余夫
早在奧陶紀(jì)時(shí)代,有一個(gè)身體細(xì)長呈管狀、沒有上下頜、長著歪尾形的尾鰭、樣子像魚的動(dòng)物類群脫穎而出,開始了動(dòng)物演化史上嶄新的一頁。由于它們體內(nèi)都有一條由一串脊椎骨連接而成的脊柱,因此它們的出現(xiàn)也標(biāo)志著脊椎動(dòng)物正式登上了自然歷史的舞臺(tái)。從此,作為一種極其精巧的設(shè)計(jì),脊椎動(dòng)物的骨骼也在進(jìn)化過程中不斷改良和演化,以適合不同的生命形態(tài)。骨骼不僅在不同動(dòng)物之間大小、輕重和形狀都有所不同,如嬌小的鬃毛利齒狐蝠頭骨就與巨大的河馬頭骨相差懸殊;即使在同一個(gè)動(dòng)物體內(nèi),不同部位的骨骼也是多種多樣、無奇不有,例如人類大腿上長筒狀的股骨,長度可超過半米,而中耳里形狀像馬鐙一樣的鐙骨卻只有一個(gè)米粒大小。
脊椎動(dòng)物的骨骼系統(tǒng)是由許多骨骼借關(guān)節(jié)和韌帶巧妙連接而形成的一個(gè)支架。骨骼的存在,意義非常重大。骨骼的第一大功能就是如同軀體“大廈”的“鋼筋水泥”框架一樣,支撐和維持著脊椎動(dòng)物的身體形態(tài)。
骨骼的第二大功能是為肌肉提供附著的基礎(chǔ),由骨骼、關(guān)節(jié)和肌肉三個(gè)密切相關(guān)的部分構(gòu)成人與動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)裝置。人與動(dòng)物各種動(dòng)作的完成都是以骨骼為杠桿,關(guān)節(jié)為樞紐,肌肉的收縮作為動(dòng)力來完成的。因此,正是由于骨骼系統(tǒng)所提供的堅(jiān)實(shí)支撐,地球上才出現(xiàn)了鯨、大象、長頸鹿和恐龍那樣的龐然大物;也正是由于通過骨骼連接起來的運(yùn)動(dòng)杠桿系統(tǒng),才使脊椎動(dòng)物無論在速度還是在靈敏度方面,都獲得了高度的發(fā)展。
骨骼的第三大功能是像鎧甲一樣保護(hù)著脊椎動(dòng)物身體的內(nèi)部器官,使其在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠保持內(nèi)部穩(wěn)定。身體中那些最重要的柔軟器官,全都獲得了骨骼周到而堅(jiān)強(qiáng)的護(hù)衛(wèi)。這樣,動(dòng)物的身體就經(jīng)得起尋常的磕磕碰碰,甚至較小的意外打擊。
從功能形態(tài)學(xué)的角度來看,動(dòng)物在取食、呼吸、感覺和運(yùn)動(dòng)等各個(gè)方面的適應(yīng)性變化無一不在骨骼上打下深刻的烙印。
對(duì)于人類來說,骨骼的形態(tài)結(jié)構(gòu)受人體內(nèi)外環(huán)境改變的影響,其中勞動(dòng)、生活和體育鍛煉及營養(yǎng)條件等是最主要的因素。例如,與現(xiàn)代人的骨骼不同,尼安德特人的骨骼特別堅(jiān)固,這是“干體力活”的一個(gè)標(biāo)志,說明為了生存,尼安德特人必須每天都從事繁重的體力勞動(dòng)。而且,尼安德特人是慣用右手的人。因?yàn)楣趋朗軅牟课煌ǔR俗⒛康匚挥谧髠?cè),只有慣用右手的人對(duì)打時(shí)才會(huì)出現(xiàn)這種情況。骨骼甚至還能顯露其主人的社會(huì)行為。研究人員從—個(gè)古老的尼安德特人的骨骼上發(fā)現(xiàn)了受過重傷的痕跡。這個(gè)人受重傷后仍生存下來,但他自己不能養(yǎng)活自己,這說明,有人照料他并為他提供食物。
動(dòng)物為適應(yīng)生存環(huán)境,其皮膚產(chǎn)生了多種多樣的衍生物,它們執(zhí)行的功能更為復(fù)雜。事實(shí)上,很多被人們認(rèn)為是骨骼的東西,其實(shí)都是皮膚的衍生物,其中最主要的有牙齒、角(實(shí)角、洞角、犀牛角)、爪(蹄、甲)、喙以及鱗(角質(zhì)鱗、硬鱗、圓鱗、櫛鱗、盾鱗)、骨板、鰭條等。它們有的形成一些輔助結(jié)構(gòu)協(xié)同骨骼對(duì)身體進(jìn)行保護(hù)或者使動(dòng)物擁有令人生畏的外形;有的可以與骨骼和肌肉一起完成某些運(yùn)動(dòng),如哺乳動(dòng)物的爪、蹄、甲可幫助它們行走、奔跑、攀登或抓握等;有的則是動(dòng)物在生存競爭中捕捉獵物或者自身防御的一種武器,如牙齒、爪、喙、角等;而牛、羊、鹿、犀牛等動(dòng)物頭上的角,主要是雄性之間用于爭奪雌性的一種武器,經(jīng)過激烈角斗的優(yōu)勝者,自然可以得到“妻妾成群”的獎(jiǎng)賞。
因此,由于這些材質(zhì)堅(jiān)硬的皮膚衍生物所表現(xiàn)的“不是骨骼,勝似骨骼”的性質(zhì),以及在脊椎動(dòng)物生活中所起的重要作用,也使它們贏得了“外骨骼”的美譽(yù)。
脊椎動(dòng)物的骨骼充分展現(xiàn)了大自然的鬼斧神工所塑造出的生命杰作,尤其是那些堪稱“巨無霸”的種類對(duì)人們充滿著極大的誘惑力。它們身姿魁梧,野性十足,令人神往。個(gè)頭大無疑是“力量”與“權(quán)勢(shì)”的象征,既可以更強(qiáng)的實(shí)力去擊敗對(duì)手,又更容易俘獲異性的“芳心”。高大而粗壯的骨骼則是擁有這一切的基礎(chǔ)。此外,骨骼以及形形色色的“外骨骼”的造型也蘊(yùn)涵了一種令人拍案叫絕的藝術(shù)之美,其中奇詭的螺旋曲線在美學(xué)鑒賞方面具有獨(dú)特的吸引力。
對(duì)于人類來說,“顏值”是如此的重要,甚至已經(jīng)使“靠臉吃飯”成為可能。不過,相貌或臉面并非人類獨(dú)有,而且人的臉面也與動(dòng)物的臉面有著許多相似之處,在我們?nèi)粘J褂玫拟^鼠目、尖嘴猴腮、馬臉等一類的詞語中就可見一斑。事實(shí)上,從鯊魚到松鼠等所有脊椎動(dòng)物都有自己的臉面。自從脊椎動(dòng)物進(jìn)化出了頜骨,動(dòng)物的臉面就應(yīng)運(yùn)而生了。隨后,與之相關(guān)的骨骼也為動(dòng)物擁有美麗動(dòng)人的外表做出了巨大的貢獻(xiàn),更使許多動(dòng)物“顏值爆表”。
在鳥類的“臉面”中最引人注目的無疑就是鳥喙,由頭骨的前頜骨和下頜骨延伸并在外部包裹一層致密的角質(zhì)鞘而成,上下兩部分的形狀可以相互吻合。它就像國人吃飯用筷子、西方人吃牛排使用刀叉一樣,是鳥類取食的器官。不過,不同鳥類喙的形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能千差萬別,都因其所司的特殊“工作”而有不同的設(shè)計(jì),其“花樣”之多,功能之巧,的確為其他動(dòng)物所“望塵莫及”。
鳥喙這種差別的形成主要是鳥類由于食性的差異而出現(xiàn)的適應(yīng)性變化,每種鳥的取食習(xí)慣都與其喙的形狀和大小有著直接的關(guān)系。不同形狀的鳥喙可用于捕捉、叼住、啄取、撕咬、分割以及從水中過濾食物,還要充當(dāng)錘子、鑿子、鉗子、剪子、夾子、鉤子、錐子、菜籃子(如鵜鶘)等各種工具,有時(shí)也用于攀登、修飾、爭斗、攻擊、自衛(wèi)、筑巢和育雛等。
動(dòng)物的骨骼不僅有優(yōu)美的姿態(tài),而且還憑借其精巧的設(shè)計(jì)以及與大自然的高度和諧,使我們感嘆生命如此神奇!
由于骨骼的堅(jiān)硬和易于形成化石,億萬年前生活過的古動(dòng)物通過化石保存下來。沒有任何其他學(xué)科像古生物學(xué)那樣對(duì)脊椎動(dòng)物的進(jìn)化提供更多的直接證據(jù),而古生物學(xué)幾乎完全是基于對(duì)動(dòng)物的骨骼等硬體部分的研究。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的古生物學(xué)工作者,通過骨骼系統(tǒng)的研究可以窺視到幾乎所有器官系統(tǒng):大部分肌肉的起點(diǎn)和止點(diǎn)均在骨塊上,通過骨塊上的嵴、突和瘢痕可以看出肌肉的位置和發(fā)達(dá)程度;重要的腦神經(jīng)可以通過頭骨上的孔道顯示出其粗細(xì)和行徑;腦不同部分的發(fā)達(dá)程度可以由腦顱各部分的比例和骨骼的相對(duì)位置而推測出來,不僅頭骨上的鼻腔、眼窩和鼓室及巖乳部可以提供出嗅覺、視覺、聽覺等器官方面的信息,甚至于某些血管都在骨骼上留有印記。
人們通過對(duì)不同時(shí)期地層中化石的研究,了解了生物發(fā)生發(fā)展的歷史。又隨著新的化石的發(fā)現(xiàn),不斷完善對(duì)生物進(jìn)化歷史的認(rèn)識(shí)。在不同地層中保存的化石,清楚地反映了整個(gè)生物界的歷史發(fā)展規(guī)律。同時(shí)在不同地層中保存某些化石種類數(shù)量的多少,又反映了不同種類生物的興衰存亡的歷史。
有些化石還能反映生物大類群之間的親緣關(guān)系。例如,大家熟知的始祖鳥化石,它一方面保留了爬行類的許多特征:口中有牙齒,前肢指端有爪,胸骨不發(fā)達(dá),沒有龍骨突,尾部有許多尾椎骨等。但是它的前肢已經(jīng)變成翅膀,而且翅膀、軀干和尾部已經(jīng)有了羽毛等,這些又都是鳥類的特征。這些特征說明了鳥類是由古代的爬行動(dòng)物進(jìn)化而來的。這種化石又稱為過渡類型的化石。
化石不僅能說明生物大類群的進(jìn)化,而且還在生物種、屬的進(jìn)化方面,提供許多具體證據(jù)。這就是在上下連續(xù)的地層中,發(fā)現(xiàn)許多相似而不完全相同的化石,清楚地反映出由一個(gè)物種演化為另一個(gè)物種的過程,在這方面研究得比較清楚的有馬、象和駱駝等。就拿馬的進(jìn)化來說,馬的最早祖先出現(xiàn)于新生代第三紀(jì)的始新世,稱為始馬,它的身體只有狐那么大,生活在氣候溫濕的森林里,吃鮮嫩的青草和樹葉,始馬的背脊彎曲上拱,四肢細(xì)長,前肢有四個(gè)趾著地,后肢三趾著地,不很善于奔跑。由于后來環(huán)境條件的變化,如氣候變得干燥涼爽,森林越來越少,干燥的草原越來越多,“馬”的食物由嫩草、樹葉轉(zhuǎn)為多纖維的野草。最后,到上新世末或第四紀(jì)初,就進(jìn)化成真馬,即現(xiàn)代馬。從始新世的始馬到第四紀(jì)初的現(xiàn)代馬,約經(jīng)歷了5000多萬年。從漸新世、中新世等地層中發(fā)現(xiàn)的“馬”化石來看,它是向著體軀高大,頭骨壯碩,背脊平直,中趾寬闊更適于草原奔跑的方向發(fā)展的,這一系列的“馬”化石,生動(dòng)地反映了馬的進(jìn)化過程。
可以說,自從出現(xiàn)骨骼,大地開始增加了關(guān)于生命的記憶。很多早期的物種,因?yàn)闆]有可以長遠(yuǎn)保存的結(jié)構(gòu),所有的痕跡蕩然無存。然而,像巖石一般緘默的一塊塊埋葬在不同地層里的骨骼,卻在懷抱著一個(gè)個(gè)生命的秘密入眠。
毋庸置疑,不僅普通人能夠接觸到動(dòng)物骨骼的機(jī)會(huì)不多,就是動(dòng)物學(xué)工作者也很難系統(tǒng)地觀察到各個(gè)動(dòng)物類群的骨骼。因此,《生命的支撐—?jiǎng)游锕趋赖钠婷钐剿鳌愤@本書能夠展示出300多幅骨骼照片是非常難能可貴的。這些骨骼仿佛遵循著同一種邏輯,卻又表現(xiàn)得千姿百態(tài),從而展現(xiàn)出了迷人的魅力。
閱讀本書,這些精美的骨骼似乎觸手可及。從長相怪異的鴨嘴獸到體軀龐大的非洲象,從古老的“活化石”矛尾魚到已經(jīng)滅絕的渡渡鳥,這些最珍貴的生命遺存,無疑都曾經(jīng)書寫過一段生動(dòng)的傳奇故事。
在《生命的支撐—?jiǎng)游锕趋赖钠婷钐剿鳌芬粫?,除了千姿百態(tài)的動(dòng)物骨骼照片,還以優(yōu)美的文字介紹了骨骼的特質(zhì)、骨骼的組成、骨骼的作用、骨骼的進(jìn)化、骨骼的鑒賞、生命的檔案以及哺乳動(dòng)物、鳥類、爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、魚類等動(dòng)物類群不同骨骼的特點(diǎn)等內(nèi)容。對(duì)于每個(gè)物種則介紹了該種動(dòng)物的中文名、學(xué)名、分類地位、體型大小、分布等,而關(guān)于各個(gè)物種的骨骼的特殊意義和生物學(xué)特征則當(dāng)仁不讓地成為介紹的重點(diǎn)。
此外,書中還對(duì)每個(gè)物種配有活體狀態(tài)的彩色照片,或繪制了精美的插圖,從而使讀者能夠通過閱讀該書,對(duì)書中介紹的動(dòng)物物種以及相關(guān)的科學(xué)知識(shí)有一個(gè)較為深入和完整的了解,同時(shí)也通過直觀的欣賞,得到美好的享受。