[思維拓展]科學(xué)家揭秘?zé)釒в炅掷锏木`

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蝙蝠屬脊椎動物門哺乳綱動物。與其他哺乳動物不同,它們是會飛的哺乳動物。蝙蝠還是與其體型大小相似的物種中生命周期較長的動物。一只小型蝙蝠可以活30年左右,而與其體型大小相似的老鼠僅能活一年時間。 此外,與其它小型哺乳動物一胎多生不同,蝙蝠一胎僅能生產(chǎn)一到兩只后代。
    在南美洲北部法屬圭亞那的熱帶雨林里,太陽正西沉。此時,美國自然博物館的動物學(xué)家Nancy Simmons,正在樹林里忙碌著。她在地上豎起兩只桿,在兩只桿之間撐起一張大網(wǎng),然后靜悄悄地等著。
    夜幕降臨,樹林里的夜行動物——蝙蝠,離開棲木開始活動。當(dāng)它們飛經(jīng)Simmons時,一些蝙蝠撞到網(wǎng)上被捕獲。Simmons整夜都在工作,她小心地將網(wǎng)住的蝙蝠解開。她仔細(xì)觀察每一只蝙蝠然后將其放進(jìn)一只棉口袋里。黎明到來之前,她會決定哪些蝙蝠應(yīng)該釋放掉,哪些她要帶到營地作進(jìn)一步研究。
    通過在一小片森林里廣泛張網(wǎng),Simmons已經(jīng)捕獲了78種不同種類的蝙蝠。這是在一個地方發(fā)現(xiàn)蝙蝠種類最多的一次。但法屬圭亞那并不是世界上蝙蝠很多的地區(qū)。地球上的大陸除了南極洲以外,都分布有不同種類的蝙蝠。蝙蝠約占地球上哺乳動物種類總數(shù)的1/5。既然世界各地的夜空里都有蝙蝠飛翔,那么不同種類的蝙蝠之間有怎樣的親緣關(guān)系,這是科學(xué)家們努力研究的對象。Simmons給我們展示了她是如何嘗試建立蝙蝠家族的關(guān)系樹的。
    你在研究過程遇到的困難是什么?
    由于蝙蝠是夜行性動物,所以當(dāng)絕大多數(shù)人上床睡覺時,我們才開始準(zhǔn)備工作。除了整夜都得保持清醒以外,的困難是很難對黑夜中飛行的蝙蝠進(jìn)行研究。所以我們只好用網(wǎng)捉住它們。
    當(dāng)你捉住一只蝙蝠時,你都研究些什么?
    我是一名生物形態(tài)學(xué)家,研究有機(jī)體的身體構(gòu)造,包括外部形態(tài)及其內(nèi)部構(gòu)造。例如,我研究蝙蝠羽毛顏色的類型、骨骼的類型及牙齒的形狀。
    從這些特征你可以獲得什么信息?
    通過研究蝙蝠的身體構(gòu)造,你可以獲取一只蝙蝠生活習(xí)性的很多信息。例如,以昆蟲為食的蝙蝠要能刺穿昆蟲堅硬的外骨骼,因而這類蝙蝠都長有尖銳的牙齒;而以水果為食的蝙蝠,則要能壓榨出水果的汁液,因而這類蝙蝠都長有較寬、較鈍的牙齒,有點(diǎn)象人類的牙齒。
    有很多種蝙蝠嗎?
    目前發(fā)現(xiàn)的有110多種蝙蝠。較大的有狐蝠這種翅膀伸展開達(dá)1.8米的巨型蝙蝠,它們主要吃水果。澳大利亞悉尼的一些城市公園里,就有很多這類狐蝠。世界上最小的蝙蝠是泰國的大黃蜂蝠,它比你的小指還小,翅膀伸展開僅8厘米。這些屬于食蟲類蝙蝠,以空中飛行的小昆蟲為食。在這兩類之間有各種各樣的蝙蝠。
    不同種類蝙蝠之間的差別一直這么大嗎?
    最早的蝙蝠記錄是來自5200萬年前始新世早期的化石。這些化石顯示遠(yuǎn)古時期的蝙蝠類似于我們今天看到的蝙蝠。我們也發(fā)現(xiàn)了許多不同種類的蝙蝠化石,這證明那時蝙蝠的形態(tài)就已各異,種類很多了。
    不同種類蝙蝠之間的親緣關(guān)系到底怎樣的?
    這是我們所要努力解決的一個大謎。大多數(shù)科學(xué)家現(xiàn)在認(rèn)為蝙蝠可以分為18或19個科。根據(jù)蝙蝠一系列的特征(包括形態(tài)上和習(xí)性上的特征),不同種類的蝙蝠被劃進(jìn)這些科中。例如,同屬一科的蝙蝠有相似的牙齒、骨骼結(jié)構(gòu)、翅的形狀以及吃同一類型的食物。但科學(xué)家們對不同蝠科之間的關(guān)系尚未有統(tǒng)一的認(rèn)識,這是因為有太多的特征需要比較、匹配,不同蝠科內(nèi)及之間的變異都很復(fù)雜。
    為什么這么復(fù)雜呢?
    我們所研究的大部分蝙蝠特征都可能是不同種類的蝙蝠在不同的歷史時期內(nèi)獨(dú)自發(fā)展出來的。例如,數(shù)百萬年前,一群長有尖銳牙齒的食蟲性蝙蝠可能由于環(huán)境的影響開始以水果為食,這樣經(jīng)過很多代,這些蝙蝠的牙齒逐漸變得寬而鈍。同時,另一群無關(guān)的蝙蝠也可能從食蟲轉(zhuǎn)為食水果,這些蝙蝠也進(jìn)化出寬而鈍的牙齒。這樣盡管這兩類蝙蝠并沒有很近的親緣關(guān)系,但卻都有著相似的牙齒形狀——這在生物學(xué)上叫趨同進(jìn)化。澄清這種相似的特征是區(qū)分不同種類蝙蝠間真正關(guān)系的重要工作之一。
    那么,你們是如何區(qū)分不同蝙蝠間的親緣關(guān)系的?
    我們從世界上各種蝙蝠身上收集遺傳特征。除了研究蝙蝠的形態(tài)特征和生活習(xí)性外,我們也開始對蝙蝠的DNA進(jìn)行分析。我們發(fā)現(xiàn)不同種類之間的DNA都有著細(xì)微的差異。這些差異給我們發(fā)現(xiàn)不同蝙蝠種類間的親緣關(guān)系提供了寶貴的信息。通過分析這些信息,我們有望排列出蝙蝠家族較完整的親緣關(guān)系樹。
    為什么收集這些信息很重要?
    更多地了解蝙蝠有助于我們保護(hù)它們。蝙蝠的不少種類由于其棲居地遭受人類的破壞而面臨滅絕的危險。通過研究我們將能確定哪些蝙蝠面臨滅絕的危險,從而采取措施保護(hù)它們。
    為什么要保護(hù)蝙蝠呢?
    蝙蝠在各地的生態(tài)系統(tǒng)中都起著關(guān)鍵作用。一個重要的因素是蝙蝠以某些危害農(nóng)作物的昆蟲為食。例如在美國的部分地區(qū),蝙蝠一夜間能夠消滅掉數(shù)千噸的玉米穗蟲,這些昆蟲以糧農(nóng)作物為食。如果這些地區(qū)的蝙蝠消失了,對我們的農(nóng)業(yè)將是毀滅性打擊。