科學之謎（四）
一、 大約6億年前，地球上的生命還只是生活在海洋中，荒涼的大陸上看不到一點綠色。后來是哪個勇敢的植物率先登上了陸地呢？這也是一個謎。有科學家認為，植物在陸地上生活需要具有吸收和輸送水分的組織，按此來考察，應該是某種蕨類植物率先登陸，并演化成后來很多植物種類。反對者認為，最原始的陸地植物不必非具有輸導組織，它們可能是苔蘚一類植物。雖然苔蘚的輸導組織不發(fā)育或發(fā)育不完善，但它們的有性生殖器官，尤其是胚，這恰恰是陸生植物的特征。還有科學家認為，從所有植物的特征——光合作用來研究更合適。迄今在藻類中發(fā)現(xiàn)多種光合色素，但只有綠藻門植物所含的色素種類及比例與陸地植物的光合色素比較一致，而且細胞內(nèi)也都有淀粉。據(jù)此，應該是綠藻門植物。
二、 真菌是很大的一個生物類群，如我們熟悉的蘑菇，它就是一種真菌。奇怪的是，這樣一個大的生物種群，人們卻一直不知道它應該屬于植物還是屬于動物。我們知道，植物都有葉綠素，可以自已通過光合作用制造營養(yǎng)，但真菌并不具備這樣的本領，但真菌的細胞中有細胞壁和細胞膜，又是通過孢子傳播繁殖，這點又像是植物?？茖W家們?yōu)榇藸幷摿藘汕Ф嗄辏€是沒有一個滿意的結果。于是人們設想在植物界、動物界之后再設立一個真菌界。這個結果是不是正確呢，討論恐怕還要繼續(xù)下去。人們在無奈之下說真菌是“破壞了自然界普遍和諧性的魔鬼杰作”。
三、 我們在學習生物課時，常常會聽到某某動植物屬于什么種。這就是所謂的物種。但物種真的是客觀存在的嗎？還真不一定。我們知道，小麥、白菜、松樹，它們都屬于不同的種，雞、老鼠、獅子也各不相同。物種的客觀存在好像是無可爭爭辯的事實。但當人們將生物進行分類時，卻發(fā)現(xiàn)并不像想象得那樣簡單。比如某一個屬的植物，張三分出了幾百種，李四卻分成了幾十種。種種與之間的區(qū)別總是會有的，但究竟相似到什么程度可以算是一種？科學家們爭來爭去，最后的結論竟似乎完全是取決于科學家的個人判斷。人們開始轉(zhuǎn)而從哲學的角度來思考，認為能互通交配繁殖而保持種群并與其他種群形成隔離的，就是一個種。這一理論曾經(jīng)一度被人們所接受，但后來人們發(fā)現(xiàn)事實上并非如此。有些似乎是符合這一理論，有些則完全亂了套。比如櫟屬植物，不管落葉與不落葉的，如果按此理論來考察，其四百多種植物只算是一個種。達爾文在他的《物種起源》中說，他只為了研究的方便而使用了物種這個詞。而更有激進者稱，世界上沒有什么物種，只有單個的生物個體。物種究竟只是一個人們?yōu)榱朔诸惗氤鰜淼囊粋€概念呢，還是在生物中確實存在著類別？
四、 號稱沙漠之舟的駱駝以耐干渴著名，這是我們都知道的。但為什么它有這種獨特的本事呢？人們最早猜測它有一個“水囊”。駱駝是反芻動物，它的胃前面還有三個室，其中最大的一個叫瘤胃。人們認為那里面可以存放很多水。后來經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)，事實并非如此。這個瘤胃并不能有效地保存住凈水，而且容積也還不夠大。人們便又猜測駱駝經(jīng)得住脫水?？疾彀l(fā)現(xiàn)，一頭駱駝在干熱的沙漠中行走8天，體重會減輕100公斤，失水量相當于體重的25%。而人如果失水5%以上便會知覺紊亂，失水超過10%就可能會死亡。為什么駱駝能夠忍受失水呢？原來其他動物失水后，其血液會變濃，粘性增加，循環(huán)變慢。而駱駝卻不會。這說明駱駝失去的水分不是來自血液，而可能來自于肌肉或脂肪。有學者就認為，1克脂肪氧化后可生成1.07克水，駝峰中的脂肪就是用來變成水的。還有人認為，駱駝耐旱的主要原因是它有出色的保水能力。它通常不出汗，體溫也不怎么上升，一身厚厚的毛可以抵御炎熱的陽光。它的排尿量也少，因為它的肝臟功能特殊，不會造成尿中毒。這些說法還有待于進一步驗證，也許就是這些綜合因素使駱駝成為耐旱的冠軍吧。
五、 大家都在電視上看到過鯨類集體“自殺”的事件。它們?yōu)槭裁匆@樣做呢？有科學家說，鯨類動物的眷戀性很強，它們在同伴遇難時會集體前往營救，而且不成功絕不離開。還有學者認為，鯨像某些鳥和魚一樣，利用地球磁場進行遷徙，而且它們一般會沿低磁力行進而避開磁力高的地方。研究了一些鯨自殺現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)那里恰恰是磁力低的地方。因此估計它們是誤入歧途。還有科學家研究發(fā)現(xiàn)，在自殺的鯨類頭部有寄生蟲導致的聽神經(jīng)病變。因此可能是由于它們的聲納系統(tǒng)失靈所致。除此以外，還有一些說法，但沒有一個能夠確切的解釋。
六、 鳥類的羽毛有的非常美麗，有的卻灰暗單調(diào)，有的雌雄幾乎一樣，有的卻相差甚遠?？兹妇褪且粋€明顯的例子。達爾文就曾說過，在一雄多雌婚配的鳥類中，雄性越漂亮，就越能獲得更多的雌鳥，因而可以繁殖更多的后代?？兹搁_屏就是為了吸引雌性。這叫“性選擇”說。但是有科學家反對，他們認為，凡是善于發(fā)現(xiàn)敵害或機靈易逃脫的鳥類，都用鮮艷的顏色來顯示自己，讓捕捉它的其他鳥類害怕。而那些不機靈或不易逃脫的鳥為了隱蔽自己，則不須要漂亮?？茖W家們按此理論進行統(tǒng)計，確實發(fā)現(xiàn)幾乎生性活潑的鳥都是鮮艷的，不活潑的鳥都是暗淡的。而且，在一雄多雌的鳥類當中，雌鳥擔負孵卵任務，屬不易逃脫，所以也是灰暗的。這兩種理論都很有道理，于是人們想到，鳥兒一般在空地求偶，很容易被敵害發(fā)現(xiàn)，此時雄鳥的艷麗色彩會起到警告作用，尤其像孔雀開屏后，那一只只大眼睛的圖案，足以迷惑敵人。同時發(fā)現(xiàn)集體求偶在草叢中進行的鳥類，其雄鳥一般并不鮮艷。問題到這里似乎是圓滿解決了。但科學家們還并不滿足只是進行邏輯上的推理，他們還要找到確實的證據(jù)。
七、 考古發(fā)現(xiàn)，在寒武紀（距今5.7至5億年前）地球上一下出現(xiàn)了很多無脊椎動物，這一現(xiàn)象被稱為“寒武爆發(fā)”。難道動物們真的是一下子冒出來的嗎？按生物進化理論，這似乎是不可能的。唯一的解釋是這之前的動物化石沒有保存下來。因此，關于動物的起源就成了一個謎。因此有人認為，動物的歷史不足6億年。后來，人們終于發(fā)現(xiàn)了早于6億年前的化石，隨著一次次的新發(fā)現(xiàn)，這一時間也越推越遠，直到發(fā)現(xiàn)了距今8.4億年前的環(huán)節(jié)動物化石。然而科學家們并沒有停步，他們繼續(xù)探尋，結果在距今20至24億年前的地層中發(fā)現(xiàn)了9種管狀穴。一些科學家認為這是動物挖掘的遺跡。在北京十三陵地區(qū)距今19億年前的地層中也發(fā)現(xiàn)了類似的痕跡。但究竟是否真的為動物所為，目前還不能下結論。如果是，那這一年代是否就是動物出現(xiàn)的最早時刻呢？
八、 動物玩游戲的事情屢見不鮮，跑跳打鬧以至使用物體進行更復雜的游戲。但是按生物世界的普遍規(guī)律來看，卻很難解釋。因為動物本來應該盡可能節(jié)省能量，它們?yōu)槭裁匆哪芰咳プ瞿切]有明確目的的游戲呢？有科學家指出，動物是在學習技能、演習生活。反對者認為，游戲并非只在小動物身上發(fā)生，而成年動物不存在用游戲來演習生活的需要。他們認為，動物的游戲完全是娛樂行為。而且他們指出，越是進化得高級的動物，游戲的天性越強。還有科學家提出一種鍛煉說法，如北極熊在冬季食物不足時游戲并不多，而到了夏季，它們吃飽喝足后，為了保持身體的靈活，游戲就會多起來。持各種說法的科學家們都對動物的游戲進行了大量觀察和研究，各自都有一些證據(jù)。但面對動物們復雜而多變的游戲行為，他們覺得離揭示奧秘還有很多路要走。
九、 冬天到來時，一些動物會進入冬眠。它們是因為寒冷而冬眠，還是因為冬季食物短缺而冬眠呢？科學家們進行了多方面的研究。一些科學家認為，是溫度降低引起它們進入冬眠的。但研究中卻發(fā)現(xiàn)人工降低溫度時，有些動物并沒有進入冬眠。有的科學認為是由于冬季食物不足引發(fā)冬眠。因為運動的熱量主要來自食物，缺少食物遠比寒冷更可怕。實驗中也確有小囊鼠在得到食物的冬季而不冬眠的證據(jù)。不過反對者指出，不少冬眠動物在冬眠來臨時會自動停食或拒絕進食，這就很難區(qū)分究竟是溫度問題，還是食物問題?？茖W家們轉(zhuǎn)而從動物的生理方面來研究，如激素、神經(jīng)、細胞成分等等。他們在一個實驗中發(fā)現(xiàn)，動物體內(nèi)有某些可能的“冬眠物質(zhì)”，如果將這種物質(zhì)注射到其他動物身上，竟可以引起該動物在夏天“冬眠”。但其中的機制還是不清楚。人們覺得，冬眠可能是更為復雜而多因素的一種生理現(xiàn)象，真正的答案還要繼續(xù)探索。
十、 我們現(xiàn)在都知道，植物的葉子所以是綠色的，是因為葉綠素的存在，而葉綠素是必須在光照中才能夠合成的。如果不讓葉子接受光照，葉子就會變黃。然而科學家們卻發(fā)現(xiàn)了一個意外情況。在我們常吃的蓮子中，有一個深綠色的小芽，那是蓮子的胚。它被嚴密地包在胚乳中，外面還有一個堅硬的殼。按照我們熟悉的理論，這個小芽至多也就是淡黃，像其他果實中的胚一樣?？蛇@個胚居然是那么的綠。人們想，是不是它的外殼和胚乳能透過某種波鍛的光而使它發(fā)綠？或是胚乳中存在著某種發(fā)光物質(zhì)？經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，成長于黑暗中的胚內(nèi)，竟有許多含有捕獲太陽能的葉綠素復合物。這簡直是對過去理論的一個大挑戰(zhàn)——在無光條件下可產(chǎn)生葉綠素！于是人們開始思考，生物中是否存在著可代替可見光的生物物質(zhì)？ 作者：周文普
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