第12章

科學(xué)工作者熱切地想了解，白蟻群落的各種工蟻怎樣工作，用什么方式來(lái)協(xié)調(diào)自己的活動(dòng)。小小的白蟻怎能修建出如此和諧、富有獨(dú)創(chuàng)性的建筑物呢？假如我們想象一下，白蟻有人那么高，那么，它們高大的蟻丘按同樣比例放大，就比紐約帝國(guó)大廈高4倍?？茖W(xué)工作者考察證實(shí)，白蟻所建筑的大廈應(yīng)該有一個(gè)實(shí)際的總圖，它是根據(jù)群落的各種需要制訂的、并支配了建設(shè)者的一切活動(dòng)。如何能在如此眾多建設(shè)者的大建筑公司內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，科學(xué)工作者還沒(méi)有完全揭開(kāi)這個(gè)謎，說(shuō)得簡(jiǎn)單些，有些事兒我們還不知道。正如在關(guān)于生命科學(xué)中常有的那樣，人類(lèi)必須在未知的事物面前低頭，但人類(lèi)的探索精神必將揭開(kāi)其中的奧秘！動(dòng)物導(dǎo)航之謎

人類(lèi)最初的旅行和遠(yuǎn)航是靠太陽(yáng)和星星來(lái)辨認(rèn)方向的。

太陽(yáng)和星星好比是地球的燈塔，人們靠著它，可以旅行和遠(yuǎn)航。因?yàn)橐惶熘?，太?yáng)總是早上從東方升起，中午高懸于天空當(dāng)中，傍晚落入西山；在夜間，人們可以憑借北斗星的位置去辨別前進(jìn)的方向。但是遇到陰天，這些方法就不行了。后來(lái)，人類(lèi)發(fā)明了指南針，指南針由于受到地球南北兩個(gè)磁極的影響，指針永遠(yuǎn)指向地球的北極和南極，這就為人類(lèi)的旅行和遠(yuǎn)航指明了前進(jìn)的方向。人類(lèi)的旅行和遠(yuǎn)航靠的是指南針來(lái)辨別方向，那么動(dòng)物的遠(yuǎn)航靠什么呢？它們?cè)诼L(zhǎng)的遠(yuǎn)航中，憑借什么來(lái)辨別方向，認(rèn)識(shí)路線的？在它們身上是否有導(dǎo)航器？這是科學(xué)家正在研究的一個(gè)奧秘，相信動(dòng)物導(dǎo)航之謎終會(huì)被完全揭開(kāi)。動(dòng)物奇異的遠(yuǎn)航能力

世界上有許多種動(dòng)物有著奇異的遠(yuǎn)航能力。

例如綠海龜，每年6月中旬便成群結(jié)隊(duì)地從南美洲的巴西沿海出發(fā)，歷時(shí)2個(gè)多月，行程2000多千米，到達(dá)大西洋上一個(gè)全長(zhǎng)僅有9千米的阿森松島。在那里完成它們生兒育女的神圣使命后，又下海返回它們?cè)瓉?lái)的老家——巴西沿海。2個(gè)月后，小龜紛紛破殼而出，像它們的先輩一樣，爭(zhēng)先恐后地爬向大海，游回它們父母的棲息之地巴西沿海。這種奇異的遠(yuǎn)航本領(lǐng)，鳥(niǎo)類(lèi)也不遜色。短尾海雞每年遷徙飛行，兩次越過(guò)赤道。它們每年4月從大洋洲的產(chǎn)卵孵育地，經(jīng)印尼、菲律賓、臺(tái)灣、日本、阿留申群島和美洲西海岸，繞太平洋一圈，9月份又飛回原產(chǎn)卵孵育地。紅顏蜂鳥(niǎo)每年從美國(guó)北部或加拿大南部起飛，橫跨墨西哥灣，行程800多千米，然后飛回原地。身長(zhǎng)僅4厘米的名叫北極燕鷗的海鳥(niǎo)，它的遠(yuǎn)航能力更令人矚目。它們每年筑巢產(chǎn)卵育雛在新英格蘭，到8月份便攜兒帶女飛往南方，12月份到達(dá)南極洲，到第2年春季，又北遷，每年遷飛約35000千米。昆蟲(chóng)遠(yuǎn)飛的能力也不可小視，昆蟲(chóng)雖小而瘦弱，但它們能遷飛很遠(yuǎn)的距離。如生活在北美東部的一種褐色大蝴蝶，每到冬季它們就遷飛到墨西哥中部山區(qū)，在那溫暖潮濕的森林里過(guò)冬，行程達(dá)3900千米。

最令人感興趣的是與人類(lèi)有密切關(guān)系的家養(yǎng)動(dòng)物，也有遠(yuǎn)途外出而不迷失方向的能力。如貓是很喜歡同主人生活在一起的，但它更留戀自己的故居，當(dāng)主人把它們帶到數(shù)百千米以外的地方，它們?nèi)钥梢蚤L(zhǎng)途跋涉獨(dú)自返回故居。動(dòng)物導(dǎo)航的秘密

動(dòng)物在漫長(zhǎng)的遠(yuǎn)航之中能找到它們的歸途，說(shuō)明在動(dòng)物體內(nèi)有一個(gè)復(fù)雜的導(dǎo)航系統(tǒng)。

這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)是什么呢？科學(xué)家用蜜蜂和信鴿做了實(shí)驗(yàn)，證明這個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)有3套：第一套是以太陽(yáng)為主的羅盤(pán)系統(tǒng)，第二套是由太陽(yáng)散射到空中的紫外偏振光系統(tǒng)，第三套是動(dòng)物體內(nèi)的磁性導(dǎo)航系統(tǒng)。著名的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、奧地利生物學(xué)家弗里希，曾在20世紀(jì)40年代用一系列實(shí)驗(yàn)測(cè)出了蜜蜂的基本導(dǎo)航能力。他首先證明了蜜蜂通常是利用太陽(yáng)作為羅盤(pán)進(jìn)行導(dǎo)航的，指出蜜蜂通過(guò)“舞蹈”告訴其他采集蜂如何到達(dá)它所發(fā)現(xiàn)的花源地，就是以太陽(yáng)作為參考點(diǎn)的。例如，要是太陽(yáng)位于蜂箱入口的前方，而采集蜂所發(fā)現(xiàn)的花源地在蜂箱左側(cè)40°，那么返回蜂箱的采集蜂就在垂直的巢框上朝左側(cè)40°方向“跳舞”。類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)也顯示了太陽(yáng)對(duì)蜜蜂導(dǎo)航的重要性。例如，將水平蜂箱中舞蹈蜂所見(jiàn)到的太陽(yáng)實(shí)際位置用鏡子顛倒過(guò)來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)舞蹈蜂也將其舞蹈方向顛倒過(guò)來(lái)；可是若將蜂箱完全遮蓋起來(lái)，則舞蹈方向就亂了套。由此可見(jiàn)，蜜蜂是利用太陽(yáng)來(lái)導(dǎo)航的。信鴿的實(shí)驗(yàn)則進(jìn)一步證明了動(dòng)物的遠(yuǎn)航是以太陽(yáng)為羅盤(pán)進(jìn)行導(dǎo)航的。科學(xué)家曾做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，他們將一群鴿子關(guān)在離家以西160千米的一間屋里，在中午打開(kāi)電燈來(lái)模擬黎明，過(guò)了幾分鐘后把鴿子放出來(lái)，鴿子以為是黎明，太陽(yáng)在東方，但此時(shí)太陽(yáng)卻正好在南方，鴿子看到太陽(yáng)后，就自動(dòng)根據(jù)太陽(yáng)來(lái)導(dǎo)航，飛向南方，它們以為這就是向東方朝家飛。

弗里希的同事、德國(guó)動(dòng)物學(xué)家馬丁和林道爾發(fā)現(xiàn)，蜜蜂不僅在有太陽(yáng)的時(shí)候能順利導(dǎo)航，就是在沒(méi)有陽(yáng)光的陰天，它們也絕不會(huì)轉(zhuǎn)向，照樣能準(zhǔn)確無(wú)誤地返回自己的家園。這又是什么原因呢？弗里希的進(jìn)一步研究終于揭開(kāi)了蜜蜂在陰天不靠太陽(yáng)導(dǎo)航的秘密。他讓水平地舞蹈著的蜂通過(guò)各色濾光鏡看到一小塊天空，但不讓它看到太陽(yáng)。這時(shí)，大部分光色對(duì)舞蹈蜂無(wú)妨礙作用，可是當(dāng)濾掉紫外光后，舞蹈蜂就轉(zhuǎn)了向。然后，弗里希把紫外光之外的所有光濾掉，并使紫外光偏振，這樣紫外光就產(chǎn)生了特定方向的波，這時(shí)蜜蜂又開(kāi)始方向無(wú)誤地舞蹈起來(lái)。當(dāng)弗里希轉(zhuǎn)動(dòng)一下偏振器，舞蹈蜂也隨之改變了舞蹈的方向。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了蜜蜂是能夠利用偏振光根據(jù)太陽(yáng)的方向?qū)Ш降?。這就是動(dòng)物的第二套導(dǎo)航系統(tǒng)，是動(dòng)物在陰天沒(méi)有太陽(yáng)情況下的一套備用系統(tǒng)。除了太陽(yáng)和紫外偏振光系統(tǒng)外，生物學(xué)家還測(cè)出了蜜蜂對(duì)磁場(chǎng)很敏感。首先發(fā)現(xiàn)蜜蜂與磁場(chǎng)有關(guān)系的是德國(guó)動(dòng)物學(xué)家林道爾和馬丁，他們發(fā)現(xiàn)所有采集蜂發(fā)出的太陽(yáng)與食物源之間角度信號(hào)很少與實(shí)際角度相吻合。例如，采集蜂中午也許在正確方向偏右5度，而在下午3點(diǎn)鐘卻是偏左10度。這是為什么？他們用一套亥母霍茲消磁線圈，把蜂箱四周?chē)?，蜂箱中的磁?chǎng)即可消除，然后又在玻璃壁上放置一個(gè)格柵，并從格柵中測(cè)量舞蹈蜂舞蹈的角度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果使他們大吃一驚，通常的舞蹈偏差消失了。這就證明蜜蜂對(duì)磁場(chǎng)是有反應(yīng)的。