第四章 生物世界真奇妙

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馬可以成為自己的晚餐了。

條紋圖案是如何形成的呢?科學家們認為,斑馬的祖先與現在普通的馬類似,身上沒有條紋。關於斑馬祖先外貌的猜想眾說不一,但大多數都認為沒有條紋的斑馬應該是深色或是黑色的(起初,斑馬很可能是黑底白紋,而不是現在的白底黑紋)。

斑馬條紋的形成過程有可能是這樣的:由於基因突變,一些小馬駒生出了淺色的條紋。因為這些條紋起到了保護的作用,所以帶條紋的馬就更容易存活下來,進而生出更多帶有條紋的小馬駒。這又是一個自然選擇的例子。

隨著一代又一代的篩選和進化,帶有條紋的馬駒越來越多,最終進化成了今天的斑馬。

長頸鹿的脖子為什麼這麼長?

人們曾經認為,長頸鹿的脖子之所以這麼長是因為它們必須要伸長脖子才能夠得著高處的樹葉,年複一年,日複一日,它們把這種變化傳給子孫後代,最終變成今天的樣子。

我們現在知道,動植物的進化並不是這樣進行的。

18世紀,查爾斯·達爾文提出的進化論是目前學者們普遍接受的理論。進化論認為生物進化有兩個步驟,首先是變異,其次是自然選擇。

變異是指某個生物個體天生具有某種同物種中其他個體不具備的特征,這個特征可能是它的毛發比同伴們的多,也可能是它的腿與同伴們的不同,也因此比其他同伴跑得快,或者因此跑得特別慢。變異不一定是好還是壞,這隻是一種自然現象。

自然選擇是說,越能夠適應自己生存環境的生物個體,就越有可能生存下來,並成功繁衍。舉個例子,假如你是一條魚,不幸的是,你居住的池塘乾涸了,你也沒有挽救的辦法,你很可能會失去生命,也就不會有後代。但是,如果你有特殊的鰭——在你的夥伴看來你的鰭實在是古怪可笑,因為它們從來也沒見過這麼奇怪的鰭——在池塘乾枯的時候,你卻可以拍打著這雙鰭蹦蹦跳跳地移居到鄰近的池塘。你活下來了,將來的某一天就可以有自己的後代,它們繼承了你的特征,擁有一雙奇怪但實用的鰭,這樣它們在那些有可能乾涸的池塘裡也具有更強的生存能力。經過幾代傳承之後,可能會有更多的魚擁有這種特征。這就是變異和自然選擇的共同作用。

或許長頸鹿的祖先們沒有這麼長的脖子,但在它們的進化過程中發生了變異和自然選擇。那些幸運地生長了長脖子的個體可以吃到樹梢上更鮮嫩的樹葉,於是它們的身體就更健壯,這當然是一種生存優勢,尤其是在食物稀缺的時期。經過一代又一代的進化,長頸鹿就取代了短脖子的鹿。

但是長脖子同樣有很多缺點,長頸鹿的心臟必須努力工作,才能把血液送到高高在上的大腦。長頸鹿的長脖子也不利於快速奔跑,在遇到危險時,長頸鹿逃跑的速度就比不上短脖子的動物。所以,最大的長處也可以同時成為不足。

長頸鹿會不會患上動脈硬化和中風呢?

成年長頸鹿的心臟附近的收縮壓(心臟為了將血液送往全身各處強而有力地收縮,此時的血壓就是收縮壓)大約是200毫米汞柱,基本上是一個成年人正常收縮壓的兩倍。

由於重力的影響,長頸鹿在運動時其腿部高度附近的血壓大約是心臟高度上的兩倍,此時長頸鹿頭部的血壓差不多與人類相當。

大多數的哺乳動物都可能患上中風和動脈硬化,但是對於長頸鹿來說,這些問題不值得人們去太過關注。長頸鹿的循環係統已經進化出一種特殊的適應性,不論血壓高低,它都能夠很好地適應。

比如說,由於長頸鹿下肢的血壓相當高,因此為了預防下肢水腫或是血液滲出血管,其腿部的動脈壁也相應變得非常厚,要遠比脖子上的動脈血管壁厚。為了防止血液滲出體外,長頸鹿四肢的皮膚和皮下組織也變得十分緊密。

在長頸鹿頸部的大靜脈中,有許多的瓣膜,其目的就是為了限製血液的流動。當長頸鹿低下頭進食與喝水時,瓣膜能有效防止靜脈中的血液逆流,倒灌回腦部。

牛吃的草是綠色的,可為什麼牛奶是白色的?

動物所吃的食物的顏色並不決定著最後從它體內排出來的東西的顏色!要知道一頭牛有4個胃(瘤胃、網胃、重瓣胃、皺胃),這樣才能確保草料中的成分被徹底分解。當你把一些東西分解成分子,它將不再有任何的顏色。

所以,真正的問題是,為什麼牛奶是白色的?牛奶是由脂肪(一種叫酪蛋白的高蛋白)、複雜的鈣化物和維生素所組成的乳狀液。然而這些東西沒有一個是白色的。牛奶的白色外觀來自乳液中的物質對光線的反射。

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