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《科学24小时》

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来自布鲁斯·韦恩的致敬

2013-12-27 20:46:18

它,昼伏夜出,倒挂于枝,栖息于洞穴,飞翔于天际;有的以血为食,有的捕食害虫,有的传播疾病,有的助力农业。它就是蝙蝠。

来自布鲁斯·韦恩的致敬

范士忠

 

《蝙蝠侠》的男主角布鲁斯·韦恩,高谭市首富韦恩家族的独子。白天,他是一位吃喝玩乐的花花公子;夜晚,他是令罪犯闻风丧胆的黑暗骑士。当韦恩掌握了各种侦探知识和战斗技巧,决定惩恶扬善时,他选择了向蝙蝠致敬,并以此作为自己的名号——“蝙蝠侠”。

蝙蝠侠是DC 漫画公司旗下的超级英雄,1939 5 月于《侦探漫画》第27 期首次登场,是漫画史上第一位没有超能力的超级英雄。但是,蝙蝠却拥有一些无与伦比的“超能力”。

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“恐怖”的物种

关于蝙蝠,有一个著名的寓言故事。在远古的一场鸟兽之战中,双方打得昏天黑地难分胜负。蝙蝠朝三暮四,在鸟类略占优势时就加入到鸟队中说自己是鸟,在兽族居于上风时它又投靠兽群说自己是兽,它唯一的原则就是“投靠在胜利的一方”。不想最后鸟兽双方议和,蝙蝠不但“不容毛群,斥逐羽族”,而且“不容兽群,斥逐哺乳类之族”了。从此,蝙蝠再也不敢在光天化日之下活动,只好昼伏夜出了。虽然这则寓言是为了告诫我们做人做事不要两面三刀,朝秦暮楚,但我们不得不承认,蝙蝠是自然界中进化最为成功的哺乳动物了。它不仅具备了哺乳动物的特质,还学会了鸟类的本领。

蝙蝠的外形并不讨人喜欢,很少有人为它点赞。英国一位小说家就曾写过一首诗,把它形容为“一串倒挂着的烂布片”。可这块“烂布片”已在地球上生存了400 多万年,并且是哺乳动物中仅次于啮齿目动物的第二大类群,如今更是遍布全球。

 

“超能力”的物种

能够得到来自布鲁斯·韦恩的致敬,想必蝙蝠一定有些过人之处。

蝙蝠被动物学家归并到一个特殊的部类——翼手部。顾名思义,这是由于它们的前肢都已演变成由一张皮膜连接的飞翼了。正是因为这张薄薄的皮膜,让蝙蝠成了唯一一类演化出真正有飞翔能力的哺乳动物。不过这并不是它真正厉害的地方。

在自然界中,有些动物拥有人类所不具备的“超能力”——它们可以发出刺耳的超声波,然后通过分析声波遇到物体后的反弹情况来躲避障碍物,同时捕捉猎物。蝙蝠就是这样一种动物。

科学家在观察了蝙蝠的行为后发现,蝙蝠的视力非常弱,却能在黑暗的夜晚准确无误地避开障碍物或穿过茂密的森林,快速地捕捉猎物,这是为什么呢?

原来蝙蝠的夜翔并不依靠眼睛,而是靠喉咙发出的超声波,然后再利用耳朵依据超声波的回应来辨别方向。蝙蝠在飞行的时候,喉内能够产生生物波,生物波通过口腔发射出来。当生物波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接收,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它有多远。人们通常把蝙蝠这种探测目标的方式,叫做“回声定位”。蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由类似语言音素的生物波音素组成的。蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后,再决定下一步采取什么行动。当然,蝙蝠并不只能针对一个目标,它可以同时探测几个目标的形貌和位置。

为了强化这个本领,有些种类的蝙蝠甚至进化出了特殊的增加声波接收能力的结构,如鼻叶、面上的褶皱和复杂的大耳朵。有人做过实验,把蝙蝠的眼睛蒙蔽,放在悬挂着许多绳索或障碍物的暗空中,它仍能正常飞行而不触及绳索。还有人做过这样的实验:在约10 平方米的“飞行房间”里,在屋顶和地板间挂上0.36 毫米粗的铁丝以构成障碍,结果蝙蝠仍然在其中飞行自如,很少碰着铁丝。但如果把蝙蝠的双耳堵塞,它就成了无头苍蝇东碰西撞。当把它的塞耳物去掉后,它又能正常飞行了。

蝙蝠产生的超声波,其声极短,只有0.1 秒,而且每秒的振动在210 万次之间。相比之下,人的发声约需0.5 秒,频率约为20003000 次。而且蝙蝠能听到的声音频率可达300 千赫/秒,而人类一般只能听到声频在14 千赫/秒以下的声音。

说到这里,就不得不提到蝙蝠的外号——活雷达。雷达是人类历史上的一大技术突破,利用蝙蝠的特性,人类制造了这种利用极短的无线电波进行探测的装置。无线电波传播时遇到障碍物会反射回来,雷达正是以把无线电波发射出去再用接收装置接收反射回来的无线电波的方法,来测定目标的方向、距离、大小等信息的,接收的电波反映在指示器上就可以得到探测目标的影像。

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“多功能”的物种

蝙蝠是“节能专家”。它飞行时的体温高达42.2℃,每秒呼吸8次。但在着陆时,它的体温能够迅速降低到与周围环境一样的温度,零下几度也不是问题,呼吸更是降到每分钟8 次,耗氧量仅是迅速飞行时的1%。在冬季,蝙蝠能把整个身体蜷缩在岩石或树木的裂缝中来减少热量损耗;而身体倒挂的习惯,更让它只要一松开脚趾就可以起飞了,连助跑都免了,最大限度地降低了能量消耗。

蝙蝠又是“夜幕下的猎手——农业的有功之臣”。蝙蝠按其食性分为食虫类和食果类,此外还有食肉类、食蜜类和吸血类。在全世界950 多种蝙蝠中,70%是食虫的。蝙蝠用它那像剃刀一样锋利的38 颗针尖牙齿,消灭了大量的蚊蚋、飞蛾、甲虫等有害昆虫。专家称,最高效的一类蝙蝠一夜间能捕食3500 只昆虫。在热带和亚热带林区,有很多蝙蝠以水果为食,一只蝙蝠一夜之间能吃掉相当于其体重两倍的果实。在满足了自己的食欲后,这些蝙蝠会在穿梭林中空旷地带的途中,把果实的种子排泄出来,向四面八方播种。蝙蝠的飞行能力超强,哪怕是幼小的蝙蝠一夜间也能飞行30 多千米,因此蝙蝠撒播种子的距离和范围比任何其他动物都要广。不难想象,假如没有这些积极的种子传播者,地球上的森林极有可能早就消亡了。研究发现,经过蝙蝠肠胃消化后排泄出来的种子,大多能良好地生长发育。科学家做过实验,蝙蝠粪便中种子的发芽率高达100%,而直接从成熟果实中取得的种子发芽率只有10%。看来,在帮助森林健康繁衍的过程中,蝙蝠的功劳不容小觑。

如此多功能的物种,难怪勇猛无比的布鲁斯·韦恩会向它致以最崇高的敬意了。

 

名词解释

回声:由声波的反射引起的声音的重复,也指那些反射回来的超声波信号。

 



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