鴨嘴獸:讓人驚羨的電感受器
動(dòng)物界有一怪胎叫鴨嘴獸,明明是哺乳動(dòng)物,卻是卵生,而非胎生。更奇葩的是,它明明眼鼻耳齊全,卻只能依靠嘴巴上的電感受器來搜尋食物。
這小家伙當(dāng)年還差點(diǎn)兒被當(dāng)作騙子而不得入動(dòng)物界的族譜呢!1798年,當(dāng)鴨嘴獸標(biāo)本不遠(yuǎn)萬(wàn)里從澳大利亞奔赴紐約展出的時(shí)候,英國(guó)的很多動(dòng)物學(xué)家認(rèn)為這是個(gè)騙局。他們覺得這個(gè)有著水獺似的腳、河貍似的尾巴、鴨子似的嘴的東西根本不可能是自然界真實(shí)存在的。它可能真長(zhǎng)得有些尷尬,以至于生物界為此爭(zhēng)吵了80多年。然而,這個(gè)飽受爭(zhēng)議的小家伙卻擁有讓我們眼紅的能力——通過電信號(hào)來感知其他動(dòng)物的存在。
我們知道,肌肉在運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生電流。加拿大一家創(chuàng)業(yè)公司生產(chǎn)的一款名為MYO的臂環(huán)就是通過檢測(cè)手臂肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電流來識(shí)別手勢(shì),讓用戶完全不必通過智能手機(jī)或其他設(shè)備就可以與一些電子設(shè)備直接互動(dòng)。這樣用戶就可以邊吃東西邊玩電腦或者手機(jī),而又不用擔(dān)心弄臟它們了。
這種能力人類需要花149美元(約合1 050元人民幣)才能獲得,鴨嘴獸卻天生就具備,而且更加完備和靈敏。因?yàn)樵邙喿飓F寬扁的大嘴邊緣分布著40 000多個(gè)電感受器,微弱的電流都可以被它檢測(cè)到,然后通過電流來計(jì)算目標(biāo)所在的位置??赡苁且?yàn)樗氖澄锒嗍巧钤诤拥啄酀衾锏男?dòng)物,在此處縱有很好的聽力和視力也無(wú)法施展,所以入水后它的眼睛和耳朵就都完全閉合了,只能靠可以在水中傳播的電信號(hào)來識(shí)別食物。
雀尾螳螂蝦:舉世無(wú)雙的視力
雀尾螳螂蝦主要分布于印度尼西亞巴厘島附近的水域,身長(zhǎng)約15厘米,顏色綺麗,性情兇殘,擁有舉世無(wú)雙的視力。
人眼擁有3種類型的視錐細(xì)胞(或稱光感受器),用來辨別視網(wǎng)膜接收到的光的顏色和強(qiáng)度。魚和爬行動(dòng)物稍好,有4種視錐細(xì)胞,而雀尾螳螂蝦卻以12種之多傲視整個(gè)動(dòng)物界。其中8種為可見光感受器,4種為紫外線感受器。
如此多的光感受器有什么作用呢?最顯而易見的答案可能是,眾多的光感受器能夠賦予它們更敏銳的色彩判斷力,如此或許能夠讓它們更容易識(shí)破獵物的偽裝。然而,真相并非如此。研究發(fā)現(xiàn),雀尾螳螂蝦識(shí)別色彩的能力甚至還不如人類。
后來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),如此之眾的視錐細(xì)胞賦予雀尾螳螂蝦的是快速的圖像識(shí)別能力。對(duì)于人類來說,當(dāng)某一種顏色的光線作用于3種視錐細(xì)胞,通過混色,人的大腦就產(chǎn)生某一顏色的感覺。然而,雀尾螳螂蝦卻并不是這樣的,12種光感受器接收的光信號(hào)全部直接進(jìn)入大腦,通過被激活的光感受器的模式來進(jìn)行識(shí)別。因其不涉及復(fù)雜的混色過程,所以它們能更加快速地識(shí)別圖像,這提升了它們識(shí)別潛在獵物的能力,也因此更容易伏擊成功。
雀尾螳螂蝦的另一必殺技是它又快又狠的刺拳,這雙刺拳可以說是動(dòng)物界中最有力量的拳頭。一般情況下,它的拳頭收在胸部,攻擊時(shí),刺拳出擊的加速度高達(dá)102 000米/平方秒(大約相當(dāng)于10 400個(gè)重力加速度),可瞬間將速度提升至23米/秒。這樣強(qiáng)勢(shì)的一擊足以擊碎水族館的玻璃箱和螃蟹堅(jiān)硬的外殼。
雀尾螳螂蝦之所以能揮出如此迅速而有力的一擊,是因?yàn)樗墓舯塾幸粋€(gè)甲殼質(zhì)構(gòu)成的馬鞍形“彈簧”,存儲(chǔ)著肌肉的力量。攻擊臂位于“馬鞍”下方的肌肉,擠壓時(shí),把“彈簧”收緊,攻擊時(shí),將“彈簧”松開,刺拳擊出毀滅性的一拳,這一拳的力量是它的肌肉所能產(chǎn)生的力量的100倍。所以,可以說雀尾螳螂蝦是動(dòng)物界當(dāng)之無(wú)愧的“拳王”。
燈塔水母:可返老還童
舊時(shí)常有尋仙問道以求長(zhǎng)生之人,最著名的當(dāng)屬秦始皇,但終是不得,再者便是《天龍八部》中的天山童姥,因修習(xí)八荒六合唯我獨(dú)尊之術(shù)而有返老還童之力,似可長(zhǎng)生,最后卻也重傷而逝?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)和生物學(xué)也認(rèn)為,人類是不可能永生的。不過,這并不代表長(zhǎng)生不老是傳說,因?yàn)榭茖W(xué)家們真的找到了一種理論上可以長(zhǎng)生的動(dòng)物。
這種動(dòng)物就是燈塔水母,最初出現(xiàn)于大西洋西部的加勒比海,身長(zhǎng)不過5毫米。從理論上講,燈塔水母無(wú)需面對(duì)死亡,可以永遠(yuǎn)存活。它的秘訣就是可以返老還童,而且比天山童姥更高級(jí),它在返老還童期間反而具有比平時(shí)更高的抵御外界環(huán)境變化的能力。
一般來說,每種水母都有兩種存在狀態(tài),一種是幼態(tài)的、進(jìn)行無(wú)性生殖的水螅型,一種是成熟后進(jìn)行有性生殖的水母型。普通水母待有性生殖階段完成之后便會(huì)死亡,但燈塔水母卻并非如此,它是唯一已知的能夠從性成熟階段恢復(fù)到幼蟲階段的生物。
燈塔水母的生命周期為一個(gè)月左右,其中大部分時(shí)間它是以可以自由移動(dòng)的水母型形態(tài)存在。待長(zhǎng)至性成熟之后,它能夠再次回到幼時(shí)的水螅型形態(tài),附著于海底,如此循環(huán)往復(fù)。當(dāng)遭遇極端環(huán)境或者食物短缺之時(shí),燈塔水母也可以轉(zhuǎn)換成水螅型形態(tài),以便在不良環(huán)境中保障自身安全。
科學(xué)家將這種形態(tài)的轉(zhuǎn)換稱為“反向的變態(tài)發(fā)育”,它與變態(tài)發(fā)育(變態(tài)發(fā)育是指動(dòng)物在胚后發(fā)育過程中,形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性出現(xiàn)一系列顯著變化,致使幼體與成體差別很大的發(fā)育方式,比如毛毛蟲破繭成蝶)的方向相反,相當(dāng)于是美麗絢爛的蝴蝶重新變回丑丑的毛毛蟲。
這一過程依賴于細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化,即一種類型的分化細(xì)胞不經(jīng)過脫分化過程直接轉(zhuǎn)換為另一分化類型的細(xì)胞,例如水母的橫紋肌細(xì)胞經(jīng)轉(zhuǎn)分化可形成神經(jīng)細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞,甚至可形成刺細(xì)胞。
水熊蟲:超強(qiáng)的適應(yīng)力
古語(yǔ)有云:“尺蠖之屈,以求信也;龍蛇之蟄,以存身也?!敝v的是蟲蛇之輩靠的是能屈能伸才得以見存于世。然而,真正把這大丈夫的能屈能伸演繹得淋漓盡致的卻并非尺蠖或龍蛇,而是一種身長(zhǎng)不超過1毫米的叫水熊蟲的小家伙。不管你用什么方式攻擊它們,這些小小的八腳無(wú)脊椎動(dòng)物依舊會(huì)在這個(gè)星球上頑固地活著。
它們的本名Tardigrada,取自拉丁語(yǔ),意即“緩慢步行者”,中文譯為“緩步動(dòng)物”,因其形似憨態(tài)可掬的熊,所以世人更喜歡叫它們水熊蟲或者水熊。水熊蟲雖步態(tài)緩慢,但足跡遍布各處,上至6 000米以上的喜馬拉雅山脈,下至4 000米以下的深海都有它的蹤跡。它們甚至還能漫步至平流層,真可謂無(wú)所不在。
這種攻擊力幾乎為零的動(dòng)物之所以能無(wú)所不在,是因?yàn)樗鼜?qiáng)大的適應(yīng)力。它可以承受-273 ℃的低溫(接近絕對(duì)零度),也可以忍耐151 ℃的高溫;可以什么都不吃而存活數(shù)十載,也可以滴水不沾而歷經(jīng)百年;可以在6 000個(gè)大氣壓強(qiáng)(約6億帕斯卡)下安然度日;能承受5.7萬(wàn)倫琴的X射線輻射(500倫琴的X射線輻射即可殺死人類),原子彈也對(duì)它無(wú)可奈何。
水熊蟲能適應(yīng)這么多極端的環(huán)境,應(yīng)該有很多應(yīng)變之道吧?實(shí)際上,它用得最多的只有一招,那就是把自己縮成“小桶”狀態(tài),然后停止所有的新陳代謝,待到環(huán)境適宜之時(shí)再舒展身體,快速繁殖。這真是把“以不變應(yīng)萬(wàn)變”做到了極致。
當(dāng)然,它也還是有一些其他小妙招的,比如以海藻糖的形式存儲(chǔ)糖類,應(yīng)對(duì)干燥失水和高溫高壓等不良環(huán)境;能夠?qū)⑸眢w伸展成長(zhǎng)條狀,以增大與氧氣的接觸面積;當(dāng)溫度逼至冰點(diǎn),它還能生成一些特殊的分子,防止冰晶核的形成,以使細(xì)胞免于凍死。
目前,科學(xué)家正在外太空尋找水熊蟲的基因,以作為它們存活于其他星球的證據(jù),因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)水熊蟲還可以在真空強(qiáng)輻射環(huán)境下生存。