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全世界最小的哺乳动物水鼩鼱看似不起眼却是“

  它们的个头如此之小,但却从不给它们的猎物留下任何逃生的机会,就连长有硕大钳足的龙虾也成为它们的“菜单”中的一道美味……物学家肯尼斯多年来致力于研究星鼻鼹。一天,他在一块湿地上架设起一个捕笼,想捕获一只星鼻鼹鼠。令他意想不到的是,闯入捕笼的不是星鼻鼹,而是一只北美水鼩鼱。

  水鼩鼱是哺乳动物中最小的“潜水员”(体重仅约15克)和优秀的“游泳运动员”,尽管从外表看上去它与它的那些“旱鸭子”亲戚没什么两样。

  肯尼斯想看看这只北美水鼩鼱的潜水和游泳技能究竟有多优秀,于是就把它放在了附近的一条小溪边。

  肯尼斯惊奇地看到,它一个猛子扎入水中,迅速游过溪流,然后消失在河边的草丛中。肯尼斯觉得,比起哺乳动物,它更像一条鱼。

  鼩鼱与鼹鼠、刺猬同属食虫目成员。虽然它们看起来多少有点像老鼠,但实际上却与啮齿类动物的亲缘关系比较远。嗣黯科下分三个亚种,北美水鼩鼱属于鼩鼱亚科,又称红齿鼩亚科,主要分布于欧亚大陆北部和北美洲。“红齿”来源于这种动物的牙齿中含有铁,而铁的存在是为了增加牙齿的强度。对鼩鼱来说,牙齿磨损是非常严重的困扰,因为它们的牙齿并不会像啮齿类动物那样不断生长。

  水鼩鼱并非完全生活在水中,它们通常居住在沼泽地,或沿着河川溪流生活。在大多数时间里,水鼩鼱都在陆地上活动,在干燥的地方筑巢,在草丛或软泥中修建隧道并穿梭其中。

  追逐水生世界中丰富的食物使生活在岸边的水鼩鼱成为了优秀的“游泳运动员”及“潜水健将”。它们最引以为自豪的是拥有一套“专业化的潜水服”——一身防水的毛皮。当潜入水中时,水鼩鼱犹如穿上了一件半透明的、具有美丽银色光泽的潜水衣。它们的毛皮可隔绝空气,起到防水和保暖作用。水鼩鼱是不冬眠的动物,而在冬季潜入冰冷的溪水中必然会消耗很多能量,因此保暖对它们来说是至关重要的。

  水鼩鼱的四足构造也很适宜于游泳。不过,它们的四足不像青蛙等两栖类动物的蹼状脚掌,而是同大多数哺乳动物一样,四足上各有5趾,趾上有爪。与别的哺乳动物不同的是,它们的脚掌外缘衍生有穗状的短硬毛。这些硬质的毛发在向下潜水时竖起,可以增加脚掌的表面积,而在往上游时则又收拢在一起以减小阻力。这一结构非常有利于划水前进。此外,为了适应水中的生活方式,水鼩鼱在形态上还具有一些特化的结构,比如眼睛变小、外耳壳内具有防止潜水时耳朵进水的瓣膜等。

  水鼩鼱在水下猎食,而在水下是很难通过眼睛直接观察猎物的。那么,它们在水下如何寻找食物呢?

  肯尼斯发现,水鼩鼱在潜入水中时,可凭借其灵敏的嗅觉锁定猎物。从逻辑上来看,这是不可能的,因为气味是通过空气传递到鼻腔内的嗅觉感受器上的,而水鼩鼱在水下是无法像在陆地上一样自如呼吸的。那么,它们是如何做到的呢?原来,它们发明了一种既简单又奇特的“侦察方法”。在水下觅食时,当靠近“调查对象”或猎物时,它们通过鼻孔呼出空气并在水中形成小水泡,这些小水泡可以直接到达对方身上。之后,它们将已经具有对方气味的这些小气泡再次吸入鼻腔内,这样就可以收集到相关的气味信息了。这一过程进行得非常之快,以至于科学家得运用高速摄像机进行拍摄才能完整地观察到整个过程。

  其实,在水下通过呼吸感知猎物并非水鼩鼱的“独门武功”。肯尼斯观察到,它们还拥有另一种感知能力——通过触须感知猎物,这同大多数小型动物是一样的。水鼩鼱的鼻吻部两侧长着浓密的触须,并呈放射状散布。水鼩鼱正是通过这些触须来探测猎物的。

  为了验证它们的这种能力,肯尼斯在水中投放用硅树脂制造的仿真度很高的模型鱼,以及一些圆柱形和矩形的硅树脂物件,同时还采用红外照明技术模拟夜间的水下环境。结果发现,当水鼩鼱走近并探查这些物体时,它们并不理睬那些矩形和圆柱形的物件,而是一味地攻击模型鱼。这个实验有力地证明,利用触须感知物体的形状,也是水鼩鼱的一个重要的感知能力。

  水鼩鼱通常在夜间活动,那么,在完全黑暗的环境中水鼩鼱是如何探测并追踪猎物的呢?为了找到答案,肯尼斯等人设计了一个试验:准备一个小匣子,在匣子四周设计出水口,以及与之相连的可精确控制的水泵;当水鼩鼱进入匣子并开始寻找猎物时,将水里的鱼移走,然后通过水泵制造一种脉冲波,模仿一条正在逃离的鱼的尾巴在水中轻击引起的振动。结果发现,尽管此时水中已经没有鱼了,水鼩鼱仍向着振动的方向发起攻击。相反,当通过水泵制造一种类似溪流的连续震动的波时,水鼩鼱就会漠然置之。

  显然,水鼩鼱在黑暗中是利用它们的触觉发现并追赶正要逃离的猎物的。而要完成这项艰巨的任务,它们还必须具备极为迅速的行动能力。肯尼斯通过每秒1000帧的录像准确地计算出了它们的反应时间:当觅食的水鼩鼱感觉到水中的脉冲波动时,仅用1/50秒即完成了转身运动,并在1/20秒内移动了2厘米,且已张开大嘴准备捕食。

  水鼩鼱的“美食菜单”中甚至还包括了龙虾。水鼩鼱小小的个头与龙虾硕大的钳足相比,让人怀疑它们是否真的能成功捕食龙虾。事实上,龙虾注定是这场较量中的失败者。为什么?

  水鼩鼱属于脊椎动物,龙虾属于无脊椎动物,两者的神经系统有一个很大的区别:所有的哺乳动物包括水鼩鼱,其神经纤维均被一种绝缘的被称为“髓鞘”的膜状结构所包裹,这大大增加了神经冲动的传导速度,使得感知到的信息可以很快地被大脑处理;而无脊椎动物的神经纤维没有髓鞘。如果无脊椎动物想要加快神经传导速度并缩短反应时间,只能依靠增大神经纤维中轴突的直径。龙虾为躲避敌害进化出了粗大的神经纤维,以让大脑和身体作出快速反应。但即使这样,仍然不能和水鼩鼱的有髓神经纤维相匹敌。这或许就是水鼩鼱能成功捕食龙虾的原因。

  水鼩鼱还有一个优势:它们是恒温动物,其神经系统总是处于最适温度中,并维持在最佳反应状态。

  以上两个特性的完美结合,使得水鼩鼱成为顶级的“武林高手”,至少从龙虾的角度看是这样的。

  水鼩鼱为什么拥有如此敏锐的感知能力?肯尼斯认为,这在很大程度上取决于它们的大脑。肯尼斯通过研究发现,水鼩鼱的大脑神经皮层分别仅有8.5%和6.5%用于处理视觉信息和听觉信息,而多达85%用于处理触觉信息,其中又有约70%用于处理触须所感知的信息,仅有约30%用于处理躯体和四肢所感知的触觉信息。将大脑的大部分区域用于处理触觉信息,这对水鼩鼱来说具有十分重要的意义。在人的大脑中也存在类似的“经验法则”:大脑的大部分区域只负责处理手和唇的感觉信号,留给躯干和脚的只有极少部分。

  对不同物种的研究结果显示,在进化过程中,来自不同部位的感觉信号在大脑中为争夺自我的一片领土倾力而战。肯尼斯对幼水鼩鼱的观察也证实了这一点。他发现,在水鼩鼱发育早期,即在大脑新皮层逐步形成的过程中,生长触须的皮肤显得肿胀,此处的血管也显得与脸部其他位置不同,这都反映出在触须的形成过程中发生了频繁的新陈代谢。数千个触觉感受器围绕在初生的触须周围,巨大的神经纤维把这些感受器与大脑相连,并负责把信号传递到正在发育的新皮层上。在水鼩鼱的发育过程中,来自触须的重要的触觉信号在新皮层上占据了大部分区域。待小鼩鼱年满3周岁出巢的时候,它们已经拥有了一套敏锐的触觉感受器官,并且在一周以后就可以独自潜入水中觅食了。

  拥有如此敏锐的嗅觉和触觉,难怪小小的水鼩鼱能成为黑暗中的“暗杀高手”,就连长有硕大钳足的鳌虾也成为了它们的“菜单”中的一道美味。

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