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《生命世界》

开博时间:2016-11-21 21:27:00

《生命世界》杂志由中国科学院主管,中国科学院植物研究所、中国植物学会和高等教育出版社联合主办,于2004年4月创刊。《生命世界》杂志依托中国科学院和高等教育出版社的雄厚资源,集中高等院校及科研院所的专家作者队伍,以认真严谨的编辑态度确保稿件的质量及科学性,并以生动准确的语言、精心的版式设计及精美的印刷品质确保阅读的舒适与愉快,希望为关注生命、热爱自然的读者构建一个精神家园。

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生命神奇 蜂鸟飞行的秘密等4则

2008-12-23 21:11:33

  蜂鸟飞行的秘密

  蜂鸟是一种独特的鸟,它们是世界上唯一能在空中悬停的鸟类,这种独特的飞行方式使它们可以在花丛中从容觅食。

  全世界约有300余种蜂鸟,其中大多数生活在南美洲的热带雨林中。蜂鸟是世界上最小的鸟,但却拥有独一无二的飞行方式。美国科学家在对蜂鸟飞行的研究中指出,蜂鸟的飞行方式介于鸟类和昆虫之间。科学家首先训练蜂鸟在一个位置固定盘旋,让其从装有糖液的注射器中取食。然后,科学家们在蜂鸟飞行的空间里加入由微小橄榄油粒形成的“薄雾”,并用激光射线从各个角度照射蜂鸟的周围。最后,他们每隔1/4秒就拍摄两张照片,捕捉油粒的形态。

  科学家随后对油粒的分布进行了分析,发现蜂鸟飞行时,翅膀的姿势与游泳者踩水时手和臂的动作类似,只是频率要快得多。为了获得升力,蜂鸟每次扇动翅膀时都将翅膀部分折叠,使之指向正确的方向。

  科学家说,这一发现有助于加深对鸟类空中盘旋技术进化的理解。鸟类飞翔时所需的升力全部来自翅膀下扇;昆虫飞翔的升力一半来自翅膀下扇,另一半则来自翅膀上扇;而蜂鸟飞翔的升力有75%来自翅膀下扇,25%来自翅膀上扇。蜂鸟虽与昆虫不同宗,但似乎学会了用鸟类的翅膀做出昆虫的飞行动作。鸟翅能够伸缩、弯曲和拱起,这是僵硬的昆虫翅膀做不到的。

  水中“捕虫草”

  我们知道,自然界中单独有一类食肉植物,它们大都生长在潮湿荒地、酸沼、树沼、泥岸等水分丰富而土壤酸性缺乏氮素的环境中,有的直接生活于水中。丝叶狸藻便是其中的一种。

  丝叶狸藻为狸藻科狸藻属多年生草本植物,是一种沉水草本植物,通常生长在阳光充足、水面平静的池塘、水田或湿地中。它本身没有根,整棵植株漂浮于水中,茎相当细,叶子也像细丝一样,常常互相缠在一起。丝叶狸藻经常和其他水生植物混在一起,使得它们很难被察觉到。丝叶狸藻整年都能开花,夏季更是繁盛,水面会伸出一朵朵亮黄色的小花,花柄很长,像小精灵穿着皱褶的篷裙舞衣,在水面跳跃,美极了。

  丝叶狸藻是水生植物中少数会吃荤的食虫植物,它的茎叶上有很多椭圆形的捕虫袋,平常是透明的,里面只有一点点水。当极小的浮游动物游到捕虫袋附近时,如果不小心碰到了捕虫袋外的感觉毛,袋口就会打开,让小虫随着水流进捕虫袋。一旦小虫掉进捕虫袋,丝叶狸藻便会将袋口收紧,然后美餐一顿,所以它又叫做水中的捕虫草。只要捕虫袋捉到水蚤、草履虫等小动物,就会发黑,相当有趣。

  奇特的逃生术

  海洋中生活着一种奇特的生物,当该生物幼体预感到周围环境发生变化会有危险出现时,它们竟能够克隆自己的身体,这种生物就是沙钱(一种海胆纲的棘皮类动物)。

  科学家发现,每当食肉动物在附近出现时,沙钱幼体便会自行分裂。这种幼小的海洋无脊椎动物会分离成体积更小的两半,从而使饥饿的鱼无法察觉它们。

  美国华盛顿大学的科学家对此进行了研究。他们在实验室中将沙钱幼体暴露在鱼的黏液中,并在24小时后进行检查时发现,这些沙钱幼体克隆了自己。研究人员推测,这种行为并不是盲目的,因为未成熟的沙钱的大小正好能够让捕食的鱼类所发现。当沙钱幼体克隆自己时,它们便将身体一分为二,这样也就使敌人失去了目标。研究人员指出,在野生环境中同样能够观察到这种现象,尽管克隆需要花上一段时间,但它仍不失为一条有效的策略,这是因为一旦在水中发现鱼的黏液,沙钱幼体便会马上进行分裂,这就使得它们在鱼开始攻击之前有足够的准备时间。

  然而,克隆也会付出代价。更小的体积使得沙钱幼体更容易受到其他位于海底的敌人的攻击,例如一些掠食性的甲壳纲动物,它们的嘴使得自身无法处理大的猎物。沙钱往往会成堆地粘在海底,在这里,大一些的沙钱将会保护小的沙钱。因此,科学家认为变小可能是沙钱幼体最佳的防御手段。

  “旧情难忘”的草原田鼠

  草原田鼠是一种典型的社会性动物,它们喜欢群居,属单配型,终身奉行一夫一妻制,雄鼠和雌鼠共同负担养育子女的责任。像草原田鼠这样一生只有一个伴侣的动物在野生世界中是不多见的。最近,英国的研究人员对草原田鼠的大脑和行为进行了研究。

  研究人员发现,当雄田鼠和雌田鼠交配以后,雄田鼠就会一生一世忠于雌田鼠,每当这个时候,雄田鼠的大脑就会大量释放出一种叫多巴胺的化学物质。多巴胺可以使田鼠“感觉良好”,从而使田鼠继续热衷于与自己的伴侣保持关系。

  对草原田鼠进一步的研究发现,这种多巴胺会改变田鼠大脑某一区域上的“沟渠”,这个区域为许多动物所拥有,包括人类。当已经有伴侣或曾有过伴侣的雄田鼠再次结识一个新异性时,它大脑里的这个区域就会发生剧烈变化,尽管这个时候雄田鼠大脑也会产生多巴胺这种化学物质,但是此时,该化学物质就会被已经改变的“沟渠”导向另一个神经元,导致雄田鼠无法对新异性燃起曾有的激情,遂变得冷淡起来。

  研究人员认为,人类总是旧情难忘同样也是多巴胺作用的结果,多巴胺在人类和草原田鼠体内的作用原理是共通的。 

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