自序:
人类进化与食草及食肉动物的差异 沈 阳
人类其实是最高级的哺乳动物。动物可以分为食草动物和食肉动物,这两类动物与人类的进化有何关联?简单地说:人类是食草动物还是食肉动物?
本卷共有12章,主要简介了哺乳纲的三个目:蹄兔目、奇蹄目、偶蹄目。
哺乳纲蹄兔目,包括蹄兔和家兔。
哺乳纲奇蹄目,包括马科、獏科、犀科
哺乳纲偶蹄目,包括猪形亚目(家猪、野猪、河马);胼足亚目(骆驼、羊驼)
哺乳纲偶蹄目反刍亚目,包括鼷鹿科(鼷鹿、水鼷鹿、斑鼷鹿);长颈鹿科(长颈鹿、㺢㹢狓);鹿科(鹿、麝鹿、麋鹿、梅花鹿、獐、麂);空齿鹿亚科(空齿鹿、白尾鹿、黑尾鹿、狍)和驯鹿属。
从动物的进化,来分析食草动物和食肉动物,可以清晰地看到一种特殊现象。食肉动物在食物链的位置高于了食草动物,于是乎,前者需要进化出更高超的捕猎技巧,后者需要进化出更有效的防守措施。动物的生命之路,是在求生存的长期历练下,各自最大程度的发挥着身体各器官之能事,才有了食肉动物与食草动物的区分。
我们如何一眼就能区分出食肉动物与食草动物?这可以从这些动物的眼睛找到答案。
在弱肉强食的丛林法则中,动物如果没有了眼睛,那无异于死亡之灾。这是一个有趣的现象:食肉动物的眼睛长在正前方,包括人类的眼睛也是如此,如果需要观察前方以外的区域,则需要靠脖子的转动予以配合。但食草动物的眼睛通常是长在头的两侧,好处相当明显,视线范围更广,扫描区域更宽,能够及时发现危险情况。但是食草动物视觉的三维立体感并没有食肉动物的强。
食肉动物正因为眼睛长在了正前方,才能方便视线的聚焦,才能更立体的观察事物的细节,更精准的测量出距离与速度。人类之所以有较高的智力水平,首先就是得益于立体而又充满细节的视觉呈现。
人类有两个乳头,对女人来说是有两个乳房。但不难
女人分娩,一般只产一个婴儿,当然也有双胞胎或三胞胎,但罕见生一窝的。这种情况与鸽子、斑鸠以及所有那些吃谷物的鸟类相似,这些禽类,每次至多只能生产和孵化两只蛋。然而,雀鹰、猫头鹰等食肉的鸟类,一次产卵较多,并能孵化较多。
不难看出,食肉动物一次可养育较多后代,毕竟以肉为食,能量补丰富。食草动物则因食物来源能量较低,所以较多时间得用来进食,进而分配给下一代的能量也就少。
如果按这种现象去分析并推断,那么是否爱食肉的女人,更容易怀上多胎?这得由专家们去研究了。
食肉动物与食草动物的肠道构造是有明显区别的。所有的食肉动物都有着非常“简短”的消化系统。食肉动物的小肠长度,大约相当于身体躯干长度的3倍。这是因为,肉类食物腐化较快,如果在体内留存时间较长,腐烂物生成的毒素会浸入血液。因此较短的消化道能有助于食物迅速排出体外。与吃肉动物不同,食草动物所食之物,不会很快腐烂,可以通过肠道慢慢吸收,所以小肠的长度比食肉动物长得多,约为身体躯干长度的10倍多。
我们再来将人类的肠道作一个比较:人的小肠大约是身体躯干的12倍,所以,是不是该吃素了?喜欢吃素或吃肉的人,他们的肠子构造是否也有区别呢?
人的胃口有大小好坏之区别,这不只是因为心情原因,其实也与生理构造有关。
在胃的构造方面,食草动物是绝对优势的,它们有着发达的多室胃,通常有两个胃,一个可以用来储存食物,另一个就是真正用来分解食物的,所谓的反刍,通常就是指将存储在前者胃中的食物吐出来,再反复咀嚼。食草动物所食之物含有较多纤维制品,需要靠胃里的大量菌群和各种消化酶来分解,胃的蠕动能力较强,胃里的环境相当温和。相较于食肉动物的胃,环境为强酸,有利于蛋白质的分解。
动物无论是吃肉还是吃草,首先接触的器官就是牙齿,因此在这一环节上,两者肯定有本质的差别。食草动物都有24只平坦的臼齿,可以微小的左右移动,很明显,由于所食之物为草本植物,需要大量咀嚼,平坦的牙齿方便它们更好地研磨。食肉动物的牙齿不用说,老虎、狮子张开那血盆大口,那明晃晃的尖牙,让人望而生畏,尖牙更具攻击力,更易撕咬,在对猎物发起攻击的过程中,牙齿往往起了决定性的作用。
根据比较动物学研究:人类共有32颗牙齿,哺乳动物总体上牙齿数量差不多,也有部分动物只有28颗。科学家们根据哺乳动物牙齿不同的形态和功能,分别称之为门齿、犬齿和颊齿(包括前臼齿和臼齿)。
犬齿位于门齿和臼齿之间,上下左右共4颗,为圆锥状的尖齿,所谓的“獠牙”就是犬齿了。肉食性动物,如狼、狗的犬齿非常发达,牙齿尖利,适于撕裂食物,是刺杀猎物和自卫的有力武器。肉食动物并没有平坦的臼齿,所以它牙齿的主要功能是用来撕咬肉食的,并不适合于磨碎植物性的膳食。
考古证明:现代人类的犬齿(以及其他牙齿)比早期人类有所退化,没有其他灵长类的犬齿那么长而尖锐。这可能是因为火的使用,导致了肉类和其他食物更加容易咀嚼;以及由于人类进化过程中膳食物的日趋精细;可能还有迫于语言能力的需要等因素,使得口腔渐渐变小,容不下、也不需要发达的犬齿了。
而草食动物的牙齿特征突出表现在臼齿上,犬齿退化或消失是草食动物牙齿的主要特点。草食性动物的牙齿比较平整,且臼齿发达,主要是方便于磨碎食物,细嚼慢咽。
人类的臼齿就像马、牛这种吃草的动物一样,很平整,显示出人类必须要用臼齿功能来磨碎植物性的食品,以及比较难以消化的膳食纤维等。
牙齿的特点表明:人是杂食性的,动植物食物都食用,但更偏重于草食。
人类在长期的进化过程中,依赖食物为生。人体结构决定了人能够吃什么;而长期吃什么的慢性适应过程,久而久之,又可导致内在结构的某些微细变化。因此,这是个体进化及与食物相互逐渐适应的漫长的过程。“进化”则是其背后的强有力的制约及影响因素。
有趣的是人类与肉食动物的口腔唾液酶不同。
肉食动物的唾液腺已经退化,变得非常细小,不分泌唾液淀粉酶,所以肉食动物不能消化植物淀粉。这也是生理结构决定了的膳食结构的变化。
人类的唾液腺比较发达,可以分泌唾液淀粉酶。当人们反复咀嚼米饭时,会感觉出米饭的香甜,这其中的甜味就是口腔的唾液淀粉酶,对谷类淀粉进行初步消化所产生的少量麦芽糖的结果。所以,人类细嚼慢咽很重要,可以充分发挥口腔中唾液淀粉酶等的作用,促使食物在口腔中被初步充分地消化,从而减轻胃肠道消化的负担。另一方面充分咀嚼米饭,人们会感受到米饭的香甜味,这是大自然赋予人类的美食,人们应该细细的品尝和享受,并因此感受到生活的美好。
另外,肉食动物看到生肉会流口水。可是,人类看见生肉并不会流口水,而且如果把生肉拿来靠近脸部的话,甚至会觉得恶心。但是,当人类看见葡萄、芒果、菠萝等水果时,人的反应是不由自主地常流口水,这种生理反应也说明人类更适合于植物性食物。
人类的手指和指甲,与肉食动物、草食动物的蹄爪也不一样。
哺乳动物,除了鲸目与海牛目之外,其余都是陆生动物,四肢对于哺乳动物的重要性不言而喻。蹄爪是长在四肢末端的助跑利器,对于这部分器官的名称就因动物而异了。通常来说,大部分食草动物都是蹄目科,进一步细分为奇蹄目有偶蹄目,那什么叫蹄呢,其实就是指甲,随着对于环境的适应,不断进化和强大指甲,最后就发展为坚硬的蹄子。食肉动物大部分为趾类,如虎、狮、猫等,它们的前肢的掌部和腕部,后肢的蹠部和跟部永远是离地的,所以这些兽类都以善跑出名。
人类在跑步冲刺时,也几乎只有脚尖着地,受力面越小,摩擦越小,速度也就能越快。
食肉类动物的脚上都长有锋利的爪子。爪类动物和蹄类动物行走时有一个明显不同的外部特点:蹄类动物的前肢关节是向后弯曲,而爪类动物是向前弯曲。因为前者是腕部关节弯曲,后者是肘部关节弯曲,所以正好相反。另外一个不同的特点是,蹄类动物走动时的四肢着地响而重,有“打”下去之感;而爪类动物走动时四肢着地形而飘,有“点”下去之感。
食肉动物如此轻盈的体态,无疑在它猎捕动物时能起到事半功倍的效果。试想如果食肉动物长着蹄子,走路时发出“铛铛”响,还没靠近,就已经被对方察觉;相反,食草类动物虽然蹄子“掷地有声”,但毕竟不行攻击之势,关键时,还能狠狠踹出一蹄来保命。
还有一类动物是蹠行的,即用脚板触地行走,这类动物的脚上,从趾头到后跟都长有厚肉,缺少弹力,这也就是如熊类、猿猴类动物跑不快的原因,人类也属于蹠行类的。
食草动物以植物为食,几乎找不到一种植物是不被动物所取食的。在动物中,从低等动物到高等动物,都有许多专门以吃植物为生的种类。
自然界中,不少动物是以植物为食的,例如蝗虫、蚕、菜青虫和兔、马、牛、羊、骆驼等。
食草动物一般是双胃,前面一个相当于食物储藏袋,后一个胃才是用于消化食物,有反刍行为,一般在休息时候可将食物吐出再反复咀嚼,细嚼慢咽,胃内分泌的消化酶可以消化纤维素,以淀粉酶为主,胃壁结构分为4层,胃的蠕动能力较强。
家兔等以青草、菜叶、萝卜等较嫩的植物为食,一般都具有适宜于切断植物和磨碎食物的牙齿;肠子很长,尤其是小肠,是消化食物的主要部分;盲肠发达,内有大量微生物,能够把难以消化的粗纤维分解成可以被吸收利用的物质。
植食性的昆虫最多,估计约在35万种左右,还有的统计表明植食性昆虫约占昆虫总数的48%。根据取食植物类群的范围,昆虫可分为只取食一种植物的单食性昆虫,如瘿蜂族Cynipini种类;只取食少数植物种类的寡食性昆虫,如君主斑蝶的幼虫;取食的众多植物类群的多食性昆虫,如舞毒蛾取食大部分属种的树木,中国红腊蚧的寄主植物至少50科约200种。
取食植物叶片的昆虫有着适应取食的“尖牙利齿”,也就是它们的“咀嚼式口器”。咀嚼式口器是最原始的口器类型,适合取食固体食物,由上唇、下唇、舌各1片,上颚、下颚各2个组成。上颚非常坚硬,是咀嚼食物的主要器官。前部锋利有齿,用来切断食物,类似于人类的切牙;后部粗糙,上面有凹凸不平的凹槽,用以磨碎和咀嚼食物,类似于我们的磨牙;下颚和下唇还有起触觉和味觉作用的触须。
动物吃植物是自然界食物链的基础,也是食物链的基础环节,而食物链的其他环节都有赖于这一环节的存在,可见一切动物都直接或间接地依赖植物为食。
但是食植动物的数量对植物的数量有显著的影响,而后者反过来又限制着动物的数量,在长期进化过程中,这种相互关系已经形成了一种微妙的平衡。植物的生产量足够养活所有动物,而被动物吃掉的往往只是植物生产量中“过剩”的那一部分。
因为动物吃植物的方式是多种多样的,有的动物把整个植物吃掉,有的吃掉植物的大部分,有的动物因吃掉植物的要害部位而导致植物死亡,有的动物钻进植物的叶内、果实和木质部取食,也有的是靠吸食植物的汁液和花蜜为食,但大部分的动物都只吃植物的非要害部分和营养器官,因此不会对植物造成重大损害,甚至完全不影响植物生长,所以植物界的进化和动物界的进化是紧密联系在一起的。
食植动物的食性分类主要如下:
食草动物
偶蹄目,如牛、羊、鹿、骆驼、羊驼、河马;马;白犀牛;兔类;大熊猫(杂食性动物,主要食物是竹子);袋鼠;部分啮齿目:如天竺鼠、豪猪、水豚、旅鼠、草原犬鼠;陆龟;蚱蜢。
食叶动物
潜叶虫以树叶组织为食、黑犀牛、长颈鹿科、象、树懒、无尾熊;部分灵长目,如大猩猩和狐猴;麝雉、鸮鹦鹉;部分爬虫类:如陆龟和绿鬣蜥;广腰亚目:毛虫、潜叶虫、多数蜗牛、蛞蝓。
食果动物
部分灵长目,如红毛猩猩、鬼夜猴;狐蝠;部分鸟类,如鹦鹉、犀鸟、鵎鵼;果蝇;椰子蟹。
食谷动物
部分啮齿动物,如仓鼠、松鼠、鼯鼠;象鼻虫;雀类。
食蜜动物
蜜蜂;蜜蚁;蝴蝶;天蛾;花金龟;蜂鸟;吸蜜鸟;部分雀形目:如太阳鸟和啄花鸟;长吻负鼠;部分蝙蝠:例如厄瓜多尔长舌蝠、索热尔长舌蝠、长舌果蝠。
食汁液动物
蚜虫以植物汁液为食:蚜虫、划蝽;颈喙亚目。
食树液动物
兜虫;锹形虫;蝉。
食花粉动物
蜂族;长脚蜂;食蚜蝇;蓟马;部分螨。
食木动物
海狸;白蚁;天牛;小蠹;木虱;船蛆。
植食动物的存在给植物造成了巨大的生存压力,迫使植物发展了一系列的防御措施,但需要明白的是这种防御只具有相对意义,因为动物也在不断改进它们对植物的适应。
世界真奇妙,面对植食动物的食性,植物不能借行动躲避动物的取食,但部分植物可演化出坚硬的外皮或具尖刺、毒毛,以及使动物不适口或具毒性的次生代谢物质来抵御动物的取食。这正是天地之造化。
天地造化还让有些植物可因动物取食,使其大部或致命部分而死亡。但多数仅被食去非致命部分,仍可生存。可见天地也有怜悯之情。
天地之造化,更让有些高等植物演化出“专供食用”的部分以利传种,如花蜜和果肉等引诱动物取食,借此得以传种。
昆虫与植物经亿万年的演化而形成各种类型的关系,根据对植物的影响大致归为3类:
第一类:昆虫取食植物
昆虫帮助植物繁衍后代;昆虫与植物互惠互利。昆虫食用植物的花样繁多,可以用不同方式取食植物的不同部位,比如咀嚼嫩茎和叶片、吸食植物的汁液;捕食种子;在叶子等部位形成虫瘿;钻蛀植物的活体组织等。
第二类:昆虫传粉繁殖
部分类群的昆虫会帮助植物进行传粉,如膜翅目的蜂类、鳞翅目的蛾蝶、以及双翅目的部分蝇类。植物竟相开出色彩艳丽的花朵,散发出迷人的香气来“招蜂引蝶”,奉献出花蜜和花粉招待“昆虫红娘”,以使昆虫帮助它们传粉繁殖;蚂蚁则通过把种子运送到适宜的萌发地点而帮助植物繁衍后代。
第三类:昆虫回报营养
还有的昆虫和植物之间是互惠互利的关系,昆虫生活在植物的某种特化的构造中,作为回报,昆虫为它的“房东”提供营养,或者对侵犯植物的敌人提供保护,或两者兼而有之。
读懂了动物学的一些基本常识,可以发现,大自然集合了它的地势、气候特征,为不同生命造化了不同角色,一部由动物和植物进化的历史,其实也是一部万物造化的历史。读不懂的是世上真有造化者吗?
是为序,自学自悦而已。
上海恒易斋
2019-1-31
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