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第10章 动物学家的故事(10)

很多鸟类都是天气预报的“行家里手”。预报风向是乌鸦的拿手好戏。人们只要看一下它朝什么方向站着,就可知道吹的是什么风。它的头朝南,便是南风;头朝北便是北风。因为它为了保护羽毛,总是让风顺着羽毛吹。预报阴雨也是乌鸦的强项,因为它对天气变化很敏感。一般在大雨来临前1~2天它就会一反常态,不时发出高亢的鸣啼。一旦叫声沙哑,便是大雨即将来临的信号。

大雁是预报寒潮的专家。当北方有冷空气时,大雁往往结队南飞,以躲过寒潮带来的风雨低温天气。“大雁南飞寒流急”,这可一点儿不假。秋夜,它还用更加独特的方式发布气象信息,即“一只雁叫天气晴,二只雁叫雨淋淋,三只四只群雁叫,当心大水过屋顶。”人们验证过,很灵验。因啼叫的大雁越多,即空气中湿度越大,预示大雨将至。

麻雀堪称“晴雨鸟”。若晨曦初露,它们成群吱喳欢快鸣唱,那是告诉人们,今天天气晴好;若麻雀活动迟缓,叫声“吱——吱”长鸣,则预示晴转阴或阴转雨;若在连日阴雨的早晨,群雀叫声清脆,则预示天气很快转晴;夏秋季节,天气闷热,空气潮湿,它却飞到浅水处洗澡散热,这又预示一两天内有雨,故谚语有“雀噪天晴,洗澡有雨”。此外,若麻雀傍晚提前入窝归巢,并不时在窝边发出长而缓慢的鸣叫,似在“忧声长叹”,这也预示着当晚或次日天阴有雨。

除了以上几种鸟类之外,燕子、喜鹊、老鹰、天鹅、斑鸠、白头翁、黄鹂、百灵鸟等也都有预报天气的本领。

蜘蛛是一种其貌不扬的小昆虫,但历史上的军事家们可喜欢“看蛛网,测天气”呢!1794年秋,法国军队侵入荷兰。当时荷兰没有阻挡得了法军的兵马和大炮,只好打开运河闸门,放水淹没道路,阻住了法军的进攻。面对茫茫的大水,法军只得准备撤退。就在这时,法军司令官发现了蜘蛛异乎寻常地加倍拉丝结网。他立即命令停止撤退,原地待命。因为只有在晴朗严寒的天气里,蜘蛛才会有此举动。果然,不久气温骤然下降,荷兰人水淹道路的苦心,也随之“冻结”了,到底没有阻住法军的进攻。无独有偶,在第二次世界大战中也上演过一场蜘蛛预报天气的好戏。1940年夏,希特勒制订了“鹰计划”,试图利用大雾天气轰炸英国的大工厂——突出在雾海之上的高大烟囱是德军轰炸的目标,而英国的飞机在雾天迎战必将不利。8月15日,德军开始轰炸了,但正是这一天,英军从当地蜘蛛大量吐丝结网的现象中得知天气将变好、雾将散尽的信息,于是做好战斗准备,很快就将大部分德军轰炸机击落,希特勒的“鹰计划”彻底破产。除了蜘蛛之外,还有些昆虫能做出长期的天气预报。比如,在秋天时,蚂蚁把窝筑得越高,就预示着这年冬天会很冷。

根据观察,目前全世界共有600多种动物够得上“天气预报员”。可以肯定,大自然中能预报天气的动物还有很多,让我们再仔细观察,多多发现这些能预报天气的动物吧!

有关动物的气象谚语一般以歌谣的形式反映了天气变化和一些自然现象的关系,是千百年来劳动人民智慧的结晶。它对于当时百姓的生产和生活都有着影响,这其中对农业的指导性影响尤为重要,即使在今天也在发挥着它的作用。

动物预测地震

地震是地球深处能量集中释放而引起的地壳强烈运动,因此,震前常出现某些异常自然现象,这叫做地震前兆。最为人们熟知的地震前兆莫过于动物异常行为。

1976年7月28日凌晨,唐山市万籁俱寂,突然,大地发出了可怕的怒吼,城市激烈地摇晃起来,震惊中外的大地震爆发了。一夜之间,一座城市就化为瓦砾,几十万人的生命瞬间消逝。就在地震发生的前3天的上午,有人发现成百只黄鼠狼从一堵旧城墙里倾巢出洞,大的黄鼠狼或者背着小的,或者叼着小的,向村里转移。就在当天晚上,又有10多只黄鼠狼围着一棵核桃树转来转去。到了第二天和第三天,这些黄鼠狼又连续不断地向村外跑去。在那几天里,黄鼠狼不停地嚎叫着,显得很不安静。到了地震的前一天,又有人在棉花地里发现有的大老鼠叼着小老鼠跑,有些小老鼠跟在大老鼠后面,依序咬着尾巴,排成一串转移。离唐山不远的昌黎县,有一家养了二三百只鸽子,在地震发生的前一两个小时,倾巢飞出。这种现象,在其他国家也有发生。1948年,俄罗斯的阿什哈巴德发生地震的前两天,就有大批爬行动物出现了反常现象,可是没有引起人们的注意,以致造成灾难。1968年6月,前苏联亚美尼亚地震前一个小时,几千条蛇穿过公路,进行大规模的转移,甚至影响了汽车的通行。1978年,中亚阿赖地区发生地震的时间正好是冬季,一些爬行动物如蛇、蜥蜴等早已进入了冬眠。可这些动物在一个月之前年就从冬眠中醒来,爬出它们准备过冬的地方,冻死在雪地里。

陆地上的动物能发出预测灾害前兆的信息,海洋动物也同样具有奇妙的知天测地的本领。有人发现,鲶鱼能预知地震。鲶鱼在正常情况下每小时活动不过几次,可从震前5天到发生时止,自动记录器留下的记录表明,鲶鱼在最活跃时每小时的反常活动达100次左右。根据检测,在14次有感地震中,记录鲶鱼反常活动的有10次。而经地震预测部门研究与核实,鲶鱼对有感地震的反应,与地震仪所预测的结果,有9次是一致的。

大量的震例资料和观测结果表明,地震前动物的习性异常各不相同,一般来说,鱼类震前习性异常的行为特征主要表现为迁移、翻腾、跳跃、漂浮、翻肚、打旋、昏迷不动等。两栖类和爬行类动物主要表现为不合时令地出现呆滞等反常活动。鸟类主要表现为惊飞惊叫、不进窝不吃食、迁飞等。家畜及其他哺乳动物主要表现为惊恐不安、嘶叫奔跑、集群迁移等,少数表现为忧郁和呆滞等行为反应。

现在,科学家们也越来越相信,当地球开始发怒、展露出狂暴的一面时,一些动物确实能感受到危险的来临。科学家认为,动物机体实际上是一架复杂而敏感的环境变化的感知系统,如同一架“活”的地震前兆监测系统,可以把有关的地震前兆信号进行有效地提取和放大。如果人们能找出一种方法进入这个神秘的领域,或许我们也将能够预测天降之灾,拯救同胞的生命。

地震前有预兆的动物种类有很多,调查数据显示,包括野生动物和家畜在内,有58种动物在震前的异常反应比较确实。比如,猫、狗、熊猫、鱼、蛇、老鼠、蚂蚁、蜜蜂等。穴居动物如老鼠、蛇等比地面上的动物感觉更灵敏,小动物比大牲畜感觉更灵敏。

可以治病的动物毒素

世界上有很多有毒的动物,一旦被它们咬到,就会损害健康,甚至威胁到生命,但如果使用得当,它们又能造福于人类。现在,已经有不少有毒动物为人类所用,从它们体内制取的动物毒素现已被广泛应用在临床治疗上。

动物毒素绝大多数是蛋白质。大多是在有毒动物的毒腺中制造并以毒液的形式经毒牙或毒刺注入其他动物体内。纯的毒素根据生物效应,可分为神经毒素、细胞毒素、心脏毒素、出血毒素、溶血毒素、肌肉毒素或坏死毒素等。毒液里还含多种酶。

蛇毒是人类研究得较为深入的另一种动物毒素。蛇毒是从毒蛇的毒腺分泌出的黏液。冻干后呈粉末状物质,在低温下能长期维持毒性。

蛇毒具有镇痛作用,这对于癌症病患者的后期特别有意义,这种病人往往病痛难忍,不得不采用吗啡类的药物来镇痛,吗啡类的药物用多了之后就会上瘾,得不断注射。临床实验证明,眼镜蛇毒素的镇痛效果比吗啡要好,而且不会有成瘾的副作用;蝰蛇,又名“五步蛇”,它的毒比眼镜蛇厉害20倍。但蝰蛇毒素具有抗凝血作用,可作为抗凝血剂;红嘴蝮蛇的毒素中,有血小板溶解因子,它的制剂可用来治疗血栓静脉炎所引起的凝血块。毒蝰蛇和沙蝰蛇的毒素,对风湿性关节痛和关节炎痛,可取得满意的效果。

在人们的感觉中,蜜蜂是一只只可爱的小精灵,但有时又让人有一点儿害怕,怕它亲近时一“吻”可能带来的痛。但据医书记载,历代名医扁鹊、张仲景、李时珍等都用蜜蜂治疗过很多疾病,这就是“蜂毒疗法疗”。

蜂毒是包括蜜蜂、大黄蜂和胡蜂从尾刺分泌的毒液,其中含神经毒素、溶血毒素和酶。传统的蜂毒疗法主要是活蜂针刺法,即利用天然活蜂螫针刺人体穴位以注入蜂毒液而达到治病目的。现代蜂毒疗法则多采用先进技术,将蜂毒提取加工成不同的制品和剂型进行多种疾病的临床服务,已成为医药学研究开发的热点之一。

目前,蜂毒疗法治病的理论和临床实践在神经系统、心血管系统、血液系统、抗菌等许多领域都非常成熟,它的镇痛效果很明显,尤其对慢性疼痛作用最佳。蜂毒对心血管系统的影响也很显著,可降血压,抗心律失常,改善脑血流量以及心肌功能等。它还能改善冠状动脉供血,缓解心绞痛,对心肌力的增强也有良好作用。同时还能改善微循环,使毛细血管通透性增加。近年来,一些欧洲国家还用蜂毒治疗风湿和用力过猛引起的肌肉损伤。

我们知道,星际飞行的路程是非常漫长的。即使以宇宙飞船这样快的速度,也会花费很长很长的时间。宇航员在这么长的时间里,如果像正常人一样进食、睡眠,一方面会没有价值地消耗掉许多体能,另一方面食品、水也会增加装备的重量。

那么如何解决这个问题呢?最好是使宇航员处于一种休眠状态,既保存了人体的体能,又不会消耗食物和水。如果注射药物或服用安眠药的话,又会对人体产生副作用。这时候,小小的蜘蛛就发挥作用了。

英国的生物化学家们对亚马逊河岸上的一种蜘蛛进行了研究。他们发现这种蜘蛛的毒液,不会将猎物毒死,而是使它们长时间陷入昏迷状态。于是他们提取了这种蜘蛛的毒液,制成了一种安眠药。经检测,这种安眠药对人体不会产生任何副作用,而可以使人长时间安睡。而且,即使是在酷热的高温下,这种安眠药也能保存很长的时间。生物化学家们认为,如果让宇航员在星际飞行中使用这种安眠药,将会收到很理想的效果。

动物毒素之谜历经多年,终于部分为人类所破解。当今,许多科学家还在努力研究各种生物毒素,相信随着科学的发展,它能更好地造福于人类。

根据毒素的生物效应,动物毒素可分为神经毒素、细胞毒素、心脏毒素、出血毒素、溶血毒素、肌肉毒素或坏死毒素等。动物毒素除了对人有药用价值之外,还是农药开发的潜在资源。根据一些动物毒素的化学结构,科学家们已经合成出了类似物杀虫剂。

数学家揭开的动物界奥妙

美国南部的花旗蜜桔个大、味甜、产量高,在世界上颇负盛名。1888年,一种名叫吹棉蚧的柑橘害虫不慎从澳洲传入美国,使蜜桔遭到毁灭性的破坏,种植者叫苦连天。

美国生物学家科贝尔经过考察研究后发现,这种虫害在它的故国却没有出现过大爆发,其原因在于澳洲有一种吹棉蚧的天敌——澳洲瓢虫。于是,科贝尔想方设法把它们请到美国。澳洲瓢虫到了美国,果然不负众望,把吹棉蚧消灭得只剩下一小撮残渣余孽。桔农们个个转忧为喜,拍手称快。

事情本可以到此为止了,不料1944年瑞典科学家米勒发明了高效农药DDT后,桔农们想把吹棉蚧等害虫尽快地消灭干净,于是就买来了烈性杀虫剂,喷撒在桔林里。杀虫剂的效果很好,吹棉蚧绝大部分被毒死了,尸体密密麻麻地躺在桔林下,但澳洲瓢虫也未能幸免于难。桔林又在安静的环境里重新发芽,长叶。好景不长,当药劲一过,未被杀死的少数吹棉蚧又活跃了起来,而且数量的发展异常迅速,比上次还严重许多。大片的桔林毁在了吹棉蚧的口下。

伤心的桔农们四方求教,想找到控制吹棉蚧的灵方妙药。后来,一位数学家向桔农提出建议,让他们读一下意大利数学家伏特拉在20世纪20年代发表的一篇数学文章,答案就在这篇文章里。万般无奈的桔农们将信将疑,生物学家都不好解决的难题,数学家能有什么高明的解决办法?不过,桔农们还是找到了这篇文章。读过这篇文章后,桔农们恍然大悟,原来,他们的做法违背了一条原理:如果在一个由捕食者和食饵构成的生态系统中,无选择地同样按比例杀死两者,那么其结果将有利于食饵的增加。这就是有名的伏特拉原理。

伏特拉是位数学家,为什么会研究起了生物呢?事情还要从他的朋友、动物学家棣安考纳说起。20世纪20年代,棣安考纳在研究相互制约的各种鱼类总数变化时,无意中发现了第一次世界大战前后地中海各港口所捕获各种鱼类占总鱼量的百分比的资料。对于资料进行分析,使得棣安考纳感到惊异的是:在战争期间,鲨鱼、鳐鱼等凶猛的掠肉鱼的百分比急剧增加,如何解释这一现象呢?起初,棣安考纳认为掠肉鱼比例增加的原因是战争时期捕鱼量大大降低了,所以掠肉鱼得到了更多的食物,于是它们迅速的繁殖起来。但是这种解释还不能令人满意,因为出海次数减少对掠肉鱼的捕食对象——食用鱼也应该有同样的影响,为何偏偏掠肉鱼增多了呢?为什么捕鱼量的降低对于掠肉鱼比食用鱼更有利?对于这种现象,棣安考纳试图从生物学的各个角度来解释,仍得不到满意的答案,只好去向好友伏特拉请教,希望沃特拉能够建立一个关于掠肉鱼和食用鱼生长情况的数学模型,并且希望这个数学模型能够回答他的问题。

伏特拉用一位数学家的眼光,全面分析了捕食者和食饵这两个生物种群在数量上相互生克的依存关系,列出了一个方程——伏特拉方程,精确地证实了这样一个道理:如果出海次数减少,即捕鱼量减少,掠肉鱼的种群数量会相应增大,食用鱼的种群数量就会相应变小;反之,如果出海次数增加,即捕鱼量增加,掠肉鱼的种群就会变小,食用鱼的种群就会变大。

虽然伏特拉原理是从掠肉鱼和食用鱼的相互关系这一具体问题出发而提出的,但它具有数学公式意义的普遍性,只要满足其前提条件,其他情形也都适应。美国的蜜桔虫害问题也不例外,高效农药DDT无选择地杀死了吹棉蚧和澳洲瓢虫,自然是有利于食饵——吹棉蚧的增加。

伏特拉原理告诉我们,对一种有天敌存在的害虫的防治,施用会同时毒杀两者的农药,虽可短时间杀灭害虫,但长期使用会使天敌数量减少,反过来使害虫种群增大。所以,人类不能盲目地祈求彻底消灭害虫,而只能设法控制它,减轻它的危害。

动物中的“算术天才”

在人类看来,动物们头脑似乎都比较简单。其实,有许多动物的头脑并非像人们想象的那样愚钝,科学家通过多年的研究发现,数学不仅仅是人类的专利,自然界中的一些动物也具有良好的数学天分。

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