在哺乳動(dòng)物中,有一種并不十分引人注目但卻是唯一會(huì)飛的動(dòng)物,這就是蝙蝠。
“會(huì)飛的老鼠”
蝙蝠,在德語(yǔ)中的意思是“會(huì)飛的老鼠”,這是因?yàn)樵S多蝙蝠看上去非常像長(zhǎng)著翅膀的嚙齒類動(dòng)物。其實(shí),與老鼠相比,蝙蝠更接近人類。仔細(xì)觀察蝙蝠的翅膀,你就會(huì)看到這種相似性。在蝙蝠的翅膀與身體之間,長(zhǎng)有一層皮膜,如果除去這層皮膜,蝙蝠的翅膀的確與人類的手非常相似。蝙蝠扇動(dòng)翅膀,就像人擺動(dòng)兩只胳膊,與其說(shuō)它在飛,不如說(shuō)它在空氣中“游泳”。從翅膀上延伸出來(lái)的爪子,就像人的拇指,專門用來(lái)攀爬樹(shù)木和其他物體。蝙蝠所在的這一目被稱為“翼手目”,在希臘語(yǔ)中就是“手翼”的意思。
科學(xué)家認(rèn)為,蝙蝠是由大約1 億年前生活在樹(shù)上的一種不會(huì)飛的哺乳動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)的。
那時(shí),蝙蝠在樹(shù)枝間竄來(lái)蹦去,就像現(xiàn)在的狐猴和松鼠。漸漸地,某些蝙蝠的胳膊與身體之間長(zhǎng)出了皮膜,這使它們?cè)诳罩刑S時(shí)能“飛”得更高、更遠(yuǎn)。擁有這種變異的蝙蝠比那些沒(méi)有發(fā)生變異的同類更加靈活,能更好地適應(yīng)環(huán)境,也因此能活得更長(zhǎng)久,能生育更多的子女。在自然選擇的作用下,蝙蝠的皮膜越長(zhǎng)越寬,越長(zhǎng)越厚,最終進(jìn)化成了現(xiàn)在這樣具有完整功能的翅膀。
蝙蝠靈活的翅膀使之具有極好的機(jī)動(dòng)性。蝙蝠能將翅膀轉(zhuǎn)換成各種形狀,可以非常迅速地改變飛行的角度和方向。這種特性使它們?cè)诳罩酗w行時(shí)能靈活地閃躲和俯沖,沒(méi)有一種動(dòng)物能像它們那樣飛行,這使它們?cè)诓东C方面擁有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
世界上有1000 多種蝙蝠,是種類最多的一種哺乳動(dòng)物。蝙蝠分為兩個(gè)亞目:大蝙蝠亞目(也稱飛蝠或果蝠)和小翼手目蝙蝠。大蝙蝠亞目的蝙蝠最突出的特點(diǎn)是長(zhǎng)著長(zhǎng)長(zhǎng)的鼻子,主要分布在非洲、亞洲和澳大利亞。大部分大蝙蝠都是食草類動(dòng)物,以水果和花粉為食。小翼手亞目蝙蝠一般比大蝙蝠亞目蝙蝠要小,大部分種類長(zhǎng)著像哈巴狗一樣的鼻子,屬于食肉類動(dòng)物,主要以昆蟲為食,在世界各地都有分布。
蝙蝠在個(gè)頭和外貌上差別很大。最小的蝙蝠是大蜂蝠,翼展只有15 厘米,最大的蝙蝠是馬來(lái)飛蝠,翼展可達(dá)1.8 米。如果不是長(zhǎng)有一對(duì)像皮革一樣的翅膀,果蝠看上去最像陸地上的哺乳動(dòng)物,大眼睛,小耳朵,長(zhǎng)長(zhǎng)的豬鼻子,這些都是哺乳動(dòng)物的典型特征。與果蝠相比,小翼手目蝙蝠的面貌則更為獨(dú)特,耳朵又寬又長(zhǎng),長(zhǎng)著一對(duì)非常奇特的鼻孔。這些生理特點(diǎn)使得它們特別適合在夜間活動(dòng)。
蝙蝠如何導(dǎo)航
大多數(shù)蝙蝠過(guò)著晝伏夜出的生活。為了在夜間捕捉昆蟲,它們進(jìn)化出了一種被稱作“回聲定位”的導(dǎo)航系統(tǒng)。什么叫回聲定位?你可能有過(guò)這樣的經(jīng)歷,當(dāng)你站在峽谷邊上大聲喊叫時(shí),你發(fā)出的聲音很快會(huì)遇阻反彈回來(lái),你會(huì)聽(tīng)到自己的回聲。回聲定位的原理非常簡(jiǎn)單:在你喊叫時(shí),聲波傳到峽谷對(duì)面的石壁并被反射回來(lái),傳到你的耳朵里。一個(gè)地區(qū)的氣壓和空氣成分一般都是穩(wěn)定的,因此聲波總是以固定的速度移動(dòng)。如果你知道一個(gè)地方的聲音傳播速度,你就能利用它計(jì)算出峽谷的寬度。比如,在空氣比較干燥的海平面地區(qū),聲波的移動(dòng)速度是每秒0.32 公里。要知道峽谷的寬度,你只要計(jì)算出你發(fā)出的第一聲喊叫與你聽(tīng)到的第一聲回聲之間的時(shí)間間隔就可以了。如果用了3 秒鐘,那么,3 秒×0.32 公里/秒=0.96 公里,這就是聲波的往返距離,再除以2,就得到了峽谷的寬度。
蝙蝠也是利用這種方法計(jì)算距離的。蝙蝠在飛行時(shí)始終張著口,從嘴里不斷向外發(fā)射聲波。大部分蝙蝠發(fā)出的聲音頻率非常高,超出人類的聽(tīng)覺(jué)范圍,但它們的發(fā)聲方式與人類的喊叫方式是一樣的。蝙蝠發(fā)出的聲波在空氣中傳播,遇到物體后反彈回來(lái),蝙蝠會(huì)認(rèn)真地傾聽(tīng)反射回來(lái)的聲音。蝙蝠的大腦在處理返回來(lái)的信息時(shí),與我們?nèi)祟惔竽X的加工方式是一樣的。通過(guò)確定聲音的往返時(shí)間長(zhǎng)度,蝙蝠就能計(jì)算出對(duì)面物體離它有多遠(yuǎn)。
除了確定物體的距離,蝙蝠還能確定物體的具體方位和移動(dòng)方向。通過(guò)比較聲音到達(dá)左耳和到達(dá)右耳之間的時(shí)間差,蝙蝠就能確定昆蟲是向右飛還是向左飛。如果回聲先傳到它的右耳,然后再傳到它的左耳,昆蟲顯然就是向右飛,反之則是向左飛。蝙蝠耳朵內(nèi)有很多復(fù)雜的褶皺層,可以幫助它確定昆蟲的聲音的方位。如果回聲是從下方傳來(lái)的,就會(huì)撞擊它的外耳層,如果是從上方傳來(lái)的,則會(huì)首先到達(dá)它的內(nèi)耳層。
此外,蝙蝠還能根據(jù)回聲的強(qiáng)弱和音調(diào)判斷昆蟲個(gè)頭的大小及其移動(dòng)方向。較小物體反射回來(lái)的聲波較弱,產(chǎn)生的回聲強(qiáng)度也較弱。如果昆蟲遠(yuǎn)離蝙蝠而去,反射回來(lái)的音調(diào)比正常音調(diào)低,反之則高。這種差別是多普勒效應(yīng)的結(jié)果。
蝙蝠對(duì)返回來(lái)的各種信息進(jìn)行的加工和處理完全是無(wú)意識(shí)的,這與人類用眼睛和耳朵搜集、加工信息一樣。蝙蝠根據(jù)獲取的聲音信息在其頭腦里形成回聲定位圖像。除此之外,蝙蝠還能加工處理視覺(jué)信息。與大多數(shù)人的看法相反,大部分蝙蝠的視覺(jué)功能實(shí)際上非常敏銳。它們?cè)谶M(jìn)行回聲定位時(shí)是結(jié)合視覺(jué)信號(hào)一起進(jìn)行的,而不是單用其中的一種。
除了用回聲定位法導(dǎo)航外,某些蝙蝠還能利用紫外光導(dǎo)航。在中美和南美的熱帶雨林里,生活著一種名叫G.soricina 的專以花蜜為食的蝙蝠??茖W(xué)家近來(lái)發(fā)現(xiàn),這種蝙蝠在黎明時(shí)分覓食時(shí)能利用紫外光尋找含有豐富花蜜的花朵,因?yàn)榛ǘ湓诶杳鲿r(shí)會(huì)反射波長(zhǎng)較短的紫外光。
與魚類、爬行類和鳥類不同,大多數(shù)現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的眼睛看不見(jiàn)紫外光,這是因?yàn)樵谖覀冄矍虻木w內(nèi)有一個(gè)紫外線濾光器,如同我們戴了一副太陽(yáng)鏡。而G.Soricina 蝙蝠在長(zhǎng)期進(jìn)化中失去了這種濾光器,因此它們能看見(jiàn)大多數(shù)哺乳動(dòng)物看不見(jiàn)的許多光線。
獨(dú)特的生理機(jī)能
食蟲類蝙蝠是一種晝伏夜出的動(dòng)物,它們的生理機(jī)能也完全適應(yīng)了這種生活方式。它們?cè)谝归g活動(dòng),白天則棲息在各種洞穴內(nèi),如山洞、橋洞或內(nèi)部中空的樹(shù)洞,它們常常挑選一個(gè)地方一動(dòng)不動(dòng)地倒掛在那兒。
蝙蝠為什么會(huì)采取倒掛這種棲息方式呢?
科學(xué)家認(rèn)為有兩種原因:其一,這是為了起飛的需要。蝙蝠與鳥類不同,由于它們的翅膀無(wú)法產(chǎn)生足夠的升力脫離地面,因此不能依靠自己的力量從地上直接飛入空中。其二,它們的后腿很小,發(fā)育不全,以至于它們無(wú)法借助奔跑來(lái)積聚必要的起飛速度,因此它們?cè)谄痫w時(shí)必須用前爪先爬到一個(gè)較高的地方,然后再跌入空中。
倒掛還是躲避敵害的一個(gè)好辦法。在白天,在大多數(shù)食肉動(dòng)物活動(dòng)的時(shí)候(主要是食肉性鳥類),蝙蝠挑選一個(gè)較高的、食肉動(dòng)物看不見(jiàn)也到不了的地方,把自己倒掛在那兒睡覺(jué),并做好隨時(shí)起飛的準(zhǔn)備。那些地方很少有其他動(dòng)物與蝙蝠競(jìng)爭(zhēng),因?yàn)槠渌w禽沒(méi)有頭朝下倒懸的本領(lǐng)。
蝙蝠是如何倒掛的呢?你可能有這樣的體驗(yàn):如果想將自己的身體掛在某個(gè)地方,你必須首先用手抓住物體,這樣你的胳膊上的肌肉就會(huì)收縮,隨著肌肉收縮,連向手指的肌腱也會(huì)拉緊,從而使你的手指向里收緊。蝙蝠也是以同樣的方式收緊爪子的。為了抓牢物體,蝙蝠先放松自己的身體,讓身體上部的重量壓向連接爪子的肌腱,使爪子牢牢抓住物體。
與人類不同的是,蝙蝠的肌腱只連向身體上部而不是肌肉,因此它們能抓牢物體不是因?yàn)榧∪馐湛s,而是地球引力作用的結(jié)果。也正因?yàn)榇耍鸬箳熳约翰挥觅M(fèi)多大勁兒。事實(shí)上,即使一只蝙蝠死了,它仍然可以保持倒掛的姿勢(shì)。
大部分蝙蝠每天晚上都棲息在同一個(gè)地方。在睡覺(jué)時(shí),它們一個(gè)緊挨著一個(gè),形成很大的群體,這樣既可保暖,又能保證安全。蝙蝠是一種利他主義動(dòng)物,如果一只蝙蝠生病了,無(wú)法出去覓食,群體內(nèi)的其他蝙蝠就會(huì)將自己的食物分給它吃。目前,科學(xué)家還不知道蝙蝠的這種群棲行為是否有動(dòng)力學(xué)作用,但它們至少是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜而又緊密的社會(huì)性組織。
與其他哺乳動(dòng)物一樣,蝙蝠也是溫血?jiǎng)游?。不過(guò),與大多數(shù)哺乳動(dòng)物不同的是,當(dāng)蝙蝠不活動(dòng)時(shí),其體溫能下降到與周圍環(huán)境一樣的溫度。隨著體溫的下降,它們將進(jìn)入一種遲鈍狀態(tài),在這種狀態(tài)下,新陳代謝速率會(huì)變小。通過(guò)減少生物活性,降低體溫,蝙蝠能很好地保存能量。這一點(diǎn)對(duì)它們來(lái)說(shuō)非常重要,因?yàn)檎癸w行畢竟是一件艱難的事情。
當(dāng)冬季來(lái)臨,氣溫急遽下降時(shí),某些種類的蝙蝠就會(huì)進(jìn)入冬眠狀態(tài),這使得它們能安全地度過(guò)食物極度缺乏時(shí)期。另外一些蝙蝠種類則有遷徙的習(xí)性,當(dāng)天氣變冷時(shí),它們會(huì)遷往比較溫暖的地區(qū),這也就是某些地方每年會(huì)經(jīng)歷所謂“蝙蝠季”的原因。
害獸還是益獸
許多人對(duì)蝙蝠感到恐懼,之所以會(huì)這樣,可能有以下幾方面原因。
首先,蝙蝠只在夜間活動(dòng),而人類夜伏晝出,對(duì)黑夜天生有神秘感和恐懼感,加上蝙蝠的皮質(zhì)翅膀和怪異的面部結(jié)構(gòu)與神話傳說(shuō)中的魔怪形象非常相似,更增加了人們的恐懼心理。
其次,民間有許多有關(guān)吸血鬼的傳說(shuō),而吸血鬼常常指的就是吸血蝙蝠。實(shí)際上,人類對(duì)吸血蝙蝠的看法與事實(shí)不符,有太多想象的成分。蝙蝠中的確有幾種是吸血蝙蝠,它們以動(dòng)物的血液為食,但它們不是嗜殺成性的惡魔。吸血蝙蝠只是用它們的尖嘴刺穿動(dòng)物和人類的皮膚,舔食流出來(lái)的血液。在蝙蝠的唾液里有一種很強(qiáng)的抗凝血?jiǎng)?,能起到阻止血液凝固的作用,因此血液能源源不斷地滲出來(lái)而不凝結(jié)。吸血蝙蝠每天只需吸吮大約兩湯匙血液就可維持其一天的食物需要,它們決不會(huì)無(wú)節(jié)制地吸吮過(guò)多的血液而導(dǎo)致獵物死亡。它們通常吸吮像牛、馬、鹿這樣的大型動(dòng)物,偶爾吸食人血。吸血蝙蝠之所以會(huì)對(duì)動(dòng)物造成威脅,是因?yàn)樗鼈兛赡軘y有狂犬病毒,并通過(guò)唾液將病毒傳染給獵物。吸血蝙蝠只生活在南美和中美地區(qū),對(duì)人類的危害不大。實(shí)際上,人類遭到蜜蜂和狗攻擊的次數(shù)遠(yuǎn)比遭到吸血蝙蝠攻擊的次數(shù)多得多。
大多數(shù)蝙蝠種類對(duì)人類不僅無(wú)害,而且是有益的。一只食蟲蝙蝠一小時(shí)能消滅1200 只蚊子,在消滅害蟲方面沒(méi)有任何一種動(dòng)物能與它們相提并論。在美國(guó)得克薩斯州奧斯汀國(guó)會(huì)街大橋下面,棲息著一個(gè)龐大的墨西哥無(wú)尾蝙蝠群,它們?cè)谝粋€(gè)夜晚能吃掉10 噸昆蟲。而棲息在得克薩斯州布蘭肯洞穴里的墨西哥無(wú)尾蝙蝠,其總數(shù)超過(guò)2000 萬(wàn)只,在一個(gè)夜晚能吃掉200 噸昆蟲!墨西哥無(wú)尾蝙蝠主要以損害莊稼的害蟲為食,這種蝙蝠為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來(lái)了無(wú)法估量的好處。此外,蝙蝠還能傳播花粉。許多生活在熱帶雨林中的蝙蝠以花蜜為主要食源,它們?cè)诓杉鄣倪^(guò)程中會(huì)將很多花粉沾在身體上,當(dāng)它們飛到臨近的花朵上繼續(xù)采蜜時(shí),就將花粉帶到了同類植物的花蕊上,從而起到傳精授粉的作用。蝙蝠是許多當(dāng)?shù)刂参?,如香蕉、無(wú)花果、腰果和龍舌蘭植物等的主要授粉者。
由于出生率低,蝙蝠是一種極易走向滅絕的動(dòng)物種類。大多數(shù)蝙蝠種類一年只生一胎,是繁殖速度相對(duì)緩慢的動(dòng)物。由于蝙蝠的生命周期相對(duì)較長(zhǎng)(大多數(shù)蝙蝠種類能活30 年),哪怕打死一只雌性蝙蝠都會(huì)對(duì)其出生率造成很大的影響。在中美洲地區(qū),人們出于對(duì)狂犬病的恐懼,常常大規(guī)模地捕殺蝙蝠,實(shí)際上他們獵殺的都是對(duì)人類有益的食蟲蝙蝠,而吸血蝙蝠由于善于隱藏常常能躲過(guò)人們的追殺。人們對(duì)蝙蝠的殺戮行為對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了災(zāi)難性的破壞。蝙蝠是地球生態(tài)鏈上的一環(huán),如果有一天蝙蝠從地球上消失了,人類恐怕也很難獨(dú)自存活下去。