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第14章 动物之谜(6)

我们熟悉的动物语言中,有鸟的歌声(鸟鸣,用以呼唤异性或者对竞争对手发出警告)等听觉信号;有凶猛大型食肉哺乳类动物(狮子、老虎等)为了表明自己的活动领域和“势力范围”,用尿液和体味所作出的味、嗔觉信号。竖直耳朵、尾巴、脖子的毛,表示了狗的攻击意识;而摇头摆尾则是狗讨好主人、表示服从的行为信号。

此外,动物也有我们不熟悉或是无法感知的信号。例如,蚂蚁标识在路上而能将同伴带领到有食物的场所去的化学信号,或是电鱼类的电气信号,都属此类。科学家认为,动物所使用的信号,不光是只有简单的“开”和“关”,其中有能够维持很久的,也有已作为动物身体的一部分而持续一生的。多数鸟类是以美丽的羽毛来显示性别(通常雄性羽毛更加华丽醒目),大猩猩则以头的大小或形状不同来显示性别。此外,大多数鸟类也能以羽毛来显示自己的年龄;以明显的例子来说,黑背鸥在雏鸟、一岁、二岁、三岁、四岁和五岁以上分别都有不同的羽毛。

如果从生物学理论出发,我们可以说,所有的生物都有着互相交流的机制。

但不同的是/为什么特别对动物而言,信号是如此的重要?科学家解释说,这是因为自呱呱落地起,信号便成为动物最重要的生存手段。

神秘的动物交往

脆弱的“幼儿”刚出生时,要完全依靠庇护和喂食,因此对于“母亲”和“孩子”来说,最重要的就是学会在短短几分钟内,通过特别的信号认出对方。

每个动物家族都有自己特别的叫声、气味、音调、动作和姿态,以达到互相沟通的目的。鸡鸣狗吠,虎啸猿啼,m歌燕语,蝉噪虫喧等等,都是动物的语言。这些语言种类繁多、千差万别。据说,鸟类的语言就达两三千种(可能还不止)。动物的语言听起来似乎很单调,如狗吠是“汪、汪、汪”,公鸡叫是“喔——喔——喔”。其实,这些语言各有各的含义。同是一种动物,可以发出不同的声音,求偶有求偶的语言,觅食有觅食的声调。如雌猫在春天寻找配偶时,往往发出一连串“凄切”的哀声;但当它同狗争食时,却会“吹胡子、瞪眼睛”,发出低沉、阴郁而强烈的抗议声、长尾鼠报警的信号很有趣,当它们发现地面上的狐狸,便发出急促的叫声;如果发现空中的飞鹰,便发出单调而冗长的声音;一旦老鹰飞到地面,它就每隔8秒钟“定时”报一次警。据动物专家专门研究,母鸡的报警声音有8种之多,它的同伴听了就知道来犯者是“谁”。

即便如此,母鸡在动物界根本算不上“语言学家”。美国和加拿大的科学家,曾对南极半岛和麦克默多海峡数百头威德尔海豹发出的声音,进行了电脑分析。他们发现南极半岛的海豹用21种声音来传达信息,这些叫声音调低沉,比较短促;而麦克默多海峡的威德尔海豹用34种叫声来进行“交谈”,且声音洪亮,持续时间较长。根据科学家研究,威德尔海豹十分“保守”,只学习本地区同种海豹的“创新语言”,严格抵制外来语言对自己语言的影响。日本科学家也发现,生活在太平洋海域的一种海豚,虽然与生活在大西洋海域的海豚属于同一种类,但它们之间大约一半有通用的语言,而另一半有各自特殊的“方语土言”,互相“听不懂”。

其实这正如着名动物学家里查德所指出,动物和人类一样,只要能发出声音,根据声音的不同,就有极微妙的交流方式;而随着动物“等级”的不同从低等动物到高等动物,它们之间更有其特定的地方方言;通常,它们使用自己的方言在同类中进行对话。举例说,蟋蟀嘹亮的鸣叫声大家很熟悉,但人们却未必知道蟋蟀的鸣声也是大有讲究的。科学家们研究发现,随着它们的种类不同,鸣声也不同;而且这种鸣声只对同种的蟋蟀有反应,别种蟋蟀是无动于衷的。不过,尽管蟋蟀的鸣叫声听起来很悦耳,但实际上它只能单调地变化音的强弱而已。科学家们发现,蟋蟀的鸣声是由发音的方法决定的——靠左右前翅的开闭和往复动作发出声音。当翅膀使劲地闭合时,瞬间发出一个音;翅膀鼓起时不发音。就这样,蟋蟀在翅膀一鼓一闭之间,得到连续的脉冲,形成猝发音。蟋蟀翅膀鼓起闭合动作的往复速度,随不同种类而异;从最慢的每秒10次(10赫)到最快的每秒150次(150赫)。对于频率低的,人们听起来好似颤音,频率高、震动快的就觉得是连续音似的。

在动物界,除了发声的语言外,普遍存在不发声的语言。比如超声语言、气味语言和声波语言等。不同的动物往往采用一种或同时采用几种语言形式。

超声语言是指动物用自己发出的超声波进行联系和沟通。比如智商颇高的海豚,能通过超声波与同伴会话、讨论问题。有意思的是,科学家发现海豚会话时显得“彬彬有礼”,当一个在“讲”时,另一个就细心“听”,决不随便打盆。而气味语言,就是利用气味来作信号。有一种雌性害虫,在自己受到敌人伤害时,身上便释放出一种淡薄的气味,通知或者掩护同伴赶快逃命。在自然界中,用气味来传达信号的昆虫有100多种。至于更高级的动物,例如哺乳动物,则更是无一例外地生活在一个充满气味的世界里。雌兽往往依靠不同的体味,区分自己的后代和别人的子女。另外还有一些哺乳类动物,则会为了表明占领一个领域而使用尿发出的气味作为信号。‘蟋蟀和大象等动物则会依靠震动的声波来传递信息。科学家们巳发现,在各种各样的蟋蟀中,有几种雄性蟋蟀是没有发音器而不能鸣叫的。尽管如此它们仍用特殊的方法向雌蟋蟀传递信息。这种方法是震动身躯,即靠着身体部分的物理震动来传递声波。当然这样的声音是极微弱的,别说人类听不到,即使别的蟋蟀也不可能通过听觉器听到,估计它们是通过物体传导来的震动感觉到的。不过令科学家们吃惊的是,这种震动的波形与鸣声的波形完全一样。

大象的“声波传递信息”机制则与蟋蟀完全不同。美国斯坦福大学的研究人员在东非研究发现,大象有一套非常复杂的“地震交流系统”,即通过地震波将信息传递给远方的同类。其主要方式是跺脚或用嘴发出隆隆的声音,从而使地面产生震动。早期对大象的研究曾表明,大象能够发出20赫兹的低频隆隆声,这种声音在理想的条件下通过空气能传播到6英里以外。但随后的研究又发现,这些隆隆声能使地面产生震动,这种震动能传播得更远。佯装进攻的大象通过跺脚和扇动耳朵,也能产生这种震动,这是动物在觉察到危险时采用的一种防卫机制。研究人员通过数学模型估计出,大象发出的“地震信号”能在地下传播10至20英里。他们还观察到,即使在听不见同类声音的情况下,大象也能通过地震波感知到同类发出的各种信息,包括用跺脚发出的警告信号,用嘴发出的问候信号等。接收到信号的大象们能作出相应的反应,尤其是雌象对这些信号的感知更为敏感。研究人员瑞德威尔说:“我们认为大象通过它们的脚来感知地下的震动。震动波可通过大象骨头从它们的脚趾传到耳朵,或是大象运用了腿对地震的敏感性。”研究人员指出,目前的证据表明,大象发出的地震信号不但能表明它在何处,而且还能传递出它的情绪如J何,是恐惧还是愤怒。事实上在动物界中,鼹鼠、海豹、昆虫、鱼以及爬行动,物常利用震动信号来寻找配偶,确定捕食对象的位置,划定自己的领土范围。

但是大象的地震交流方法看来更复杂,其信号也传播得更远。

动物的语言如此丰富多彩,以至越来越引起科学家们的重视。而上述所有这些对动物语言的研究,导致“动物声学”的兴起。这是一门属于生物物理学:的崭新学科,它研究动物的发声机制、声信号特征、声信号接收、声信号加工和识别,以及动物声通信与动物声纳系统。通过研究人类试图弄懂,同一种群内动物声的识别和交往功能,不同种群的动物声的区别和隔离功能,以及动物声在种群和群落的形成和进化过程中的作用等。

对动物发声机制和声信号接受的研究,让人们更多地了解了动物交往的生理基础和它们与动物形态学的关系。许多动物的发声器官是声带,但有的却不是这样。如蚱蜢用后腿摩擦发声,蝉用腹下薄膜发声,鱼可用鳔发声,海豚主要靠鼻道发声等。动物接受声波的听觉器官也各不相同。蚱蜢微小的听觉器官生在腹部;纺织娘靠前脚上一个肉眼看不到的微型薄膜感受声波;蟑螂是用尾须接收声波;雄蚊头上两根触角上的刚毛则对雌蚊翅膀的扇动声特别敏感;许多飞蛾都有一种内藏式的“声呐系统”,可以收听超声波大多数鱼的听觉器官便是体侧的侧线,在这些侧线中含有听觉神经末梢以受纳声波;蛇的听觉极弱,主要通过腹部感受周围环境的动静,等等。

长期以来,人们出于在空间和水下探测中应用仿生学的强烈兴趣,对蝙蝠1和海豚的“超声定位系统”给予了特殊的注意。为了分析研究它们的发声信号,专家们建立和发展了必要的理论模型和数学方法。研究表明,蝙蝠用喉头发射超声(频率可高达10万赫),并用耳朵接收其反射回波,从而构成超声探测系统。实验表明,挖去双眼的蝙蝠借助其超声定位系统,可探査到0.1毫米的金属丝障碍物,可在半秒内捕捉到3只飞行中的昆虫。

海藤也有极强的超声定位本领。研究发现海豚在相互交往时使用7种不同的发声,并以长短不同的间歇相组合。科学家预言,一旦这些声信息破译后,就可通过电子技术实现人与海豚之间的对话。

20世纪中期以来,人们使用兆赫级超声波,对哺乳动物的组织和器官的超声性质(速度、衰减、吸收、声阻抗、散射等)做了大量研究,为现代医学超声工程奠定了基础。70年代以来以B型超声成像为代表的医学超声诊断技术,取得了很快的发展。它通过实时显示人体内脏的瞬态特性,直接向人们提供有关脏器的生理或病理信息。超声诊断由于安全、简单、经济、信息量丰富,受到医学界的特别赏识。

研究动物声学与人类生活和生产活动息息相关。比如,播放模拟蝙蝠叫声驱逐夜蛾,可提高玉米产量;控制海洋生物声场可以判断鱼群的位置、种类及数量;利用电子发声器引诱鱼群定向聚集,可以提高捕鱼量。再如,飞机场安装驱鸟器会大大改善飞机的飞行安全;粮仓内安装驱鼠器可使粮食免受鼠害;有的昆虫学家根据昆虫气味语言的特性,用一种强烈的气味来冲淡害虫的气味,导致它们行为混乱,损害它们的繁殖力,以达到减少农业虫害的目的,等等。另外还可以利用地震前动物的异常表现,来预报破坏性很大的地震的发生(这些动物的异常反应,很可能是由地下岩石剧烈活动时发出的次声引起的);仿照蝙蝠的声系统制成的声呐“眼镜”,可以帮助盲人辨认出面前的障碍物、台阶以及草地中的羊肠小道。

可以说,正是对动物语言的研究,极大地启迪了人类创造和发明新技术的智慧。人类在不断了解动物的同时,既得到了帮助,也加深了对自己和整个世界的了解。

旅鼠投海之谜

在北欧斯堪的纳维亚半岛的挪威和瑞典一带,生活着一种旅鼠。别看它们个头不大(最大的身长也不过15厘米),但在这小动物身上却有让人百思而不得其解的地方。

据记载,早在1868年,人们就已注意到了一种奇怪的现象。这年春季的一天,晴空万里、阳光灿烂,一艘满载旅客的轮船正航行在碧波荡漾的海面上。突然,人们发现在远离挪威海岸线的大海中,有一大片东西在蠕动。原来,这是一大批旅鼠在海中游泳。它们一群接一群地从海岸边一直游向大海深处,游在前面的,当体力用尽后,便溺死在大海里;紧随其后的旅鼠却仍奋不顾身、继续前进,直到溺死为止。最后,海面上漂浮着数以万计溺死的旅鼠。

1985年春天,成群结队的旅鼠浩浩荡荡地挺进挪威山区,所到之处,草木被洗劫一空,庄稼被吃得一塌糊涂,甚至连牲畜也被咬伤。旅鼠成灾,给当地造成了极大的损失,为此人们忧心忡忡。然而,到了4月份,不知何故,旅鼠大军却突然以日彳了50公里的速度,直奔挪威西北海岸。如果途中遇到河流,走在前面的旅鼠便义无反顾地跳入水中,用身体为后来者架起一座“鼠桥”;遇到悬崖峭壁,许多旅鼠便自动抱成一团,形成一个个大肉球,勇敢地向下滚去。虽然伤亡惨重,但活着的又会继续前行。就这样,它们逢山过山,遇水涉水,前赴后继,勇往直前,沿着一条笔直的路线奔向大海。来到海边后,它们毫无惧色地纷纷跳下去,并且奋力往前游去,直到全军覆没。

小旅鼠为什么要自寻死路它们为什么把大海作最终归宿呢?对于旅鼠这种奇怪的集体“自杀”现象,科学家们虽然进行了大量的观察和研究,却仍然是众说纷纭,至今没有一个令人信服的解释。

有人认为,旅鼠的集体自杀,可能与它们很强的繁殖能力有关。当北极狐为求偶而发出的粗哑叫声刚刚打破苔原的宁静时,旅鼠却早已产下了第一窝鼠仔,并在雪下忙着抚养新生儿女了。有人不无夸张地说,旅鼠超强的繁殖能力,也许只有细菌的分裂才能与之争风。它们一年能生7~8胎,每胎可产12个幼崽;只需20多天,幼崽即可成熟,并且开始生育。我们可以计算一下:如果一对旅鼠从3月份开始生育,到这年8月底9月初,其家族就很可能会有967118个成员!就是由于气候、疾病或天敌等原因中途死掉一半的话,也还能剩将近50万只。在繁殖旺盛的时候,旅鼠密度竟能达每公顷250只之多。所以爱斯基摩人戏称其为“来自天空的动物”,而斯堪的纳维亚人则索性称之为“天鼠”,因为它们大规模的突然降临,犹如天兵天将般神速。

当旅鼠的数量急剧膨胀,达到一定的密度(例如一公顷有几百只)后,奇怪的现象就发生了:这时候,几乎所有的旅鼠一下子都变得焦躁不安起来,它:们东跑西颠、吵吵嚷嚷、停止进食,似乎大难临头。但这时的旅鼠往往不再“胆小怕事”、见人就跑,恰恰相反,它们在任何天敌面前都显得无所畏惧,并且具有明显的挑衅性,有时甚至会主动进攻,真有点天不怕地不怕的样子。更令人难以捉摸的是,这时候,就连它们的毛色也会由灰黑(具有隐蔽性)变成:鲜艳惹眼的桔红色。所有这些奇怪的变化,似乎只能被解释成是为了千方百计地吸引其众多天敌的注意,以便让猫头鹰、贼鸥、灰黑色海鸥、粗腿秃鹰、极狐狸甚至北极熊等,多多地吞食消耗它们。这简直是活得“不耐烦”,与自,杀无异。

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