第6章 大自然的杰作——生物钟(2)
- 科普知识百科全书:时间知识篇(下)
- 王月霞主编
- 4548字
- 2015-04-21 09:52:45
候鸟是随季节变化而迁居的。每年春夏之交,从南方飞来产卵繁殖的家燕、白鹭,到了秋天又飞返南方,这是从越冬地飞向生殖区,叫夏候鸟。秋冬之交,从北方南飞的大雁、野鸭,到第二年春天又飞返北方,这是从生殖区飞往越冬区,叫冬候鸟。
无数世纪以来,候鸟一直这样,秋去春回,年年此时鸟归来。
家燕筑巢在屋檐下或横梁下,衔泥和草梗,筑成碗形的巢穴。
“翩翩堂前燕,冬藏夏来见。”它在旧地产蛋育儿,每天要哺喂小鸟近200次,一对燕子每天得捕捉几百只害虫,6个月里就吞吃了约10万只。“须臾千来往,犹恐巢中饥。辛勤三十日,母瘦雏渐肥”。
燕子来自何方?有人编出一个美丽的神话,说燕子来自“乌衣国”,那里是它的故乡。
乌衣国是没有的,家燕来自印度半岛、南洋群岛等越冬地。
每年,从南方向北飞迁,最先到达广东,三月间先后到达福建、浙江和长江三角洲一带,4月间在山海关等地已见到它的踪迹,然后到东北和内蒙等地。
燕子每年都能正确地找到故乡的栖居地。“似曾相识燕归来”,“不嫌贫屋归”,“飞入寻常百姓家”。
黄胸胸鸟迁徙的途径选择了一条曲折的路线。春天,黄胸胸鸟从印度半岛、中南半岛,向北经我国飞到西伯利亚,再经东欧飞到西欧地区,在那儿营巢,产卵,繁殖。到了秋季,黄胸胸鸟又顺着这条迂回途径,南返到印度半岛和中南半岛。
雁是冬候鸟,每年秋冬季节,成群结队地向南迁飞。飞行途径主要有两条:一条途径由我国东北经过黄河、长江流域,到达福建、广东沿海,甚至远达南洋群岛;第二条路线经由内蒙古、青海、四川、云南,最后到缅甸、印度越冬。
古代诗歌中对北雁南飞作了生动描绘:“月黑雁飞高”,“北风吹雁雪纷纷”,“征篷出汉塞,归雁入胡天”。塞外,指长城西部以北地区,农历8月,这里开始飞雪了,正是北雁南飞之时。在甘肃玉门关以西地区,使者的草车行进在秋季的荒漠中,看到了飞雪天有大雁南飞,还有那随风飘滚的蓬草。
不仅亚洲的雁南北往返迁徙,欧洲和北美洲的雁群也是这样。
每当秋风扫落叶的时候,北欧的雁群南迁到非洲;北美洲的雁群南迁到南美洲,到了第二年春天,再飞返回它们的“故乡”。
北美洲苏必利尔湖西部,一直到哈得逊湾间的广阔土地上,生长着大片原始森林,那里栖息了世界最大的鹰群。每年深秋季节,气候变冷,鹰群就成群结队向南部飞迁去过冬,最多达25万只以上;到了春暖以后,再飞返繁殖地区。
说也奇怪,这群飞鹰都是由同一条航线迁徙的,它们沿着苏必利尔湖沿岸上空飞行,组成一股强大的活动的“鹰流”,好像是一条无形的空中走廊。鹰流飞过时,铺天盖地,好比乌云压顶,天色顿时变得黑沉沉了,它成了自然界的一大奇观。
北美洲的金行鸟迁徙是绕大圈飞行。金行鸟有东、西两种,东金行鸟春季在阿拉斯加西部和西伯利亚东北部繁殖,南迁时南飞到台湾、广东和云南,一次飞行的距离有4000多公里。西金行鸟在加拿大森林里筑巢繁殖,到秋季向南飞迁,经拉布拉达半岛、大西洋、巴西,一直到阿根廷的丛林草地过冬,春季向北飞行,经中美洲、密西西比河返回“故乡”。
鹳鸟从北欧迁飞,途经地中海、撒哈拉沙漠,一直飞到南非去越冬。飞行时间约3个月,飞行速度较快。
翁鸟鸟飞迁的距离更是惊人。人们发现,一只幼鸟夏季在北极圈内的格陵兰岛孵出后,向南飞迁时,经过许多日日夜夜,一直飞到远离故乡成万公里的西非各国。
海洋鹱是在北极地区极昼的时候产卵繁殖的,这时候南极正是极夜,海洋鹱产完卵,孵出幼鸟,飞到南方过冬,那时候南极洲正好开始了极昼,它们飞得更远,每年飞返的旅程4~5万公里,而且每次都能准确地找到目的地。
候鸟为什么只是在春秋两季飞迁呢?生物学家认为,气候(包括气温、风、雪、日照)、食物等的外界因素,同季节关系密切,对鸟的迁徙影响显著,越冬地带,夏季酷热,不适宜鸟的产卵繁育,春天时就北返故乡,繁殖地区冬季严寒,对鸟儿觅食、生活十分不利,秋天时就南去越冬了。
南来北往的带鱼和章鱼
带鱼、大黄鱼、小黄鱼和墨鱼被称为中国四大海洋产品。带鱼、大黄鱼和小黄鱼都是洄游性鱼类,随着季节水温的变化,往来于南北不同的海域。
带鱼体形侧扁,呈带形,满身银白色,嘴大,长有利齿。白天栖息在中下水层,夜晚上升到海面。它游泳时不是靠鳍来划动的,而是将身躯左右摇摆作波浪式的运动。
每年立冬前后,黄海南下的、南海北上的以及深海向岸游来的带鱼群,在舟山群岛附近“会师”,那里有丰富的食料,形成了东海冬季大渔汛。它们时留时停,迂回曲折地前进,游程几百公里,一批又一批,多达70多批,时间长达80天。
我国带鱼可分为北带和南带两种。北部海洋的叫北带,体大力强。冬季,北方带鱼从东海洄游,向北一直到渤海,形成春季渔汛。
产卵以后,秋季就开始南下索饵洄游,来到东海。
南部海洋的叫南带,体小而肥。冬季,南方带鱼洄游到南海过冬,第二年春天开始产卵洄游,形成春季渔汛。产卵以后,秋季到达长江口附近索饵洄游。
产卵季节,雌雄带鱼在海水中穿梭往来,相互追逐,雌鱼产卵,雄鱼排精,一尾雌鱼能撒下7万粒左右的鱼卵,鱼卵随波逐流,密密麻麻。受精卵只要4天就孵化成几毫米长的小带鱼,像针尖和麦芒。
黄鱼在深海区域越冬,每年春季到近海洄游产卵,产卵后又在近海索饵洄游。
黄鱼分大黄鱼和小黄鱼两种,它们外貌很相似,体形大小不同。
大黄鱼既怕热又怕冷,因此它们大都全年生活在浙、闽沿海,广东沿海要在冬春时才大量出现,从江苏沿海往北,就很少见到它们的踪影了。繁殖季节,它们密集成群,栖息在近海的中层,雌鱼不断发出“咯……咯……”的“叫”声,整个产卵场热闹非凡,仿佛夏夜蛙鸣那样。鸣声是由鱼腹肌肉收缩同鳔摩擦而产生的。这是求偶和同类互通信息的手段。大黄鱼每次产卵10万到100万粒。
小黄鱼的生活习性跟大黄鱼不同,它们白天躲在水底下,每当黄昏和黎明时分,就游到中上层来觅食,吃食鱼虾和贝类。它同大黄鱼食谱相似,鱼鳔也能发声。
小黄鱼比大黄鱼分布范围广多了,有北洋黄鱼和南洋黄鱼的区分。
春天,黄海水温升高,济州岛附近的黄海越冬场的小黄鱼,成群结队沿着山东半岛向渤海进发,5月间分别到达黄河口、大沽口和营口等沿海,寻找适宜的场所产卵和觅食。
秋季,渤海水温慢慢降低,小黄鱼连同幼鱼一起离开渤海,初冬时,又回到黄海越冬场过冬了。
在浙江东南部沿海越冬的小黄鱼,春季开始北上到舟山群岛或江苏沿海去产卵,小部分南下到福建沿海去产卵,冬季又洄游到东海越冬场去过冬。
黄鱼的洄游是有一定规律的,时间和路线基本上年年如此,人们掌握了这种规律,就地布下巨网,就能取得渔业丰收。
树木的年龄——年轮
树木的年龄,人们都是根据“年轮”来判断的。那么,年轮是什么呢?就是树木干茎每年形成的圆环。
温带地区和有旱季、雨季的热带地区,树木年复一年地生长,一年内由于季节和气候的不同,形成层细胞的活动表现出有规律的变化。春季,气候转暖,养料充足,形成层细胞的分裂和生长都快,所产生的木质部,细胞较大,壁薄,导管多而大,木纤维少,这叫早材或春材;入秋,气温渐低,养料减少,形成层细胞的分裂和生长都减慢,所产生的木质部,细胞较小,壁厚,导管小而少,木纤维多,这叫晚材或秋材。
早材的颜色较淡,晚材较深,它们合起来成一圆环,这就是树木一年所形成的木材,叫“年轮”。年轮,顾名思义是一年长一轮,有多少个圈数,就知道这株树的大概岁数了。
并不是所有的树木都有年轮,像单子叶植物由于没有形成层,也就没有年轮。在缺少季相变化的热带地区,形成层所产生的细胞差异很小,年轮往往不明显。有时,由于形成层有节奏地活动,每年也可以产生几个年轮。因此,根据年轮来推算树龄,还得除去假年轮,只能得到一个近似的数据。
年轮——树木这种独特的“语言”不仅叙说了树木的年龄,还记录和揭示了气候的变化状况。美国亚利桑那州大学最早建立了一个系统研究树木年轮的实验室,科学工作者经长期观察研究发现,美国西南部的松树对气候变化特别敏感。在寒冷湿润的年代,松树的年轮长得很狭窄。根据这一规律,可以推断出很久以前当地的气候情况。
人们发现,年轮的图案同气温、气压、降水有一定的关系。有人根据年轮绘制了近几个世纪以来北美洲历年的气象图。这些气象图同现代气象设备记录的结果很相似。
19世纪时,有一支矿藏勘测队横穿美国西部平原时,留下了一份日记,记录了当年他们遭到严寒和暴风雨的经过,有趣的是,根据当地树木年轮,也同样反映了这一异常气候的事实。
美国的刺果松是19世纪在西南部发现的,这种奇树数量已很稀少。1964年,北加罗来纳大学地理系学生库瑞等,在对惠勒峰的冰川研究时找到了刺果松。为了搜集旁证,推断冰川形成的年代,便用穿孔器钻凿了几颗老树,他发现其中有颗老树已有4000多岁,一时兴奋竟把穿孔器折断了。他申请用链锯伐木,居然得到林区视察员的允准。他们随便在树根以上2.5米处锯断树干,然后用低倍率的放大镜仔细察看,数得树干共有4844圈年轮。一颗世界上最古老的刺果松就这样被毁了。消息传开后,全国震惊,美国林务局终于作出了对刺果松严密保护的决定。
科学家在研究刺果松时发现,生长在不毛之地的刺果松针叶树,对于温度的变化特别敏感,人们凭树的年轮能够推测过去雨量的记录。这种资料能显示气候变化周期,协助预测未来气候情况。这对于干燥的西部和其他贫瘠地区都十分重要。用空心钻孔器钻进树干,截取一段直径6毫米的木心,不会危及树木的生命,科学家用活树上钻取到的宽窄年轮组成的图案,跟史前印第安人的岩洞居民所用木材的年轮图案相对照,借以判断考古地点的年代。
人体的生物钟
人体存在智力、情绪、体力周期分别为33天、28天和23天的生物钟,这3种“钟”存在明显的盛衰起伏,在各自的运转中都有高潮期,低潮期和临界期。这3种“钟”犹如一首协调、优美而神秘的三重奏,奏出了人类生命的运动规律。如人体三节律运行在高潮时,则表现出精力充沛,思维敏捷,情绪乐观,记忆力、理解力强,这样的时机是学习、工作、锻炼的大好时机。这时怀孕所生的孩子一定是聪明伶俐的优生儿。在此期,增加学习、运动量,往往事半功倍。学生节律高潮时考试易取得好成绩,作家易显“灵感”火花,运动员在此期易破记录。我国著名跳高名将朱建华,一年三破世界跳高记录,其时间是1983年6月11日,跳过2.37米,1983年9月22日跳过2.38米,1984年6月10日跳过2.39米。这3次创记录都是在其生物节律运行高潮期完成的。尤其是第一、第三次破记录,他的体力钟恰好处于峰值。
相反,三节律运行在临界或低潮期,会表现耐力下降,情绪低落,反应迟钝,健忘走神,这时易出车祸和医疗事故,也难在考试中出成绩。1980年12月,在香港第八届亚洲女子篮球赛上,我国女篮和韩国女篮实力比较接近,而我女篮竟输给对方33分。事后计算,中国队5名主力队员中只有一人生物节律处于高潮期,另4名主力队员中有的3条曲线在低潮期或临界期,有的2条曲线在低潮期或临界期。如果当时教练熟悉和掌握场上队员的生物节律,适当调整“阵容”——让技术稍差一点,但生物节律正处高潮的队员上场,就不可能惨败到如此程度。老年人发病常在情绪钟低潮期,而许多疾病死亡时间恰在智力、体力、情绪三节律的双重临界日和三重临界日。了解自己三节律的临界日和低潮期,可以在心理上早作准备,以顽强的意志和高度的责任感去克服困难,安然度过临界日和低潮期。