一些魚類的洄遊是自然界中有趣的現象。在溪流中,每年有不少魚產的卵,受精卵孵化成小魚後,它們就順流而下,由小溪遊進小河,再進入大江,經過幾千米的遊程,最後進入大海。小魚在大海中長成了大魚,當產卵季節又來臨時,它們會循著小時候遊過的路線,再回到童年時的“家鄉”,在那裏產卵。是什麼因素引導著魚類遊向它們的家鄉呢?根據研究,是它們家鄉溪流中水的成分和水的氣味。它們家鄉的土壤。植物和動物特有的氣味溶解在河水之中後,成為引導魚類洄遊的“路標”,在這中間,魚類的嗅覺起了至關重要的作用。
科學家們利用魚類憑嗅覺覓食、靠嗅覺決定洄遊路線的生活習性,製造出人工模擬的“氣味”環境,用於捕魚以及引導魚群進入較清潔的水域,這對於漁業生產是大有益處的。
至於魚類如何在海中尋找到它們熟悉的江口,從而循氣味遊向家鄉,這仍然是一個未解之謎。
昆蟲靠嗅覺尋找配偶
和人類、魚類不同,昆蟲的嗅覺既不靠鼻子,也不靠皮膚或嘴唇上的感受器,它們靠的是嘴巴周圍的觸角或觸須,這是昆蟲的化學感受器官。在觸角上,遍布著接受和處理氣味信息的嗅覺細胞和神經網絡。在麻蠅的觸角上,有3500個化學感受器,牛蠅的觸角上則有6000個,而蜜蜂中工蜂的觸角上更有12000個化學感受器。正因為有了這些先進的“工具”,它們的嗅覺才特別靈敏,普通的家蠅可以識別3000種化學物質的氣味。
螞蟻依靠嗅覺來區分“敵我”,同一家族的螞蟻,有著相同的氣味,而外來的入侵者,由於氣味不同而很容易被察覺。一隻其他家族的螞蟻,如果不慎走入,它很快就能被識別出來,而且將受極刑處罰。如果將外家族螞蟻的提取物塗到本家族的一隻螞蟻的身上,由於氣味的變化,它也會招致殺身之禍。
昆蟲的嗅覺還用於尋找配偶。在昆蟲的繁殖期,雌性的昆蟲能釋放出一種叫做性引誘劑的激素(又稱性信息素,雄性的昆蟲嗅到了這種氣味後,就飛向雌性的昆蟲。在交尾之後,雌性昆蟲就不再釋放這種激素。雄昆蟲對這種性引誘劑的嗅覺特別靈敏,科學家曾做過一個有趣的實驗,在幾隻雄蛾身上用油漆做上記號,把它們和關在籠中的雌蛾分開,並帶到距離遠近不同的地點,然後將它們—一放出,30分鍾後,第一隻雄蛾飛到了雌蛾籠邊,它飛行了5千米。以後,另一隻相距11千米的雄蛾也飛到了,據分析,在那種距離的範圍內,性引誘劑的含量已稀釋到每1立方厘米的空氣中隻有1個分子,而雄蛾依然能分辨出。
科學家們利用現代的分析手段,搞清楚了一些昆蟲性引誘劑的結構,並且在實驗室中用化學方法合成了同樣的激素。利用這些人造的性引誘劑在農田中捕殺害蟲,已成為當今一種新的植物保護手段。
動物認親之謎
在動物世界中存在著各種各樣的關係,這些關係遠比人們想像的要複雜得多。科學家研究發現,在同一種動物中,血緣關係對動物行為的影響起著重要的作用。一般來說,同一血緣的個體,相互之間都能和睦相處,互助互愛。那麼,動物是怎樣識別親屬的呢?
氣味是身份證
科學家通過實驗證明,有些動物是通過氣味來分辨親緣關係的。
美國蛤蟆卵孵化出的蝌蚪,似乎能通過氣味識別素味平生的“兄弟姐妹”,它們情願與“親兄弟姐妹”集群遊泳,而不願與無血緣關係的夥伴為伍。科學家將一隻蛤蟆同一次產的卵孵出的蝌蚪染成藍色,另一隻蛤蟆產的蝌蚪染成紅色,一起放人實驗室的水池中。開始它們混在一起,過不了多久,它們又自動分開,紅色蝌蚪相聚在一起,藍色蝌蚪相聚在另一處,徑渭分明,一點也不含糊。作為對照,科學家又做了一次實驗,將蛤蟆同一次產下的卵孵出的蝌蚪一半染成紅色,另一半染成藍色,將它們放在一個水池中。這次它們並不按顏色分成兩群,而是緊緊聚成一團。
蜜蜂是靠氣味識別自己親屬的。蜂群裏有專門的所謂“看門蜂”,由它控製進入蜂巢的蜜蜂。在一起出生的蜜蜂(一般都是同胞兄弟)可以通行無阻,但阻止其他地方出生的蜜蜂入巢。“看門蜂”的任務,是對進巢的蜜蜂進行審查,它以自己的氣味為標準,相同的放行,不同的拒之門外。
螞蟻也是以氣味識別本家族成員的。蟻後給每隻公蟻留下氣味,有了蟻後親自簽發的“身份證”,才能自由出入蟻穴,否則要被咬死。
魚類身上有識別性激素。魚當了父母親之後,體表常常會釋放出一種被稱之為“照料性激素”的化學物質,幼魚嗅到後,便自動保持在一定的水域裏生活,以利於親魚的照料和保護。如非洲鯽魚,它的受精卵是在雌魚口中孵化的,幼魚從出世到自己獨立生活之前,總是活動在雌魚周圍,一旦遇到敵害,雌魚就把它們吸到口腔裏。假若沒有“照料性激素”,它們是絕不會有這種母子之情的。
鳴聲辨別親疏
鳥類、蝙蝠等是靠聲音辨別親屬的。
為了探索鳥類是怎樣從鳴聲識別親緣關係的,鳥類學家海斯和他的學生研究了雌野鴨的孵卵過程。他們把微型麥克風安放在野鴨巢的底部,然後跟錄音機相連。他們發現,孵卵的雌鴨在開始孵卵的第四個星期發出“嘎嘎”較微弱的低聲鳴叫,每聲隻持續150毫秒。這時,被孵化的卵裏邊發出“嘰嘰”聲。起初,這些聲音很小很小,隨著時間推移,野鴨的鳴聲越來越頻繁,卵裏的“嘰嘰”聲也愈來愈高,隨後小鴨就出殼了。在雛鴨出生後二小時,兩種鳴聲增加了4倍。雛鴨出生後的第16~32小時,雌鴨離巢遊向水中,它發出急促的呼喚聲,每分鍾快達40~60次。於是小鴨紛紛出巢,跑向母親。由此看來,雛鴨在卵內孵化的第27天起就開始聽到母親的聲音,在這一過程裏聽覺起主要作用。雛鴨出殼後,視覺、聽覺一起作用,使雛鴨進一步認識母親。
燕鷗的巢築在海灘上,巢與巢靠得很近,但燕鷗能根據叫聲和外形識別自己的雛鳥,從不會搞錯。
崖燕大群大群地在一起孵卵,峭壁上會同時擠滿幾千隻葫蘆狀的鳥巢,密密麻麻地巢挨著巢。但用不著擔心老崖燕會認錯自己的子女。對它們來說,雛燕的叫聲就是它們的識別標誌。在常人聽來,雛燕的叫聲似乎是一樣的,沒啥區別。但如果仔細分析,可發現其中仍有細微的差別。實驗證明,若向附近的空巢放送雛燕叫聲的錄音,老鳥每次都隻向自己雛鳥的叫聲飛去。當然識別是相互的,老鳥在聽到雛鳥的叫聲時,也會發出鳴叫,雛鳥聽到後,會叫得更加起勁。
在美國西南地區一些岩洞裏,棲息著7000萬隻無尾蝙蝠。它們的居住地如此擁擠,以至長期以來生物學家們推測,母蝙蝠喂奶時,不可能喂自己的親生子女,而隻是盲目地喂首先飛到自己身邊的小蝙蝠。為了弄清這個問題,美國生物學家麥克拉肯和他的助手做了實驗,他們從洞裏密密麻麻的、正在喂奶的800萬對蝙蝠中抓走167對,隨後對每對蝙蝠的血液進行基因測定。結果發現,約有81%的母蝙蝠喂的正是自己的子女。麥克拉肯帶著照明設備在山洞裏又進行仔細的觀察,他發現,母蝙蝠在喂奶前,先要發出呼喚的叫聲,再根據小蝙蝠的回答來判斷是否是自己子女,還要進一步用鼻子嗅,在確認是自己的子女後才喂奶。
騙親有其道理
生物界有認親行為,也有騙親行為存在。有的動物為了達到某種目的,采取了一些騙親手法,杜鵑是這方麵的行家裏手了。
杜鵑在繁衍後代的時候不壘巢、不孵卵、不育雛,這些工作會由其他鳥來替它完成。春夏之交是雌杜鵑產卵時期,它便選定畫眉、葦鶯、雲雀、鯉鳥等的巢穴,利用自己的形狀、羽色和猛禽鷹鷂相似的特點,從高遠處疾飛而來,巢內的其他鳥以為大敵鷂鷹來犯,便倉皇出逃,杜鵑乘機便將卵產在這些鳥的巢內。由於長期自然選擇的原因,杜鵑產的卵在大小、色澤、花紋方麵和巢主產的卵相差甚微,因此不易被巢主發現。杜鵑的卵在巢內最先破殼成雛。小杜鵑的背上有塊敏感區域,有東西碰上,它便會本能地加以排擠,所以巢主的卵和破殼的雛鳥便被它推出巢外。這樣,小杜鵑可以獨自占養父母采集來的食物了。小杜鵑慢慢長大了,老杜鵑一聲呼喚,它便跟著遠走高飛。
長尾葉猴是一種溫和的群居動物,群內成員會很好合作,很少發生爭鬥。一般由1—3隻成年雄猴為頭領,帶領25—30隻猴子。但如果有一隻年輕的雄猴登上首領寶座,它會殺死老猴王留下的所有幼猴。有些科學家認為,新猴王殺死未斷奶的幼猴,是為了更快地得到自己的子孫。因為哺乳動物在哺乳期一般不繁殖,殺死幼猴可促使母猴及早進入繁殖期,從而早日生育新首領的子女。因此,這種殺嬰行為對於整個種群可能是一種生殖上的進步。這種觀點叫“生殖優勢”。
不過,母猴總是愛自己孩子的。如果有一隻雌猴此時已懷孕,它為了保護腹中的胎兒,會隨機應變地製造一幕生物學上的騙局:它假裝已經發情,與新上台的猴王進行交配,使這位新首領以為將要降生的小猴真是它親生孩子。雌猴從而成功地救下了這條小生命。