編譯 羅千淘

有趣的蝸牛

編譯 羅千淘

小小蝸牛身上，充滿各種有趣的謎題。

嚴格地說，蝸牛并不是生物學上的一個分類名稱。我們所說的蝸牛，除了大蝸?？频乃蟹N類動物，還包括腹足綱其他一些科的動物，比如海螺、海貝、田螺等長著外殼的無脊椎軟體動物。在英語中，一般不區(qū)分水生的螺類和陸生的蝸牛，但在漢語中，蝸牛只指陸生種類。全世界大約有40000種陸生蝸牛，雖然種類繁多，但形狀都相似。陸生蝸牛生活在樹林、草叢、田野和花園里，在這些看起來很不起眼的小動物身上，實際上充滿了許多有趣的謎題。

蝸牛喜歡下雨嗎？

雨后的林間小路上有時在突然之間就爬滿了蝸牛，蝸牛似乎太喜歡下雨了！可事實正好相反：蝸牛并不喜歡下雨，特別是遇到暴雨天氣時，它們只能躲進殼里，以避免被雨水淹死，或者被雨水沖走，離開自己熟悉的棲息地。那為什么雨停以后蝸牛們就紛紛出動呢？真正吸引蝸牛的是雨后空氣中的水汽，它們喜歡潮濕的環(huán)境，因為它們的祖先生活在海洋里。早在5.5億年前，第一只類蝸牛就在海底出現。經過漫長的進化，大約在2.86億年前，一些蝸牛爬上岸來，開始用肺代替鰓呼吸。它們很快適應了陸地上的生活，分布到了全世界，從沙漠荒原到熱帶雨林，從海岸到高山，除了南極洲大陸外，在現今地球上任何一塊陸地上都能看見它們的蹤跡。

蝸牛保留了其遠古祖先喜愛潮濕環(huán)境的特性，在雨后會到處覓食，用空氣中的水汽補充身體所需要的水分，它們棲息在沼澤地、林地、池塘邊、花園和菜園里，停留在樹葉下、石頭和朽木的縫隙里。但無論它們有多么喜歡潮濕，因為已經依靠肺呼吸，所以再也不能回到水中去生活了。

蝸牛是大力士嗎？

蝸牛終其一生都背著自己的“房子”到處走，它們的力氣有多大呢？這要從蝸牛的體形說起，因為蝸牛的力氣取決于它們腹足的大小，腹足越大的蝸牛力氣越大。

由于水的浮力能減輕貝殼的重量，所以水生的貝類能長得很大，世界上最重的水生貝類當屬巨硨磲蛤，重量可達200多千克。然而，陸生的蝸牛只能依靠自己的力量，所以它們的體形都比較小。世界上最小的蝸牛的體長只有幾毫米，最大的是非洲大蝸牛。有記錄的非洲大蝸牛的最大標本為：完全伸展時腹足長39.3厘米，殼長27.3厘米，體重900克。

讓人驚訝的是，相對于自己的體形來說，蝸牛也算得上是大力士。一只體重7克的蝸牛在垂直的平面上拖動了56克物品，而另一只體重9克的蝸牛在水平的平面上拖動了482克物品，比它的體重重了50多倍！

世界上最大的陸生蝸牛是非洲大蝸牛，長39.3厘米，重900克。而最小的蝸牛是一種產于太平洋海島的蝸牛，它們成年以后的大小只有2毫米，和非洲大蝸牛的卵差不多，現在這種微型蝸牛全世界只剩下200多只了，其中一半被飼養(yǎng)在英國動物園一個特制的房子里。

蝸牛殼里裝著些什么？

蝸牛的身體很柔軟，沒有脊椎和其他骨骼。當一只蝸牛爬行時，我們能看到它伸展在殼外面的頭部和腹足。那這時它的殼里面就空了嗎？沒有。蝸牛的殼里還裝著它復雜的內臟囊，包括消化器官、生殖器官和血液循環(huán)系統(tǒng)。除了肺以外，蝸牛還長著心臟、血管、生殖器、肝臟、腎臟、胃以及分泌黏液的腺體等，這些內臟都被一層外套膜包裹著。外套膜是一層類皮膚組織，貼著殼的內壁，分泌構建殼體的碳酸鈣。通過蝸牛殼的剖面圖，我們能看到蝸牛所有的內臟都沿著蝸牛殼的螺層一圈一圈地、由內向外地分布，心臟和血管長在靠近殼口的最外層。我們可以透過一些較薄的蝸牛殼，看見蝸牛的血管呈網狀緊貼在殼內，里面流淌著透明的血液，在血管的末端可以隱約看到跳動的心臟，心臟也是透明的，一般要通過它的搏動才能辨認出來。此外，在蝸牛身體的右側還長著呼吸孔，當蝸牛擴張或壓縮肺部時，空氣和二氧化碳就通過這個呼吸孔進行交換。呼吸孔可以自由地張開或關閉，但通常在呼吸的間隔，是關閉著的，起到保持體內水分的作用。

蝸牛會“飛”嗎？

在黏液的保護下，蝸?？梢栽阡h利的刀刃上爬行。

兩枝懸空的平行樹枝，中間沒有任何相連的地方，一只蝸牛在其中一枝樹枝上慢慢地爬行，可只一會兒功夫，它就到達另一枝樹枝了。它是“飛”過去的嗎？

蝸牛前進依靠其肥厚的、由肌肉構成的腹足完成。腹足能自由地活動和伸縮，底面很平滑，可以緊緊地吸附在物體上，并產生波浪一樣的運動推動蝸牛前進。腹足的“波浪”是由后往前推進的，所以蝸牛只能向前運動，不能倒退。

在蝸牛前行時，其腹足前面的腺體能分泌出一層透明的黏液以減小前進時的摩擦。當蝸牛在平滑的表面上爬行時，黏液分泌得少一些；一旦遇到粗糙或鋒利的表面，蝸牛就會自動分泌出厚厚的黏液將自己保護起來。這種保護措施非常有效，即使蝸牛被放在鋒利的刀刃上爬行，它們也能完好無損地完成“表演”。 黏液的作用除了防止傷害，還能隔離泥土和細菌，所以蝸牛在大多數時候看起來都是干干凈凈的。此外，黏液還為蝸牛提供攀爬物體時的吸附力，讓它們不僅可以在垂直的物體上自由上下，還可以倒貼在物體的底面不慌不忙地爬行。

現在讓我們來看一看只蝸牛是如何從一枝樹枝“飛”到另一枝樹枝的。首先，它分泌出厚厚的黏液，以便緊緊抓住原先所在的樹枝。接著，它最大限度地伸長腹足，以便讓頭部在新的樹枝上先著陸。如此一來，它就用自己的身體在兩枝樹枝之間搭起了一座“橋”。隨后，它慢慢地把自己的殼和重心轉移到新樹枝上。直到黏液將腹足的大部分牢牢地粘在新樹枝上后，它才會把還停留在原先樹枝上的腹足末端放心地松開。至此，蝸牛漂亮地完成了一次“飛行”。

蝸牛所有的動作都是那么慢吞吞的，它們有沒有“飛奔”的時候呢？在一些國家，人們發(fā)明了一種有趣的游戲——蝸牛賽跑。人們將蝸牛們放在小型跑道上，看誰爬得最快。然而，無論采用什么方法吸引或驅趕參賽的蝸牛，蝸牛們的速度都差不多，每分鐘只能前進幾厘米。當然，也有一些大型蝸?？梢越柚棺惝a生的大波浪“飛奔”著前進。世界上速度最快的蝸?；蛟S是非洲大蝸牛，這種蝸牛在平滑表面上前進的速度是每分鐘17厘米，堪稱蝸牛世界的速度之王！

什么因素決定蝸牛殼的右旋或左旋？

蝸牛殼以螺頂中心為起點，沿順時針方向往外生長的螺旋叫右旋。反之則叫左旋。大多數蝸牛殼都是右旋的，但也有少數蝸牛殼是左旋的。那么，蝸牛殼是右旋還是左旋是由蝸牛自己決定的嗎？

蝸牛殼形成于胚胎發(fā)育之時，所以小蝸牛孵化出來就帶著殼。在殼體成長初期，蝸牛會經歷一個復雜難懂的運動，像是從尾部往頭部做一種扭轉，殼體會在這種運動下開始向右或者向左旋轉生長。

研究發(fā)現，左旋蝸牛不能與右旋蝸牛交配，這是因為它們的生殖器官不能配對，于是儼然分化成了兩個種類。我們知道，同一物種被隔離到不同的空間后會慢慢進化成兩個不同的物種，那為什么沒有被隔離開的蝸牛也會發(fā)生分化呢？瑞典科學家在蝸牛殼的左右旋上下功夫，結果找到了新物種快速產生的原因。蝸牛殼的旋轉方向受一種“母系效應”所支配，母體蝸牛會將某種受相關基因控制的蛋白質注入到所產的受精卵中，這種蛋白質使得蝸牛胚胎很早就開始分化，小蝸牛的殼是左旋還是右旋，在孵化出來之前就已被決定。

科學家認為，假如生活在某個地方的蝸牛都是右旋蝸牛，右旋蝸牛注入到卵里的蛋白質是右旋蛋白質，那么孵化出來的蝸牛一定還是右旋蝸牛。但是，如果卵中注入的蛋白質發(fā)生了變異，從右旋變?yōu)樽笮敲捶趸鰜淼奈伵ｋm然還是右旋蝸牛，但其體內攜帶的是變異成左旋的基因，等其成熟交配后產下的后代就極有可能是左旋蝸牛，新的左旋蝸牛相互交配，一個新的物種就形成了。

曲殼蝸牛

在馬來西亞的霹靂島上發(fā)現的曲殼蝸牛，是形態(tài)學進化史上最特別的例子。大多數軟體動物的螺旋狀殼都是從螺頂開始向外生長，并且緊緊地旋盤在一起，如果分析它們螺旋的圖像，會發(fā)現和對數函數的圖像吻合，并且隨著殼體的膨大，對稱軸會發(fā)生變化，最多會產生三根對稱軸。然而曲殼蝸牛竟然有四根對稱軸，是蝸牛界對稱軸數量之最。另外，曲殼蝸牛的殼體不是盤在一起的，從螺頂到殼口有三次分離，兩次扭轉，所以也叫雙旋蝸牛。它們看似凌亂的殼體，分離和扭轉的方向和角度都精確地相似，就像被發(fā)達的基因嚴格控制住一樣。這種蝸牛只生活在石灰?guī)r地區(qū)的喀斯特地區(qū)。

曲殼蝸牛身上的四根對稱軸

蝸牛殼為什么會有不同的形狀和顏色？

蝸牛殼由三部分組成。一是內殼層，即最里面的殼層；二是介殼層，即中間層，成分幾乎都是碳酸鈣；三是殼皮或角質層，由決定貝殼顏色的混合蛋白質構成。在蝸牛死后，這第三層會被腐蝕掉，暴露出底下的白色或灰色的碳酸鈣層。蝸牛殼通常不長毛發(fā)，但有些種類的蝸牛在幼年時期長著毛發(fā)。究其原因，可能是毛發(fā)可以幫助小蝸牛附著在濕潤的葉片上。

蝸牛殼在外觀上非常豐富多樣，有不同的形狀，圓形的、塔形的、煙管形的、扁平形的等。蝸牛殼還有不同的顏色和花紋。蝸牛殼的多樣化還體現在殼體的高度和寬度上，螺層和螺脊的數量上，以及殼表是光滑的還是長著紋路的。生活在泥土中的地棲蝸牛的顏色比較暗淡，常常由白色、灰色、棕色或琥珀色混搭而成，以便在自然界中能很好地藏匿起來。樹棲蝸牛特別是熱帶樹棲蝸牛，卻呈現出極為豐富絢麗的色彩。

形成蝸牛殼多種形狀和顏色的原因很多，但按照達爾文的理論，這些現象都是自然選擇的結果。不同的形狀和顏色在蝸牛的世界里起到的作用也不同，多數是為了偽裝和警示天敵，而有的色素，如黃色和橙色的胡蘿卜素是為了使殼體更加堅固。蝸牛自身不能分解色素，所以當它們吃進含有不同色素的食物時，這些色素就會停留在外套膜的細胞中，當外套膜分泌黏液構建外殼時，這些色素就成為沉淀在殼體內的染料，伴隨著蝸牛的一生，即使蝸牛死亡后，這些顏色都不會消褪，因為它們已經成了蝸牛殼的一部分，而不是浮在殼表的簡單顏料。

在同一種蝸牛中，常常會有一部分個體在原有的色彩基礎上變異出新的花紋，如色彩的深淺、紋路的疏密，有時還會缺失一個常見的顏色。這又是為什么呢？科學家研究發(fā)現，當鳥類準備捕食一個種類的蝸牛時，會先觀察這種蝸牛的花紋。如果有70%的蝸牛都長著三條花紋，僅有30%的蝸牛長著兩條或四條花紋，看起來雖然差別不是很大，但鳥類會選擇捕食前者，即長著“傳統(tǒng)花紋”蝸牛，而不理會那些已經變異了的后者。再則，蝸牛在將色彩和形狀的信息遺傳給下一代的同時，也會將變異的信息遺傳下去，經過漫長的歲月，蝸牛殼的形狀和顏色就得到了極大的豐富。

蝸牛為什么會吃自己的殼？

蝸牛能吃很多東西。蝸牛行動緩慢，活動范圍不寬，所以它們盡量利用一切能找到的食物來源。大多數種類的蝸牛都是素食性的，吃草葉、蘑菇和苔蘚。一些種類的蝸牛是雜食性的，既吃植物也吃肉類。有少數種類的蝸牛能捕食其他蝸牛和線蟲。

如果你在安靜的菜園里發(fā)現了一只正在啃食菜葉的蝸牛，只要你仔細地傾聽，就能聽見它發(fā)出的“沙沙”的聲音，這是蝸牛的齒舌刮下食物發(fā)出來的。齒舌是軟體動物的嘴巴上的一個特別的進食器官，上面長著一列硬質的角質齒。在進食的時候，蝸牛用這個銼刀一樣的齒舌在食物上舔刮，把食物刮到嘴里磨碎。舔刮食物的過程會磨損齒舌上的角質齒，但它們會不斷地從根部長出來，就像我們的指甲一樣。蝸牛不咬人，但如果你放一只蝸牛在手上，它可能會用它的齒舌“嘗”一下手的味道，而你就能感受到它的齒舌刮擦皮膚的感覺，一點也不痛，就像被微型的貓輕輕地舔了一下。

其實，齒舌更重要的功能是幫助蝸牛吃石頭。一些柔軟疏松的巖石如石灰?guī)r和碎屑巖，里面富含的鈣質是蝸牛生長所必需的物質。蝸牛殼是由外套膜邊緣的細胞分泌的碳酸鈣所形成的，這些碳酸鈣來自于蝸牛的食物，被貯存在蝸牛的血液中，外套膜邊緣的細胞可以將血液中的碳酸鈣濃縮，形成石灰質的蝸牛殼。成長中的蝸牛，隨著肉體逐漸長大，外套膜就被向殼口外推移，分泌物就重疊在殼口外唇上，變成新的硬質的殼，于是蝸牛就沿著殼口慢慢地長大。

蝸牛殼大多都不堅固，會因各種原因破損，但蝸牛竟然會自己進行修補。如果破損只發(fā)生在殼口邊緣，外套膜就會分泌出鈣質來將其修補好；但如果破損發(fā)生在遠離外套膜的老殼層，這對于蝸牛來說就非常危險了——富含碳酸鈣的黏液滋養(yǎng)不到老殼層，蝸牛只能盡力從身體的其他地方調動鈣質來修補破損，否則就會有生命危險。所以，攝取和儲存鈣質對于蝸牛來說非常重要，當它們找不到足夠的可以提供鈣質的食物時，就會吃掉其他空的蝸牛殼，甚至會吃掉自己的殼口部分。飼養(yǎng)蝸牛的人們平時都很注意給蝸牛補鈣，如果發(fā)現蝸牛開始啃食自己的殼了，就說明它們已經嚴重缺鈣，需要進食一頓“石頭大餐”了。

顯微鏡下的蝸牛角質齒

蝸牛的牙齒就是長在齒舌上的角質齒，這些角質齒磨碎食物的能力非常強，除了蝸牛常吃的草葉和肉類，它們還能對付石灰?guī)r、碎屑巖等巖石。如果你將蝸牛密封在一個硬紙板做成的盒子里，它甚至還可以用齒舌上的角質齒將硬紙板“咬破”一個洞鉆出來。蝸牛小小的嘴巴怎么那么厲害？因為它們是世界上牙齒最多的動物，在齒舌上排列的角質齒多達25600顆！

蝸牛在夏天也會夏眠嗎？

蝸牛喜歡在陰暗潮濕、疏松多腐殖質的環(huán)境中生活，而且大多在夜間活動，最怕陽光直射，在寒冷的冬天會鉆進土壤里面冬眠，如果溫度低于5℃，它們就會被凍死。它們最喜歡的溫度是16～30℃，如果溫度超過33℃，特別是空氣濕度變得不適時，它們就會休眠，也叫夏眠。無論是冬眠還是夏眠，它們都會用分泌的黏液形成的膜將殼口封住，這層膜叫“膜厴”。膜厴有時候會像一層膠水一樣將蝸?！罢场痹谖矬w的表面，如像陰涼的墻腳、巖石或樹枝上。當蝸牛休眠時，心臟跳動的次數會從平常的每分鐘36次，減少到每分鐘只有3到4次，機體對于氧氣的消耗也減少到平時的1/50。

雖然當溫度超過40℃時蝸牛會被熱死，但它們的生存能力還是很強。一些堅強的蝸牛生活在半干旱地區(qū)，當環(huán)境變得惡劣時則依靠夏眠存活下去。它們將自己埋在泥土里，整個身體都縮回殼里去，封住殼口來保持水分。蝸牛夏眠的睡眠深度不如冬眠深，一旦雨季來臨，它們就會立刻蘇醒，變得活躍起來。在這段時間里，蝸牛需要快速地覓食、交配和產卵，以便趕在漫長的旱季再次來臨前完成一年中最重要的事情。

蝸?？梢詥涡苑敝硢?？

蝸牛是一種雌雄同體的動物，在一只蝸牛身上同時長著雄性和雌性生殖器官。如此看來，蝸牛似乎并不需要配偶，自己就能繁殖后代。但實際上，在絕大多數情況下它們都是成雙成對地進行交配。

蝸牛不是群居動物，即使許多蝸牛聚集在一個棲息地，它們之間也不會進行交流。但到每年的5到11月，也就是蝸牛交配的季節(jié)，它們就會四處走動，循著其他蝸牛留下的痕跡，找到自己心儀的伴侶。

在交配之前，這些慢吞吞的伴侶會進行長達幾個小時的交流，它們用觸角觸碰對方，在彼此的殼上爬來爬去，最后才會將腹足貼在一起，交換彼此的精子。交配完成后，蝸牛將對方的精子儲存在自己體內一個特別的儲精囊里，但并不馬上用這些精子給自己的卵子授精，而是等到氣候非常適宜的時候，再找地方受精產卵。

科學家新觀察到一個驚人現象：一些種類的蝸牛在準備交配的時候，會突然從腹足中伸出一根刺狀物刺進對方的身體里，看上去就像一場可怕的謀殺。這根刺狀物不是蝸牛的生殖器，而是長在生殖器附近的刺囊在受到交配信號的刺激的情況下產生的。原來，蝸牛在慢吞吞的交配過程中交換的精子，99%在到達對方儲精囊之前，會被對方的體液消化掉，這樣會直接影響受精卵的數量，減少它們繁殖后代的概率。這猛的一刺似乎就是為了解決這個問題。雖然可能有些疼痛，看上去也有點殘忍，但這“愛的一刺”能分泌出大量的黏液來包裹精子，保護精子在到達儲精囊的途中不被消化掉。

因為蝸牛的視線模糊不清，所以有約1/3的刺穿行動會失敗——刺偏了或者根本沒刺進去，但這并沒有阻止蝸牛將這奇特的方式繼續(xù)下去。不過，研究還發(fā)現，也許是因為疼痛，蝸牛不喜歡自己被刺，它們往往會頻繁地主動刺對方，不會等著對方來刺自己。

蝸牛在產卵的時候，會用腹足在柔軟潮濕的泥土中掘出洞穴來隱藏卵。有的蝸牛一次只產一顆卵，大多數蝸牛每次產幾十顆甚至上百顆卵。卵在2～4周內孵化，當饑餓的小蝸牛孵化出來的時候，不需母親照顧，自己立即開始覓食。它們首先吃掉它們自己富含鈣質的卵殼，然后四處搶奪其他兄弟姐妹的，哪怕它們還沒有完全從卵殼里爬出來。

小蝸牛的體色在初生階段是透明的，幾周以后慢慢變得有顏色，三個月后變得和成年蝸牛一樣。蝸牛六個月時性成熟，可以進行繁殖了，但它們要到兩三年后才能完全長成熟，停止生長。蝸牛的壽命長短因種類而異。由于會被甲蟲、鳥類和其他動物捕食，大多數蝸牛都活不到一歲，實際上有很多還是卵時就被吃掉了。家養(yǎng)的寵物蝸牛因為飼養(yǎng)者豐富的飼養(yǎng)經驗，可以活到15年。

兩只蝸牛正在交配

非洲大蝸牛正在產卵

蝸牛會思考嗎？

蝸牛也有大腦，長在蝸牛的頭部。蝸牛的大腦構造相對于其他動物來說非常簡單，但科學家研究發(fā)現，蝸牛的大腦活動并不簡單，具有關聯學習的能力，還能形成長期的記憶。神經學家在長期記憶力研究中，驚訝地發(fā)現限制蝸?！爸巧獭钡奈ㄒ灰蛩厥撬鼈兇竽X神經細胞的數量太少，否則它們大腦的運作的過程會和人類非常相似。另外一項研究發(fā)現，海洋貝類足夠聰明，能辨認出其他貝類留下的黏液痕跡，這樣它們就可以沿著其他貝類留下的痕跡爬行，而不用自己分泌那么多的黏液，既節(jié)省時間又節(jié)約精力。研究人員認為這種行為可能在所有種類的蝸牛中都能找到。

在蝸牛的頭部長著兩對觸角，這是它們最重要的感覺器官。長在上面的一對觸角較長，能感知周圍環(huán)境的變化，如空氣濕度的變化，便于蝸牛活動時探測路線。在這對觸角的頂端各長著一個小黑點，那就是蝸牛的眼睛。蝸?？梢韵蚯昂笞笥一蝿佑|角來獲得更好的“視線”。不過，蝸牛的眼睛不能聚焦，所以它們的視力模糊得只能分辨出白天和黑夜。長在下面的一對觸角較短，能感知氣味和味道，作用有點像鼻子。這兩對觸角可以自由伸縮，當蝸牛感覺到有危險時，觸角在肌肉的作用下可以迅速地縮回，而伸展觸角則靠血壓，所以過程很緩慢。