蜗牛

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   严格地说,蜗牛并不是生物学上的一个分类名称。我们所说的蜗牛,除了大蜗牛科的所有种类动物,还包括腹足纲其他一些科的动物,比如海螺、海贝、田螺等长着外壳的无脊椎软体动物。在英语中,一般不区分水生的螺类和陆生的蜗牛,但在汉语中,蜗牛只指陆生种类。全世界大约有40000种陆生蜗牛,虽然种类繁多,但形状都相似。陆生蜗牛生活在树林、草丛、田野和花园里,在这些看起来很不起眼的小动物身上,实际上充满了许多有趣的谜题。
   蜗牛喜欢下雨吗?
   雨后的林间小路上有时在突然之间就爬满了蜗牛,蜗牛似乎太喜欢下雨了!可事实正好相反:蜗牛并不喜欢下雨,特别是遇到暴雨天气时,它们只能躲进壳里,以避免被雨水淹死,或者被雨水冲走,离开自己熟悉的栖息地。那为什么雨停以后蜗牛们就纷纷出动呢?真正吸引蜗牛的是雨后空气中的水汽,它们喜欢潮湿的环境,因为它们的祖先生活在海洋里。早在5.5亿年前,第一只类蜗牛就在海底出现。经过漫长的进化,大约在2.86亿年前,一些蜗牛爬上岸来,开始用肺代替鳃呼吸。它们很快适应了陆地上的生活,分布到了全世界,从沙漠荒原到热带雨林,从海岸到高山,除了南极洲大陆外,在现今地球上任何一块陆地上都能看见它们的踪迹。
   蜗牛保留了其远古祖先喜爱潮湿环境的特性,在雨后会到处觅食,用空气中的水汽补充身体所需要的水分,它们栖息在沼泽地、林地、池塘边、花园和菜园里,停留在树叶下、石头和朽木的缝隙里。但无论它们有多么喜欢潮湿,因为已经依靠肺呼吸,所以再也不能回到水中去生活了。
   蜗牛是大力士吗?
   蜗牛终其一生都背着自己的“房子”到处走,它们的力气有多大呢?这要从蜗牛的体形说起,因为蜗牛的力气取决于它们腹足的大小,腹足越大的蜗牛力气越大。
   由于水的浮力能减轻贝壳的重量,所以水生的贝类能长得很大,世界上最重的水生贝类当属巨砗磲蛤,重量可达200多千克。然而,陆生的蜗牛只能依靠自己的力量,所以它们的体形都比较小。世界上最小的蜗牛的体长只有几毫米,最大的是非洲大蜗牛。有记录的非洲大蜗牛的最大标本为:完全伸展时腹足长39.3厘米,壳长27.3厘米,体重900克。
   让人惊讶的是,相对于自己的体形来说,蜗牛也算得上是大力士。一只体重7克的蜗牛在垂直的平面上拖动了56克物品,而另一只体重9克的蜗牛在水平的平面上拖动了482克物品,比它的体重重了50多倍!
   世界上最大的陆生蜗牛是非洲大蜗牛,长39.3厘米,重900克。而最小的蜗牛是一种产于太平洋海岛的蜗牛,它们成年以后的大小只有2毫米,和非洲大蜗牛的卵差不多,现在这种微型蜗牛全世界只剩下200多只了,其中一半被饲养在英国动物园一个特制的房子里。
   蜗牛壳里装着些什么?
   蜗牛的身体很柔软,没有脊椎和其他骨骼。当一只蜗牛爬行时,我们能看到它伸展在壳外面的头部和腹足。那这时它的壳里面就空了吗?没有。蜗牛的壳里还装着它复杂的内脏囊,包括消化器官、生殖器官和血液循环系统。除了肺以外,蜗牛还长着心脏、血管、生殖器、肝脏、肾脏、胃以及分泌黏液的腺体等,这些内脏都被一层外套膜包裹着。外套膜是一层类皮肤组织,贴着壳的内壁,分泌构建壳体的碳酸钙。通过蜗牛壳的剖面图,我们能看到蜗牛所有的内脏都沿着蜗牛壳的螺层一圈一圈地、由内向外地分布,心脏和血管长在靠近壳口的最外层。我们可以透过一些较薄的蜗牛壳,看见蜗牛的血管呈网状紧贴在壳内,里面流淌着透明的血液,在血管的末端可以隐约看到跳动的心脏,心脏也是透明的,一般要通过它的搏动才能辨认出来。此外,在蜗牛身体的右侧还长着呼吸孔,当蜗牛扩张或压缩肺部时,空气和二氧化碳就通过这个呼吸孔进行交换。呼吸孔可以自由地张开或关闭,但通常在呼吸的间隔,是关闭着的,起到保持体内水分的作用。
   什么因素决定蜗牛壳的右旋或左旋?
   蜗牛壳以螺顶中心为起点,沿顺时针方向往外生长的螺旋叫右旋。反之则叫左旋。大多数蜗牛壳都是右旋的,但也有少数蜗牛壳是左旋的。那么,蜗牛壳是右旋还是左旋是由蜗牛自己决定的吗?
   蜗牛壳形成于胚胎发育之时,所以小蜗牛孵化出来就带着壳。在壳体成长初期,蜗牛会经历一个复杂难懂的运动,像是从尾部往头部做一种扭转,壳体会在这种运动下开始向右或者向左旋转生长。
   研究发现,左旋蜗牛不能与右旋蜗牛交配,这是因为它们的生殖器官不能配对,于是俨然分化成了两个种类。我们知道,同一物种被隔离到不同的空间后会慢慢进化成两个不同的物种,那为什么没有被隔离开的蜗牛也会发生分化呢?瑞典科学家在蜗牛壳的左右旋上下功夫,结果找到了新物种快速产生的原因。蜗牛壳的旋轉方向受一种“母系效应”所支配,母体蜗牛会将某种受相关基因控制的蛋白质注入到所产的受精卵中,这种蛋白质使得蜗牛胚胎很早就开始分化,小蜗牛的壳是左旋还是右旋,在孵化出来之前就已被决定。
   科学家认为,假如生活在某个地方的蜗牛都是右旋蜗牛,右旋蜗牛注入到卵里的蛋白质是右旋蛋白质,那么孵化出来的蜗牛一定还是右旋蜗牛。但是,如果卵中注入的蛋白质发生了变异,从右旋变为左旋,那么孵化出来的蜗牛虽然还是右旋蜗牛,但其体内携带的是变异成左旋的基因,等其成熟交配后产下的后代就极有可能是左旋蜗牛,新的左旋蜗牛相互交配,一个新的物种就形成了。
   蜗牛壳为什么会有不同的形状和颜色?
   蜗牛壳由三部分组成。一是内壳层,即最里面的壳层;二是介壳层,即中间层,成分几乎都是碳酸钙;三是壳皮或角质层,由决定贝壳颜色的混合蛋白质构成。
   形成蜗牛壳多种形状和颜色的原因很多,但按照达尔文的理论,这些现象都是自然选择的结果。不同的形状和颜色在蜗牛的世界里起到的作用也不同,多数是为了伪装和警示天敌,而有的色素,如黄色和橙色的胡萝卜素是为了使壳体更加坚固。蜗牛自身不能分解色素,所以当它们吃进含有不同色素的食物时,这些色素就会停留在外套膜的细胞中,当外套膜分泌黏液构建外壳时,这些色素就成为沉淀在壳体内的染料,伴随着蜗牛的一生,即使蜗牛死亡后,这些颜色都不会消褪,因为它们已经成了蜗牛壳的一部分,而不是浮在壳表的简单颜料。
   在同一种蜗牛中,常常会有一部分个体在原有的色彩基础上变异出新的花纹,如色彩的深浅、纹路的疏密,有时还会缺失一个常见的颜色。这又是为什么呢?科学家研究发现,当鸟类准备捕食一个种类的蜗牛时,会先观察这种蜗牛的花纹。如果有70%的蜗牛都长着三条花纹,仅有30%的蜗牛长着两条或四条花纹,看起来虽然差别不是很大,但鸟类会选择捕食前者,即长着“传统花纹”蜗牛,而不理会那些已经变异了的后者。再则,蜗牛在将色彩和形状的信息遗传给下一代的同时,也会将变异的信息遗传下去,经过漫长的岁月,蜗牛壳的形状和颜色就得到了极大的丰富。
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