专题
首页  >  专题  >  媒体视点  >  名刊精选  >  《少年科学画报》

《少年科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

《少年科学画报》坚持向少年儿童传播科学思想,普及科学知识,传递科技信息,传授科学方法,激发少年儿...

文章数

动物建筑师

2012-08-29 12:41:23


禹 萍 /

 

所有的动物都需要在舒适稳定的环境中休息,恢复体力才能保证生存。聪明的人类建造了住宅用来休息,修建了办公楼方便工作,野生动物是在什么环境下“工作和生活”的呢?不用担心,它们总能找到舒适的方法,动物中也有“建筑奇才”。

 

自发型公寓——珊瑚礁

很多小动物都会为自己建“单间”,保护自己,方便休息。蜗牛背着自己的“房子”在花园草丛中游荡,水下的石蛾幼虫用沙粒和树皮粘成贴身的管子伪装自己,海里的珊瑚虫用石灰岩外壳构建美丽的“森林”……

动物们打造这些贴身的“单间”都会就地取材,使用环保材料,不会给环境带来任何污染,而珊瑚虫这样的建筑大师还能大量使用二氧化碳做建筑材料,用自己娇小的身体构建庞大的海底公寓。

珊瑚虫是圆筒状的腔肠动物,有着奇特的生命历程。它们刚从卵里孵化出来时,是长满纤毛的幼虫,随波逐流,在海水中游荡。等小珊瑚虫长大一点,就会附着在固体的表面上发育成“水螅体”。此时,珊瑚虫下端附着在物体上,上端的开口围着很多带刺的小触手,一张一合地在水中收集食物。

17877

石珊瑚类群中的珊瑚虫在固定下来后,就会分泌碳酸钙建造自己的“小单间”。只要遇到敌害,珊瑚虫会马上把触手和身体缩进这种坚硬的外骨骼中,保护柔软的身体。由于珊瑚虫喜欢群居,会集中建造“单间”,逐渐形成了“公寓区”。珊瑚虫死掉后,新的同类又会在它们留下的外骨骼上固着生长,慢慢形成珊瑚,而众多不同种类的珊瑚虫集中生活,就联手打造了海底美景——珊瑚礁。

珊瑚礁是不计其数的石珊瑚外骨骼在数百年至数千年的生长过程中形成的,它为鱼类、蠕虫、软体动物等生物提供了生活环境,有超过1/4 的海洋生物种类生活在其中。可是,这个由珊瑚虫建造的海洋社区非常脆弱,在恶劣环境下很容易被破坏。珊瑚礁在抵御海啸和飓风方面功劳很大,但也损失惨重,被冲得支离破碎;全球变暖也让珊瑚虫身体不适,大量死亡,使得受损的珊瑚礁无法自然修复……

当珊瑚虫只能打造单间,无法聚集成集体宿舍的时候,人类将失去这一大自然的美景。

 

碉堡型大别墅——河狸大坝

和脆弱的珊瑚礁相比,河狸建造的居所要稳固得多,堪称堡垒。

人们对河狸的印象深刻,不仅是因为它们的板牙硕大有力,更因为它们孜孜不倦、伐木筑坝的敬业精神。河狸是筑坝的高手,也非常喜欢筑坝,只要有河流,它们就试图筑坝。

17878

作为体形肥壮的啮齿类动物,河狸的板牙异常锋利,咬合肌也很发达,一棵直径40 厘米的树,它只需2 小时就能咬断。它们前肢短宽,后肢粗大而且长着蹼,宽大扁平的尾巴上覆盖角质鳞片,很适合游泳。晚上,它们在河岸伐木,直径不超过1 米的树木都会成为它们砍伐的目标。它们把伐倒的树干拖入水中,结合石块、泥土筑成结实的水坝,建造速度也很快。如果人类拆除了它们的水坝却没有抓住建坝的河狸,它们会在一夜之间重造水坝,并在上游多建几处,作为保障住宅。

河狸建的水坝是自己安居乐业的基地,也是它们防御天敌的堡垒。水坝拦截河水后,形成一个小湖,就把豺狼等猛兽挡在河岸上,无法靠近湖中央耸立起来的河狸主巢。即使有水獭等游泳高手攻到主巢中,也会被河狸建造的水底迷宫搞晕。

17879

到了秋天,河狸会用新泥糊在主巢上。冬天,这些泥被冻得硬邦邦的,即使湖面结冰,狼来到主巢边,也休想从上面破洞而入。而主巢的开口在冰层下,只有游泳高手才能进入。河狸的巢中会有两层洞穴,高处的一层是它们的主卧室,下面一层作为临时休息点和狙击点,哪个冒失鬼敢闯入,只要一探头就会和河狸的板牙亲密接触。

在这个安全的巢穴中,河狸一家几口困了就睡,饿了就啃上几口鲜嫩的树枝,安心地守卫着自己的河岸堡垒,如果心情好,河狸还会招来几只麝鼠兄弟同住,联络一下感情。而在河狸别墅外面,大坝围成的小湖也给很多水生动物提供了住处。

河狸建造的巢穴,不仅是安身立命的家庭别墅,也是改变自然环境、恩泽一方的生态园区,它们是一群别具匠心的建筑师。

 

功能型城市——蜂巢和蚁穴

还有比技艺高超的河狸更高明的建筑师吗?当然有,像蜜蜂和白蚁这样的庞大家族建造的建筑更上一层楼,结构更复杂,功能更强大,简直就像一座大城市。

蜜蜂是我们熟悉的昆虫,它们的蜂巢也是我们熟知的:一个个整齐的六边形巢室像一堆肥皂泡一样堆积在一起,这些巢室都是用工蜂腹部分泌的蜂蜡制造的。蜂巢里除了蜜蜂之外,还住着它们的幼虫,并储存蜂蜜和花粉,既是育婴房也是储藏室。

蜜蜂把蜂巢建成六边形是非常实用的做法,可以节约大量的蜂蜡。波兰数学家简·布罗泽克提出,六边形可以用最小的边长来占用一个特定的面积,就是说,在体积相等的时候,六边形柱体的表面积最小,蜜蜂制造出这样一个小室所用的蜂蜡也是最少的。

17880

蜜蜂虽然并不知道它们的建筑能用最少的材料建造一个最宽敞的巢室,但自然选择会不断淘汰掉那些浪费蜂蜡的蜂群,那些多建巢室、多存食物、多生宝宝的蜜蜂家族得到延续和发展,把蜜蜂变成了杰出的建筑大师。

白蚁是比蜜蜂低等的昆虫类群,但它们的建筑一点也不逊色。一些种类的白蚁会用泥土混合唾液制成“水泥”建造白蚁丘。在白蚁社会中,大群的工蚁协同工作,能建成高达9 米的蚁丘。虽然,大多数蚁丘只有2 3 米高,但相对于白蚁1厘米左右的体长来说,算得上是“擎天柱”了!

在干旱地区,白蚁高大的蚁丘与摩天大楼一样,起着“地标”的作用。在非洲的大草原上,蚁丘矗立在地平线上,很远就能被发现。而且,蚁丘的建筑材料坚硬,不会被天敌、雨水和闪电摧毁,长年屹立不倒,完全可以作为路标使用。不仅人类,很多动物也喜欢利用蚁丘来认路,迁徙的斑马和角马利用蚁丘来辨别方向,狮子、大象和犀牛也喜欢在蚁丘上蹭蹭痒,排泄粪便,标记一下地盘。

除了这些“公益事业”,蚁丘的结构对白蚁来说也有很多实用功能。一些扁扁高高的蚁丘,是白蚁建造的“散热板”。这些蚁丘薄而且宽大,容易散热也容易吸热,而白蚁在建造它时,会让蚁丘避开东西朝向的阳光炙烤,以便多散热少吸热,保证内部的温度稳定。

为了维持正常室温,蚁丘还采用了中央空调一样的隧道网络系统,将新鲜空气引入居室,并通过降温隧道系统调节空气温度。不仅如此,白蚁还会开凿新的通风降温通道,封闭无用的旧通道,让蚁丘城市更舒适。

 

自然界中,还有很多这样的动物建筑师,它们都能建造出适合自己生活和周围环境的独特建筑,令人啧啧称奇。我们在欣赏这些建筑的同时,不要忘了所有动物建筑师背后的“总指挥”——自然选择!是优胜劣汰的自然法则让形形色色的生物种类脱颖而出,与大自然和谐共处,在地球上生生不息。





上一篇:风雨总在云彩后
下一篇:升级小鸟的破坏力
©2011-2017 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号 京公网安备110105007388号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台