每种动物都有自己特定的作息时间。猫头鹰白天躲在树丛中憩息,晚上出来捕食;蝙蝠黄昏后飞去捕食昆虫;蝶类白天在花丛中飞舞,夜晚栖息;蛾类与之相反,天黑以后才开始活动。迁飞的鸟类每年春秋两季开始长距离的旅行。……这些现象周而复始,年复一年,月复一月,几乎都发生在每天或每年固定的一段时间里,这就是动物的生命节律。
1.招潮蟹的“生物钟”
生活在海边的人们喜欢去“赶海”。海滨的潮间带生活着千姿百态的小动物,其中有一种小蟹非常奇特,由于它的生活习性与潮汐有密切关系,因此叫“招潮蟹”。
招潮蟹的体型特殊,两只螯一大一小,大螯与身体极不对称,动起来像在拉提琴。招潮蟹的另一美称——提琴蟹由此而来。在潮退后,招潮蟹从沙里爬出来,悠闲自在地在阳光下爬行;潮水涨时,它挥舞着那只大螯“欢呼雀跃”,好像在对大海演奏欢迎曲,招唤潮水快涨。在潮水淹没它之前,结束“演奏”,并迅速钻进洞里藏好身体。
招潮蟹体表的颜色随着一天内时间的转换在不断地发生变化。黑夜时呈黄白色,快日出时,颜色开始变深,到黄昏时,颜色又变浅了。每天当潮水即将涌来前10分钟,招潮蟹就挥舞着大螯安全地藏进洞里了。经过连续的观察发现,招潮蟹每天体表颜色变深的时间要推迟50分钟,这是什么原因呢?
科学家们把招潮蟹关在黑暗的实验室里,结果发现它每天变化的时间和海滩上一样,高潮时间变浅,低潮时间变深。曾有人设想招潮蟹变色与阳光有关。白天蟹壳颜色变深,有利于蟹的藏匿,这是一种保护色。但是关在黑暗的实验室中,蟹见不到阳光,为什么也会变色呢?人们不得不联想到在招潮蟹体内是否有一种“生物钟”在起作用。
美国的科学家为进一步证实“生物钟”的存在,又做了以下实验:将美国东海岸的招潮蟹在黑暗条件下运到西海岸。结果是,它们先是保持了东部时间颜色变化的规律,不久就同西海岸太阳节律一致了。如果将招潮蟹放在人工的白昼和黑夜循环交替的环境里,不再是自然的昼夜节奏,几天以后,招潮蟹变色的时间也做出了相应的调整。
由此可知,在招潮蟹体内确实有一个神秘的“生物钟”在校正时间,使招潮蟹既能根据阳光来改变颜色,又能按照月亮的升落、潮汐的涨落来安排觅食或休息的时间。
2.月光下的生命进行曲在泥沙中还生活着一种生物叫沙蚕,它与蚯蚓是近亲,都属环节动物门。乍一看沙蚕有些像蜈蚣,因此也叫“海蜈蚣”。
沙蚕在泥沙或碎石下过穴居生活,常杀害牡蛎、蛭子等海洋贝类。但沙蚕本身在泥沙中隐藏得不好,也常常成为鱼类最好的饵料。
在长期的生存斗争中,沙蚕形成了特殊的大量繁殖的生殖方式,以保证自己后代的延续。
每当生殖季节时,上弦至下弦的月明之夜,受到月光的刺激,雌雄沙蚕就游到海面上来。沙蚕为雌雄异体的生物,在生殖季节时,长得特别肥胖的身体的后半部形成生殖细胞,前半部则无变化。完成生殖的过程是:雌沙蚕在前尾部脱离开母体产卵;雄沙蚕在后也是尾部与前部断开播撒精子。在波涛的传递下完成受精作用。成群的受精卵随波逐流慢慢孵化出小沙蚕。失去生殖器官的沙蚕的前半部沉入水底,到第二年又会重新形成新的生殖器官。
沙蚕的奇妙的生殖节律与月亮、潮汐紧密结合在一起,在海面上形成了颇为壮观的景色:海面上漂满了受精卵,使海水变成乳白色,伴着凶涌的海浪声,奏响了“月光下的生命进行曲”。
3.鱼类的洄游节律生活在茫茫大海中的鱼类,有着各自的生活习性,但它们的生活、行为都会受到海洋各种因素的直接影响。多数鱼类在一生的生命活动中有一种周期性的、定向性的和群体性的迁徙运动,我们称之为洄游。在洄游时,鱼儿们会自动聚集成群,有目的地按一定方向、规律性地远行。
鱼类的洄游常与水的温度、盐度、饵料及自身的繁殖有关。
生殖洄游是鱼类繁殖后代而进行的。成鱼生长发育和越冬的地方,往往不是它们产卵的场所。鱼类性成熟之后,在其遗传特性和生理变化的要求下,必须进行或长或短的旅行,去找寻一个具备产卵条件的场所。鱼类生殖洄游的方式是多种多样的。如青鱼、鳙鱼只在淡水中进行洄游;像大、小黄花鱼,洄游只在海洋中进行;大麻哈鱼、鲟鱼、银鱼等,洄游时是“溯河而上”,由海洋到河流中去产卵;与之相反,鳗鲡的生殖洄游是“降河而下”,由江河到达深海去产卵。
大麻哈鱼,又叫鲑鱼。它在河里出生,在海里长大,又回到江河里来产卵。每年初秋,在海里长成熟的大麻哈鱼,成群结队溯流而上,来到位于松花江、乌苏里江和黑龙江上游的故乡产卵,一路上要克服急流、浅滩等困难,体力消耗极大。到达产卵场产卵之后,受精卵在亲代的看护下孵化成幼鱼,而雄性大麻哈鱼则因“日夜操劳”,非常虚弱,有的病死在故乡,有的被水鸟或水獭吞食掉,不能再回到大海的怀抱。而大多数雌性大麻哈鱼则能重返大海,只要有充足的食物,它们便会恢复往日的美丽。大麻哈鱼为了后代不惜献出生命,而它们的子孙仍每年重复着前辈的“生活之路”,使其种族世代繁衍下去。
鳗鲡是生活在江河中的鱼类,但它在生殖时却要不远千里到深海中去产卵,小鳗鲡孵出后,再溯河而上回到家园去生长。
生活在欧洲西部江河里的一种鳗鲡,每年都要游过大西洋,到百慕大群岛南部的深海里去产卵,完成生殖过程。在地中海北部亚得里亚海和南部尼罗河口的鳗鲡,也要游到这个地方去产卵,行程达四五千公里。一旦产卵、受精完成之后,鳗鲡就逐渐死去。受精卵孵化出的幼鱼,会克服重重障碍及困难,回到江河中寻找适宜的生活场所。等幼鱼长大再需产卵时,又会成群结队地游到大西洋去了。
鱼的另一种洄游是由于食物引起的。鱼类以寻取食物为主要的洄游称为索饵洄游。海洋中的鱼类多数是以浮游生物和小型鱼、虾为食,一旦环境变化,或饵料减少,它们便会为寻觅更好的进食场所不得不随着食物的移动而移动。还有许多鱼类在生殖期间不进食,生殖以后要大量进食以恢复体力,因而也进行索饵洄游。
还有一种洄游是由海水温度变化引起的称为越冬洄游。
比较喜温的鱼类到了冬季水温下降时,会避开冰冷的海域,
游到温度适宜的场所去越冬。例如带鱼,每年冬季由舟山群岛的海区向南游去,在广东珠江口外越冬,春天又游回老家来。
4.鸟类的旅行家在鸟类当中,有一些鸟有迁徙的习性,随着季节的变化而迁移居地。这类鸟我们称之为候鸟。候鸟的迁飞,通常是一年两次。春季从越冬地区迁往生殖地;而秋季则是由生殖地迁往越冬地。
候鸟迁飞时往往集合成群一起迁飞,一般是一个“家族”的鸟群集合在一起,也有不同“种族”的鸟组成的混合鸟群。迁飞时,鸟群常排列成一定的队形。鹤和大雁常排成“一”字或“人”字形;灰掠鸟紧紧结成个团形;燕雀为疏散的队列。只有猛禽(鹰、隼等)常常单独飞行,相互间保持一定的距离。不同的鸟迁飞的速度和时间也不尽相同。
鹤、鹳和一些猛禽在白天迁飞,大多数鸟在夜间迁飞,白天休息和觅食,还可以躲避猛禽的袭击。
大多数候鸟在迁飞中是有一定的方向和途径的,它们不论沿着山脉还是河流飞行,都是南北纵飞的,为什么鸟儿经长途旅行不会迷失方向?经过长期的研究发现,鸟儿识别路途和导航的本领与太阳的方位移动、星座、地磁及鸟儿体内的“生物钟”有着密切的关系。
大多数候鸟迁飞的距离都比较长。北欧的白喉莺在秋天到来后,向南迁飞,经过巴尔干半岛,飞过地中海,再沿原路线回到故乡。鹳鸟从北欧迁飞,途经地中海、撒哈拉沙漠,一直飞到南非去过冬,飞行时间约三个月,飞行速度两天内可飞610公里。海洋鹱在北极区极昼的时候产卵繁殖,待幼鸟孵出后,就飞往南极过冬。它们每年飞行的旅程四五万公里。金行乌迁飞时,飞行的速度很快,能连续飞35小时,每小时能飞上90公里。在日本繁育的澳南沙雉,秋季飞往澳大利亚过冬。它们每年横渡太平洋,往返行程万里,中途却不休息。