短吻鳄的“特异功能”

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　　6500万年前，一颗小行星撞击地球，毁灭了包括恐龙在内的地球上几乎所有个头较大的动物。然而，短吻鳄的祖先却奇迹般地躲过了那场浩劫，成功地活了下来，并延续至今。那么，短吻鳄身上到底具有什么样的“特异功能”，能够躲过那场天灾呢?科学家跟踪研究发现，短吻鳄进化出了许多独特的生理功能，从而大大地增强了它们对环境的适应能力。
　　在洛克菲勒野生动植物保护区，一条长约2米的短吻鳄犹如一根圆木般一动不动地趴卧在水塘边。虽然这条体重差不多有200千克的爬行动物看上去有些无精打采，大嘴紧闭着，但你可着，不能掉以轻心，因为这种冷血动物虽然形体庞大，脑容量却出奇地小，只有8～9克重，相当于大汤勺的一半大，脑容量小意味着智力低下，智力低下则意味着这是一种本能性动物，完全靠本能活着。如果饿了，它们会吃任何移动的东西。因此，人类靠近短吻鳄是极其危险的，搞不好就会成为它们的口中食。
　　　“活恐龙”的成功秘诀
　　
　　短吻鳄属于鳄形目。这一目有23个种类，包括美国短吻鳄、凯门鳄等。鳄形目动物已存在了1.8亿年，这使得短吻鳄等一些种类的鳄鱼荣获了“活恐龙”之称。所有鳄形目动物都长着相同的身体结构：大脑袋，蜥蜴―样的长形身体，四肢粗而短，尾巴非常长。短吻鳄和其他鳄鱼的区别在于它们的嘴巴比其他鳄鱼的宽，眼睛长得较窄，尾巴强健有力，既可用来防卫，又可用来游泳。
　　6500万年前，一颗小行星撞击地球，毁灭了包括恐龙在内的地球上几乎所有的个头较大的动物。然而，短吻鳄的祖先却奇迹般地躲过了那场浩劫，成功地活了下来，并延续至今。短吻鳄之所以没有在6500万年前的那场天灾中毁灭，完全缘于它们进化出的许多独特的生理功能，这些生理功能大大地增强了它们对环境的适应能力。
　　短吻鳄等鳄鱼成功的秘诀可能有以下几点：首先，它们浑身披有坚甲。长在皮肤里的骨板(被称为骨化皮肤或环鳞甲)使得它们的皮肤很难被刺穿。如果仔细观察短吻鳄脊背上的脊状突起，你就会发现，每个小刺突都是由皮肤里的骨片组成的。其二，头部进化精巧，这可以使它们在狩猎时能很好地隐蔽自己。它们可以一动不动地埋伏数小时，只有眼睛和鼻孔露在水线之上，猎物很难发现它们。还有，它们生有双层眼睑，外层眼睑很像人类的眼睑，由自上而下的皮肤组成，内眼睑透明，由下而上。当短吻鳄趴卧或游动时，内眼睑能起到保护眼睛的作用，并能让水下看清物体。在水下游泳时，与外界联系的各个器官都能完全封闭起来：袋盖可以关闭眼睛和鼻孔；内眼睑可以保护眼睛；被叫做腭阀的封盖可以关闭后喉咙，以阻止水流入喉咙、胃和肺。这些功能都大大延长了它们在水下的潜伏时间。其三，心脏发达。在爬行动物中，它们发达的心室结构是独一无二的。它们长有四个心房，接近于哺乳动物，而一般爬行动物只有三个。捕猎时，强大的心脏能将大量富氧血液输送到尾部和头部，增强它们的爆发力。其四，食性杂。它们几乎是逮什么吃什么，鱼、青蛙和小型哺乳动物，有时像鹿这样的大型哺乳动物也会成为它们的口中食。加上它们是冷血动物，新陈代谢慢，―次饱餐后可以数月不进食，如果是在冬眠情况下，半年多不吃不喝也饿不死它们。这―切都大大地提高了它们的生存能力。
　　
　　独特的“鸟肺”
　　
　　为了掌握短吻鳄在野生环境中的行为习性，科学家们对其进行了跟踪监测。他们将短吻鳄掀翻在地，用绳子捆住它们的大嘴，然后采集血液，测量身体，检查牙齿，最后再给它们装上无线电跟踪器，以便于跟踪观察。
　　通过解剖死亡短吻鳄，科学家发现，短吻鳄的呼吸方式属于缺氧呼吸，这意味着它们在进行奔跑、搏斗等活动时通过这种呼吸方式为肌肉提供动能。哺乳动物正相反，大部分活动是需氧呼吸。人类只有在进行冲刺、举重等活动时才使用缺氧呼吸，因为这种呼吸方式比需氧呼吸能更快也产生能量。
　　科学家通过比较鸟类的肺器官发现，短吻鳄的肺有着鸟肺的许多特点，比如空气沿着―个单向通道进行流通。这种结构―般被认为是鸟类所独有的，因为鸟类飞翔时需要吸进大量氧气。但最新研究结果揭示，这种单向气流流通模式很可能起源于鸟类和短吻鳄的共同祖先――生活在三叠纪时期的早期爬行动物祖龙。科学家目前仍不清楚的是，短吻鳄是如何进行呼吸的，因为它们缺少鸟肺所具有的气囊。科学家推测，由祖龙进化而来的各种动物都继承了这种呼吸模式，如鳄鱼、恐龙和由小型恐龙演化而来的鸟类。这种肺结构提高了它们的生存优势，让它们能够进行剧烈的运动。
　　　黑色粉瘤之谜
　　
　　　短吻鳄狩猎时一授采取伏击方式猎捕食物。它们先挑选―个隐蔽处，将自己隧藏好，耐心等待猎物送上门来，然后以惊人的速度突然从水中窜出，扑向猎物，往往是一击必中，成功率极高。短吻鳄独特的捕猎方式让科学家们怀疑它们身上可能配备着某种传感器，可探查到来自水面的振动。但是，他们―直没有搞清楚这些传感器究竟长在什么地方。
　　最近，有科学家通过对短吻鳄的观察研究，终于揭开了这一秘密。科学家在研究短吻鳄的脑结构时发现，短吻鳄嘴边长了许多黑色粉瘤。他们还发现，不仅美洲短吻鳄生有这种粉瘤，在鳄科动物中至少有22个种类都长有类似的结构，包括短吻鳄、凯门鳄、鳄鱼和印度鳄。多年来，鳄鱼生物学家一直利用这些粉瘤的数量、位置和样式作为区分不同种类的手段，但迄今为止没有一个人能解释清楚这些粉瘤究竟起了什么作用。
　　通过解剖短吻鳄的脑袋，科学家发现，这些粉瘤与神经相连，而这些神经穿过颌骨孔连向大脑。这些颌骨孔被叫做列孔，所有动物的头上都生有这种孔洞，其作用是输送血管和各种面部神经，如传导视觉和嗅觉信号的神经。
　　为了弄清究竟是哪种神经与粉瘤相连，科学家将一种颜料注入神经中。随着颜料被神经细胞慢慢吸收，留下了一道明显痕迹，科学家据此确定哪个粉瘤与哪个大三叉神经相接，大三叉神经主要起刺激皮肤和面部肌肉的作用。虽然还无法确定具体作用，但这些粉瘤显然具有非常重要的作用。
　　其实，并非所有古代鳄鱼都生有列孔。在上下颌长有相同列孔的鳄鱼是那些生活在陆地与水相交地方的鳄鱼，如现生的短吻鳄和鳄鱼，而没有列孔的鳄鱼则完全生活在干旱的陆地E。
　　
　　特化器官“压力感受器”
　　
　　科学家猜测，短吻鳄等鳄科动物的黑色粉瘤可能是某种传感器，能将环境信息直接传导到大脑，这对于那些生活在水陆之间的动物显然意义重大。为此，科学家将20只幼短吻鳄运往美国马萨诸塞州伍兹霍尔市的一家海洋生物实验室，这是―个大型神经科学研究中心，之前还没有任何一位科学家利用这里的先进仪器研究过鳄鱼。这次，科学家在实验室里打开了―条活短吻鳄的颅骨，将―个电极插人它的脑区，这片脑区负责接收来自三叉神经的电信号。
　　科学家做了这样―个试验：他们将电极与一台能放大和记录脑活动的设备相连。当神经细胞被激活后，扩音器就会发出一连串有节奏的“嘟嘟”声。经过―个月 的试验后，科学家开始调查是哪种刺激激活了神经。他们测试粉瘤能否感觉到光或电磁场，比如某些鳗鱼的皮肤就能感觉到电磁场的存在。他们首先将一些微粒吹到鳄鱼的粉瘤上以观测它们是否能感觉到气味或味道，但扬声器没有发出“嘟嘟”声；而后，他们将手臂伸进水槽里，这时扬声器发出了声音。
　　进一步的试验得出结论：水面上的涟漪引起了粉瘤振动，接着激活神经，将信息传送到脑区。这对于那些静静地潜伏在浅水区域等待猎物上门的动物来说具有至关重要的意义，同时也解答了为什么生活在于旱陆地上的鳄鱼没有粉瘤的原因。
　　科学家还不想过早地下结论。他们认为，如果某人刺了你的眼睛，你的视神经就会被激活，但这并不意味着你的眼睛就是刺痛感觉器。短吻鳄粉瘤的作用除了用来探测水面涟漪，是否还有我们不知道的其他作用?短吻鳄是否也像其他动物那样通过视觉和听觉发现猎物?
　　科学家用塑料布将几条短吻鳄的耳朵包起来，把它们放人・个完全黑暗的水槽漕里，用―个红外线摄像机记录鳄鱼的反应。然后，他们将―滴水滴在水面上。虽然看不见也听不到，但所有鳄鱼直朝水滴落下的方向游去。
　　接着，科学家又做了一个试验：用塑料布包起短吻鳄的口鼻部，这样粉瘤就无法接触到水或空气。他们再次将水滴入水槽，而这一次短吻鳄没有任何反应。现在可以庆祝了，因为试验最终证实了科学家们的猜想，即粉瘤是短吻鳄独有的一种特化器官，是用来探测水面波动的。短吻鳄的粉瘤作为“压力感受器”，经过数百万年的进化，解决了长有盔甲皮动物的触感问题。
　　
　　繁殖与护幼行为
　　
　　在成功破解短吻鳄的黑色粉瘤之谜后，科学家又将研究重点转向短吻鳄的繁殖方式。短吻鳄在20世纪50―60年代几乎被猎杀殆尽，然而，一当受到禁猎保护，短吻鳄的种群数量恢复极快。短吻鳄能做到这一点，得益于它们超强的繁殖能力。
　　为了记录、观察短吻鳄的繁殖过程，科学家经常悄悄地接近短吻鳄的巢穴，但在做这件事时，他们必须十分小心谨慎，因为处在孵卵期的雌鳄的脾气暴戾，极具攻击性，一旦惊扰了它们，就可能给研究者带来莫大的危险。为此，科学家在鳄巢旁的―棵小树上安装了―架微型摄像机，以便详细记录雌鳄产卵和孵卵的过程。
　　科学家发现，雌鳄一窝能产30～50枚卵，卵产出后立即被雌鳄埋进沤烂的植物堆里。鳄鱼的孵化巢就像―个大堆肥，用泥土和植物堆积而成，约1米高，2米宽。由于腐烂的植物可以产生大量热能，因此鳄巢可以为卵的孵化提供足够的热量。鳄卵能对不同的环境温度产生不同的反应。如果温度低于80华氏度(华氏度=32+摄氏度×1.8)，孵化出来的幼鳄全是雌鳄；如果温度高于90华氏度，孵化出来的则是雄鳄；如果温度介于两者之间，孵化出的幼鳄则是雌雄混杂。
　　幼鳄一出生便发出“嘶嘶”的尖叫声，听到声音后，雌鳄立即将它们从堆积物中挖出来。此后幼鳄与磁轭一直呆在巢穴旁，如果遇到危险，幼鳄通过尖叫向母亲报警，雌鳄听到后迅速赶过来保护幼鳄。这种保护行为在现代爬行动物中非常罕见。科学家在查阅有关恐龙的大量资料后，得出―个大胆假设：某些恐龙可能也拥有与短吻鳄一样的护崽行为。
　　在天气逐渐变冷后，短吻鳄开始变得越来越迟钝。当环境温度低于70华氏度时，它们便停止进食。如果温度进一步下降，短吻鳄就会在池塘或河岸上挖洞越冬，进入冬眠状态，直到天气再次转暖。
　　短吻鳄的生命力非常顽强，在结冰情况下仍能存活。如果水面结冰，它们就用鼻子顶开冰层，将鼻孔露在外面呼吸。他们有时甚至会被冻在冰面上好几天，但只要冰面一解冻，它们就又开始自由活动了。强大的免疫系统
　　短吻鳄生活在热带和亚热带地区的河流、湖泊和沼泽中。气候炎热，加上水质较差，使得这些地方的水域大量滋生细菌。而短吻鳄又是一种领地意识极强的动物，为了抢占地盘常常争得你死我活，一场搏斗过后，双方身上都会留下累累伤痕。
　　按照常理，生活在这种环境中的短吻鳄应该很容易被感染，但人们发现，短吻鳄无论受多严重的伤都能很快恢复。这是为什么?科学家认为，这是长期适应性进化的结果。由于短吻鳄搏斗时经常严重受创，而它们生活的环境中又充满各种传染陛病菌，因此它们不得不进化出强大的免疫系统。科学家猜测，短吻鳄的血清中可能含有某种抗病菌蛋白质。
　　为了证实这一观点，科学家从美洲短吻鳄身上提取血样进行研究，成功地分离出抗病菌白血球和活性蛋白质――氨基酸短链，这种蛋白质也被称作抗生素肽。研究结果显示，短吻鳄血样中的抗生素肽不仅能杀死单纯疱疹病毒和臼念珠菌，而目还能杀灭黄金葡萄球菌。黄金葡萄球菌是一种非常致命的超级抗药性病菌，这种病菌对现存抗生素的耐药胜越来越强，令全世界的医生们头痛不已。
　　最新研究结果显示，短吻鳄血清对艾滋病毒也有很好的抗府毒效能。科学家将短吻鳄的白血球晓人一个盛有艾滋病毒的实验瓶中，结果发现大部分艾滋病毒都被杀死了。短吻鳄抗体对付艾滋病毒的方式与人类抗体不同，不是直接攻击人侵病毒，而是先附着在病毒上面，然后再将其分裂瓦解。科学家希望能分离出活性肽，用来治疗艾滋病。
　　科学家认为至少有四种免疫蛋白质具有治疗作用，他们下一步的工作就是弄清这些免疫蛋白质的分子结构，以了解究竟哪一种最有效力。在搞清楚蛋白质的分子结构后，这些免疫蛋白质或可被制成抗菌药物，包括药丸和乳膏。
　　这些药物具有非常光明的发展前景，比如糖尿病患者将鳄鱼血乳膏涂抹在溃烂的脚底，可以防止感染，避免被截肢；烧伤患者将鳄鱼血乳膏涂抹在被烧伤的皮肤上，可以防止感染，直到受伤皮肤完全愈合。
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