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●四神奇动物之谜3(第6页)

这些理论就算能够证实,也还会留给我们许多解答不了的问题。很多鸟儿迁徙时喜欢在夜间飞行,还有些鸟儿昼夜不停地飞,表明有不少种类的鸟能利用星星来确定方向。

从20世纪40年代起,人们围绕着这种可能性进行了若干实验。一个有名的例子是,斯蒂芬·埃姆伦将初出生的靛青白颊鸟放在天文馆内的笼子里,在随后的一系列实验中,他操纵投映出的星星的位置及转动。

结果显示,靛青白颊鸟的“星星罗盘”是习得的而非天生的,换句话说,它们利用星星导航是习惯成自然而非本能。

以上研究结果是有意义的,因为星星的位置随时间而改变。

如果鸟类通过进化而有固定、天生的罗盘功能,那么进化就不得不一直跟变动着的太空赛跑,哪怕要比赛不知多少千年。

与鸟类迁徙相关的最成功的实验集中在它们利用地磁场数据的能力。

其中基础性的实验是在20世纪70年代由德国法兰克福的一群科学家担当的。许多其他的研究项目追随了他们的工作。总起来说,这些研究搞清了一点,就是鸟类的确以惊人的方式对地磁场有所反应。

在这个领域中最引人人胜的进展是在鸽子头部发现了一种微小的磁性晶体,位于颅骨与脑之间。除了某几种鸟类外,尚未见这种晶体普遍存在。不过磁性晶体至少算得上一种可能赋予了鸟类“第六感觉”的生物学特征。

总之从理论上讲,对于鸟类迁徙这个老问题有各种各样可能的解释:昼夜节律、视力、利用太阳或星星导航的能力,甚至生物性的第六感觉。

纵然可以设想所有这些导航系统都起作用,但它们各自的重要性看来还是因鸟的种类而异。对于有些种类,其他因素如鱼的气味或蛙的呜叫似乎也起一定作用。各种鸟之间有极大差别,从筑巢习惯乃至食物种类无不涉及,在蜂鸟和冻土带天鹅身上起作用的机制或机制组合各有千秋。

一种不过迁徙个百把公里的鸟儿也许用不着很了不得的导航系统,而那样的系统对另一种在南北极之间往返迁徙的鸟儿却是必不可少。南极洲可敬的“公民”企鹅也迁徙,最远不过482.7公里,但它们是走着去的!它们可没有什么“鸟瞰”,也无需对地磁场有反应的晶体。

60年前,研究人员简直不知道怎样去了解,鸟类何以能这么分毫不差地完成上百上千公里的非凡旅程。

然而自那时以来已经取得了很多进展。不完整的解释比比皆是,但论述鸟类的每一本著作、每一篇文章都充满了条件性的词语:“可能……但也可能……”我们对鸟类会进行多么壮观的跨世界飞行知道得比较多,可是这里面的谜团仍然远远多于解释。小小的太阳鸟又展露身影,在你窗外的苹果树上筑巢。

怎么会呢?

世上事最好不知底细,可以让你浮想联翩。这难道不是个例子吗?

◎千姿百态的昆虫翅

自然界中能够飞翔的动物很多,它们各自拥有一套“飞行器”,就是我们所说的“翅”或“翅膀”。然而,“翅”和“翅膀”一字之差,意思并不完全相同。

鸟类、蝙蝠的飞行器,严格地说应称“翅膀”,而昆虫的飞行器就称为“翅”。因为,前者是由前肢(膀)演变来的,即由原来的行走器官逐渐转化为飞行器官;而后者与行走的附肢毫不相干。科学家们根据化石推测,早在3亿年前,昆虫的身体就出现了翅,从而使纤小的昆虫,成了地球上第一批“飞行家”。

别看昆虫翅薄如膜,但还挺复杂哩!昆虫的翅是从体壁自中胸、后胸背板两侧,向外延伸而形成的“翅芽”发展来的。翅芽按其发生情况,可分为两类.一类叫“外翅类”,它是外生的,即由虫体表皮凸出形成;另一类叫“内翅类”,它是内生的,即由虫体表皮内褶,形成成虫盘,再由成虫盘长出翅芽。

蝗虫、蜻蜓、蜉蝣等不完全变态的昆虫,都属于外翅类;金龟子、苍蝇、蝴蝶、蛾子等完全变态的昆虫,均属于内翅类。

在昆虫幼嫩细小的翅芽中,蕴藏着轻纱般的阔翅,还有气管、血管、神经等。随着虫体生长发育,翅芽渐渐伸展成薄而扁平的翅,血管、神经等大多消散,只留气管贯穿其中,形成坚实而隆起的“翅脉”,对翅起着支架作用。

翅脉在翅面上的分布形式,因种而异。昆虫学家把这种分布形式称为“脉相”,其中有“纵脉”和“横脉”之分,纵横脉相交错,在翅面上形成众多“翅室”。脉相是昆虫分类学的重要标志,怪不得昆虫学家拿到一枚翅,就能从上百万种虫子中识别出属于哪一类。

绝大多数昆虫的成虫都具有两对翅,生长在中胸上的叫“前翅”,生长在后胸上的叫“后翅”。由于昆虫的生活方式及其所处生活环境不同,昆虫的翅也是五花八门。

蜜蜂、苍蝇、蚂蚁、蜻蜓的翅呈膜质,轻薄、光滑而透明,翅脉清楚可见,般一叫“膜翅”。蝼蛄、油葫芦、中华蚱蜢、蝗虫等的翅,前翅狭小呈革质,叫“复翅”,后翅宽大呈膜质,且能折叠藏于前翅下。有的昆虫经过长期的进化,前翅翅面加厚,全部角质化,质地坚硬,失去翅脉,如同鞘套,称作“鞘翅”,后翅膜质,常折叠藏于前翅下,翅脉稀少。

人们熟悉的瓢虫、天牛、金龟子、叩头虫等“甲虫”的翅就是这样。它们的飞行靠膜质的后翅,翅震低,飞速不快,但是,鞘翅对虫体具有盔甲般的保护作用,而且在飞行时呈V字形,并且微微摆动,能在飞行时保持稳定。有趣的是,有些昆虫如梨蝽、三点盲蝽、豆二星蝽等,它们的前翅仅在基部角质化,而前翅的端部和后翅仍为膜质,故前翅特称“半鞘翅”。

原来,蜜蜂的前翅有褶,可以像扇子一样折叠起来,折叠后,它的后腹部就全部露在外面。如果用放大镜观察,可以在蜜蜂的后翅尖端边缘上发现一排齿状的小钩,叫“翅钩”;而在前翅背面生有一排小孔,当前后翅重叠在一起时,后翅翅钩恰在前翅的小孔里,十分牢固。雄蜂不如雌蜂善于飞翔,就是因为雄蜂翅钩比雌蜂要少得多。

苍蝇、蚊子这些人们非常熟悉的昆虫,虽然属于双翅目的“成员”,但却只有一对前翅,它们的后翅到哪里去了呢?原来后翅已退化成两根小棒,昆虫学上叫“平衡棒”。平衡棒在飞行中的振动与前翅运动方向相反,但频率相同,在飞行中起平衡作用。

有些昆虫的双翅完全退化,当然也就失去了飞翔的本领。如令人厌恶的臭虫,尽管它们的老祖宗曾生有长翅,但由于长期的洞穴生活,后来又跟着人类迁移到室内,根本不使用翅飞翔,经过漫长的岁月,它们的双翅便完全退化了,仅仅在前翅的基部遗留下一点痕迹,称为“翅基”。

昆虫学家根据昆虫有无翅,将昆虫纲分为两大亚纲:无翅亚纲和有翅亚纲,其中有翅亚纲占绝大多数,无翅亚纲只是少数比较原始的昆虫。在有翅亚纲中,一般分有28个目,其中有17个目是以翅态命名的,如我们常见的膜翅目、鞘翅目、半翅目、鳞翅目、毛翅目、缨翅目等。

有翅昆虫一般又可分为两大类:古翅类,如蜻蜓、蜉蝣等,这类昆虫的翅较长,但只能平展,不能折叠,静止时不能覆盖在身体背面,而竖立在背上或平放在身体两侧;新翅类,这类昆虫的翅能折叠起来覆盖在身体背面,兼作“防护衣”。从进化观点看,古翅类昆虫翅长,不能折叠,占用的空间大,所以逐渐被新翅类昆虫所取代。难怪在庞大兴旺的昆虫世界里,古翅类昆虫仅有蜻蜓、蜉蝣两个家族。

昆虫翅的主要功能是飞行,与翅相连的肌肉叫“飞行肌”,善飞的昆虫飞行肌往往很发达。据有关资料报道,蜜蜂每小时可持续飞行10~20公里;牛虻每小时可飞行40多公里;蚊子为了寻找水源产卵,也可飞行数公里;蜻蜓、螽斯和某些种类的天蛾也能持续飞行数百里乃至上千里而不着落。

昆虫的飞行包含着无穷的奥秘,科学家们通过探索,已经获得了一批令人鼓舞的科研成果。比如,蚊子、苍蝇的平衡棒,不仅在水平飞行时起着稳定和平衡的作用,当航向偏离时,一侧平衡棒会扭转震动,这种扭转传至基部感觉器,从而改变前翅某一侧的翅震,以便及时纠正航向。

此外,平衡棒还可以保持虫体的紧张度,便成了一种小巧新型的导航仪“音叉式振动陀螺仪”,用在火箭和高速飞机上,以保持飞机的稳定性,并实现自动驾驶。又如,在空气动力学中有一种叫颤振的现象,它是机翼在飞行中的有害振动,飞机飞得太快时,这种颤振往往造成机毁人亡的事故。蜻蜓的翅在漫长的进化中,发展了一种对抗颤振的措施——翅末端前缘出现翅痣,这就是蜻蜓的抗颤振装置。现代飞机机翼末端前缘也有类似的加厚区,飞机上的这种抗颤振装置与蜻蜓的翅痣原理同出一辙。

看来,昆虫的翅不仅为昆虫开辟了广阔的生活天地,而且为现代仿生学展示了无限诱人的前景。

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