岛屿,奇妙动物的孕育地

2018-09-29 11:06吴翼
科学之谜 2018年8期
关键词:鸸鹋生物学家体型

吴翼

神奇的岛屿

世界上有成千上万个大大小小的岛屿。有的岛屿离我们的大陆很近,还会有人生活在岛屿上;有的则独自坐落在汪洋大海上,至今仍无人问津。

实际上,岛屿只是一个约定俗成的名称,人们将面积大于格陵兰岛(面积为217.56万平方千米)的土地称为大陆,反之就称作为岛屿。然而,澳大利亚虽然因为面积非常大而被称为是大陆,但我们也可以将它看做一座巨大的岛屿。澳大利亚这片古老的土地和其他的岛屿一样,也具有一些独特的神奇特征。

说到岛屿,我们会马上想到四面环海,与世隔离的荒凉之地。其实也正是因为岛屿四面环海,才使得岛屿的位置无论在哪儿、面积是大是小,往往都有独特的生态环境,并且还有一种神奇的魔力——孕育奇妙的动物。例如澳大利亚有蹦蹦跳跳的袋鼠和神秘的鸭嘴兽,马达加斯加有擅长攀援的环尾狐猴。这些动物之所以奇妙,是因为它们在岛屿上生存了千年以上,而且除了这些岛屿之外,在地球上的其他地方都不会有它们的身影。也就是说,你想看到土生土长的袋鼠,你只能到澳大利亚去,其他地方是不会有的。

那么为什么岛屿会具有奇妙神奇动物的魔力呢?四面环海导致岛屿与大陆或其他岛屿产生了地理隔离,长期下来,岛上的生物会因为需要适应当地环境而发生基因上的变化,进化成了一个新的物种。其实这些新的物种和大陆或其他岛屿上的某些相似的动物都来自同一个祖先,但由于居住的地方不同,也就慢慢的变成了两种甚至更多种不同的物种。

岛屿法则

岛屿神奇的魔力,通常是使动物为了适应环境而强化某种器官或是进化出新的器官。此外,有一项研究表明,生活在岛屿上的动物,它们的体型也会发生变化。在1964年时,英国生物学家约翰·布里斯托·福斯特提出了“岛屿法则”:由于岛屿上的资源有限,大型动物在岛屿定居后会趋向于进化成体积更小的动物,而小型动物则会变大。当时福斯特以渡渡鸟、塞舌尔象龟作为例子证明“岛屿法则”,比起同种类型的动物,这两种动物的体型非常巨大,被福斯特认为是受到“岛屿法则”的影响。然而在当时“岛屿法则”备受争议,直到现在,伴随着更多的研究发现,科学家才渐渐接受这个结论的正确性。

特产于澳大利亚的鸸鹋是一种可以追溯到恐龙时期的古老的鸟种,它的体型非常大,仅次于非洲鸵鸟,被生物学家们称为“澳洲鸵鸟”。生物学家们发现鸸鹋这种鸟的体型与它所生活的岛屿大小有关联。在很久以前,鸸鹋除了生活在澳大利亚大陆上之外,还生活在大陆周边的金岛(面积为1098平方千米)、袋鼠岛(面积为4405平方千米)和塔斯马尼亚岛(面积为9.07万平方千米)。可惜的是现在这些岛上生活的鸸鹋在19世纪的时候就已经全部灭绝了。如今生物学家们收集来自这些岛上的鸸鹋化石,发现了每个岛上所生活的鸸鹋体型大小都不一样。

鸸鹋体型巨大,支撑身体的双脚也非常健硕,根据脚骨的长度可以判断鸸鹋的体型大小。生物学家们测量了各个岛上鸸鹋化石的脚骨长度,发现其中最小的岛屿——金岛上所生活的鸸鹋脚骨长度最短,大约为澳大利亚大陆上鸸鹋脚骨长度的2/3,其次是袋鼠岛再到塔斯马尼亚岛。

生物学家们认为研究结果与“岛屿法则”有关联,岛屿的大小决定岛屿上资源的数量,特别是植物与食物链底层的数量,而这些数量就决定了食物链上层动物的体型大小和数量的多少。由于澳大利亚这片广袤的土地上所生活的生物会比其周边的岛屿上的生物要多。所以岛屿的大小对鸸鹋也会产生相对应的影响,大一些的岛屿会让鸸鹋变大,反之亦然。

不仅是鸸鹋,所有动物都会受到“岛屿法则”的影响。动物体型的大小往往决定它们的地位,这是有利有弊的。大型动物处于食物链的顶端,每天需要摄取非常多的食物;小型的动物虽然天敌众多,但它们拥有极强的繁殖能力。当它们来到在岛屿上——一个资源并不丰富的区域时,对食物量大的大型动物而言只会经常挨饿,所以进化过程中体积会变小,使身体所需的能量变少。小型的动物则因为天敌数量减少,不需要躲躲藏藏,所以体型在进化过程中就会渐渐变大。

“岛屿法则”使岛屿为孕育许许多多的新物种创造无限的可能性。但这并不是岛屿唯一的神秘之处,生物来到岛屿之后,还会发生更神秘的事。

小岛上的“分身术”

鸸鹋在不同岛屿上有不同的物种分布。然而在同一座岛屿上,一种动物也可以变成几个不同的物种。生物学家们在菲律宾最大的岛屿吕宋岛(面积为10.99万平方千米)上发现了许多来自其他地方的生物所演化成的新物种。在研究的56种非飞行动物中,有52种是其他地方没有的物种,但是可以证明它们的祖先在其他地方生活过。也就是说,当这些动物来到吕宋岛上时,就会因小岛的“魔力”而发生变化。

吕宋岛上有许多独立的山峰,还有常年雾气缭绕的雨林。这些环境因素造就了吕宋岛上有许多独立的、互不关联的栖息地,动物来到这里,选择了不同的栖息地后就彼此不相往来了,久而久之,就会在不同环境的影响下变成不一样的物种。

在这里,生物学家们可以在不同的山上找到四个不同物种的长着胡须的小老鼠,虽然它们看上去非常相似,但是它们的DNA有不一样的地方,确确实实是属于不同的物种。不仅是吕宋岛,在附近的一个面积不及吕宋岛1/10的民都洛岛也有这样的现象出现,生物学家们在民都洛島上发现的一种爱吃蚯蚓的老鼠,它也有四个不同的物种。其中有三种是栖息在民都洛岛的高山上,一种是在地面上。这些不同物种的老鼠的形成,主要是为适应当地的自然环境,以保证这一类生物更好地生存和繁殖。

在自然界,无数的生物因为人类而灭绝,它们永远消失在地球上了。然而,如果灭绝的生物过多,会破坏生态系统的平衡,甚至威胁到我们人类的生存。为此,保护大自然的生态稳定性,是我们应该考虑的问题。如何保护频临灭绝的生物呢?岛屿的神奇特点,为我们提供了一个新的思路。

新的生物保护区

科学家大胆猜想,我们可以在岛屿上建立生物保护区,依靠岛屿神奇的特点,拯救那些对我们十分重要的稀有生物,同时观察它们在岛屿上是否会演化出新的物种,这样的现象具有极大的研究价值。

以往的生物保护区更多的是保护生物的栖息地免受人类的破坏,从而间接地保护生物的生长与繁殖。但有其局限性。既然在岛屿上,有老鼠可以在山上生活并演化成另一种物种,那么在规划生物保护区时,是否要考虑把山、诺大的森林加入到保护区的范围内,像在岛屿上一样,让生物在不同的环境演化出不同的物种。

对于一些稀有的生物,可以将它们送到专门的岛屿上,一是能让它们免受天敌的侵害,安逸的生活着,二是借助岛屿的神奇特点,期待它们会发生变化。

这是一个新的开始,或许在未来,生物不会越来越少,而是越来越丰富。

拓展阅读

生物进化的脚步从古至今都没有停下过。为了适应环境,生物在一代又一代中不断进化,从而变成和原来不一样的新物种。那么新物种是如何形成的呢?我们来看看一个例子吧。

首先,一种本在树林里生活的猴子来到了山上,那它就和在树林里生活的猴子失去了联系,也就是与其他猴子产生了地理隔离。为了适应山上险峻的地理环境和温差变化大的气候,久而久之,生活在山上的猴子会发生变化,它们的手臂渐渐变长,毛发也变得浓厚起来,这就和在树林里的猴子产生了差异。然后它们会繁殖后代,后代也遗传了长臂和厚毛的特征。一种新物种就出现了。

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