每種動物都有自己特定的作息時間。貓頭鷹白天躲在樹叢中憩息,晚上出來捕食;蝙蝠黃昏後飛去捕食昆蟲;蝶類白天在花叢中飛舞,夜晚棲息;蛾類與之相反,天黑以後才開始活動。遷飛的鳥類每年春秋兩季開始長距離的旅行。……這些現象周而複始,年複一年,月複一月,幾乎都發生在每天或每年固定的一段時間裏,這就是動物的生命節律。
1.招潮蟹的“生物鍾”
生活在海邊的人們喜歡去“趕海”。海濱的潮間帶生活著千姿百態的小動物,其中有一種小蟹非常奇特,由於它的生活習性與潮汐有密切關係,因此叫“招潮蟹”。
招潮蟹的體型特殊,兩隻螯一大一小,大螯與身體極不對稱,動起來像在拉提琴。招潮蟹的另一美稱——提琴蟹由此而來。在潮退後,招潮蟹從沙裏爬出來,悠閑自在地在陽光下爬行;潮水漲時,它揮舞著那隻大螯“歡呼雀躍”,好像在對大海演奏歡迎曲,招喚潮水快漲。在潮水淹沒它之前,結束“演奏”,並迅速鑽進洞裏藏好身體。
招潮蟹體表的顏色隨著一天內時間的轉換在不斷地發生變化。黑夜時呈黃白色,快日出時,顏色開始變深,到黃昏時,顏色又變淺了。每天當潮水即將湧來前10分鍾,招潮蟹就揮舞著大螯安全地藏進洞裏了。經過連續的觀察發現,招潮蟹每天體表顏色變深的時間要推遲50分鍾,這是什麽原因呢?
科學家們把招潮蟹關在黑暗的實驗室裏,結果發現它每天變化的時間和海灘上一樣,高潮時間變淺,低潮時間變深。曾有人設想招潮蟹變色與陽光有關。白天蟹殼顏色變深,有利於蟹的藏匿,這是一種保護色。但是關在黑暗的實驗室中,蟹見不到陽光,為什麽也會變色呢?人們不得不聯想到在招潮蟹體內是否有一種“生物鍾”在起作用。
美國的科學家為進一步證實“生物鍾”的存在,又做了以下實驗:將美國東海岸的招潮蟹在黑暗條件下運到西海岸。結果是,它們先是保持了東部時間顏色變化的規律,不久就同西海岸太陽節律一致了。如果將招潮蟹放在人工的白晝和黑夜循環交替的環境裏,不再是自然的晝夜節奏,幾天以後,招潮蟹變色的時間也做出了相應的調整。
由此可知,在招潮蟹體內確實有一個神秘的“生物鍾”在校正時間,使招潮蟹既能根據陽光來改變顏色,又能按照月亮的升落、潮汐的漲落來安排覓食或休息的時間。
2.月光下的生命進行曲在泥沙中還生活著一種生物叫沙蠶,它與蚯蚓是近親,都屬環節動物門。乍一看沙蠶有些像蜈蚣,因此也叫“海蜈蚣”。
沙蠶在泥沙或碎石下過穴居生活,常殺害牡蠣、蛭子等海洋貝類。但沙蠶本身在泥沙中隱藏得不好,也常常成為魚類最好的餌料。
在長期的生存鬥爭中,沙蠶形成了特殊的大量繁殖的生殖方式,以保證自己後代的延續。
每當生殖季節時,上弦至下弦的月明之夜,受到月光的刺激,雌雄沙蠶就遊到海麵上來。沙蠶為雌雄異體的生物,在生殖季節時,長得特別肥胖的身體的後半部形成生殖細胞,前半部則無變化。完成生殖的過程是:雌沙蠶在前尾部脫離開母體產卵;雄沙蠶在後也是尾部與前部斷開播撒精子。在波濤的傳遞下完成受精作用。成群的受精卵隨波逐流慢慢孵化出小沙蠶。失去生殖器官的沙蠶的前半部沉入水底,到第二年又會重新形成新的生殖器官。
沙蠶的奇妙的生殖節律與月亮、潮汐緊密結合在一起,在海麵上形成了頗為壯觀的景色:海麵上漂滿了受精卵,使海水變成乳白色,伴著凶湧的海浪聲,奏響了“月光下的生命進行曲”。
3.魚類的洄遊節律生活在茫茫大海中的魚類,有著各自的生活習性,但它們的生活、行為都會受到海洋各種因素的直接影響。多數魚類在一生的生命活動中有一種周期性的、定向性的和群體性的遷徙運動,我們稱之為洄遊。在洄遊時,魚兒們會自動聚集成群,有目的地按一定方向、規律性地遠行。
魚類的洄遊常與水的溫度、鹽度、餌料及自身的繁殖有關。
生殖洄遊是魚類繁殖後代而進行的。成魚生長發育和越冬的地方,往往不是它們產卵的場所。魚類性成熟之後,在其遺傳特性和生理變化的要求下,必須進行或長或短的旅行,去找尋一個具備產卵條件的場所。魚類生殖洄遊的方式是多種多樣的。如青魚、鱅魚隻在淡水中進行洄遊;像大、小黃花魚,洄遊隻在海洋中進行;大麻哈魚、鱘魚、銀魚等,洄遊時是“溯河而上”,由海洋到河流中去產卵;與之相反,鰻鱺的生殖洄遊是“降河而下”,由江河到達深海去產卵。
大麻哈魚,又叫鮭魚。它在河裏出生,在海裏長大,又回到江河裏來產卵。每年初秋,在海裏長成熟的大麻哈魚,成群結隊溯流而上,來到位於鬆花江、烏蘇裏江和黑龍江上遊的故鄉產卵,一路上要克服急流、淺灘等困難,體力消耗極大。到達產卵場產卵之後,受精卵在親代的看護下孵化成幼魚,而雄性大麻哈魚則因“日夜操勞”,非常虛弱,有的病死在故鄉,有的被水鳥或水獺吞食掉,不能再回到大海的懷抱。而大多數雌性大麻哈魚則能重返大海,隻要有充足的食物,它們便會恢複往日的美麗。大麻哈魚為了後代不惜獻出生命,而它們的子孫仍每年重複著前輩的“生活之路”,使其種族世代繁衍下去。
鰻鱺是生活在江河中的魚類,但它在生殖時卻要不遠千裏到深海中去產卵,小鰻鱺孵出後,再溯河而上回到家園去生長。
生活在歐洲西部江河裏的一種鰻鱺,每年都要遊過大西洋,到百慕大群島南部的深海裏去產卵,完成生殖過程。在地中海北部亞得裏亞海和南部尼羅河口的鰻鱺,也要遊到這個地方去產卵,行程達四五千公裏。一旦產卵、受精完成之後,鰻鱺就逐漸死去。受精卵孵化出的幼魚,會克服重重障礙及困難,回到江河中尋找適宜的生活場所。等幼魚長大再需產卵時,又會成群結隊地遊到大西洋去了。
魚的另一種洄遊是由於食物引起的。魚類以尋取食物為主要的洄遊稱為索餌洄遊。海洋中的魚類多數是以浮遊生物和小型魚、蝦為食,一旦環境變化,或餌料減少,它們便會為尋覓更好的進食場所不得不隨著食物的移動而移動。還有許多魚類在生殖期間不進食,生殖以後要大量進食以恢複體力,因而也進行索餌洄遊。
還有一種洄遊是由海水溫度變化引起的稱為越冬洄遊。
比較喜溫的魚類到了冬季水溫下降時,會避開冰冷的海域,
遊到溫度適宜的場所去越冬。例如帶魚,每年冬季由舟山群島的海區向南遊去,在廣東珠江口外越冬,春天又遊回老家來。
4.鳥類的旅行家在鳥類當中,有一些鳥有遷徙的習性,隨著季節的變化而遷移居地。這類鳥我們稱之為候鳥。候鳥的遷飛,通常是一年兩次。春季從越冬地區遷往生殖地;而秋季則是由生殖地遷往越冬地。
候鳥遷飛時往往集合成群一起遷飛,一般是一個“家族”的鳥群集合在一起,也有不同“種族”的鳥組成的混合鳥群。遷飛時,鳥群常排列成一定的隊形。鶴和大雁常排成“一”字或“人”字形;灰掠鳥緊緊結成個團形;燕雀為疏散的隊列。隻有猛禽(鷹、隼等)常常單獨飛行,相互間保持一定的距離。不同的鳥遷飛的速度和時間也不盡相同。
鶴、鸛和一些猛禽在白天遷飛,大多數鳥在夜間遷飛,白天休息和覓食,還可以躲避猛禽的襲擊。
大多數候鳥在遷飛中是有一定的方向和途徑的,它們不論沿著山脈還是河流飛行,都是南北縱飛的,為什麽鳥兒經長途旅行不會迷失方向?經過長期的研究發現,鳥兒識別路途和導航的本領與太陽的方位移動、星座、地磁及鳥兒體內的“生物鍾”有著密切的關係。
大多數候鳥遷飛的距離都比較長。北歐的白喉鶯在秋天到來後,向南遷飛,經過巴爾幹半島,飛過地中海,再沿原路線回到故鄉。鸛鳥從北歐遷飛,途經地中海、撒哈拉沙漠,一直飛到南非去過冬,飛行時間約三個月,飛行速度兩天內可飛610公裏。海洋鸌在北極區極晝的時候產卵繁殖,待幼鳥孵出後,就飛往南極過冬。它們每年飛行的旅程四五萬公裏。金行烏遷飛時,飛行的速度很快,能連續飛35小時,每小時能飛上90公裏。在日本繁育的澳南沙雉,秋季飛往澳大利亞過冬。它們每年橫渡太平洋,往返行程萬裏,中途卻不休息。