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【摘要】:原始生命在海洋里诞生绝不是偶然,海洋的物理和化学性质使它成为孕育原始生命的摇篮。但是随着自然的发展和动物的进化,有很多陆生动物诞生了。从完全依靠水环境的水生生物到逐渐摆脱水环境的两栖类,再到后来可以完全脱离水环境的爬行类鸟类和哺乳类,动物在进化过程中形成了很多适应陆生环境的特性。防止体内水分散失、日益发达的肺、保护幼体的方式、有利于捕食和逃避捕食的行为对陆生动物适应陆地环境的作用不容小觑。
【关键词】:陆生动物;陆地环境;适应性
一、从防止体内水分的散失看陆生动物对陆生环境的适应性
我们都知道,水是新陈代谢的重要媒介,没有它,体内的一系列生理生化反应就无法进行,生命也就停止了。因此,陆生动物在进化过程中大致形成了以下几个适特征:
(1)陆生动物体表覆盖角质层、鳞片、羽毛、毛或形成外骨骼,减少水分从体表蒸发。比如蜥蜴体表覆盖有角质层,除了可以用来保护自己外,也可以用来减少水分的丧失。
(2)多数陆生动物以尿素或尿酸形式排泄含N废物,因此可以排浓尿,减少水分流失。陆生动物无法随时随地进行含氮废物的排放,而氨气具有较大的毒性,无法长时间积累在生物体内,所以陆生生物以尿素或尿酸的形式储存含氮废物,减少对自身的毒害作用,也达到了保水的效果!
(3)排泄器官对水和部分无机盐有重吸收功能,有利于维持体内水盐平衡。
排泄器官有很多,大家最熟知的便是肾脏。当血液流经肾小球时,其中所含的小分子物质,如水、葡萄糖、尿素、无机盐、氨基酸等,就透过毛细血管壁和肾小囊壁,进入肾小囊腔中,形成肾小球滤出液。然后,肾小球滤出液相继进入肾小管和集合管,在那里,通过重吸收、分泌和浓缩,大部分的水、无机盐以及几乎全部的葡萄糖、氨基酸等被重吸收,而代谢废物的浓度升高,最终形成尿,从集合管进入肾盂,并通过输尿管运走。由于肾小球的重吸收作用,使得人体可以保留更多的水分,维持体内水盐平衡。
(4)某些陆生动物的消化道对水分具有很强的吸收功能,食物残渣可以干粪形式排出。米虫常年生活在干燥的米缸中,唯一的水分来源便是米缸空气中含有的水分,所以它在长期进化过程中便形成了特殊的消化道。它的消化道对水分的吸收作用极强,以致排除的粪便中几乎没有水分,称为干粪。
(5)通过行为调节保持水分。很多动物为了适应缺水的环境甚至有了一系列的保水行为。比如非洲纳米布沙漠生活着一种甲虫,仅拇指甲那么大,背上有很多“麻点”突起物,或大或小,密密麻麻。纳米布沙漠多风少雨,然而大雾确是非常常见的。这种甲虫寻找水的奥秘就在雾中。科学家发现,“麻点”与“麻点”之间就像是“山谷”,在电子显微镜先,可以看到,在“麻点”和“山谷”上,覆盖着披着蜡状外衣的微小球状物,形成防水层。大雾来临是,沙漠甲虫身体倒立,这时雾中的小水珠会凝聚在这种“麻点”上,然后顺着防水的山谷流下,慢慢地一点一点最终进入甲虫的口中![1]动物在长期进化过程中,一些适应他们生活环境的行为被保留了下来,使得物种得以延续,这也是他们对环境的适应性的表现!
二、从日益发达的肺看陆生动物对陆地环境的适应性
随着生物的进化,动物中出现了各种各样的呼吸器官,例如肺。肺从能在水环境和陆地上生活的两栖类中开始出现,但是构造简单,仅仅是一对薄壁的囊或囊中的隔膜。这种肺进行气体交换的能力有限,所以他们还要依靠皮肤辅助呼吸。节肢动物中的蜘蛛出现了书肺,肺得到了进一步的发展。
但是陆地环境十分复杂,为了适应陆地环境,简单的呼吸是不能满足他们的生活需要。他们需要更多的氧气以支撑自己去寻找食物,逃避敌人,寻找配偶,哺育子女,所以很多动物的肺得到了进一步的进化。他们的肺越来越发达,有与外界连接的气管,肺中进化出很多的肺泡,肺泡有高通透性,表面有活性物质防止其萎缩,故气体交换十分迅速,动物获得了大量的氧气,自然在陆地上生活如鱼得水。有些鸟类的运动量大,呼吸系统更为发达,出现了气囊。
三、从保护幼体的方法看陆生动物对陆地环境的适应性
一个物种得以延续下去,就必须要繁殖后代,而幼小的后代无法独立生活在这个充满危险的陆地环境中,所以很多陆生动物为了使后代能存活下去会有很多保护后代的方式。陆生动物中有卵生和胎生动物,陆地的卵生动物相比水生的卵生动物而言,他们的卵一般体积较大,从而保证发育过程中有充足的营养物质。另外,陆地的卵生动物的卵有坚硬的外壳作为保护。从卵生进化到胎生,减少了对环境的依赖,能更好地保护幼体。
1、袋鼠的育儿袋
小袋鼠出生时不到3厘米长,尾巴和后脚就像小草棍,眼睛紧闭,嘴巴只是个小洞,耳朵也没有长好,只有前腿发育较好。所以它需要在母体内再呆一段时间。到袋中后,小袋鼠很快能找到乳头并紧紧地含在嘴里。这样几个星期后才长大,但如果遇到危险,它还是会立即跳回母亲的育儿袋中,直到育儿袋装不下它,它才渐渐开始自己吃草。
2、鹌鹑的护幼行为
当有狐狸靠近鹌鹑的巢穴时,母鸟了保护自己的幼儿会将自己当作诱饵来引开狐狸。他假装着低飞一会,让狐狸感觉他是比较好抓的猎物,便跟着他跑,母鸟此时便会往与自己巢穴相反的方向飞,从而引开狐狸保护自己的幼儿。
动物都有保护幼儿的方法,这也是他们对危险的陆地环境的一种适应,为了哺育后代要避开自己的天敌以适应周围的环境。
四、从有利于捕食和逃避捕食的行为看陆生动物对陆地环境的适应性
捕食者为了能捕食到更多的猎物从而适应陆地生活,他们在身体构造上往往具有与捕食行为相适应的特点,如猫在抓老鼠时便会使用自己那锋利的爪子;猎豹有专门用来撕裂猎物的锋利的牙齿;毒蛇还会具备毒牙毒腺等。这些特殊的攻击武器都可以使他们的捕食效率提高。
除了特殊的攻击武器外,捕食者还会有不同的捕食方式。比如具有细长而矫健的四肢善于奔跑的动物比如猎豹就会选用追击;而具有灵活躯体,善于潜伏在隐蔽处伺机突然发起攻击的动物比如猫就常采用伏击的方式。
捕食者在进化的同时,被捕食者也不示弱,形成了各种逃避捕食的行为,比如有些昆虫带有鲜艳的色彩,警告着捕食者们他是有毒性的,从而可以避免被捕食[2];还有一些动物则带有保护色,他们躯体的颜色和外界相似而不容易被捕食者发现,像变色龙;另一些则把自己伪装起来,使得捕食者误以为他们是一截树枝或是一张枯叶。
五、其他适应性的表现
我们都知道,低温对生物有冷害和冻害两种伤害,但是仍有些动物能有特殊的本领来抵御严寒,比如小茧蜂,他在低温的环境中身体里会产生甘油,降低体内水的冰点,防止结冰;摇蚊在零下25摄氏度的环境中仍然能通过反复的结冰融化而存活。
牛具有庞大的体型,当太阳直射他背部时,背部的血液温度较高,但是流经腹部时将热量散失出去,从而达到降温的目的。再比如水禽、北极狼等他们的胫部有丰富的毛细血管,由于该类生物的脚都很长,所以下行的血液与上行的血液靠的很近,互相发生热交换,使到达足部的血液热量较低,这种逆流交换的方式有利于减少生物体热量的散失。据资料显示,该类动物的足部温度只有0到5摄氏度,胫部大约32摄氏度,躯干大约38摄氏度到41摄氏度。
还有些动物会通过行为来调节体温,比如蜜蜂,冬天筑巢,不断活动使得巢穴内温度可达30摄氏度。夏天煽动翅膀使空气向一个方向流动,与外界进行热交换。他们的一系列活动使得巢穴冬暖夏凉,更好地适应了寒冷与高温的环境。
参考文献:
[1]安东妮,炙热中快乐着的沙漠动物,2013-8
[2] 嵇保中、刘曙雯、张凯,昆虫学基础与常见种类识别,2011
【关键词】:陆生动物;陆地环境;适应性
一、从防止体内水分的散失看陆生动物对陆生环境的适应性
我们都知道,水是新陈代谢的重要媒介,没有它,体内的一系列生理生化反应就无法进行,生命也就停止了。因此,陆生动物在进化过程中大致形成了以下几个适特征:
(1)陆生动物体表覆盖角质层、鳞片、羽毛、毛或形成外骨骼,减少水分从体表蒸发。比如蜥蜴体表覆盖有角质层,除了可以用来保护自己外,也可以用来减少水分的丧失。
(2)多数陆生动物以尿素或尿酸形式排泄含N废物,因此可以排浓尿,减少水分流失。陆生动物无法随时随地进行含氮废物的排放,而氨气具有较大的毒性,无法长时间积累在生物体内,所以陆生生物以尿素或尿酸的形式储存含氮废物,减少对自身的毒害作用,也达到了保水的效果!
(3)排泄器官对水和部分无机盐有重吸收功能,有利于维持体内水盐平衡。
排泄器官有很多,大家最熟知的便是肾脏。当血液流经肾小球时,其中所含的小分子物质,如水、葡萄糖、尿素、无机盐、氨基酸等,就透过毛细血管壁和肾小囊壁,进入肾小囊腔中,形成肾小球滤出液。然后,肾小球滤出液相继进入肾小管和集合管,在那里,通过重吸收、分泌和浓缩,大部分的水、无机盐以及几乎全部的葡萄糖、氨基酸等被重吸收,而代谢废物的浓度升高,最终形成尿,从集合管进入肾盂,并通过输尿管运走。由于肾小球的重吸收作用,使得人体可以保留更多的水分,维持体内水盐平衡。
(4)某些陆生动物的消化道对水分具有很强的吸收功能,食物残渣可以干粪形式排出。米虫常年生活在干燥的米缸中,唯一的水分来源便是米缸空气中含有的水分,所以它在长期进化过程中便形成了特殊的消化道。它的消化道对水分的吸收作用极强,以致排除的粪便中几乎没有水分,称为干粪。
(5)通过行为调节保持水分。很多动物为了适应缺水的环境甚至有了一系列的保水行为。比如非洲纳米布沙漠生活着一种甲虫,仅拇指甲那么大,背上有很多“麻点”突起物,或大或小,密密麻麻。纳米布沙漠多风少雨,然而大雾确是非常常见的。这种甲虫寻找水的奥秘就在雾中。科学家发现,“麻点”与“麻点”之间就像是“山谷”,在电子显微镜先,可以看到,在“麻点”和“山谷”上,覆盖着披着蜡状外衣的微小球状物,形成防水层。大雾来临是,沙漠甲虫身体倒立,这时雾中的小水珠会凝聚在这种“麻点”上,然后顺着防水的山谷流下,慢慢地一点一点最终进入甲虫的口中![1]动物在长期进化过程中,一些适应他们生活环境的行为被保留了下来,使得物种得以延续,这也是他们对环境的适应性的表现!
二、从日益发达的肺看陆生动物对陆地环境的适应性
随着生物的进化,动物中出现了各种各样的呼吸器官,例如肺。肺从能在水环境和陆地上生活的两栖类中开始出现,但是构造简单,仅仅是一对薄壁的囊或囊中的隔膜。这种肺进行气体交换的能力有限,所以他们还要依靠皮肤辅助呼吸。节肢动物中的蜘蛛出现了书肺,肺得到了进一步的发展。
但是陆地环境十分复杂,为了适应陆地环境,简单的呼吸是不能满足他们的生活需要。他们需要更多的氧气以支撑自己去寻找食物,逃避敌人,寻找配偶,哺育子女,所以很多动物的肺得到了进一步的进化。他们的肺越来越发达,有与外界连接的气管,肺中进化出很多的肺泡,肺泡有高通透性,表面有活性物质防止其萎缩,故气体交换十分迅速,动物获得了大量的氧气,自然在陆地上生活如鱼得水。有些鸟类的运动量大,呼吸系统更为发达,出现了气囊。
三、从保护幼体的方法看陆生动物对陆地环境的适应性
一个物种得以延续下去,就必须要繁殖后代,而幼小的后代无法独立生活在这个充满危险的陆地环境中,所以很多陆生动物为了使后代能存活下去会有很多保护后代的方式。陆生动物中有卵生和胎生动物,陆地的卵生动物相比水生的卵生动物而言,他们的卵一般体积较大,从而保证发育过程中有充足的营养物质。另外,陆地的卵生动物的卵有坚硬的外壳作为保护。从卵生进化到胎生,减少了对环境的依赖,能更好地保护幼体。
1、袋鼠的育儿袋
小袋鼠出生时不到3厘米长,尾巴和后脚就像小草棍,眼睛紧闭,嘴巴只是个小洞,耳朵也没有长好,只有前腿发育较好。所以它需要在母体内再呆一段时间。到袋中后,小袋鼠很快能找到乳头并紧紧地含在嘴里。这样几个星期后才长大,但如果遇到危险,它还是会立即跳回母亲的育儿袋中,直到育儿袋装不下它,它才渐渐开始自己吃草。
2、鹌鹑的护幼行为
当有狐狸靠近鹌鹑的巢穴时,母鸟了保护自己的幼儿会将自己当作诱饵来引开狐狸。他假装着低飞一会,让狐狸感觉他是比较好抓的猎物,便跟着他跑,母鸟此时便会往与自己巢穴相反的方向飞,从而引开狐狸保护自己的幼儿。
动物都有保护幼儿的方法,这也是他们对危险的陆地环境的一种适应,为了哺育后代要避开自己的天敌以适应周围的环境。
四、从有利于捕食和逃避捕食的行为看陆生动物对陆地环境的适应性
捕食者为了能捕食到更多的猎物从而适应陆地生活,他们在身体构造上往往具有与捕食行为相适应的特点,如猫在抓老鼠时便会使用自己那锋利的爪子;猎豹有专门用来撕裂猎物的锋利的牙齿;毒蛇还会具备毒牙毒腺等。这些特殊的攻击武器都可以使他们的捕食效率提高。
除了特殊的攻击武器外,捕食者还会有不同的捕食方式。比如具有细长而矫健的四肢善于奔跑的动物比如猎豹就会选用追击;而具有灵活躯体,善于潜伏在隐蔽处伺机突然发起攻击的动物比如猫就常采用伏击的方式。
捕食者在进化的同时,被捕食者也不示弱,形成了各种逃避捕食的行为,比如有些昆虫带有鲜艳的色彩,警告着捕食者们他是有毒性的,从而可以避免被捕食[2];还有一些动物则带有保护色,他们躯体的颜色和外界相似而不容易被捕食者发现,像变色龙;另一些则把自己伪装起来,使得捕食者误以为他们是一截树枝或是一张枯叶。
五、其他适应性的表现
我们都知道,低温对生物有冷害和冻害两种伤害,但是仍有些动物能有特殊的本领来抵御严寒,比如小茧蜂,他在低温的环境中身体里会产生甘油,降低体内水的冰点,防止结冰;摇蚊在零下25摄氏度的环境中仍然能通过反复的结冰融化而存活。
牛具有庞大的体型,当太阳直射他背部时,背部的血液温度较高,但是流经腹部时将热量散失出去,从而达到降温的目的。再比如水禽、北极狼等他们的胫部有丰富的毛细血管,由于该类生物的脚都很长,所以下行的血液与上行的血液靠的很近,互相发生热交换,使到达足部的血液热量较低,这种逆流交换的方式有利于减少生物体热量的散失。据资料显示,该类动物的足部温度只有0到5摄氏度,胫部大约32摄氏度,躯干大约38摄氏度到41摄氏度。
还有些动物会通过行为来调节体温,比如蜜蜂,冬天筑巢,不断活动使得巢穴内温度可达30摄氏度。夏天煽动翅膀使空气向一个方向流动,与外界进行热交换。他们的一系列活动使得巢穴冬暖夏凉,更好地适应了寒冷与高温的环境。
参考文献:
[1]安东妮,炙热中快乐着的沙漠动物,2013-8
[2] 嵇保中、刘曙雯、张凯,昆虫学基础与常见种类识别,2011