黃嵐
談起動(dòng)物進(jìn)化,你會(huì)想到什么呢?可能會(huì)立馬聯(lián)想到它們那些奇特的適應(yīng)性行為,或是令人印象深刻的骨骼、心臟或大腦。
皮膚作為動(dòng)物器官之一,也是大自然進(jìn)化的杰作,卻很少得到應(yīng)有的關(guān)注。其實(shí),動(dòng)物的外皮(包括皮膚、羽毛、毛發(fā)和鱗片)真可謂是進(jìn)化的奇跡,它讓動(dòng)物們能夠在這個(gè)星球上四處探索,并適應(yīng)幾乎所有類型的棲息環(huán)境。下面,就讓我們來看看這些奇妙的外皮結(jié)構(gòu)是如何讓動(dòng)物在復(fù)雜的環(huán)境中獲得成功的。
看著壁虎能夠毫不費(fèi)力地在光滑的窗玻璃上奔跑而不會(huì)掉下來,真是讓人有些迷惑,它是怎么做到的呢?20世紀(jì)60年代,隨著掃描電子顯微鏡的出現(xiàn),壁虎腳掌上錯(cuò)綜復(fù)雜的黏附系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)才被揭示??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn):這些小家伙抵抗地球引力的奧秘,是它們可以用腳趾皮膚上的剛毛將自己勾在玻璃表面極細(xì)微的瑕疵上。在壁虎的每個(gè)腳趾皮膚上都有數(shù)百萬根細(xì)小的剛毛,每根剛毛的長(zhǎng)度為30~130微米,直徑為幾微米,約為人類頭發(fā)直徑的1/10。這些剛毛與物體表面能夠形成分子間作用力,即范德華力,從而幫助壁虎“粘”在幾乎垂直的表面上。
利用皮膚進(jìn)行相互溝通的方式有很多,但被稱為“黑魔鬼魚”的線翎電鰻的溝通方式最酷炫。這種電鰻源自南美洲,其眼睛幾乎退化到看不見,但其尾部肌肉卻能夠像電池一樣持續(xù)放電,并通過皮膚中的電感受細(xì)胞來偵測(cè)電位變化,由此做到對(duì)周圍環(huán)境的定位,并與同類進(jìn)行交流。雌性黑魔鬼魚所發(fā)出的電波頻率比雄性的高,由此可區(qū)分雌雄兩性。有趣的是,黑魔鬼魚通常被看作無鱗魚,但其實(shí)它們有著細(xì)小的鱗片,只是由于鱗片太小,且被黏液覆蓋,因此幾乎看不到。
如果想在氣候干燥的非洲大草原上安家,那么,你也許需要學(xué)習(xí)一些專門的技巧來讓自己的皮膚適應(yīng)那里的環(huán)境。當(dāng)然,如果你想要生活在大草原的地底下,特殊的適應(yīng)性皮膚也不可或缺。裸鼴鼠在這方面可謂得天獨(dú)厚,它們有令人難以置信的松弛皮膚,可以防止被植物的根和尖銳的巖石刺傷。另外,它們的表皮內(nèi)含有一種名為“透明質(zhì)酸”的特殊物質(zhì),這種物質(zhì)不僅可以使皮膚變得漂亮且富有彈性,還可以大大降低這些小嚙齒類動(dòng)物的癌癥發(fā)病率。和其他同樣大小的嚙齒類動(dòng)物相比,裸鼴鼠的壽命長(zhǎng)了可不止10倍呢!現(xiàn)在,科學(xué)家們正在積極研究這些幾乎無毛的哺乳類動(dòng)物,希望借此幫助我們了解人類的衰老機(jī)制和提高對(duì)疾病的抵抗力。
山魈有著靈長(zhǎng)類動(dòng)物中極具標(biāo)志性的面孔。山魈的臉仿佛自帶彩妝,十分生動(dòng)。通過臉部皮膚的顏色與圖案,一只雄性山魈可以向其他雄性展示自己在社群中的地位,還可以借此向心儀的雌性告知自己的健康狀況,以吸引潛在的伴侶。雌性及未成年山魈面部的色彩比雄性的要暗淡許多。另外,山魈是群居動(dòng)物,每個(gè)社群一般有上百只個(gè)體,在這樣規(guī)模的社群里,激烈的社會(huì)爭(zhēng)斗時(shí)常會(huì)導(dǎo)致傷害或死亡。因此,擁有一張明媚的面孔,用來進(jìn)行交流受相互識(shí)別,可是減少麻煩的有力武器。
有“海洋殺手”之稱的鯊魚,因其生性兇猛,且在水中行進(jìn)速度極快而為人所熟知。但鯊魚的行進(jìn)速度為什么這么快呢?其實(shí),鯊魚行動(dòng)快速的秘密就在于它們的皮膚。鯊魚皮表面實(shí)際上被一層像牙齒一樣的盾鱗所覆蓋,盾鱗的溝槽結(jié)構(gòu)具有良好的減阻效果,使鯊魚能毫不費(fèi)力地從水中劃過。不同種類的鯊魚,其盾鱗形狀也各異。根據(jù)鯊魚盾鱗排列順序的不同,有些專家能分辨不同種類的鯊魚。從游泳名將的“鯊魚皮”高速泳衣,到3D打印技術(shù)制成的仿生“鯊魚皮”,人們對(duì)鯊魚皮結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用拓展仍在繼續(xù)。
響尾蛇有一個(gè)非常奇特的“鈴鐺”,是由其尾巴末端中空的角質(zhì)環(huán)——響環(huán)組成的。當(dāng)它們將尾巴豎起來并開始搖動(dòng)時(shí),這些硬質(zhì)的響環(huán)便會(huì)相互碰撞并“沙沙”作響。警告聲的頻率大約為50赫茲。這意味著,為了恐嚇任何可疑的掠食者,響尾蛇尾巴的搖動(dòng)需要達(dá)到每秒50次以上。響環(huán)是響尾蛇多次蛻皮后的殘存物。剛孵出的幼蛇尾部只有一個(gè)響環(huán),其數(shù)量會(huì)隨著一次次的蛻皮慢慢增加。響環(huán)越多,發(fā)出的聲音越大,這也表示這只響尾蛇的年紀(jì)越大。需要注意的是,還沒有響環(huán)而無法發(fā)出警告聲的幼年響尾蛇,通常會(huì)直接對(duì)入侵者進(jìn)行攻擊。