骆驼是骆驼科属动物,鼻孔能开闭,足垫厚,适合在沙漠中行走,背有峰,内蓄脂肪,胃有三室,可以贮水,所以耐饥渴。
任何生物都是一个含水的系统。水是生命的主要成分。在干旱缺水的环境里,许多生物适应环境,演化发展了它们特有的生理结构和行为特性。
骆驼,被人们誉为“沙漠之舟”,它适应干旱的能力是众所周知的。曾经有两位科学家在撒哈拉沙漠的绿洲里,把骆驼拴在太阳下暴晒了8天,不给水喝,使它失重100公斤(占体重的22%)。这只骆驼腹部凹陷,肋条裸露,肌肉萎缩,但它仍然能够挺立在太阳下。后来给它喝水,身体很快就复原了。
“沙漠之舟”
为什么骆驼会有这种本领?过去有人认为,这是由于驼峰内有较多的脂肪,在缺水条件下,可以通过氧化的方法来自己“造水”;每氧化100克脂肪便产生110克代谢水。又有人认为,它的第一胃上有一水囊,可以多储藏1加仑(体积单位)水。其实这些说法都不正确。驼峰里有厚厚的脂肪,但它只是在供长途跋涉、饲料不足时使用。骆驼胃里也没有什么水囊。
现在,科学家有了确切的发现。培克尔教授通过一系列的实验,得出结论:骆驼血液内含有一种特殊的蛋白质,这种蛋白质对水有很强的亲和力,可以维持血液内所含的水分,使血液不致变稠,并能使血液循环畅通无阻,而不致伤害生命。
单峰骆驼
他把骆驼血浆内的蛋白质注射入兔子体内,然后再把它们放到40℃高温下,断水7天,结果这些兔子只损失了3%的水。而用以作为对照比较的未注射骆驼血浆蛋白的兔子,在相同条件下,失去却达100%,濒临死亡。
双峰骆驼
另外,骆驼的毛层厚51厘米,多毛的外皮亦可以起到保温作用。据测定,在强日照的情况下,骆驼背部皮毛的表面温度高达70℃~80℃,但毛皮下皮肤的温度只有40℃。如果将它的毛剪掉,不仅皮肤温度升高,而且骆驼体内水分蒸发的速率也随之增加50%。
骆驼经过长期的演化,获得了这些特性。即使连续17天不喝水,脱水达体重的27%,它仍然能奇迹般地在戈壁滩上行走。
相类似的现象不仅表现在动物身上,也出现在植物上。沙生植物,经过同风沙干旱的长期斗争,具有了种种奇特的适应性。被称为“沙漠英雄花”的仙人掌、仙人球,仙人掌常具有在干旱季节休眠的特性,为了适应干旱沙漠生活条件,植物体呈多汁肉质,以贮藏水分;叶形成针状,以防水分大量蒸发。雨季来临时,它们迅速吸收水分重新生长,并开放出艳丽的花朵。它们的叶子变异成细长的刺或白毛,可以减弱强烈阳光对植株的危害,减少水分蒸发,同时还可以使湿气不断积聚凝成水珠,滴到地面被分布得很浅的根系所吸收;茎秆变得粗大肥厚,具有棱肋,使它们的身体伸缩自如,体内水分多时能迅速膨大,干旱缺水时能够向内收缩,既保护了植株表皮,又有散热降温的作用。瓶树气孔晚上开放,白天关闭,减少水分散失。茎秆大多变成绿色,代替叶子进行光合作用,制造食物。通常根系发达,具有很强的吸水能力。
正是这些形态结构与生理上的特性,使仙人掌类植物具有惊人的抗旱能力。如南美洲的巨柱仙人掌,一株便能储存1吨多的水。同时它们的茎表面生长着厚厚的角质层,像打了蜡一样,使储存在体内的水分轻易不能蒸发掉。正是这种特殊的形态和功能,使仙人掌类植物能够忍受长期的干旱。沙漠中即使几个月不下雨,也渴不死它们。
有人做过实验,把一株75公斤重的大仙人球移到室内,6年不浇水,它照样活着,仅是体重减轻了22公斤。
热带稀树干草原是茂盛的禾本科植物的王国。一些个头矮小的乔木如相思树等,却以特殊的本领挤进了这个草原的王国,稀稀落落地点缀在草原上。
瓶树(又叫纺锤树)是些横粗的矮胖子:两头细,中间粗。它的胖是因为需要有那么一个膨大的空心“肚子”用来储水。通常一棵中间直径5米的瓶树能容2吨水。这里的草原终年炎热,没有春夏秋冬,只有雨季和旱季。雨水旺时,瓶树拼命吸收,把“肚子”装得满满的;旱季来临时脱掉一身树叶,再慢慢饮用。瓶树在非洲的热带沙漠中,生活着一种矮草。如果你把它拔起,随便扔到一个地方,任它在那里呆上几个星期甚至几个月,当你再次看到它时,它早已成了一把枯黄的野草,死去一般。可当你把它放入水中时,就可以看到它的复苏,几个星期后,它甚至比你第一次见到它时美丽千倍。人们给它起了一个好听的名字——沙漠玫瑰。
沙漠玫瑰
另一类是沙拐枣、沙蓬等植物,适应干旱的本领是以其“短命”作为手段,只需少许降雨,它们便能匆匆发芽、开花、结果,三星期左右就能度过“一生”;它们以短暂的生命,向荒漠挑战。
另外一些,如三角杨柳,属乔木、落木,发育了强大的根系。在干旱地区,它们的根能伸入地下水位而利用地下水。有一种白刺,地上部分高不足半米,而根系却能深达3米以上。
生物和环境的关系是什么样的?
答:
生物是地理环境的产物,什么样的环境下就会有什么样的生物分布。当然生物又是地理环境的创造者。动物的分布深受环境的制约,如植物分布、气候差异、地形起伏等,都影响着动物分布。如森林环境下的动物善于攀援、草原上的动物善于奔跑、寒冷环境下的动物有很厚的皮下脂肪御寒、沙漠中的骆驼有储水能力、强耐旱等。