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第5章 动物学家的故事(5)

露丝在四川汶川和宝兴交界的夹金山,得到了一位藏族猎人昆丁的帮助。在海拔2000米以上的山林和竹丛中,他们连续找了几天,都没有什么收获。一天,正当他们穿越一片箭竹丛的时候,忽然从一根断了枝的山核桃树边传来一阵婴儿般的啼叫,露丝不知道那叫声是什么动物发出的,直到昆丁从山核桃树的树洞里捧出一只温乎乎毛茸茸的小动物递到她怀里的时候,露丝简直不敢相信,这就是那个在西方国家流传了半个多世纪,许多人梦寐以求的神秘动物——大熊猫。露丝以为这只不到3磅的小家伙是雌性(后来证明是雄性),便给她取名“苏琳”。不久,露丝带着“苏琳”返回成都,随即乘飞机到上海,但在出境时遇到了麻烦。当时,尽管西方人已寻求大熊猫半个多世纪,并且知道它是濒临灭绝的珍稀动物,但中国人对大熊猫的了解还几乎为零。猎人可以任意捕猎这种“熊”,政府也没有任何保护的规定和措施。露丝的麻烦并不在于她捕获了大熊猫,而是进入中国内地的手续不全,因此不能离境。最后她采取行贿的办法登上了到美国的轮船,她把“苏琳”装在一个大柳条筐里,在海关登记表上写上“随身携带哈巴狗一只”便混出了海关。就在露丝带着“苏琳”还在太平洋上航行的时候,越洋电报早已把消息传遍了美国。轮船在旧金山码头靠岸时,正是圣诞节的前一天,惊喜万分的美国人在码头上举行了盛大的欢迎仪式,他们为珍贵的客人安排了最豪华的套房,召开隆重的欢迎晚会。

1937年春,“苏琳”被送到芝加哥的布鲁克莫尔德动物园,人们像潮水似的涌向这里,最多的一天达4万人,超过了该动物园的最高纪录。“苏琳”的一举一动都成为报纸的新闻,商人们争先恐后的赶制大熊猫形象的产品,时髦女郎身着大熊猫图案的泳装招摇过市,甚至一种鸡尾酒也以大熊猫为名。露丝和“苏琳”的故事还被编成畅销书并搬上了银幕。

露丝后来又来到中国,为“苏琳”找了一个“雌性”伴侣,取名叫“美美”。遗憾的是,“苏琳”和“美美”在异国他乡并没有存活多久。1938年4月1日,淘气的小“苏琳”误吞了一根棍子,卡住喉咙去世。经解剖发现,它是一只雄性熊猫。1942年,“美美”死于肺炎,人们发现它也是雄性。

露丝在探险中用尽了所有积蓄,所幸出了一本名为《夫人和熊猫》的畅销书,用稿费支撑自己的生活。1947年,露丝在匹兹堡一家旅馆去世,年仅46岁。50年后,人们在宾夕法尼亚州一个公墓发现了露丝的墓,于是替她立了一块碑,上写“熊猫夫人露丝·哈克尼斯”。

活体大熊猫在美国首次出现后,一时间成为了全世界的动物明星。各西方大国竞相到中国捕捉大熊猫,从1936年到1941年,仅美国就从中国弄走了9只大熊猫。从20世纪40年代开始,政府开始限制外国人的捕猎活动。正因为如此,有“活化石”之称的大熊猫才得以幸存至今。

海克尔与生物发生律

达尔文的进化论自问世以来,在世界范围内争论没有一天停止过。后来进化论之所以能够立足,主要有三大方面的证据:比较解剖学、古生物学和“生物发生律”。其中,“生物发生律”是由德国动物学家恩斯特·海克尔提出的。

海克尔1834年生于德国波茨坦的一个富贵之家。他从小就受到了良好的教育和培养。虽然当时的学校教育并不重视自然科学,但是,海克尔在家庭教师的悉心指导下,利用假期和课余时间投入到大自然的怀抱之中。他用了10多年时间观察自然、采集标本和绘图记录,分类整理了万余件植物标本,建立起一个有相当规模的植物标本室。

海克尔尤其喜欢看植物学和科学探险方面的书籍。他对达尔文环球旅行的游记、著名植物学家施莱登的著作心驰神往,总想着将来长大以后能追随施莱登教授,成为一个在热带森林里考察和研究植物学的科学工作者。然而,父母还是想把海克尔培养成一个有相当社会地位的医生。1852年,海克尔遵从父母的意见,进入大学学医。

1856年,海克尔22岁时,被聘任为维尔茨堡大学医学院的助教,并开始攻读博士学位。大约一年以后,他获得了医学博士学位,从此有了从业行医的资格。但海克尔并不打算做一个仅仅给人治病的医生,1858年夏,他到耶鲁大学去看望了一位著名的动物学教授。在这位教授的提议下,海克尔设法得到了父亲的同意和支持,然后满怀信心地前往意大利西西里岛进行了一次很有收获的考察。在这次历时近两年的考察活动中,海克尔采集到了包括144个放射虫新种在内的大量标本。后来,海克尔把这些动物标本带回意大利进行了分类和命名。在野外考察的间隙中,他还阅读了达尔文写的《物种起源》一书,使进化论的思想成为自己后来思考和研究生物学问题的基础。这也奠定了海克尔后来成为达尔文主义捍卫者和传播者的基础。

1861年3月,海克尔发表了他用进化论思想研究动物学的一篇论文——《论根足类动物的界和目》。这篇论文使海克尔得以进入著名植物学家施莱登领导的耶拿大学医学院任教,成为这所大学的比较解剖学讲师。

海克尔在科学研究中,既注重事实,也善于推理。在被聘为耶拿大学教授以后,他先后到过许多地方亲自进行科学考察。从大西洋的加纳利群岛、锡兰岛,到红海、印度尼西亚的爪哇,到处都留下了他辛勤的汗水和足迹。他研究过海洋中的原生动物、海绵动物、腔肠动物、软体动物、棘皮动物和一些脊椎动物等广泛的动物类群。他在对4000多种海洋动物的全面观察、科学分类和胚胎发育等方面研究的基础上,首创了生物分界的“三界说”。并指出,在动物界、植物界和原生生物界之内,每“界”是由许多“门”组成的。

起初,海克尔研究动物的个体发生是分门别类逐一进行的。他观察过动物的受精卵是如何经历卵裂、形成囊胚、原肠胚再发育成幼体的;也曾将不同类型动物的发育过程进行过比较。后来,他在研究家畜中猪的个体发育时,发现这种家养动物的个体发育和种系发生有许多相似之处:个体发育的起点是单细胞的受精卵,而系统发育理论认为多细胞生物就是由单细胞起源的;猪的早期胚胎具有鳃裂,而系统发育理论认为猪的祖先应是水生动物;猪在陆地上生活,而系统发育理论则认为陆生动物起源于水生环境,这些难道都是巧合吗?为了进一步弄清这个问题,海克尔查找文献资料,发现在大约半个世纪前一位叫做梅克尔的解剖学家的奇妙猜想:一个物种可以从另一个物种演化而成,在高等动物的胚胎发育中,会在解剖结构和生理上重显该物种的进化发展过程。然而,另一位叫做贝尔的动物胚胎学家又否定过梅克尔的猜想。贝尔在他的著作中指出:深入观察脊椎动物发育史,就会看到各种胚胎无论在整体还是局部上都相似。以后,达尔文也知道了贝尔的观点,并认为陆生动物早期胚胎发育中出现鳃裂的现象,完全与祖先的适应有关,是重演了祖先发育过程的一个形象。

在吸收了前人的理论并进行了大量的深入研究和仔细比较后,1866年,海克尔发表了《生物体普通形态学》一书,正式提出了著名的“生物重演律”:无论高等的陆生脊椎动物还是低等的水生无脊椎动物,它们的个体发育和系统进化都是既相互独立、又密切相关的,个体发育是系统进化的简单而迅速的重演。

1877年,在慕尼黑举行的第50次德国自然科学家和医生代表大会上,海克尔批评了关于禁止在学校中讲授进化论的错误主张,捍卫了达尔文的进化学说。1899年,海克尔出版了《宇宙之谜》一书,不但对19世纪自然科学的巨大成就,特别是生物进化论作了清晰的叙述,而且根据当时的科学水平,对宇宙、地球、生命、物种、人类及其意识的起源和发展,进行了认真的探索,用自然科学提供的事实,为人们勾画出了一幅唯物主义的世界图景。

按照海克尔的“生物重演律”,青蛙的个体发育经历了受精卵、囊胚、原肠胚、蝌蚪、有腿、有尾的幼蛙、成蛙等几个阶段,分别相当于系统进化过程中的单细胞生物、多细胞群体生物、腔肠动物、鱼类、有尾两栖类、无尾两栖类等阶段,这说明蛙的个体发育反映了蛙的系统进化过程,即其种族发展史。

桑代克的动物实验

心理学是研究人和动物心理现象发生、发展和活动规律的一门科学。最早用实验法研究动物心理,用以代替对动物的自然观察,为动物心理学的研究开辟了新的道路的是美国心理学家埃德伍德·桑代克。

桑代克1874年出生于美国麻省。儿时的桑代克其貌不扬,生性害羞,但他特别爱学习,不论是在高中还是大学,他的学习成绩都是一流的。桑代克在大学学的是文学,后来,在导师的影响下,他喜欢上了心理学,成为了心理学史上第一位用动物来研究人类的学习心理的学者。

1895年,桑代克到哈佛大学做小鸡走迷宫实验,后转到哥伦比亚大学学习,继续利用猫和狗等做实验。他在实验中发现,最初,小鸡小猫小狗都是在死路里转来转去,偶尔会找到出口,逃出迷宫,而这通常需要花很长时间。但重复多次以后,小鸡小猫小狗在死路中瞎转的次数都会减少,花费的时间也会减少很多;训练到一定次数以后,一把它们放入迷宫,它们甚至会立即直奔出口而去,很快就成功逃脱。桑代克认为,小鸡小猫小狗都不是通过推理和观察而学会逃出迷宫的,它们之所以能够顺利逃脱,原因只有一点,那就是不断地尝试,在不断地尝试和失败中慢慢消除那些无用的行为,记住那些有助于逃脱的行为,用桑代克的话说,就是它们已经在这些有用的行为和行为的目标之间建立了联系。

在桑代克的动物迷津实验中还有一个著名的“饿猫逃出迷笼实验”。在这个试验中,桑代克设计了“桑代克迷笼”,将一只饿猫关入此笼中,笼外放一条鱼,鱼香四溢。饿猫急于冲出笼门去吃笼外的鱼,但是要想打开笼门,饿猫必须一气完成三个分离的动作。首先要提起两个门闩,然后是按压一块带有铰链的台板,最后是把横于门口的板条拨至垂直的位置。经观察,刚放入笼中的饿猫以抓、咬、钻、挤等各种方式想逃出迷笼,在这些努力和尝试中,它可能无意中一下子抓到门闩或踩到台板或触及横条,结果使门打开,多次实验后,饿猫的无效动作越来越少,最后一入迷笼就会立即以一种正确的方式去触及机关打开门。根据这个实验,桑代克认为,动物的学习方式是一种渐进的尝试错误的过程。在这个过程中,错误的反应逐渐减少,而正确的反应最终形成。这个关于学习的论述被称为“试误说”。

桑代克把他的动物研究技术应用于儿童及年轻人,之后他越来越多的用人做测试对象,最终提出了学习的“联结”理论。桑代克认为,学习就是通过尝试与错误的方式形成稳固的刺激与反应之间的“联结”。根据影响“联结”的因素,桑代克提出了“准备”、“练习”、“效果”这三条主要的学习规律以及“多重反应”、“心向与态度”等七条从属的学习规律。

1903年,桑代克的《教育心理学》出版,这是历史上第一本教育心理学专著。它的出版标志着教育心理学的诞生,桑代克也因此成为现代教育心理学之父。

桑代克的实验和学习规律给我们这样一些启示:学习就是不断地探索,在不断地尝试错误中,排除错误,获得正确的认识。如果没有千百次的失败的尝试,就没有众多的科学发明;如果没有勇于探索的开拓者,世界上将永远没有路。因此,在探索中不能因为一两次的失败就灰心丧气,不懈的努力才会有好的结果。

“鹅的父亲”劳伦兹

动物行为学是研究动物对环境和其他生物的互动等问题的学科。19世纪初期,有关动物行为的研究分为两大派。其中一派大多是生理学家,如巴甫洛夫等人,他们在实验室里对狗、猫、大鼠等的学习行为进行了大量研究;另一派主要是博物学家,他们倡导在自然环境中对动物进行观察和实验,这一派包括奥地利人劳伦兹、荷籍英国人廷伯根和奥籍德国人弗里施等。其中,劳伦兹被认为是动物行为学的开山祖师。

康拉德·劳伦兹1903年出生于奥地利的维也纳。10来岁时,劳伦兹读到了一本进化论方面的书,并从此迷恋上动物学和古生物学,然而他的父亲却坚持要他学医。1922年,他来到纽约哥伦比亚大学修了两个学期的医学课程。后来,劳伦兹进了维也纳大学学习比较解剖学并开始用比较解剖学的方法研究动物的行为。

动物行为研究中的一个最古老的课题是:动物行为中有多少是先天本能又有多少是后天习得的。因为哺乳动物比较善于学习,而昆虫和鸟类则有着丰富的本能行为,因而有关本能行为的研究常常是以虫、鸟为研究对象。劳伦兹的研究对象也以鸟类为主,而且一直坚持了60多年,从未间断过。

1935年,劳伦兹发现鹅、鸭的幼雏孵化后不久便会跟随它们可看到的第一个移动着的物体,并对它产生强烈而固执的依附,假如这个物体能发出声音,这种依附更强烈。为了解开这个谜,劳伦兹开始和野天鹅打交道。可是,那些天鹅都怕他,躲着他。但劳伦兹并不灰心,他常常在天鹅停歇的地方出没,仔细观察天鹅的一举一动。他发现,雄天鹅喜欢昂首挺胸,扇动翅膀跳舞。雌天鹅呢,看到雄天鹅跳舞的姿势便躬身弯颈,不断点头。劳伦兹便天天练习这些动作,学得跟天鹅一模一样。这样,天鹅便不再躲避了。接着,他又学习天鹅的“语言”,懂得在什么情况下,怎样叫,是表示什么意思。例如,发现了敌人,他就学着天鹅的一种叫声,发出警报;如果它们想下水游泳,他就在前面开道,发出叫声让它们跟着来;如果在水里发出一种叫声,那是招呼天鹅们到他身边来“集合”。天鹅们做游戏,或者梳妆打扮时,他又常在一旁守护。晚上,他常和天鹅靠在一起睡觉,为它们放哨。后来,劳伦兹设计了一个实验:一组小鹅在孵出后留在母鹅的身边,另外一组小鹅则刚孵出后便被移走,由劳伦兹本人以代理母鹅的角色来照顾它们。后来他发现,第一组鹅在以后的生活中能从它们对其他鹅的反应中显示可以正常地认同鹅类;但是第二组鹅在以后一生中的行为表现都以为自己是人的同类。劳伦兹因此得到结论:鹅类将出生后第一个回应它的对象视作母亲或父亲,这种现象被称为“铭印”。

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