书城科普长满灌木的南北极(星球保卫战)
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第14章 极地宝藏—地球最后的“宝库”(3)

王企鹅是游泳健将,它每小时可游 8~ 10千米。像海豚一样,每隔几米,王企鹅就要浮出水面来呼吸。同时,王企鹅也是了不起的潜水员,它们能潜到 510米深的水下,并能在水底坚持 18分钟。企鹅在陆地上行走是用像蛙鞋的双脚笨拙地蹒跚而行。而王企鹅则是用自己的肚子作“平底雪橇”般的滑行,并且用自己的鳍状肢及腿来推进。

王企鹅的嗅觉并不发达,视力也不好。它们在陆地上可能是近视的,但在水里的时候视力会相对好一些。企鹅之所以能待在极寒冷的气候里,是因为它们有着浑厚重叠的油性皮毛形成的防水外皮,可以提供极佳的御寒功能。为了生存,企鹅十分注重保养这身皮毛,王企鹅会以在水中扭动及翻转的动作,用鳍状肢摩擦自己的身体,给皮毛进行几分钟的梳洗。企鹅在感觉到热的时候,则会举起它的鳍状肢,让身体的两面暴露在空气中散热。

王企鹅也是集体繁殖、有领域性的动物,每对王企鹅的领域范围约为 1平方米。王企鹅的产卵期是从 11月开始,在相对温暖的夏天孵化。王企鹅不筑巢,在低的荒野地上繁殖,每次产卵一枚。由雌雄轮流孵蛋 52~ 56天。准备当父母的王企鹅不吃不喝的来孵化卵,将腹部底下挺出,像是温暖的孵卵箱一样。刚生下来的小企鹅几乎全裸,第一次的绒羽浅灰或褐色,第二次则转为暗褐色,脖子很细,具有很大的翅膀,看起来好像小鸟的翅膀一样。这时,母亲将已经消化的东西吐出来喂小企鹅。小企鹅在父母身边约 40天大就加入幼鸟群,10~ 13个月羽翼丰满。小企鹅会被照顾约一年的时间。5~ 7岁达到性成熟。企鹅很长寿,据说可以活20~30岁。

南极还生存着另一种企鹅——帝企鹅。帝企鹅繁殖时面临的是鸟类所可能遭遇的最寒冷恶劣的气候条件:一望无际的冰封的南极海冰,平均气温为 -20℃,平均风速为 25千米 /小时,有时甚至可达 75千米 /小时。每年南半球的秋季(3~ 4月),帝企鹅在南极大陆沿海那些坚固可靠的海冰上形成繁殖群居地,为此,它们可能需要在冰上行走 100千米以上才能到达繁殖点。求偶期过后,每只雌鸟在 5月产下 1枚很大的卵,然后由雄鸟在接下来的 64天里孵化,这段时间雌鸟回到海里。雏鸟孵化后,由双亲共同抚养,为期 150天,从冬末至春季。这样,雏鸟在海冰再次出现之前的夏季便可以独立生活。

这样的繁殖安排容易让人产生两方面的疑问:其一,帝企鹅为何要在一年中最恶劣的季节里抚育后代?其二,帝企鹅是如何在严冬中生存的?

第一个问题的答案似乎是:倘若帝企鹅在南极的夏季(仅有 4个月)进行繁殖,那么当冬季来临时,它们漫长的繁殖周期还没来得及结束。而且若那样的话,雏鸟在暮春换羽时体重只长到成鸟的60%,这个比例对任何换羽的企鹅而言,无疑都是最低的,因此幼鸟的死亡率会很高。当然,成鸟是每年都可以繁殖的。

帝企鹅在恶劣条件下的生存之道,表现为生理上和行为上的高度适应性,从根本上而言,这都是为了将热量散失和能量消耗降到最低限度。帝企鹅的体形使它们的表面积与体积之比相对较低,同时它们的鳍状肢和喙与身体的比例要比其他所有的企鹅种类低 25%。它们的“血管热交换系统”极度发达,其分布的广泛程度为其他企鹅的 2倍,从而进一步减少了热量散失。血液流往足部和鳍状肢的血管与血液流回内脏的静脉紧紧相邻,这样,回流的血液便可以被保温,而往外流的血液则被冷却,从而将热量的散失降至最低。帝企鹅还在鼻孔中回收热量,即在吸入的冷空气和呼出的热空气之间进行热量交换,从而可以将呼出的热量保留约80%。此外,它们身上长有多层高密度的长羽毛,能够完全盖住它们的腿部,为它们提供了一流的保温设施。

由于冬季冰川一望无垠,海面就变得很遥远,因此觅食非常困难。于是,帝企鹅待在巢内的新陈代谢速度就减缓,漫长的禁食期也势在必行——雄企鹅可达 115天,雌企鹅为64天。帝企鹅庞大的体型令它们可以贮存充足的后备脂肪,来应对这段食物短缺期。

不过,帝企鹅最重要的适应性表现为“集群”。它们尽可能地不活动,一大群一大群地聚在一起,多的可达5000只帝企鹅挤在一块,密度达到每平方米 10只。如此一来,无论是成鸟抑或是雏鸟,个体的热量散失都可以减少 25%~ 50%。集群作为一个整体会缓慢地沿顺风方向移动,而其内部也存在着有规律的移动:位于迎风面在南极海域,最有代表性的可能就是威德尔海豹了。威德尔海豹生活在南极半岛附近的威德尔海和设德兰群岛四周的海域,但它们并没有固定的帝企鹅沿着集群的侧面前移,然后成为集群的中心,直至再次位于队伍的后面。这样就没有个体一直处于集群的边缘。这种流动方式对帝企鹅来说之所以可行,完全是因为它们具有足部带卵移动的能力,在脚上的卵(以及随后的雏鸟)由袋状的腹部皮肤褶皱层所遮盖和保暖。帝企鹅适于群居的另一个重要特征表现为,它们几乎不会做出任何具有攻击性的行为。

冬季时,它们会结伴迁移到离南极大陆很远的海域去。到夏季时,它们又成群结队地返回南极大陆附近的海域,除了捕食外,终日躺在冰面上晒太阳。

成年的威德尔海豹体长 3米左右,体重 600~ 800千克,身披短毛,背部呈深黑色,其余部分浅灰色,身体两侧有白斑。这些常常出没于南极大陆上冰洞的威德尔海豹可以说是“打孔专家”。每当寒季海面封冻时,它们便忙碌地在冰层下游来游去到处“打孔”。

威德尔海豹一般只能在水下呆10~ 20分钟,最长可达 70分钟,因为它需要不断浮出水面进行呼吸。由于寒冷的南极海域容易被封冻,当威德尔海豹被封在海冰或浮冰群的底层时,就无法随时浮出水面进行呼吸。为了呼吸,威德尔海豹会不顾一切大口大口地啃起冰来,费尽了平生之力,啃出了一个洞,以尽情地呼吸着空气。为了避免自己用鲜血和生命换来的洞口被再次冻结,威德尔海豹每隔一段时间就要重新啃一次。这样,冰洞就成了它进出海洋、呼吸和进行活动的门户。然而,威德尔海豹并不擅长打洞,在啃咬冰块的时候,它的嘴磨破了,牙齿磨短了,甚至磨掉了,这使得它进食,也无法同它的劲敌进行搏斗。因此,本来可以活 20多年的威德尔海豹的真实寿命只有 8~ 10年,有的甚至只活 4~ 5年就丧生了。更有甚者,有的威德尔海豹在还没有钻出洞口的时候就因缺氧和体力耗尽而亡。

威德尔海豹啃出来的冰洞,还是海洋学家进行海洋科学研究的极好场所。海洋学家可利用这些冰洞采集海水样品,进行海洋化学和海洋生物学的研究;还可以把各种海洋学仪器放进冰洞,进行海洋物理学等学科的研究。因此,人们把威德尔海豹称为打孔巨匠和海洋学家的得力助手。

别看雄海豹长得一副呆头呆脑的怪模样,它可深受雌性海豹的追求和痴恋。这也许是因为“雌性过剩”的缘故,通常在威德尔海豹中,处于青春期的雌海豹就相当于雄海豹的两倍。一头交了“桃花运”的公海豹常常是妻妾成群,前呼后拥。每当南极暖季来临之时,雌海豹春情勃发,纷纷一个劲儿地追求雄海豹。一头精力充沛的盛年公豹可以轮番与雌豹在水中交配。雌豹对公豹的爱情专一。一旦配偶,便永结同心,长期相随。而公豹却随时寻欢作乐,伴侣多多益善。因此,身后的“妻妾”越来越多,最多的竟达 500头以上。

每年 10月中下旬,即南半球的春天,临产的雌性威德尔海豹在雄海豹的陪同下凭着高超的辨向识途的能力,在几百米深昏暗的水里长途跋涉,回到它每年固定的地方生儿育女。在慵懒的海豹这个时间里的南极大陆海湾的冰面上,可以看到怀孕的雌海豹一个个肥壮滚圆,体重达到 800~ 900千克。

一般情况下,母海豹一胎产一仔,刚出生的幼仔体重就达到 10~ 15千克。由于母海豹的乳汁中含脂率高达40%以上,而且其他营养成分的含量也很高,所以,幼仔吸收后长得很快,平均每天体重可增长 2千克,10天以后,它们的身长和体重都成倍增加,体重达到 30~ 40千克。母海豹在哺乳的两个月时间,一步都不离开幼仔,也不下海哺食,只啃一些冰面上的积雪解渴,完全靠积累在体内的脂肪来哺育幼仔,并维持自己的生命。等到小海豹体重达到 100~ 200千克,可以独立下海哺食的时候,母海豹的身体已极度虚弱,体重减少了50%~60%,仅剩下300~400千克了。

威德尔海豹的潜水能力很强,它可以在 600米的深海呆上 1小时。威德尔海豹之所以能进行这种深潜和长潜,主要是因为在潜水时威德尔海豹的生理功能发生很大的变化。

威德尔海豹在潜水时,它的心脏跳动由原来的每分钟 55次下降到 15次,心脏的血流量则由原来的每分钟40升下降到 6升。在这种情况下,威德尔海豹的其他大多数器官只能得到正常血量的5%~ 10%,但潜水时的威德尔海豹的血压正常,依然保持160毫米汞柱。下潜时,威德尔海豹的血糖也会大量下降,即使在它刚开始上浮的前 5~ 10分钟,威德尔海豹的血糖仍然在继续下降,不过,此时威德尔海豹的心功能却大幅度提高。

磷虾的体型是体长两侧扁,雌性长 18~ 24厘米,雄者稍短。体躯透明,雌者棕蓝色,雄者稍显黄色;全体被有甲壳。头胸甲较坚硬而宽大,前端中央延伸成长而尖的剑颧,上缘具7~9齿;下缘具3~5齿。

磷虾的剑额下两侧有 1对有柄的眼,头部有 5对附肢,第 1、第 2对附肢成为两对鞭状触角,其第 2对附肢很长。其他 3对附肢,成为 1对大颚和 2对小颚,组成了口器。磷虾的胸部有 8对附肢,其中 3对附肢成为颗足,为口器的一部分,5对附肢为步足,前 3对步足的末端均为钳状,其第 3对附肢最长,后 2对末端成爪状。磷虾的腹部明显的分为 7节,能屈曲;腹部有附肢 6对;雌性磷虾的第1对附肢为内肢极小,雄性磷虾的第 1对附肢则变为生殖器,其第 6对附肢为尾肢,粗短,和腹部第 7节尾节合成尾鳍。

磷虾分布的范围广,数量大,是磷虾是许多鱼类的重要饵料许多鱼类和须鲸的重要饵料,也是渔业的重要捕捞对象。南极磷虾的资源十分丰富,故南大洋有“世界未来的食品库”的美誉。黄海的太平洋磷虾是中国产量最大的磷虾。此外,由于磷虾有明显的集群性,是形成声散射层的主要浮游动物,所以它在海洋水声物理学研究中也很受重视。

南极磷虾是生活在南大洋中的一种甲壳类浮游动物。其实这种虾类,不仅南极海域有,北冰洋海域也有。它们个体不大,体长一般在 3~ 5厘米,但是,它的蕴藏量却十分惊人。有人估计,南大洋中的磷虾有 4亿~ 6亿吨;也有的说,起码有 45亿吨。不管是哪种说法,作为一种生物资源,它的蕴藏量是非常庞大的。正因为如此,磷虾在南大洋食物链中起着十分重要的作用。这种富含维生素的磷虾,是须鲸的主要食物;同时,也是其他动物如海豹、鲱鱼、企鹅、海鸟等的基本食物。

磷虾的习性非常特别,它白天生活在深海中,人们在 5000米以下的水层都能见到磷虾的踪影,夜间才上升到海面。从它的活动方式看,磷虾基本上是做长距离昼夜垂直移动,而且是群体运动,这可能与磷虾生殖方式有直接关系。对于这一点,科学家们产生了浓厚的兴趣。在产卵季节,雌虾把卵排到水里。虾卵在孵化过程中,不像其他产卵生物,卵始终在某一深度完成孵化,它是在不断下沉过程中完成的。受精卵离开母体之后,就开始下沉,边下沉边孵化,一直下沉到数百米甚至数千米的深度,才孵化出幼体。而幼体的发育则是在上升过程中完成的。幼体一出现,则下沉停止,开始上浮,逐渐发育。当幼体发育成小虾阶段,就几乎到达海水的最表层。这时的磷虾长成成虾,在表层觅食、生长、集群、繁殖。到发育成熟阶段,再进行下一代的繁殖。就这样一代又一代,在下沉、上浮过程中,实现磷虾的生命循环。不同海域的磷虾受精发育过程不同,在热带海洋中,1年内达到成熟;而在冷水海域,例如南大洋海域,则需要 2年时间。

人们在了解了磷虾的繁衍生育过程之后,感到十分困惑不解。例如,磷虾产卵后就能自己下沉几百米甚至上千米,这是什么力量在起作用呢 ?是发生在卵的自身,还是借用某种外力 ?又如,磷虾卵为什么能承受如此之大的静压变化 ?要知道,表层海水静压与深海静压相差数百倍、上千倍。再如,磷虾的孵化过程为什么要采取这种下沉—上浮的方式 ?这是否也是长期适应南大洋环境的一种本能习性 ?等等。对于这些问题,人们还一时找不出确切的解释。于是,有人提出,最好的办法是通过人工培养,对于磷虾产卵孵化的全过程进行监测、研究。但是,在实验室里,不管使用何种方式,只能做到较长时间地饲养磷虾,而无法获得磷虾产卵、孵化的过程。看来,攻克这一难关,还需科学家继续付出艰辛的劳动。

在自然界中,动物也会自杀,而令人奇怪的莫过于旅鼠这种动物了,它们竟会成千上万地集体投海自杀,是什么力量或因素驱使这些生命力旺盛的家伙甘心离弃这个世界 ?这真让人百思不得其解。