科学与信仰 | 生物界的智慧

　　如果我们再察看一下地上的动物和植物，我们就会发现更多造物之工的奇妙。各种生物为 了延续自身和种族的生命所展现的智能，实令人叹为观止。例如你撒一把豆子在泥土中，豆粒 落地的方位是随机的，其胚点（脐）或上或下，或左或右并无一定，它服从数学上的概率原则 。但一旦种子开始萌发，其发育生长方向则完全服从生命的要求，绝对不受概率支配。其根芽 即使绕180度的弯曲，也要向下生长；其茎芽即使翻一个完整的跟斗也要向上生长，绝无例外。 现在我们根据生物学知识知道只有这样，根系才能获得水分和营养，枝叶才能获得阳光和空气 。但何以能做到这一点，至今仍不很了然，然而在亘古以前，这些智能就早已存在于这些小小 的种子之中了。

　　各种植物为了散播它们的种子各展奇能：蒲公英等植物的种子长有几根 纤毛，这就使它们具备了良好的空气动力学性能，使它们在成熟以后可以随风远扬；凤仙花的 蒴果和多种豆类的荚果则是极有效的弹射器，在种子成熟后可突然爆裂，将种子弹射到数公尺 以外；苍耳子等植物的种子既不能飞，又不能弹，但却长有巧妙的倒钩刺，能够钩挂在动物的 皮毛和人的衣物上随之远行。至于靠鸟类传播的植物则都有甜美的果实，以吸引鸟类啄食，如 枸杞、桑椹等。这类植物的种子通常只有在通过鸟类的消化道之后才能萌发，这样就避免了直 接落地萌发所造成的拥挤现象。热带有多种食虫植物，其中之一是猪笼草。它的叶子上生有一 个小口袋，袋底能分泌芳香的蜜汁，以招引虫蚋入内，但其袋口内面却十分光滑，使虫类在试 图取食蜜汁时因立足不不稳而滑落袋底。这时袋口上方的盖子立即将袋口封闭，盖子及袋口边 缘的刚毛互相扣紧，使袋内的虫类断无逃脱的可能，直至袋内分泌出的消化液将之完全消化为 止。然后袋口重新开启，等待另一个虫蚋上门。这岂不比猎人设计的陷阱更加巧妙吗？美洲另 有一种食虫植物，我们不妨称之为“迷魂草”，因为它有非常奇特的捕虫手段。它的花像一个 广口的深杯，能散发出独特的香气，虫类一闻到这种香气，便像中了传说中的“迷魂香”一般 ，立即丧失逃生的能力而落入花杯内，你即使从中将它们取出，它们也不知振翅逃命，仍然在 那一带胡乱爬行，最终仍然不免落入花杯之中，成为迷魂草的美食。迷魂草捕虫的手段比猪笼 草似更高一筹。所有这些高明设计都是出自谁人之手呢？

　　让我们再看看动物界。蝙蝠是夜行动物，它在漆黑的夜空来去自如，绝不会误撞障碍物， 又能追捕各种飞行中的虫类为食，其动作之灵巧，甚至超过某些昼行的鸟类。蝙蝠靠什么来 控制自己的动作呢？原来它们飞行并不靠视觉，而是用超声导航。它们飞行时不断用声带发 放超声波，每秒钟可发放十个高频脉冲。它们的耳朵则是极敏锐的超声“声纳”，可以接受 各种物体反射回来的超声波，蝙蝠即根据这些超声信息以回避障碍物并追踪食物，其脑部分 析脉冲信息的速度以微秒计，故蝙蝠可在 一秒钟之内连续捕捉两个不同目标。有些夜蛾为了逃避蝙蝠的追捕则另有绝技，它们一旦觉察 到超声波的追踪，能立即中断正常飞行，收敛双翅，以假死状态向地面一坠而下而逃过追杀。 海生动物如鲸鱼和海豚等也用超声导航。因为它们在深水潜泳时，因光线太暗，能见度极差， 超声导航远比视觉有效。这些动物的头部都有一团脂肪样物体，乃是极好的超声放大器。为什 么这些动物用超声而不用普通声波导航呢？这是因为普通声波频率低，波长大，遇到障碍即绕 行而过，几乎没有反射，不能提供反射信息。假如人类也有这种超声导航本领，那么盲人就可 以以耳代目了。的确有人试用超声装置代替明杖为盲人导步。可惜迄今人工超声装置都是体形 笨重，效率低下，远不及动物的超声系统适用。

　　中国自古有所谓“螟蛉义子”的传说。 螟蛉是一种青虫，土小蜂利用它来繁殖后代， 故有义子的误解。土小蜂将产卵时，就选择一 条肥壮的螟蛉，先用毒针刺它一下，使之进入麻醉状态，然后把它拖回洞穴之内，将卵产于螟 蛉体内。完成生育任务的母蜂便离开洞穴，将洞口封闭，旋即死去。被麻醉的螟蛉长期不食不 动，不死不僵，不腐不臭。直到次年春，蜂卵化为幼虫，即以此螟蛉为食，直至羽化为新一代 的土小蜂，破洞而出，重演上一代的生活。这种高超的肉食保存方法，至今仍是人类无法做到 的。土小蜂的这种本领决非由学习而来，因为子代小蜂在长成之前完全与世隔绝，和上代土蜂 也无从见面。

　　人们常称啄木鸟为树木的医生，因为它有惊人的为树木除虫害的天赋本领， 为任何其他动物所不及。一般鸟类的脚趾排列都是三前一后，便于抓持树枝。（鸵鸟是个例外， 因为它只在地上奔跑，从不上树，所以没有后脚趾）。但啄木鸟却是在粗大的树干上活动，所 以它的脚趾排列也非同寻常，乃是二前二后，便于在垂直的树干上攀附。啄木鸟有良好的“望 诊”能力，能够在众多的树木中发现那些有虫害的树木，并能用“叩诊”，即用它的尖嘴叩击 树干，确定害虫的所在。而后即用两脚抓牢树皮，并将尾羽展开为扇形，贴紧树干，这样便使 它的身体得到稳固的支持，然后开始除虫的“外科手术”，以将害虫取出。它的坚硬而尖锐的 鸟喙是凿木的利器。但为要凿穿坚韧的木质，它的头必须快速而有力地前后摆动，才能在树干上凿洞。但这一动作必将使它的头部承受强烈的震汤。经测定，其震汤强度足以将一般动 物的脑组织震碎，然而啄木鸟的头部却有特殊的防震结构，保护它的脑子不受损伤。在树洞凿 通之后，还要有可靠手段将藏身于洞穴深处的害虫取出。啄木鸟的舌头具有和其他动物完全不 同的构造，乃是自深洞取虫的专用装备。它的舌尖有尖利的倒钩刺，其舌根则是一条很长的弹 性软索，平时盘存于头颈内部，使用时伸出，将舌尖推送到洞穴深处，用倒钩将虫钩出，而后 将之吞食，结束深洞除虫的作业。

　　你曾否想过，萤火虫为什么能够发光却不发热？蚂蚁 为什么能够预知暴雨将临，而预先将大量泥土堆积于洞口周围，一旦大雨来临，泥土便可将洞 口封闭，以免雨水灌入洞穴？是谁给了它们聪明智慧去作如此简单有效的防洪设计呢？蜘蛛结网捕虫，几乎万无一失，为什么它自己却不被粘住呢？蜘蛛能够结网于两棵树或两座建筑物之间，有时两者相距颇远，甚至其间可能有深沟或溪水等障碍，蜘蛛并不会飞，那么结网的第一根丝是如何送到对面去的呢？鹰隼等猛禽自上而下捕捉猎物时，并不对准目标俯冲而下，而是采取大约三十度左右的斜角自一侧下滑切入，这是为什么？经空气动力学试验，发现落体在空气中下滑时，这个角度可以得到最大的速度，而且捕获食物之后，可立即升空，比直接向目标俯冲更为有效。但当它们下水捕鱼时，却又采取大角度俯冲，因为如果以斜角切入，就将被水面弹回，无法下入水中。猫头鹰在夜里捕食鼠类，除必须有锐敏的听觉和夜视能力以外，还必 须能作无声的飞行。一般鸟类飞行时都会产生一些噪音，鹰也不例外。不过其他鹰类均系白天在飞行中寻找猎物，向下扑击时完全靠速度和威势制胜，有无噪音并不重要。但猫头鹰却是在夜间静待鼠类出现以后，方展翅出击，它的扑击乃从静止状态开始，不可能达到太高的速度，所以必须悄然无声地扑向猎物，使鼠类猝不及防而将之捕获，如果噪声太大，鼠类必将闻声而遁 ，躲入洞中，猫头鹰就无可奈何了。为什么猫头鹰的飞行能够无声无息呢？经研究分析，发现原因乃是它的翅羽后缘呈锯齿状排列，可抑制空气湍流的形成，故能消除噪声。美国最新式B-2 隐形轰炸机的机翼后缘就是仿照猫头鹰的翅羽设计的。然而又是谁给猫头鹰设计了一对无声的翅膀呢？

　　再看一下动物的行动方式。人类所造的运行器具，从古至今几乎都靠轮轴和滑板行动， 因为它们构造简单，制作容易。但它们的适应性却很差，路面稍有崎岖就窒碍难行，上下台 阶更是无能为力。近来人们开始制造“步行机”，但目前人造的步行机至少需要八条腿才能 避免倾覆，勉强行走。而且各条腿只能轮流逐一试探移动，动作迟缓而笨拙。反观人 体本身只有两只脚，却可以同时动作，能够行走、奔跑、跳跃、舞蹈，能够作踢、蹬、踹、 跺、跪等各种不同的动作，同时保持良好的平衡。其他各种动物的行动方式更是花式繁多， 众艺纷陈，却无不恰合其生活需要，而且运用自如，各尽其妙，与人工制品相比，实不可同 日而语。人们所谓“巧夺天工”，不过是聊以自慰而已。例如，走兽四足而直行，蟹族八足 而横行，蜈松、百足等足数上百，仍能互相协调，由后而前依次作波状移行。尺蠖足短身长 则曲伸而行，蟋蟀身短足长则弹跳而行。蚯蚓无足而有刚毛则蠕行，蛇类无足而有鳞片则爬 行。蛇遇树能攀升，遇水能游泳，其灵巧不亚于有足动物。在沙漠中生活的蛇类，因细沙松 软、爬行困难，便将身体弯曲为螺旋形向侧方滚进。水生动物则摆动尾巴或后肢前进，效率 远高于船桨。它们都有一个纺锤形或长水滴形（前圆而后尖）的身体，且体表光滑而有弹性， 可以消除湍流。据实验，这种形状在水中阻力最小，又便于转换方向。海豚类在水中急泳时， 速度超过全速前进的鱼雷。现代潜水艇的船体，都是模仿水生动物的体形。飞行动物都有宽大 的翅膀和相对轻巧的身体。鸟类除了有特别强大的胸肌以操纵翅膀以外，其他肌肉都相对细小 ，或根本缺失以减轻体重。它们也没有厚重的骨骼。其骨骼大多为中空的细管或弯曲的薄片， 这种结构有重量轻，强度大的特点。鸟类翅膀的羽毛甚至也是薄避状结构，乃是最好的飞行材 料。一片羽毛可以在空中久久飘浮，兽类的针状毛就不能。飞行的运动强度比地面活动大得多 ，也消耗更多的能量，所以鸟类必须有更高的代谢率。为维持高代谢率，鸟类的体温比兽类高 得多，其正常体温是摄氏42度。人如果达到这样的高温，早就命在旦夕了。飞行动物中有一怪 杰，就是其貌不扬的苍蝇。苍蝇的天敌很多，它却没有其他有效的自卫手段，所以它只能用诡 异多变的飞行技巧来摆脱敌害。飞机起飞需要跑道，多数大型鸟类起飞时也需要助跑，小鸟和 多数昆虫起飞时则需要弹跳。但苍蝇却什么都不需要，它可以随时向任何方向起飞，如果敌害 在前，它甚至可以向后方倒飞。起飞以后，其飞行径路也是变化多端，怪异莫测。一般昆虫都 有四个翅膀，苍蝇却只有一对，而且也没有长尾或长脚等维持飞行稳定，那么它在胡乱飞行时 ，怎样保持平衡，避免失控呢？其奥妙在于它的双翅下面，有两个棒状体，每当苍蝇飞行时， 这一对棒状体就高速回旋，以保持苍蝇飞行时的稳定，其作用正如现代飞机和船舰上所用之 “回旋陀螺导向仪”（代替旧式罗盘）。小小苍蝇的飞行技能曾使多少航空工程学者为之叹服 而甘拜下风，因为迄今为止，尚无任何人造物体能以其飞行的巧妙与苍蝇相比。

（以上文章摘录自《科学与信仰》作者：微言）