彈涂魚的地下世界
在澳大利亞的東北海岸,沿著平坦的海邊長著一片紅樹林,這兒對于游客來說是個很難進入的地方,到處都是難以立足的沼澤地,鱷魚和吸血蟲是這里的統(tǒng)治者。這個動植物天堂向前來探險的生物學家們提出了挑戰(zhàn)。這里充滿了生機,沿著海岸線你可以看到到處活躍著一種奇特的動物:有的在泥地上蹦來蹦去,有的在紅樹林快速穿梭著,還有的正在泥地上鉆洞,以最巧妙的方式不漏痕跡的將自己隱藏起來,等待著下一次漲潮機會的到來。
特化器官
這種敏捷的,長著燈泡似眼睛的動物叫彈涂魚--一種兩棲類魚類,它們生活在岸邊的紅樹林中和平坦的海邊泥地上。彈涂魚屬刺鰭魚科,世界上共有25種彈涂魚,根據(jù)其形體和行為特點可將其歸為四個種類:斯卡特勞斯、波爾奧弗撒爾墨斯、佩瑞奧弗撒爾墨斯和佩瑞奧弗撤爾墨頓。彈涂魚的許多行為活動是在陸地上進行的,像覓食、求偶和抵御入侵等,在各種魚類中它是惟一的一種能在陸地上活動的魚類。彈涂魚主要依靠許多已進化了的特化器官來發(fā)揮其生存優(yōu)勢。例如;它們的眼睛通過長期進化已具有很強的視力,以至于它們能看見渾濁不清的水下物體。彈涂魚的眼睛下面有一個由皮膚折層形成的充滿水的杯狀窩,當彈涂魚的眼睛由于長時間暴露在空氣中而變得干燥時,它會將眼球收縮進這個杯狀窩中,給眼睛添加水份。彈涂魚離開水體后能通過像腿一樣的前鰭在陸地上行走、爬升和跳躍。由于它的皮膚和鰓腔經(jīng)長期進化已發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化,因而它既能在水中呼吸也能在空氣中呼吸。確實如此,看到這些動物會使你不由得想起3.6億年前登上大陸的第一批脊椎動物的模樣。當然,從進化角度來看,彈涂魚與最初來到陸地生活的脊椎動物--遠古魚類幾乎沒有多少親緣關(guān)系。就像我們自己的祖先一樣,許多現(xiàn)代生物物種也來到了陸地上,并獨自進化在既能在水中也能在空氣中呼吸的生物或兩棲類動物。
地下洞穴
雖然這種能在陸地上活動的魚類早在300年前就引起了某些自然學家的注意,但直到現(xiàn)在仍沒有多少人能夠了解這種魚類在地下的生活方式。彈涂魚雖然能夠離開水體來到平坦的淺海灘涂上獨自闖蕩、但對于許多彈涂魚來說,一個充滿水的地下巢穴對于它們的生存或許更加重要,它們可以潛伏在洞里,伺機對洞外的獵物發(fā)動突然襲擊,當遇到食肉動物的威脅時,她們可以迅速縮回去。落潮后,彈涂魚常常要面臨著被濱鳥和各種陸生哺乳動物捕食的危險、地下洞穴則為它們提供了一個安全環(huán)境。漲潮后,彈涂魚可躲到自己挖的洞穴內(nèi)以躲避到淺海灘來覓食的各種食肉魚類的攻擊。除了用作避難所外,彈涂魚的洞穴還可用做撫育室。洞穴對于彈涂魚的安全,無論是成體還是幼體都是至關(guān)重要的,_但是彈涂魚的洞穴同樣也面臨著危險--洞里的水體常常嚴重缺氧。彈涂魚必須能夠忍受或克服洞內(nèi)的缺氧狀況,不僅是成體,還有它們正在發(fā)育的卵也必須具有這種耐受力。
求愛舞蹈
每到春季,雄魚就會尋找合適的地面劃分各自的勢力范圍,然后在泥地上挖一個兩英尺(0.6米)深的洞。洞的形狀就像一個“J”字(有時它也會挖一個有兩個進口的“Y”型洞),洞內(nèi)上面較低的那一層是它的產(chǎn)卵室,用來儲存它們的卵。
挖好洞后,雄魚就開始四處尋找配偶。退潮后,雄魚開始在雌魚面前跳求偶舞,以此來引誘雌魚。為了增加誘惑力,雄魚常常將身體從土褐色變成較淺的灰棕色,以此與黑黝黝的泥土形成反差。每條雄魚都試圖將懷卵的雄魚引入自己的領(lǐng)土范圍,進而在將其引誘進它的洞穴。雄魚為了引起雌魚的注意,通過往嘴、腮腔充氣而使其頭部膨脹起來,同時它還通過將背彎成拱形,豎起尾鰭,不斷扭動身體這些挑逗性動作來引誘雌魚。如果另一條雄魚來到跟前,它會更加賣力地表演,以免它的“意中人”被別人搶去。在此期間,它每隔一段時間就要停下來,看看對方是否已對它失去了興趣或落入它的競爭對手的魔力中。然后這位“求婚者”鉆入它的洞中,很快再鉆出來,以此來引誘雌魚,它似乎在向雌魚傳達這樣一個信息:進來吧,這里是你溫暖的家。如果雌魚還是猶豫不決,它會不斷地進進出出,直到雌魚禁不住誘惑而鉆入它的巢中。雌魚一旦進入它的巢穴,雄魚會以極快的速度回到洞口,用一塊泥巴堵住“洞口”。
產(chǎn)卵室
科學家們過去曾發(fā)現(xiàn)雌魚受精后將受精卵嵌在產(chǎn)卵室的泥墻上,受精卵在泥墻上要發(fā)育一周左右的時間。為了觀察卵的發(fā)育和彈涂魚的護卵行為,科學家們將一個內(nèi)窺鏡相機插入產(chǎn)卵室的頂部,通過這個裝置,他們第一次看到了彈涂魚的地下世界。
受精卵發(fā)育成熟后,剛孵出來的微小透明幼魚就會附入洞水內(nèi),從而開始了它們游向大海的最初歷程。在幼魚出生后的最初幾個小時內(nèi),它們看上去非常像浮游生物,被包裹在一個淡黃色的液囊內(nèi),以此來維持生命。大約45天后,幼魚就能鉆出洞穴來到海灘上,開始它的水陸兩棲生活。
塔樓與壕溝
目前我們還不知道塔樓和壕溝在生物學上的重要作用,我們猜測壕溝可能是用來阻止其他動物接近它們的洞穴,塔樓則很可能是個觀察點,從這兒可以觀洞外有無獵物或食肉動物。在清晨這段時間,我們發(fā)現(xiàn)彈涂魚懶洋洋地趴在塔樓形洞口處,此時的氣漫為7攝氏度,這比彈涂魚洞內(nèi)的溫度要高。彈涂魚利用洞口先進行預(yù)熱,為一天的“活動作準備。
地下空氣包
漲潮后,“胡須類”彈涂魚會退縮到自己的洞穴內(nèi),直到潮水退去。如同佩瑞奧弗撒爾墨斯彈涂魚的洞穴一樣、斯卡特勞斯彈涂魚的洞內(nèi)水體也嚴重缺氧。為了彌補這一不足,它們事先會儲存氧氣,以度過漲潮期。雌魚和雄魚會不斷地輪流吞食空氣,將其注入它們的洞中,以便建造一個地下空氣包,這頗有點像農(nóng)夫用水車向水槽里灌水。觀察時,我們能夠看到彈涂魚在地表吞食空氣,但我們不知道洞內(nèi)的具體情況。為了揭開這一秘密,我們建造了一個人造彈涂魚洞穴網(wǎng)。我們在這個洞網(wǎng)內(nèi)設(shè)置了一個觀察口,通過這個觀察口我們能看到彈涂魚是如何建造地下空氣包的。含著空氣的彈涂魚必須奮力劃水才能克服浮力作用,一旦進入洞中,它會漂浮在洞頂部,直到空氣被完全放出。這時它要么下游到洞穴底部,立刻耗用先前儲存的氧氣,要么回到地表上面再去收集空氣。對于斯卡特勞斯彈涂魚來說地下空氣包不僅在漲潮時對它們是至關(guān)重要的,而且在它們進行交配活動時也是須臾不可少的。我們看到雌魚將卵放在空氣包中,或放在空氣包旁邊,這對卵的發(fā)育是非常重要的。
著名動物學家羅伯特·斯蒂賓曾撰文寫到,“看到這些刺鰭魚,你不得不佩服它們在陸地上的生存本領(lǐng)。”與它們的水生親戚相比,彈涂魚通過登岸獲得了很多生存的優(yōu)勢,從而避免了與其他魚類為爭奪食物資源而發(fā)生激烈競爭。但彈涂魚仍然是魚,并未脫離魚類,它們與海洋有著難以割舍的聯(lián)系。