<form id="1tbf9"><nobr id="1tbf9"></nobr></form>

          <address id="1tbf9"></address>

            <address id="1tbf9"></address>

                    <form id="1tbf9"></form>

                    ./t20130315_323400_taonews.html
                    專題
                    首頁  >  專題  >  媒體視點  >  名刊精選  >  《科學畫報》

                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

                    文章數
                    分享到:

                    尋找脊椎動物中的“小矮人”

                    2013-03-15 15:33:52

                    文/張

                    21040

                    生活在馬達加斯加島的迷你變色龍

                     

                    如果問世界上最小的脊椎動物是什么,也許很多人的答案是生活在南美洲亞馬孫熱帶雨林中身高僅11厘米左右的指猴。非常遺憾,答案是錯誤的,因為指猴相對于下面這些微型動物,就像霸王龍站在了嬰兒面前一般。

                     

                    最小的脊椎動物

                    2009年,當巴布亞新幾內亞的夜幕又一次降臨時,來自美國路易斯安那州立大學的克里斯托弗·奧斯汀及其同事開始了尋找新物種的工作。在這片森林地表的落葉層中,人們總能聽到昆蟲般高亢的叫聲,然而每次反復尋找都一無所獲。

                    奧斯汀抓起一大把落葉扔進塑料袋里,回到營地借助有利的光線仔細檢查,在森林中一無所獲的原因很快水落石出。原來,發出這種叫聲的并非昆蟲,而是體長僅7.7毫米的一種雄性微型葉蛙,鳴叫聲是用來吸引異性的。

                    過去幾年間,一系列微型脊椎動物陸續被發現,引發了一場搜索世界上最小脊椎動物的比賽。以前的世界紀錄保持者是2006年在印度尼西亞蘇門答臘島發現的一種淡水鯉魚,雌性體長僅7.9毫米,而微型葉蛙的發現無疑又一次刷新了這一紀錄。

                    在魚類、蛙類、蜥蜴和蛇等大多數脊椎動物中,生物學家都已經發現了微型的種類。這都要歸功于新加坡的兩位魚類學家,他們偶然間用細網眼的漁網捕捉到了微型魚類,于是人們紛紛效仿使用各種新工具,讓微型動物開始漸漸進入人們的視野。

                    那么,未來我們還會發現更小的脊椎動物嗎?最小的極限是什么?究竟是什么原因讓它們變得這么小呢?

                     

                    適者生存的表現

                    不同的因素會導致生物向著不同的方向演化。生活在濕地中的魚類,微小的體型可以確保它們依靠少量的水度過干涸期。就蛙類而言,驅使其進化的因素則更為簡單。奧斯汀說:“這些蛙類個體變小是為了捕食落葉上不計其數的蟲螨,其他大型生物不會與其爭奪這些毫不起眼的食物?!笔澄镔Y源指引著蛙類在全世界范圍內獨立地向著微型化方向邁進。

                    各種生物在生態系統中都占據著一定的空間位置以維持生存需要,這被稱為生態位。生態位是動態的,并非一成不變。在廣闊的大陸上,一些物種能成功地擴張到比它們正常生態位更大的空間。然而,在島嶼上空間非常有限,“這就意味著你不得不尋求其他辦法,而個體小型化可以使你占據其他脊椎動物沒有的生態位”,美國賓夕法尼亞州立大學的進化生物學家布萊爾·赫奇斯說道。這也許解釋了為什么大多數微小脊椎動物都生活在島嶼上而不是大陸。

                     

                    濃縮的都是精華

                    變小的最簡單方法就是在發育早期就停止生長,微型動物將這一點演繹得淋漓盡致。它們經常在幼體期就停止發育,這意味著一些成體特征從來就沒有形成過。例如,微型蛙類只有簡單的骨架,因為在發育后期才會出現的大的骨骼結構根本沒有形成。缺胳膊少腿也是變小的好辦法之一,科學家在馬達加斯加島發現了幾種微型蛙類就是這樣的。

                    更有甚者,某些蛙類在發育早期會跳過一個或幾個步驟,即所謂的“直接發育”。也就是說,它們完全省略了蝌蚪發育期,直接破殼而出變為成年個體。這也許是因為它們生活的環境水資源不足,而水生階段又是非常危險的,尤其是對于那些后代數量很少的動物。

                    蘇門答臘島的微型鯉魚也是如此。它們看起來像幼魚,但是有些特征如雌魚體內懷有卵,表明它們已經是完全成熟的個體。當倫敦自然歷史博物館的魚類學家拉爾夫·布里茨研究它們的骨骼時發現,與近親的其他魚類相比較,微型鯉魚的許多消失的骨頭通常都應該在發育晚期形成。但是,微型鯉魚并不是發育停滯的幼魚,它們甚至進化出了一些獨有的特征。例如,雄魚的變異腹鰭已轉化成兩個鼓槌狀的附屬器官,并帶有鉤子和凸起。布里茨驚嘆道:“這些特征與已知的3000多種鯉魚截然不同,真是太不可思議了!”

                    布里茨認為,微型鯉魚開辟了嶄新的進化方向。他說:“微縮的身體給了它們更多自由發揮的空間,去做那些其他生物辦不到的事情。這就好比一棟樓房,樓層越高搬東西越費勁,但是如果在一樓干起活兒就方便多了?!?/font>

                     

                    繁衍難度非常大

                    眾所周知,對于一定體積的物體,被分割得越細小,其總表面積就會越大。對于恒溫動物來說,這意味著體型越小,熱量散失得越快。因此,小型的鳥類和哺乳動物都是通過加快新陳代謝及時地補充熱量。但是,這也就限制了它們的體型不可能變得太小。這就是為什么世界紀錄中最小的鳥(30毫米的古巴吸蜜蜂鳥)和最小的哺乳動物(40毫米的伊特魯里亞侏儒),要比已知的最小爬行動物(14毫米的加勒比矮壁虎)大得多的原因。尺寸限制最典型的例證是,它們必須通過不停地吃東西來補充散失的熱量。

                    變溫動物的問題不是熱損失,而是水分的流失,兩棲類尤為如此。奧斯汀在給微型葉蛙進行跳躍能力測試時十分小心,因為它們多孔的皮膚和過大的體表面積暴露在干燥的空氣中只要幾分鐘就會導致其死亡。這可能也是為什么它們只生活在熱帶雨林樹葉上的原因,因為葉片表面的潮濕環境可以提供合適的濕度。魚類雖然也是變溫動物,但是由于生活在水中,所以熱損失和水分流失顯然都不是問題。

                    微型動物少一些骨頭其實并不會對身體造成太大的影響,但是器官則不然。器官是由細胞構成的,像眼和大腦這樣復雜的器官需要大量的細胞構成,結果是小動物的器官相對于身體的比例往往比大動物的大得多。

                    隨著脊椎動物個體變小,適應身體內部的需要變得越來越困難,特別是繁殖后代。事實上,大多數微型兩棲動物、爬行動物和哺乳動物,在體內受精時只能容下一個卵。這個卵相對于母體顯得很大,而母體的其他部分則會盡可能的壓縮,為卵騰出更多的空間。2008年,赫奇斯記錄了一種巴巴多斯線蛇,體長僅100毫米,是世界上最小的蛇。這種蛇每次只懷一個卵,卵的形狀像一根香腸,其長度是寬度的10倍,并且占據了母體空間的二分之一。

                    生物學家一直在爭論誰是世界上最小的脊椎動物,而兩棲動物的身體形狀使其總是要比爬行動物短一些。正如赫奇斯所言:“蛙類的身體就像一個長了四肢的皮球,在更容易包裹器官的同時,也為容納一個卵留出了更多的余地?!币虼?,蛙類無疑是強有力的候選者。

                    兩棲類的體長測量方法是從口部到肛門的距離,而魚類則是從口部到尾鰭末端的距離。生物學測量標準的不同使得后者在比賽中總是吃虧一些。但是,不管怎樣,各種因素都表明還有更小的脊椎動物尚未被發現,也許頒發“最小脊椎動物獎”還需要再等上幾年。


                    上一篇:“輝煌80年”征文
                    下一篇:擦亮眼睛,識破網絡騙局
                    ©2011-2020 版權所有:中國數字科技館
                    未經書面許可任何人不得復制或鏡像
                    京ICP備11000850號 京公網安備110105007388號
                    信息網絡傳播視聽節目許可證0111611號
                    國家科技基礎條件平臺
                    久久这里只精品国产免费99热4_一起射久久_久久在线视频_日日天天夜夜久久_日日扞夜夜燥国产