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第八章 动物对环境的适应（第1页）

第八章动物对环境的适应

一、动物的眼睛

你知道吗？眼虫的细胞上有眼点，能感受环境中的光线变化。涡虫和文昌鱼有能感受到光线方向的感光细胞，较高等的动物才有专门观察周围环境的眼睛。

眼睛的出现，是动物适应环境的结果。眼睛能使动物趋利避害，适应环境的变化。经过漫长的演化，动物的眼睛也千姿百态，各种各样。很多动物的眼睛在某些方面早已超越了人类。

苍蝇的眼睛

图8-1苍蝇的头部

苍蝇的眼睛占头部的比例很大（图8-1），我们常看到的“红头”苍蝇的“红头”其实是它的一双红色复眼。人的眼睛是球形的，苍蝇的复眼却是半球形的。蝇眼不能像人眼那样转动，但观察范围可达350°，而人眼在头不转动时的观察范围只有180°（尽管眼睛可以转动，大家可以试试）。

苍蝇的一只复眼一般有3000多只小眼，一双蝇眼就有6000多只小眼。每只小眼都自成体系，都能单独看东西。那么，苍蝇长这么多眼睛是不是浪费呢？当然不是，蝇眼能看清楚快速移动的物体，一般说来，人眼要用0。05秒才能看清楚物体的轮廓，而蝇眼只要0。01秒就行了。所以，我们在夏季打苍蝇时总是刚刚挥动苍蝇拍，苍蝇就立刻逃之夭夭了。蝇眼还是一个天然测速仪，苍蝇能据此随时测出自己的飞行速度，因此能够在快速飞行中追踪目标。根据这种原理，人们研制出了测量飞机相对于地面速度的电子仪器，叫作“飞机地速指示器”，能让飞行员更好地找到地面目标。人们还根据苍蝇的眼睛制造出蝇眼照相机，用于拍摄快速运动的物体，也可用于邮票印刷的制版工作。

蛙的眼睛

蛙的眼睛非常特殊，平常看动的东西很敏锐，可看静的东西却很迟钝。只要虫子在飞，飞得多快、往哪个方向飞，它们都能分辨清楚，还能判断什么时候出击能把虫子准确地逮住。但物体一旦静止，它们就几乎“目中无物”了。蛙眼有4种感觉细胞，分别负责辨认不同的事物。蛙看东西，先显示出4种不同的感光底片，接着将4张图像重叠在一起，得到透明的立体感图像。一旦有苍蝇之类的小昆虫从眼前飞过，立刻就会被蛙识别出来。

蛙的眼睛还存在球面相差问题，来自远处的光线在蛙的眼睛里成像时会形成一个面，所以蛙看不清远处的物体。此外，蛙的眼睛还能帮助它们吞咽食物。如果你注意观察，就会发现当蛙吞咽食物时会眨眼，它们的眼睛要缩到头颅中去，用眼睛把食物挤到食道中。

变色龙的眼睛

变色龙的眼睛不但大，而且突出在眼眶之外，像高耸的塔尖，还能垂直转动90°，水平转动180°。也就是说，变色龙的眼睛会“拐弯”。更有趣的是，它们的左右眼能各自独立运动，互不牵制。在同一时间，它们可以左眼向前下方看，右眼向后上方看。（试试你能做到吗。）所以，它们的视觉几乎达到空间上的360°，不论敌人或猎物来自哪个方向，变色龙都能不用转身就看得清清楚楚。至于视力方面，变色龙也是相当出色，它们能在几十米内看到敌人或者猎物。再加上它们那身能随环境改变颜色的“迷彩服”，变色龙绝对是野外生存的高手。

鹰的眼睛

人眼的视网膜上只有一个中央凹，鹰眼的视网膜上有两个中央凹：正中央凹和侧中央凹，它们分布在眼睛的不同区域。鹰通过正中央凹能敏锐地发现前方视野里的物体，通过侧中央凹则能发现鹰头两侧的物体。在鹰头的前方有最敏锐的双眼视觉区，由左右两眼的两个侧中央凹的视野交叠在一起形成，这样，鹰的视野便近似于球形，所以鹰能看到非常宽广的范围。鹰眼的中央凹上视锥细胞的密度约为人类的六七倍，所以鹰眼比人眼看得更远，也更清楚。在几千米的高空，鹰能看清楚地面上活动的老鼠或在草丛中爬行的一条蛇。而且，鹰还能随着自己的俯冲追击不断地调整双眼的焦距，以准确地捕捉猎物。我们看到鹰要么在天空中盘旋，要么端坐山崖，它们并不是在那里休闲看风景，而是正在用自己独特的眼睛搜寻食物呢。

夜视眼

人的眼睛到了漆黑的夜里就会什么也看不到了，但很多动物却视黑夜如白昼。具有这种眼睛的多为夜行性动物，包括狼、虎、豹、猫头鹰等。

猫科动物（虎、豹）和犬科动物（狗、狼）眼球的结构比较特殊。它们的眼睛能收集极其微弱的光线，当光线透过视网膜到达在眼球后部的虹膜时，被虹膜再次反射到视网膜上成像，这就是夜行性动物在夜晚也能借助微光狩猎的原因。具有这种眼睛的动物普遍具有很强的夜间活动能力，它们能够凭借微弱的光亮看清物体，而从外界看来仿佛是它们的眼睛在发光。

如果没有这种特殊的构造，要拥有能在晚上看清物体的夜视眼也不难，就是让自己的眼睛变得大一些。从眼睛和身体的比例来看，在所有动物中，眼镜猴的眼睛是最大的，它们的每只眼睛的质量都超过了大脑，瞳孔和水晶体都很大。这种结构的眼睛，可以收集极其微弱的光线，使眼镜猴在黄昏时也能在树上奔走跳跃，轻松觅食。在黄昏时，多数动物都休息了，此时眼镜猴外出可以减少被天敌捕杀的危险，这是它们经过长期进化形成的一种适应。由于眼镜猴的眼睛太大，眼球不能转动，所以它们只能看清身体前方的景象。它们的脖子可以灵活转动，这样就弥补了眼睛不能转动的不足。眼镜猴的大眼睛能让它们在黄昏时光线严重不足的情况下看清远处树枝上停着的昆虫，之后它们会通过强有力的双腿跳过体长40倍的距离，轻松地将昆虫捉住吃掉。

二、动物和人的牙齿

你知道吗？低等动物是没有牙齿的，一些昆虫用口器上的颚片切碎食物。从鱼类开始，动物出现了牙齿。牙齿的出现，使动物摄食的范围大大增加，消化的效果也大大改善。

俗话说，牙痛不是病，痛起来真要命。很多人都有牙痛和治牙的经历。你想过没有，动物为什么没有牙痛症状呢？

鱼类属于最低等的脊椎动物，从它们开始，动物出现了牙齿。由于生活环境千差万别，取食范围各不相同，摄食方式多种各样，不同鱼类的牙齿差别很大。我们常见的鲤鱼、鲫鱼、草鱼口中没有牙齿，它们将食物吸到嘴里，再通过发达的咽喉齿将食物切碎或磨碎。鲈鱼的口中有许多细小的牙齿，可以防止被咬住的猎物逃脱。鲑鱼的口中有许多又细又长的牙齿，可以将捕获的小鱼切成非常细小的肉块，就像一台高效的切肉机。狗鱼的牙齿数量多而且极为锋利，让人看了不寒而栗，猎物一旦被咬中，即使侥幸逃脱也会身受重伤。鲨鱼的种类很多，牙齿也各不相同。大白鲨的牙齿像三角形的切刀，上面还布满了锯齿，能瞬间割裂猎物的身体。铰口鲨（护士鲨）是鲨鱼中的另类，它们遇到猎物时，嘴部肌肉和鳃迅速扩张，在嘴的前方产生巨大的吸力，能将5千克的鱼瞬间吸入嘴里，再用锯齿状的牙齿将食物磨碎。

图8-2鳄鱼的牙齿

鳄鱼的牙齿（图8-2）尖锐锋利，能像钳子一样把食物固定住。在咬住食物进行拖拽的过程中，鳄鱼的牙齿经常脱落，但它们能够很快长出新牙，所以鳄鱼不用担心牙齿坏掉的问题。

鸟类没有牙齿，用圆锥形的嘴——喙来啄食，或者将大的果实或其他猎物处理成小一点的碎块，将整粒或整块食物快速吞下，然后将食物储藏在发达的嗉囊中。食物在嗉囊中经软化后逐步由前胃处理、砂囊磨碎，再由消化系统的其他部分陆续加以消化、吸收。这种不需要牙齿的消化系统，大大减轻了体重，使鸟类更加适应飞翔生活。

哺乳动物出现了口腔咀嚼和消化，牙齿的作用也越来越重要了。哺乳动物的牙齿可以分为门齿、犬齿、臼齿。门齿有切割食物的功能，犬齿有撕裂功能，臼齿有咬、切、压、研磨等多项功能，主要是研磨。哺乳动物由于具有发达的牙齿，所能消化的食物的种类和数量大大提高了，消化的质量也空前提高。这使它们可以大大减少摄食数量同时又获得更多的能量。这是哺乳动物成为具有很高代谢强度的恒温动物的基础条件之一。

图8-3大象的门齿

在竞争激烈的大自然里要获得生存机会，仅有强健的体魄是不够的，还需要能快速制服对手的利器，动物的牙齿就承担了这项艰巨的任务。经过长期的自然选择，肉食性动物、植食性动物、杂食性动物的牙齿向不同的方向演化。大象的门齿（图8-3）长2～3米，是当今动物界中最长的牙齿。植食性动物（马、牛、鹿、犀牛等）的臼齿齿冠加高成为高冠齿，和它们的食性相适应，臼齿面上的齿尖也特化成各种形态，特别耐磨。人们常常根据植食性动物臼齿的磨损程度来判断它们的年龄。肉食性动物（虎、狼、豹等）的犬齿特别发达，尖利的犬齿就是它们制胜的武器，非常适于撕咬猎物。东北虎的犬齿外露部分长达7厘米，可以轻易咬碎动物的颈椎和粗大的腿骨。根据动物的牙齿类型，就可以判断它们的食性和生活环境，也就可以知道它们在食物链中的位置。

在长期的自然选择过程中，牙齿不容易损坏的动物更容易在生存斗争中获得胜利，它们存活下来的机会就大大增加。而牙齿发育不好的动物则逐渐被自然淘汰。通过长期的演化，动物的牙齿是全釉质的，既坚固耐磨，又能防蛀。所以，每天大部分时间都在使用牙齿切割、磨碎食物的植食性动物，爱吃含糖量很高的蜂蜜的熊等都不会患牙病。

人类在进化过程中，由于在与自然的斗争中大脑与四肢高度进化，成为高智商的高级动物，食物从生食到熟食，越来越细软，越来越容易咀嚼和消化，导致牙齿越来越退化。同时，人用高度发达的智慧与其他生物进行生存斗争，再也不用通过与其他动物撕咬来决定胜负，所以人类的犬齿也用不上了。于是，人类的牙齿在进化的过程中退化了，由原始的全釉质牙变为釉质少骨质多的现代牙齿。薄的牙釉质受到酸及细菌的侵蚀容易龋坏，龋坏至牙骨质部分就会引起酸痛等牙敏感症状，龋坏至牙神经就会牙痛，龋坏继续发展，牙齿就会脱落。

牙齿与人的一生关系密切，它不但能切碎食物，还能维持人脸面部的正常形态。清洁牙齿不但可以养护牙齿还可以消除异味，促进人与人之间的交往，能够延长牙齿为人服务的寿命。完好美观的牙齿，靠洁牙进行保健。人在进食以后，会有许多细碎的食物残渣和口腔分泌的黏蛋白共同附在牙齿的表面，不及时清除就会从软垢形成坚硬的结石，结石表面有许多的细菌，不及时清除又会引起牙龈炎及牙周病等，最终会导致牙齿脱落。所以，我们要好好地爱护自己的牙齿。

三、动物的鼻子

你知道吗？从鱼类开始，动物有了能感受外界化学刺激的鼻子。鼻子的出现，让动物可以根据气味发现猎物，躲避敌害，寻找适于自己生存的环境。

在漫长的演化中，生物的每个器官适应环境的方式都趋向多样化。动物的鼻子对环境的适应也很好地体现了这一点。很多动物的嗅觉器官进化得相当完善，其中有些种类的敏锐和精巧程度已经远远超越了人类。例如，北极熊可以在几千米之外闻到猎物的气味，狗可以在100千米外的地方循着自己留下的气味回家。动物的鼻子可以帮助它们进行通信联络，寻找食物、配偶，辨认自己的幼崽，进行种间识别等。

狗的鼻子

训练有素的人能识别大约1万种不同的气味，而狗能分辨大约200万种不同的气味。而且，狗还具有很强的分辨能力，能够从许多混杂在一起的气味中，嗅出要寻找的那种气味。人们利用警犬来搜寻罪犯的踪迹，利用缉毒犬来搜寻毒品，就是利用了狗的这种特殊本领。从结构上看，狗鼻子的特殊之处就在于它的嗅觉细胞特别多，连鼻子那个光秃无毛的部分，上边也有许多突起，并有黏膜组织，能经常分泌黏液滋润嗅觉细胞，使其保持高度灵敏。