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《科学大众》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

创办于1937年,是我国创刊最早、影响最大的科普刊物之一。现由江苏省科技厅主管、江苏省科协主办。70多年来,杂志秉承“科学大众化、大众科学化”的宗旨,矢志不渝地为提高中华民族特别是青少年科学素质服务,影响了一代又一代中国人,得到了毛泽东、周恩来等党和国家领导人的肯定。

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动物“春运”也疯狂

2012-10-16 18:19:29


□文/ 曹 虎

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在东非坦桑尼亚的塞伦盖蒂和相邻肯尼亚的马赛马拉,每年7 月旱季,有100 万头角马、15 万头斑马和35 万头瞪羚,从散居的塞伦盖蒂草原,不约而同地迁移至肯亚尼的马赛马拉。在那里逗留数月后,它们又千里迢迢地返回,年复一年,周而复始。那个浩浩荡荡的迁徙场面,可以看作动物世界中一年一度的“春运”。

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这种已经延续了数万年的动物行为,因前不久中央电视台的现场直播,再次出现在亿万观众的视野中。动物们为什么要来回忙碌?它们千里往来为哪般?

 

海陆空“三军大迁徙”

东非动物大迁徙是一段3 000千米的漫长旅程,途中不仅要穿越狮子、豹埋伏的草原,还要跨越有大量鳄鱼、河马的马拉河,可是年复一年,动物们必须如此迁徙。

坦桑尼亚的塞伦盖蒂草原是角马的故乡,因为全年四分之三的时间,它们都会生活在这片广袤的草原上。雨季后的塞伦盖蒂草原,茵茵绿草绵延数百平方千米,成了动物的黄金食场。在半年多的时间里,角马群一边享受充足的水源和食物,一边生儿育女繁育后代,这是动物一年中最快活的时光。

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随着每年6 月的来临,骄阳暴晒着塞伦盖蒂草原,沃野逐渐成了荒原,角马们面临严重的生存危机。而此时北部肯尼亚境内的马赛马拉却正是连绵的雨季,印度洋的季风和暴雨使这里的草原一片生机,成了整个东非水草丰美的动物乐园。

为了种族的生存,角马群日夜兼程,每天行进40 多千米,跨越危机四伏的西部草原和凶险的马拉河,朝着北方肯尼亚肥沃的草地进发。在迁徙途中,有数十万头角马成为食肉动物的盘中餐。但是,面积只有塞伦盖蒂约十分之一的马赛马拉,很难维持角马的生活,等到这里的青草被啃食殆尽后,在坦桑尼亚短雨季来临前,角马们又开始离开马赛马拉,向南迁徙折返。在重回塞伦盖蒂草原途中,大批小角马从母亲的腹中降生。羊水未干,小家伙们就跟着妈妈撒欢。种群的死生轮回,又在新生的草原上复始。

如果说东非动物大迁徙是动物“陆军军团”的壮观展示,候鸟季节性迁徙就是“空军军团”的大操练。鸟类的迁徙路途,常以万千米计。在北极出生的燕鸥,秋天到来的时候,它们就开始飞越重洋,一直朝南飞到地球的尽头,在南极的浮冰上越冬。冬去春来,它们又展开双翅向北飞,一直向北,飞到北极去繁衍自己的下一代。年复一年,北极燕鸥就这样往返于两极之间,南飞2 万千米以上,又北飞2万千米。

“动物水军”的迁徙能手则是座头鲸,它们是海洋里的歌手,歌声优美动听。最大纪录的座头鲸长18 米,体重25 35 吨,主食小甲壳类和群游性小型鱼类。雌性座头鲸每两年生育一次,孕期约10个月,每次生1 胎。座头鲸的寿命可长达40~50 年,每年进行有规律的南北洄游:夏季洄游到冷水海域索饵,冬季到温暖海域繁殖。科学家观测记录到一只雌性座头鲸,它从北冰洋向南生殖洄游,到达9 800千米以外的暖水海域产仔,可称得上“动物海军”的迁徙冠军。

艰难行程故事多多

年复一年,无数迁徙动物迁往遥远的异乡,好像有一种神奇的力量,促使它们跨越高山、沙漠、河流和海洋。动物迁徙的场面宏大壮观:绵延数千米的角马群,像一股势不可挡的黑色洪流,涌动在茫茫非洲大草原上;大雁排成整齐的队形,缓慢而有节奏地划动着双翼,悠然自得地朝远方飞去;铺天盖地的帝王金斑蝶在高空飘荡,好像一片片金色的云彩,朝一个方向飘去;勇敢的大麻哈鱼溯流而上,跃过一道道险滩,奔向它们的出生地;银色的天空,吭鸣的鹤群,令人神往。在千里长途中,动物们尽管会遇到冰雹、暴风雨等恶劣天气,但它们还是齐心协力一往无前。

在我国华东华北地区,每年的9~10 月,燕子们就要在天空练翅,锻炼胸肌和肱肌,捕食大量害虫,储存脂肪,准备回南方越冬了。它们组织成群,沿着大江或海岸线向广东、云南南部进发,有些还要远涉重洋,飞到南洋或澳大利亚。据鸟类学家研究,燕子迁徙最长的距离可达8 800 千米,历时35 天。在穿越大洋时,它们以每小时120千米的速度飞翔,几天几夜不休息不也吃喝,当年出生的燕子由于体力不支,约有40% 会跌落在海洋中,再加上老弱的燕子死于途中,算起来种群数量的损失要在50% 上下。但是,燕子们并没有因为每年巨大的牺牲而停止迁徙。

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迁徙中的牺牲是一种自然选择淘汰,它使生存下来的燕子更强壮,生活能力更强,有利于种群的生存和发展。

鸟类迁徙的高度也令人称奇,1967 12 9 日,北爱尔兰一位雷达操纵人员发现了一个雷达回波图像,高度是8 000~8 500 米。地面人员通过无线电,要求在该地飞行的一位飞机驾驶员飞向图像发现地点。结果,驾驶员看到了一群天鹅,飞行高度是8 200 米,在这么高的地方,温度可以降到-48 ℃,强风速可达50 米/秒!

每到冬季,墨西哥的几处山谷里总会聚集着数以亿计的帝王金斑蝶,这些橙色的蝴蝶,层层叠叠地栖息在山谷中的树上,有时一株树上竟停憩有50 万只!整个山林被染成一片橙褐色,宛若一张美丽的巨毯。天气晴好时,山谷里漫天飞舞的蝶群就像一片橙色的云霞。联合国与墨西哥政府共同将这几处山谷划为了自然保护和旅游观光区,每年吸引着大批游客,目前已成为世界著名的旅游景点。那么,这些蝴蝶从哪儿来?它们为什么到这里?答案也许会令你惊讶。这些蝴蝶的老家,竟在上千千米以外的美国和加拿大,它们经过两三个月的长途跋涉,来到这里越冬。每年夏天,这些蝴蝶刚一羽化,就急忙踏上了漫长的征途,以每小时30 40 千米的速度向南飞行。在这过程中,它们主要靠自身贮藏的脂肪来维持消耗,其中不少因恶劣的天气等原因死在了旅途中。也有的迷了路,漂洋过海,甚至到达了中国沿海的台湾、福建等地。但剩下的仍顽强地向目的地前进,准确地到达了它们前辈曾经到过的那几处山谷。弱小的生命就这样创造出了奇迹。

动物迁徙谜团求解

生物学家认为,动物迁徙的根本原因是自然选择,迁徙可以使动物利用多种栖息地的自然资源,迁徙的种类比不迁徙的种类能够留下更多的后代,物种的延续更有保证。

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现在已有证据证明,很多动物体内激素的变化,支配着它们的迁徙行为。另外,环境的变化有时会引起一些动物尤其是很多昆虫的迁徙。种群拥挤无疑是一个诱发迁徙的重要因素,如飞蝗,当种群拥挤时便产生群居型个体,这些个体比散居型个体具有更大的活动性,幼蝗的后腿变得比散居型个体长出近三分之一,以便结成大群进行跳跃迁移,成虫则长出了宽大而强壮的翅膀,可以遮天蔽日地随风远征。

在漫长而复杂的迁徙路途中,动物是如何识别方向的呢? 1978年,动物学家曾提出过一种可能的解释:动物能够积累地理知识,特别是幼年期刚过的年龄阶段,知识积累能力最强,这些知识深深地印在动物的脑中。在白天迁徙的低飞鸟类当中,地面的特征是它们辨别路线的关键,它们往往沿着曲折的海岸线迂回行进,迁徙路线受着地形的强烈影响。现在人们普遍认为,动物们能够依据地球表面景观、太阳月亮星星、地球磁场、气味源和气流方向来进行定向,而且可以在不同的环境利用不同的方法,或同时使用几种方法。大多数情况下,哺乳动物依据地形,鸟类依据观察太阳、月亮和星星的位置及感受地球磁场变化,鱼类依据气味源,昆虫主要参考气流方向。

但是,动物迁徙还有许多未解之谜。例如,爬行动物中最著名的迁徙动物海龟, 它们往往要远游数千千米,到达特定的海滩产卵。根据海龟的迁徙资料, 海龟迁徙1 000~1 500 千米是很普通的,棱皮龟甚至要横渡大西洋,全程约5 900 千米。实际上在它们的路途中要经过很多极为适宜产卵的海滩,但它们却从不去占有。寻觅最佳繁殖地的原则并不能解释海龟为什么要迁徙那么遥远。因此有人认为,海龟迁徙路线是在进化过程中形成的,所以它们一直沿袭着过去的迁徙路线。还有人用大陆漂移学说来解释海龟的迁徙路线,认为随着大陆的漂移,海龟往返两地的距离也越来越远,最后终于形成了现在这样漫长的迁徙路线,但这个猜想至今还没有明显的证据。

动物释放返家试验表明,很多动物具有人类航行的技能,能够随时知道它正处在什么位置,就像可以利用人类航行技术中的双坐标(横坐标和纵坐标)一样。根据雷达对鸟类在云层中迁飞所做的观测,鸟类在云层中也能保持很好的定向能力。鸟类依靠什么机制才能知道自己在云层中所处的方位,尽管生物学家曾经做过很多试验,但目前还是一个谜。

高科技与动物迁徙研究

研究动物的迁徙是一项有趣的工作,近20 年来,科学家和动物爱好者对此的兴趣越来越浓,从简单的做标记、肉眼直接观察,到用雷达与声呐来跟踪,科学家们想尽了各种办法来研究动物的迁徙。

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东非动物大迁徙,此前一直是国外动物行为学家研究的专利,因为他们有许多先进的跟踪和拍摄工具,有许多不畏艰险的动物行为学家和摄影家。现在,中国的科学家和摄影师也参与了世界动物迁徙的研究。中央电视台播出的精彩图片、令人叫绝的动人镜头、人性化的旁白,无不让广大青少年和动物爱好者动容。那么,央视是如何做到对动物迁徙直播,而且又如此的出彩呢?

以往国外媒体录制这样的场景,需要连续花几年,甚至更长时间蹲守等待才能获得想要的画面,这次央视要通过新闻直播手段来呈现,技术难度可想而知。为此,拍摄组稿用了电脑、手机、平板电脑;追踪动物的工具从巴士到直升机;用户外屏播送,屏幕从7.5 厘米到300 平方米不等,以适应各类传播终端的特性。报道团队每天要派专人前往肯尼亚和坦桑尼亚边境的交界地带,密切观察动物走向,以确保直播特别节目的顺利播出。

拍摄夜行的狮子,跟踪车用的是远红外摄影技术,让狮子的特写、捕食的每一个细节,生动地呈现在观众的面前。拍摄角马奔腾的壮观场面,空中摄像、远程摄影、特写摄影一齐上,使角马的前进、避敌、过河一目了然……

动物是地球生态系统的主要成员,它们的行为、消涨与人类息息相关。世界上如果没有了野兽,没有了鱼类,没有了鸟类和昆虫,人类的好日子也就到头了。所以,人类在发展壮大自己的同时,要对人类的动物朋友进行研究,认识动物,科学利用动物,与动物和谐共处。在这方面,迅速发展的高科技,可以助动物行为研究一臂之力。







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