第八章 动物对环境的适应（第4页）
我们总是羡慕狮子的威风凛凛，同情绵羊的柔顺软弱，其实，在物竞天择、适者生存的大自然里，哪种动物要生存下去都是十分不易的。
作为植食性动物，最大的好处就是食物容易获得。但大自然是最好的平衡专家，当一种生物的食物多得到处都是的时候，那么这种生物的数量就会庞大起来，它的竞争对手就会增多，以它为食的捕食者也会相应增多。所以，植食性动物既要面对其他初级消费者的激烈竞争，又要逃避捕食者的凶猛捕食。在长期的演化过程中，既存在植食者和肉食者之间的相互选择，也存在植食者与植食者之间的博弈与分化。在食性上，有的动物趋向专一化，只以一种或几种植物为食，并且通过长期的自然选择形成了与其食性相符的特殊的消化结构。例如，牛、羊等动物的胃、肠中生活有大量细菌，这些细菌分泌的纤维素酶能帮助它们分解植物纤维。这样，它们逐渐演化成非常“专业”的植食性动物，在生态系统中占据了自己的生态位，使其他动物难以插足。再如，骆驼生活在干旱的沙漠地区，它们的舌头非常灵巧，能够从骆驼刺那些尖利的木刺之间缠绕住叶子吃掉，口唇也不会被扎伤。有的动物则向杂食性方向发展，能吃多种植物，以便到哪里都能找到食物，有的还能吃一些昆虫或其他动物。很多灵长类，包括人都是杂食性动物，既可以吃植物的果实和种子，也能取食一些小动物，大大增强了自己适应环境的能力。
植食性动物逐水草而居，能够获得充足的食物。但植物营养价值很低，为了满足自己的能量需求，它们需要摄入大量的食物，所以不得不每天早早出门去寻找食物。很多植食性动物为了躲避敌害，需要趁着夜色出去填饱肚子。从时间上来说，植食性动物用在吃上的时间最多，几乎占它们生命的一大半。
肉食性动物的食物有着巨大的优越性，这些食物味道鲜美而且营养价值高，吃饱以后可以很长时间不感到饥饿。成年的东北虎一餐可以吃掉30～40千克肉，然后在三四天内不再进食。所以它们在吃饱以后的生活就很悠闲，可以舒服地睡上一觉，只要及时找到下一顿饭就可以了。但这只是表面现象，一般说来，食物的营养价值越高，捕食的成本也就越高，捕食者需要付出高昂的代价才能获得营养丰富的美餐。我们在羡慕肉食者大块吃肉的时候，却很少想到它们捕食的艰辛，肉食性动物那具有极高营养价值的食物是非常难以获取的。因为每一只植食性动物都不会坐以待毙，它们通过长期的演化具备了种种难以对付的本领，很多时候让捕食者费尽了心机和体力，仍然要面临到嘴边的美餐又跑掉的尴尬。
因此，作为肉食者，必须注意保持充足的体力，所以它们每次进攻之前都要精心谋划。它们要小心翼翼地、尽可能无声无息地靠近猎物，直到到了有效攻击距离而猎物仍然没有发现，它们才会发动迅雷不及掩耳的进攻，即便这样，它们成功的概率也只有三分之一左右。为了减少不必要的体力消耗，肉食性动物采取了种种行之有效的捕食策略。我们看到鹰在空中盘旋，那不是它们在休闲，而是在努力地搜寻猎物；我们看到狮子在草丛中悄悄地靠近猎物，那不是因为狮子太狡猾，而是为了提高捕食的成功率；我们看到秃鹫端坐在高高的山崖上一动不动，那不是它们在欣赏地面的美景，而是用最节约体力的办法在寻找食物。
还有一类肉食者，它们通过长期的演化具有了超强的耐力，比如狼。在发现猎物之后，狼会耐心地穷追不舍，直到猎物体力耗尽束手就擒。这种锲而不舍的精神使狼在生命演化的历史长河中生存了下来。此外，狼还会通过团队的合作获得更多的生存机会。它们狩猎的时候依靠集体的力量，既有明确的分工，又有密切的协作，齐心协力战胜比自己强大的对手。一只落单的狼容易成为大型肉食性动物的盘中餐，但是一群配合默契的狼，足以让虎、豹、熊等猛兽放弃已经到嘴边的美餐。
综合起来，成功的肉食者具有以下特点：有出众的本领能够制服对手；有谋略，懂得怎样才能更有效地达到目的；有锲而不舍的精神，有不达目标不罢休的勇气；有协作精神，知道怎样靠集体的力量取得最后的胜利。
八、动物的生态位——向专业化方向发展
你知道吗？如果我们要建造一座大楼，就需要请建筑设计院的工程师设计图纸，请专业的施工队伍进行建造，请专门的监理公司负责监督。可以看出，目前的社会分工已经趋向于专业化，专业的事情就要请专业的人来做。其实，在生态系统中，各种生物都有自己不可替代的作用，都有自己独特的位置，因为它们都有自己专业的生存技能。
如果我们把大草履虫与另一种袋状草履虫放在同一环境中进行培养，会发现两者都能存活下来，并且达到一个稳定的平衡水平。原因是这两种草履虫虽然需求相近，但袋状草履虫占用的恰好是大草履虫不需要的那一部分食物。
这两个实验就反应出动物的“生态位”问题。大自然中，每一个物种都有自己的生态位，并且尽量不与其他物种重叠，避免无谓的竞争。所以那些亲缘关系接近的、具有同样生活习性或生活方式的物种，一般不会在同一地方出现。如果食性相近的动物在同一区域内出现，也要分别占据不同的空间。例如，虎在山上行，鱼在水中游，猴在树上跳，鸟在天上飞；如果它们在同一地点出现，它们必定利用不同的食物生存，如虎吃肉，羊吃草，蛙吃虫；如果它们需要的是同一种食物，那么，它们的寻食时间必定要相互错开，如猎豹是白天出来寻食，鬣狗是深夜出来寻食……在动物界没有哪两个物种的生态位是完全相同的，有些物种的生态位如果出现了较大重叠，就会导致严酷的竞争，出现“一山不能容二虎”的局面。如果强者进入弱者的生态领域就会出现“龙陷浅滩受虾戏，虎落平川遭犬欺”的状况；如果弱者进入强者的生态领域就会出现“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”的状况。因此，强者只能在自己的生态位上是强者，弱者在自己的生态位上也能正常生存。
与自己在生态位中的地位相适应，动物逐渐向专业化方向发展，形成了令人惊叹的适应特点。老虎生活在物种丰富、食物来源充足的森林里，但森林里供猎物逃生和隐藏的隐蔽物也非常多，因此它们采用伏击的方式来捕食。它们身上的斑纹与斑驳的树影非常相似，脚心长着肉垫避免发出响声，拥有强大的力量、锐利的爪和锋利的牙齿，能将猎物一击毙命。植食性动物通过长期的演化形成了种种适应性的结构特征和行为。有的通过快速奔跑来逃避敌害，有的通过挖洞躲藏来避免危险，有的通过树栖攀缘躲避进攻。
牙齿的专业化
图8-15老鼠的牙齿
老鼠的牙齿（图8-15）像凿子一样，非常厉害。它们每天都要通过啃咬树根、建筑物等坚硬的物体来打洞寻食，吃的食物也常常包括坚硬的种子，所以老鼠牙齿的工作量是非常大的。即便是用最坚韧的金属铸成的最尖锐的牙齿，经过这么频繁的使用也会被磨平，好在老鼠的门齿会不断生长，而且生长速度非常快。要是这类动物的牙齿接触不到坚硬的物体，就不能磨损，最后反而成为累赘，甚至导致它们无法开口进食。所以老鼠每天都要在空闲时啃咬木材、水泥墙、电线等硬物，使自己的牙齿不会太长。
大象的身躯庞大，所吃的食物营养又不高，导致它们每天要花20小时来摄取、吞食50～100千克的食物。对于大象来说，牙齿的任务就是昼夜不停地咀嚼杂草、芦苇、果实、树叶和树枝等。要是大象的牙齿像人类的一样，一生只更换一次，是不可能胜任如此繁重的工作的。
对此，大象有着自己独特的解决方法：除了前面的一对向外突出的象牙以外，它们的口腔里面还有24颗臼齿。有趣的是，这24颗臼齿不是一起长出同时使用的，而是上、下、左、右各一颗，四颗一套依次长出，轮换使用。也就是说，在一段时间里，上、下、左、右的牙**，都只有一颗臼齿在工作。这颗牙齿磨损了，下面一颗便取而代之。与其他动物相反，大象的臼齿不是由下往上长，而是由后往前长。新的臼齿从后面慢慢地露出来，前面磨损了的臼齿就会脱落，直到最后完全被新臼齿所代替。大象在60岁左右会长出最后一颗臼齿，此后就不再换牙了。
鲨鱼的牙齿（图8-16）也会移动。这种肉食性鱼类的上下颌内侧表面，密密麻麻地布满了牙齿。它们整整齐齐地横排成行，齿尖向后，这样被捕获的猎物就很难溜之大吉了。长在前排的牙齿负担最重，磨损也最快。鲨鱼的牙齿总是在缓慢地向上下颌的边缘移动。前排磨损了的牙齿渐渐地被顶了出去，后排的牙齿随后跟了上来。当这排牙齿经过使用变得残缺不全时，后面的牙齿又顶了上来。这种“前仆后继”的换牙过程伴随着鲨鱼生命过程的始终。
图8-16鲨鱼的牙齿
舌头的专业化
所有的食蚁兽都有极好的嗅觉，靠鼻子嗅出蚁穴，再用利爪把蚁穴挖开，它们总是十分小心，使蚁穴不至于被完全破坏。食蚁兽蠕虫状的舌头能惊人地伸到60厘米长，并能以一分钟150次的频率伸缩。它们的舌头上遍布小刺并有大量的黏液，蚂蚁被粘住后便无法逃脱。
科学家经分析发现，变色龙的舌头在捕食时真正的作用是阻碍被捕食对象的运动。在变色龙的舌头与目标接触前，它们的舌头前端会形成一个有强大吸力的“真空泵”，猎物一旦靠近就会被牢牢吸住，然后随着舌头缩回被吞进嘴里吃掉。科学家解释说，变色龙具有如此复杂的捕食机理并不奇怪。因为按照它们的体形，如果仅靠舌头上的黏液粘住猎物的话，一些跳跃能力强的昆虫就能靠良好的弹跳逃之夭夭；假如它们靠舌头来罩住猎物，那就得长出比脑袋还要大的大舌头。所以，大自然精心创造出的小型的“真空泵”舌头是最灵活也最实用的。
在动物的世界中，我们不难发现一个事实：每种动物都有自己喜欢的食物。不论这种食物的营养价值是高还是低，不论这种食物在我们看来是好还是坏，都有动物特别善于获取这种食物中的营养，以维持生存。我们经常看到电视节目里有这样的画面：狮子捕食了一匹角马，在它的家族饱食之后，鬣狗围了上来，将狮子吃剩下的一些边角碎肉吃掉。之后，秃鹫来了，将鬣狗剩下的残渣吃掉。这些大型动物无法啃食而剩下的动物头部、小腿、尾部、皮毛等，则由蚂蚁来清理，或者由苍蝇的幼虫——蛆虫以及其他腐食性昆虫吃掉。最后，一匹角马只剩下了一堆白骨。
鲜嫩可口的青草有植食性动物在啃食，营养丰富的肉食更让肉食性动物胃口大开。即使那些在我们人类看来难以接受的东西，只要还有一丝营养，就会有生物去享用。蜣螂以动物的粪便为食，它们用铲状的头和桨状的触角把粪便滚成一个球，粪球有时可大如苹果。初夏时蜣螂把自己和粪球埋在地下土室内，并以之为食。接着，雌性蜣螂在粪球中产卵，孵出的幼虫也以此为食。大熊猫以竹子为食，这种食物纤维很多而营养价值很低，大熊猫进化出了大而平的臼齿，可以将细小的竹枝和竹叶磨碎。此外，大熊猫的一根腕骨已经特化为伪拇指，可以更好地握住竹子进行采食，这都是对以竹子为食的适应。取食类型的专业化，使得自然界的物质能够被充分利用，物质循环更加迅速高效地进行。
在进化过程中，植物与植食性动物之间、植食性动物与肉食性动物之间都出现了协同进化，植物也发展了防御机制。例如，被牛啃食后的悬钩子的皮刺比未被啃食过的长而尖；受过树蜂危害的松树会改变酚代谢，产生新的化学物质以驱赶树蜂；荆豆顶枝在受到美洲兔的危害后，枝条中会积累更多的毒素，让美洲兔感到荆豆口味变差而放弃取食。植食性动物在进化中也产生了相应的适应，如形成特殊的酶进行解毒，或调整进食时间以避开植物的有毒化合物。肉食性动物则向聪明、狡猾、善于运用谋略捕食的方向发展。还有一些动物，专门摄取其他动物不能或不屑于取食的食物，做到了在夹缝中求生存。
九、沙漠动物的觅水妙法
你知道吗？在干旱的沙漠里，水是动物生存的决定条件。沙漠动物的生存竞争是围绕着水展开的。谁能用最少的水坚持最长的时间，谁就是赢家；谁能从同样干旱的环境里摄取到水，谁就能在这里生存。在这种恶劣的环境下，动物通过长期的进化逐渐形成了自己独特的觅水方式，使自己能够在这种严酷的环境里生存下来。
从空气里吸水
收集晨雾中有限的水
图8-17澳洲刺角蜥
在澳大利亚的沙漠里还有一种浑身长刺的蜥蜴——澳洲刺角蜥（图8-17）。在一般人看来，它身上那些小倒刺和突起物是专门对付肉食性动物的防身武器，可谁能想到这些小倒刺和突起物还有特殊的蓄水功能？！仔细观察，我们可以发现澳洲刺角蜥皮肤的角质层是呈覆瓦状的，尖刺就是一个个伸入晨雾中的凝聚点，晨雾中的水汽会在尖刺上凝集成小水滴，然后水滴沿着一排排看起来杂乱无章其实又非常有序的水沟汇集在一起。水分在身体表面汇集后，是朝向澳洲刺角蜥的头部流动的，一直流到毛细管网络汇合成的两个多孔小囊里。这两个小囊长在澳洲刺角蜥嘴角的两侧，是一对绝妙的水分收集器，澳洲刺角蜥只要动一下颌部，水滴就会自动冒出来。所以，每天清晨天刚刚发亮的时候，澳洲刺角蜥就早早地到外面吸收水汽了。
通过代谢获得水
图8-18骆驼
一些在沙漠或荒漠生存的动物有自身造水的本领，有的动物甚至可以终生不喝水而只靠将食物中的营养进行代谢产生的水。有的动物体内储存了大量脂肪，在食物短缺时，通过分解脂肪不仅可以获得能量，还能产生水被肌体吸收利用。骆驼（图8-18）可在驼峰里储存超过100千克的脂肪，可以连续40天不吃不喝；肥尾羊在大尾巴里储存了超过10千克的脂肪，以度过草原上的旱季。
十、燕子为什么要南飞过冬
你知道吗？在冬天即将来临的时候，燕子要飞到南方去过冬。来年春暖花开的时候，燕子再飞过千山万水回到自己北方的家，它们是根据什么找到自己回家的路的呢？
燕子是一种候鸟。冬天来临之前，它们总要进行长途旅行——成群结队地由北方飞向遥远的南方，去那里享受温暖的阳光和湿润的天气，而将严冬的冰霜和凛冽的寒风留给从不南飞过冬的山雀、松鸡和雷鸟。
表面上看，是北国冬天的寒冷使得燕子离乡背井去南方过冬，等到春暖花开的时节再由南方返回本乡本土生儿育女、安居乐业。果真如此吗？其实不然。原来燕子是以昆虫为食的，且它们从来就习惯于在空中捕食飞虫，而不善于在树缝和地隙中搜寻昆虫，也不能像松鸡和雷鸟那样食浆果、种子。可是，北方的冬季是没有飞虫可供燕子捕食的，燕子又不能像啄木鸟和旋木雀那样去发掘潜伏下来的昆虫的幼虫和虫蛹等。食物的匮乏使燕子不得不每年都要进行秋去春来的南北大迁徙，以得到更为广阔的生存空间。燕子也就成了鸟类家族中的“游牧民族”了。