蓝鲸。而现存的鳄鱼、蜥蜴、蛇以及一些鸟类却成为哺乳动物的致命劲敌。
通过观察今天的哺乳动物,我们可以发现它们在动物界取胜的很多特征。北极熊身上显示出能够在极端寒冷的条件下生存的神奇能力,北极熊的这种生活方式可以追溯到哺乳动物的起源。奇特的狐猴展示了夜间活动的感知力在进化中所发挥的作用,以及小哺乳动物从它们的父辈中学习如何养成行为的适应力,这种能力在其他类的动物中并没有出现,这也是哺乳动物能够进化成功的最基本原因。
和爬行动物相比,长鼻鼩身上显示出哺乳动物身体的灵敏性和忍耐性,因此它们开始在白天活动。稻草色果蝠展示出飞行上的优点,迁徙这一伟大壮举,以及最简单的社会协调能力。黑斑鬣狗让我们见识到能发动战争的复杂族群的进化,雄性驼背鲸争夺配偶的行为向我们揭示了哺乳动物的生存方式,这种生存方式让它们成为地球上最大最壮观的动物。接下来要讲的故事向我们展示了哺乳动物能够称霸世界的美丽、个性以及适应性。
北极熊和极地鲸
再也没有任何动物能够像世界上最大的陆地食肉动物——北极熊那样,能让我们了解哺乳动物的特点了。它既展示了哺乳动物的优点,又暴露了哺乳动物的弱点。但要了解今天的北极熊的行为,我们需要追溯一下它们的过去。
大约20万年前,在阿拉斯加东南部的洛伦高地区,一小部分棕熊被冰川的移动隔离开来。我们认为这就是为什么今天的北极熊与这个岛上的棕熊关系如此密切,甚至比其他的棕熊关系更近的原因。事实上,我们可以说北极熊就是一种白色的“棕熊”。这些被隔离开的棕熊发现它们四周被越来越多的冰雪包围着,不得不适应这种严寒的海洋环境。北极熊依靠皮毛和脂肪保存它们的身体产生的热量,还会产奶和捕获食物给它们的孩子吃。这些生存能力能够使很多哺乳动物在爬行动物并不能生存的极端的极地地区生存繁衍。
随着这些早期在冰上生存的“棕熊”捕捉冰上的海豹,它们的身体和很多其他的行为也开始进化。它们的牙齿与其他大型吃草的棕熊相比更锋利,更适合撕咬肉。白色的皮毛可以在它们捕猎的时候起到更好的掩护作用,更长的脖子方便捉到海豹,并适合长距离的游泳。为了抓住冰块,它们的爪子变得更短更强有力,脚也长出有节的爪子。重要的是,它们抛弃了熊类传统意义上的冬眠,因为现在它们要在整个冬季捕猎。北极熊——最新进化的一种熊,能够很好地适应极地的气候,并迅速从洛伦高地区横穿到北极。但是在这个过程中,它们变得越来越依赖海上冰川,因为这里提供给它们主要的食物,它们在这里捕捉环斑海豹和髭海豹。
今天,阿拉斯加东北部波弗特海上的巴特岛成为观察北极熊的一个最佳地点。这个鲜为人知的小岛就像在美国偶然遇到的那些小岛那样遥远荒凉。这个新世界的西部山区成为与严酷的波弗特海接壤的平坦的海岸平原。每年的一月份,北极熊妈妈都会在冰雪覆盖的窝中产下它们的小宝宝。在三月或四月的时候,它们通常会和两只小北极熊待在海豹生存的浅的大陆架地区的海冰上。
随着夏天的到来,海冰开始从海岸地区消退融化,北极熊妈妈必须做出一个重大的决定。是带着小北极熊待在逐渐融化的冰上远离陆地,还是和孩子们游回没有食物的岸上?
科学家们已经在波弗特海地区研究北极熊的行为数十年了,也记录下了北极熊做出的这些惊人复杂的决定和它们最新遇到的挑战。过去的几十年,北极熊妈妈在没有融化的大陆架靠岸地区的海冰上生活,这里生存着海豹。但是近年来,随着全球变暖,冰川在秋季就已经退后了150多千米。这就意味着北极熊家族要选择冒更多的艰险游很远的距离到陆地上,在这里它们可以保持能量,而不是跟着遥远的浮冰块漂流在荒凉的大海上。
2004年的一项空中调查发现,4只成年北极熊在试图横穿大海的过程中被暴风雪袭击而溺亡。小熊更不擅长游泳,所以它们格外脆弱。在最近的几十年中,为了生存,有百分之五十的小熊溺亡。这是很严重的情况,因为北极熊是所有哺乳动物中繁殖最慢的一种动物,每只北极熊妈妈在一生中只有五次生育机会。
一旦北极熊被困在陆地上,它们通常会靠休息来储存能量,靠体内厚厚的脂肪储量生存。阿拉斯加北部的熊是幸运的,因为波弗特海岸是露脊鲸迁徙途中的必经地。露脊鲸经常会搁浅或者是沦为捕食者的猎物,在北极熊等待海水再次冻结时,露脊鲸成为饥饿的北极熊家族维持生命的主要食物来源。
在动物王国中,北极熊有着最灵敏的嗅觉,有经验的熊妈妈知道哪片海岸能够给它和它的小熊提供食物。巴特岛可能是唯一可以见到这种稀少社会行为的地方——这些通常状态下都是独居的动 物,此时却可以聚在一起并形成最大的集会,多达65只北极熊在一起食用鲸鱼的残骸。如果刮北风,这也是世界上唯一一个可以看到棕熊和北极熊聚到一起的地方。这种北极熊聚在一起的盛会,有力地证明了哺乳动物极好的适应力和灵活性。
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