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动物王国
为什么有些动物的身体是透明的
在不同环境里生活的各种动物,都有一套保护自己的本领,隐形就是它们的绝技之一。例如,水族中的玻璃鱼、水晶虾、面条鱼、海蜇、墨鱼等,它们的身体都是透明的。
生活在南美洲的蛇眼蝴蝶的双翼像两扇玻璃窗子,在空中飞舞时几乎看不到它的形体。海蜇在大海中可以上下垂直地游动,尽管不同深度的海水颜色不一样,但因其身体透明,不论它穿行到哪层海水,身体都能与该层海水浑然一色,以适应环境,隐蔽自己。玻璃鱼和水晶虾的自卫能力差,但身体透明,在水中能隐蔽自己,逃脱捕食者的视线。
另有一些隐形动物,身体只有一部分透明。如两栖节肢动物——钩虾,身体是透明的,而内脏是不透明的。捕食者看到的只是它的肠胃,而不是它的整体,认为它小得不值一吃,就不去吃它,钩虾从而保存了自己。
隐形动物的身体为什么会透明呢?原来,隐形动物都具有透明度很高的肌肉组织和皮肤组织,皮肤组织中几乎没有色素细胞,因而皮肤也没有色素,于是看起来就是透明的。透明是为逃避捕食者的一种伪装。当然,透明的身体也是自然界进化选择的结果。
生命是什么时候诞生的
我们生活的地球,千姿百态,气象万千,充满生命的朝气。迄今为止,I世界上已知的生物种类就有140万种以上,加上许许多多尚未发现的大量新种类,科学家们估计,整个地球上,大概存在着1000万~3000万种生物。奇妙的是,这些数量庞大、形态各异的种类,都是由同一个祖先演化而来的。那么,这个最古老的祖先,是什么时候诞生的,又是怎样发展的呢?
要解答这个问题,最主要的证据就是化石。目前,人类所知道的最古老的化石是在澳大利亚发现的原始细菌类,它的生存年代大约是在35亿年前,据此推测,生命的老祖宗,可能就是在35亿年前出现的。
40亿年前,地球上形成了原始的海洋,当时,海水的温度很高,随着水温的逐渐下降,生命的诞生才具备了必要的外部条件。
不过,大气的情况依然很糟糕,空气中几乎没有氧,这样,最早出现的原始生命只能是不需要氧气的厌氧性生物。而且,由于缺乏氧气,地球上空不可能形成臭氧层,离开了臭氧层的阻挡,紫外线如入无人之境,一路杀来,威胁着脆弱的生命,于是,原始的生命只好龟缩在十几米甚至几十米深的海中生活。
随着生物的缓慢发展,到了26亿年前,蓝绿藻出现了,这种藻类具备了叶绿素,可以通过光合作用制造出氧,于是,适应于有氧环境的单细胞生物登上了历史的舞台。那时候的大部分氧,都与海水中的铁结合而形成了氧化铁,由此而形成了今天依然遍布世界的铁矿床,这一资源,支撑着当今社会70%的用铁需要,可算是古老时代地球留给我们现代人类的巨额遗产。
了解一些遗传规律的人可能会问,生命的延续是通过上一代赋予的.DNA遗传密码信息来进行的,这样的话,第一个生命的遗传密码是谁给予的呢?
很多科学家为此做了大量的研究,其中,美国化学家乌雷和米勒设计了一个非常著名的实验,试图揭开这一谜底。他们在烧瓶中装入水和原始地球时期的各种大气成分如氨、甲烷、氢等,并采用放电的形式来模拟闪电。一周后,烧瓶中产生了甲酸、乙酸、乳酸等有机分子,还有构成蛋白质的甘胺酸、丙胺酸等氨基酸成分。显然,闪电等自然现象可以制造出形成生命的分子,但要从分子发展到原始的生命无疑是一个极其漫长的过程,不可能用一个简单的实验就能得出结果。但无论如何,实验带来了生命发展的可能轨迹,并为进一步的研究打下了基础。
生命发展到了16亿年前,多细胞生物形成了,从此,生命的演化变得越来越快捷,到了大约7亿年前,肉眼可辨的海栖无脊椎动物出现了,并得到了迅速的繁荣,澳大利亚著名的埃迪卡拉生物群就是这一时期的产物。
大约在5亿7000万年前,生物发展出了硬组织结构,与软组织生物明显不同的是,它们很容易变成化石,所以,世界各地的化石记录从这一时期开始迅速增加,地质学上就把这一时期称为寒武纪的开始。
寒武纪的到来,标志着生物的急剧多样化,因此,这一时期也被称为生命的大爆发时期,今天我们在世界上所能列出的许多纲的代表生物,都可以在这一时期的化石群中找到。
微生物会自然发生吗
一盘食物放得久了,就会滋生出一些微小的生物来。有时候,我们只知道食物变质了,但却并不能看到这些微小的生物,那是因为我们的视力达不到那个级别。如果把食物放到显微镜下做一次检查,结果会让人大吃一惊,原来那里有着成千上万个小小生物,我们把这些小东西称为微生物。那么,食物中的微生物是怎么出现的呢?
摆在我们面前的事实是,食物中本来没有微生物,它们是后来滋生出来的,所以,早期的人们认为,微生物是从食物中自然产生的,这种学说就称为微生物的自然发生说。
17世纪的时候,意大利博物学家弗朗西斯科·雷迪否认了这种说法,他还为此做了一个实验,实验是这样的:在2个瓶子中都装入肉,一个瓶口打开,而另一个用薄布盖住,一段时间后,就有苍蝇飞入开口的瓶子中,随后生出蛆来,而另一个盖布的瓶子.却始终不见苍蝇和蛆。很显然,腐败的肉并不能产生苍蝇,新的苍蝇只能是上一代繁殖的结果,雷迪以此实验否定了自然发生说。但持相反意见的人就此发出疑问,他们认为,像苍蝇这类比较高等的动物不能自然发生,并不意味着微生物也不能自然发生,一时双方僵持不下。
转眼到了18世纪,英国天主教神父兼博物学家约翰·尼德汉也做了一个实验,以支持自然发生说。他把羊肉汁放在火上加热5分钟后,装入瓶中并用软木塞封住,照理来说,空气中的微生物和苍蝇在这种情况下无法进入瓶中,也就不会有微生物发生。可是,几天后检查的结果却截然相反,羊肉汁中有大量的微生物在活动,于是,自然发生说找到了新的证据。
正在这时,意大利又出现了一个科学家,名叫拉扎洛·斯巴兰占尼。斯巴兰占尼认为,尼德汉的毛病要能出在加热5分钟这个环节上,如果5分钟不足以杀死瓶中所有的微生物,那么,这个结果就是正常的。为此,斯巴兰占尼仿照尼德汉的方法也做了一个实验,他把羊肉汁分装成几瓶,瓶口加热后封死,其中一瓶加热5分钟,其余的加热1小时。
几天后,斯巴兰占尼做了检查,证实加热5分钟的羊肉汁瓶中长满了微生物,而加热l小时的羊肉汁瓶中没有任何微生物的存在。事情到此本该告一段落了,可是,尼德汉出来反击了:“加热1小时,好不容易自然发生的微生物怕也要死得精光,况且,斯巴兰占尼用加热的方法封瓶时,恐怕把瓶中的空气一起排除了出去,在真空状态下,微生物如何生存呢?”
显然,尼德汉有些理屈词穷了,因为既然微生物可以自然发生,并不会在乎曾经加热过多少小时,问题只是在非真空状态下实验结果是否也成立。在这种情况下,斯巴兰占尼在进行下一个实验时,格外注意封瓶时避免空气外泄,结果证明是完全一样的,这样,尼德汉终于无话可说了。
1860年,著名的法国化学家兼微生物学家巴斯德设计了一个更为合理的实验,他把加热过的肉汁装入瓶颈细长而且弯曲的烧瓶中,既不限制空气的进出,也不加热烧瓶,结果发现,微生物都粘附在瓶颈的弯曲部位,而瓶中没有微生物的出现,很显然,微生物是从空气中侵入进去的,从而彻底否定了自然发生说。
当然,微生物和其他所有的生物一样,都是经过漫长的岁月渐渐演变而成的,但进化过程与上面所说的自然发生有本质的区别。P1-5