千淘
嚴(yán)格地說,蝸牛并不是生物學(xué)上的一個(gè)分類名稱。我們所說的蝸牛,除了大蝸??频乃蟹N類動(dòng)物,還包括腹足綱其他一些科的動(dòng)物,比如海螺、海貝、田螺等長(zhǎng)著外殼的無脊椎軟體動(dòng)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(dòng)物身上,實(shí)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(shí)在突然之間就爬滿了蝸牛,蝸牛似乎太喜歡下雨了!可事實(shí)正好相反:蝸牛并不喜歡下雨,特別是遇到暴雨天氣時(shí),它們只能躲進(jìn)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(dòng)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?yàn)樗鼈兊淖嫦壬钤诤Q罄?。早?.5億年前,第一只類蝸牛就在海底出現(xiàn)。經(jīng)過漫長(zhǎng)的進(jìn)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(yīng)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(xiàn)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(yuǎn)古祖先喜愛潮濕環(huán)境的特性,在雨后會(huì)到處覓食,用空氣中的水汽補(bǔ)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?yàn)橐呀?jīng)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?yàn)槲伵5牧馊Q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(zhǎng)得很大,世界上最重的水生貝類當(dāng)屬巨硨磲蛤,重量可達(dá)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(zhǎng)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(biāo)本為:完全伸展時(shí)腹足長(zhǎng)39.3厘米,殼長(zhǎng)27.3厘米,體重900克。
讓人驚訝的是,相對(duì)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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)39.3厘米,重900克。而最小的蝸牛是一種產(chǎn)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(xiàn)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(dòng)物園一個(gè)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(dāng)一只蝸牛爬行時(shí),我們能看到它伸展在殼外面的頭部和腹足。那這時(shí)它的殼里面就空了嗎?沒有。蝸牛的殼里還裝著它復(fù)雜的內(nèi)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(zhǎng)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(nèi)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(nèi)壁,分泌構(gòu)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(nèi)臟都沿著蝸牛殼的螺層一圈一圈地、由內(nèi)向外地分布,心臟和血管長(zhǎng)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(wǎng)狀緊貼在殼內(nèi),里面流淌著透明的血液,在血管的末端可以隱約看到跳動(dòng)的心臟,心臟也是透明的,一般要通過它的搏動(dòng)才能辨認(rèn)出來。此外,在蝸牛身體的右側(cè)還長(zhǎng)著呼吸孔,當(dāng)蝸牛擴(kuò)張或壓縮肺部時(shí),空氣和二氧化碳就通過這個(gè)呼吸孔進(jìn)行交換。呼吸孔可以自由地張開或關(guān)閉,但通常在呼吸的間隔,是關(guān)閉著的,起到保持體內(nèi)水分的作用。
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(diǎn),沿順時(shí)針方向往外生長(zhǎng)的螺旋叫右旋。反之則叫左旋。大多數(shù)蝸牛殼都是右旋的,但也有少數(shù)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(shí),所以小蝸牛孵化出來就帶著殼。在殼體成長(zhǎng)初期,蝸牛會(huì)經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜難懂的運(yùn)動(dòng),像是從尾部往頭部做一種扭轉(zhuǎn),殼體會(huì)在這種運(yùn)動(dòng)下開始向右或者向左旋轉(zhuǎn)生長(zhǎng)。
研究發(fā)現(xiàn),左旋蝸牛不能與右旋蝸牛交配,這是因?yàn)樗鼈兊纳称鞴俨荒芘鋵?duì),于是儼然分化成了兩個(gè)種類。我們知道,同一物種被隔離到不同的空間后會(huì)慢慢進(jìn)化成兩個(gè)不同的物種,那為什么沒有被隔離開的蝸牛也會(huì)發(fā)生分化呢?瑞典科學(xué)家在蝸牛殼的左右旋上下功夫,結(jié)果找到了新物種快速產(chǎn)生的原因。蝸牛殼的旋轉(zhuǎn)方向受一種“母系效應(yīng)”所支配,母體蝸牛會(huì)將某種受相關(guān)基因控制的蛋白質(zhì)注入到所產(chǎn)的受精卵中,這種蛋白質(zhì)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(xué)家認(rèn)為,假如生活在某個(gè)地方的蝸牛都是右旋蝸牛,右旋蝸牛注入到卵里的蛋白質(zhì)是右旋蛋白質(zhì),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(zhì)發(fā)生了變異,從右旋變?yōu)樽笮?,那么孵化出來的蝸牛雖然還是右旋蝸牛,但其體內(nèi)攜帶的是變異成左旋的基因,等其成熟交配后產(chǎn)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(gè)新的物種就形成了。
蝸牛殼為什么會(huì)有不同的形狀和顏色?
蝸牛殼由三部分組成。一是內(nèi)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(zhì)層,由決定貝殼顏色的混合蛋白質(zhì)構(gòu)成。
形成蝸牛殼多種形狀和顏色的原因很多,但按照達(dá)爾文的理論,這些現(xiàn)象都是自然選擇的結(jié)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(shù)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(jiān)固。蝸牛自身不能分解色素,所以當(dāng)它們吃進(jìn)含有不同色素的食物時(shí),這些色素就會(huì)停留在外套膜的細(xì)胞中,當(dāng)外套膜分泌黏液構(gòu)建外殼時(shí),這些色素就成為沉淀在殼體內(nèi)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(huì)消褪,因?yàn)樗鼈円呀?jīng)成了蝸牛殼的一部分,而不是浮在殼表的簡(jiǎn)單顏料。
在同一種蝸牛中,常常會(huì)有一部分個(gè)體在原有的色彩基礎(chǔ)上變異出新的花紋,如色彩的深淺、紋路的疏密,有時(shí)還會(huì)缺失一個(gè)常見的顏色。這又是為什么呢?科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)鳥類準(zhǔn)備捕食一個(gè)種類的蝸牛時(shí),會(huì)先觀察這種蝸牛的花紋。如果有70%的蝸牛都長(zhǎng)著三條花紋,僅有30%的蝸牛長(zhǎng)著兩條或四條花紋,看起來雖然差別不是很大,但鳥類會(huì)選擇捕食前者,即長(zhǎng)著“傳統(tǒng)花紋”蝸牛,而不理會(huì)那些已經(jīng)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(shí),也會(huì)將變異的信息遺傳下去,經(jīng)過漫長(zhǎng)的歲月,蝸牛殼的形狀和顏色就得到了極大的豐富。