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寻妖记——洞里的那些小妖们
大家好,我是赵亚辉,来自于中国科学院动物研究所。今天我和大家一起来分享一下,我们在洞里去寻找那些小妖精们的故事。
大家都知道《西游记》吧,无论是电视剧还是小人书也好,我想问大家一个小问题,在《西游记》里,哪个地方的妖怪是最多的?
正确的答案应该是,是在洞里。
《西游记》里有各种名字的洞,大大小小的洞里有着不同的妖怪,其中最有名的一个是是花果山水帘洞,里边住了个孙悟空。
我们今天讲的不是孙悟空的故事,我和我的研究团队在过去20年的时间里,在我们国家的西南地区,到洞里边去找妖精。
实际上洞穴探索的这个过程,是相对比较危险,也是比较辛苦的一个过程。但是,在这样的一个过程当中,我们的目的是去寻找一些鲜为人知的洞穴生物。
神奇的洞穴鱼类
所以从结果上来看实际上它是艰辛,但是伴随着喜悦的一个过程。当然了,我们找的那些洞里边的妖精,不是大家知道的像《西游记》里边的那些红毛老怪。
今天要给大家讲的主人公是洞穴鱼类。所谓的洞穴鱼类,就是一类生活在洞穴这样的黑暗环境下,它们生活的一部分或者是全部都要在这样的一个特殊的环境当中完成。
在给大家讲述洞穴鱼类的故事之前,我要给大家分享一个小故事。
有一次我们到贵州去做洞穴鱼类的考察,当时听说当地有一位小学老师,特别喜欢钓鱼,经常能够钓到一些奇奇怪怪的种类。
所以我们就找到这位小学老师,让他带着我们去洞里去找这些洞穴鱼类。但是,当我们全副武装穿好各种的探洞装备的时候,他却把我们带到了一片玉米地里。
在玉米地周围我们看不到一个山洞,但是这个老师搬起一块儿石头,露出碗口大小的这么一个小洞来,然后他就把他带的几十米的鱼线,从这个小洞里边伸进去。
我们这几个人一下午的时间,就围在这样一个小洞上钓了一下午的鱼。最后,钓到了两条非常珍贵的洞穴鱼类。
现在这两条鱼类的标本,仍然保存在我们中科院动物所的国家动物博物馆当中,做洞穴鱼类的调查。
你想到洞里边去找这些小妖精的话,首先你也得有一个非常好的本领,就像孙悟空似的。
下面我就考考大家的眼力,看看有没有像孙悟空一样的火眼金睛。
在这张图片里你看到了什么?
如果你能看到什么,我可以很负责任地告诉你,你的想象力非常丰富。
实际上你们现在所看到的,就是我们到洞里边你所看到的世界是漫无边际的黑暗。
现在大家跟我做一个小游戏,把眼睛闭上,你们想象一下在这样黑暗的环境里你们敢不敢往前走一步?
如果是在洞里头,什么都看不见的情况下,往前走一步可能就会掉到悬崖底下去。往后退一步,也可能会撞到坚硬的石壁。
这样黑暗的环境中,怎么去找到食物?怎么去喂饱肚子?什么时候该睡觉?什么时候该起床?
即便有足够的勇气待上一个小时、一天,如果是一个月、一年呢?
我们今天讲述的主人公就是在黑暗的环境下,演化、生存了几百万年的时间。
洞穴,实际上对于生命体来讲是一个非常严苛的环境,食物是非常少的,没有阳光,这些精灵们如果想在这样的一个环境下生存,它们势必也要演化出各种不同的本领才能够在这样的环境下更好地生存。
这些本领就集中体现在它们外部的形态特征上,能看出这三张照片它们最大的区别是什么吗?
是眼睛。左手边这条鱼,有一个明亮的大眼睛,这是有功能的眼睛。但是到了中间这位仁兄的头上,就是一对小豆豆眼了,就像用铅笔给它点上去的。
但是,到了右手边的这条鱼,你就会看到它的头上没有眼睛了,所以就出现了眼睛逐渐退化的一个现象。
此外,由于洞穴里没有阳光,即使穿上再漂亮的衣服也没人能看得见,所以很多的洞穴鱼类,它们的体色基本上是属于无色、透明的。
我们从图片上,可以看到它的心脏、肠管还有黄黄的卵,这是一个怀了孕的妈妈。
刚才我给大家介绍的是洞穴鱼类的退化特征,但是如果它们想更好地在这样的环境当中生存下去,还需要一些其他的本领。
我们叫做特化的这种演化方向,首先就是它们的副肢趋向于延长,对于鱼类来讲,主要表现在它的胸鳍和腹鳍上面,大家从这张图上可以看到。
它们的胸鳍的长度,可能比地表的一些种类更加来得长一些。这样可以扩大自己感知周围环境的范围,更好地在黑暗的环境当中去运动。
除了胸鳍之外,很多的洞穴鱼类,它们头部还有一个特殊的结构叫做侧线系统。
侧线管网系统,就像洞穴鱼类的雷达,它们的工作原理实际上跟我们知道的回声定位有点相似,可以使得鱼类在水中游泳的过程当中感受到周围的这种水流的变化,从而让它们感受到
游泳前进的位置。
这样的一套雷达系统,使得洞穴鱼类能够很好地在黑暗的环境当中去运动,找到它们想去的方向。
此外,它们还有非常灵敏的嗅觉,它的鼻子是花瓣状的结构,我们把它叫做嗅板,为了研究洞穴鱼类的鼻子的嗅觉功能,我们把嗅板取出来放到电子显微镜下去进一步地观察。
现在大家看到的就是放在电子显微镜下,60倍放大的一个照片,我们可以清楚地看到它嗅板的这种排布的结构。
我们在嗅板上面选取一小块儿去放大到一万倍,大家就可以看到在嗅板的上皮上,分布有不同结构、不同功能的嗅细胞,正是这些嗅细胞,帮助了洞穴鱼类,可以很好地在水里面
去感受到嗅觉,帮助它去寻找食物,识别自己的同类。
同样,与这个鼻子相类似的,就是它们还有长长的口须,在这些口须上面实际上也分布了很多的味蕾,工作原理和鼻子差不多,可以感受到水中的味道,也可以帮助鱼类去找到它们的食物。
在中国的洞穴鱼类当中,有些种类的头部长了犄角,有点像我们传说中的龙。
但是这个犄角有什么用?说起来现在还是个谜。
为了解决这个谜,我们进一步对犄角进行了深入的研究,可以看到,上面的这张图是一个显微CT的骨骼的结构照。
实际上犄角是由头部的几个不同的骨块,共同组成的这么一个非常复杂的结构。
有什么用呢?有几个不同的推断。一种是复杂的角状结构,可以支撑很多的脂肪组织。洞穴里边的食物是非常匮乏的,所以在食物相对充沛的季节,洞穴鱼类会拼命地吃。
它们尽可能多地获取食物,多余出来的这些能量就通过脂肪储存起来。
在食物相对不充分的季节里,它们可以消耗这些脂肪组织来获得能量,从而度过艰困的季节。
这个就有点骆驼的驼峰,有意思的是像这条鱼的角不是长在脑袋上,而是驼在它的后背上,我们也做了一个骨骼的分析,发现这个角没有任何的骨骼参与,而是完全由脂肪组织形成的。
所以这也进一步验证了我们的假设,中国有着非常丰富的洞穴资源,据不完全的统计,我们国家至少有50万个大大小小的洞穴,在这些洞穴当中就孕育了非常高的洞穴生物的多样性。
这其中就包括,我刚才给大家介绍的洞穴鱼类,所以我们也简单统计了一下,中国目前为止
我们已知有155种的洞穴鱼类,而且全部都是我们国家特有的。
这些鱼类占到了中国淡水鱼类的11.2%,每十种淡水鱼类当中,就有一种是分布在这样鲜为人知的地下河、地下水的环境当中。
洞穴寻妖记
因此来讲,对我们国家来说是非常重要的一个生物资源,除了刚才给大家介绍的洞穴鱼类,这样的一个小妖精之外,在洞穴当中还会看到其他形形色色的妖怪。
这个叫马陆,我们在森林里也可以看到它的同类,叫做千足虫,它的脚特别多。
这是另外一种马陆,从形态上和刚才展示的有点区别,这是洞穴的蚰蜒,它也是有很多脚的一种动物,而且它的脚更加特殊。
它们所起到的这种生物学的意义,和刚才说的犄角也是类似的。
这个比较熟悉,我们在地表草地里经常能够看到蟋蟀,长得都差不多,我们叫灶马。
它的这个头部,长了一个长长的像天线状的触角,这种触角的功能跟刚才我给大家介绍的洞穴鱼类,也有类似的地方。
这个小妖精,我给它起名叫做飞毛腿,它在洞里头爬得特别快,它的科学名字叫做布甲,是一种昆虫。
但是它跟地表上的布甲长得又不太一样,它的那个脑袋非常特殊细细的、长长的,这也是在洞穴环境当中特化的一个表现。
此外,在洞穴当中,如果这些妖怪们想要找到食物,它们会采取不同的策略,其中有一类,采用了一个像蜘蛛结网捕食的策略,就是守株待兔型,它们也结成一种网状的这种结构。
但是,和蜘蛛网是不一样的是,蜘蛛是单兵作战,一个蜘蛛结成一张大网,这类动物它们集团作战,每一个个体都吐出一个丝来就形成一个网状的、丝状的结构。
这种动物叫做幽帘虫,通过结网捕食,它就可以在洞里面采到它所想要吃的东西,这是洞里边的真正的蜘蛛精了。
这和《西游记》里看到的蜘蛛精可能形象上差别很大,如果你走近了细细地观察它的结构,你会发现它长得异常丑陋,和我们一般认知不太一样。
下面给大家看几个长相稍微婀娜一点的动物,这是洞穴里面的一个软体动物,洞穴的蜗牛。
下面是钩虾,它虽然叫虾,但是它跟我们一般认识的虾分类上还是有所区别的,这是一个真正的洞穴里面生活的虾。
它在漫长的演化过程当中,眼睛也逐渐消失了。
洞穴里面还有美女蛇,有一次探洞,隐隐地觉得后面有一双眼睛盯着我们,回过头一看,发现有一条蛇在背后注视着我们。
其实严格意义上来讲,在洞穴这样一个完全黑暗的环境当中,它不太可能真正地盯着你,但是像蛇类这样的动物,它有特殊的功能,通过它的颞窝可以感受红外影像。
因此,这个功能也可以帮助它更好地在黑暗空间当中去生活。
我对蝙蝠的这个好感度非常有限,我们在探洞上上下下爬得很累的时候,它就会突然从你耳边穿过吓你一跳。
另外,有的时候一打电筒,往洞顶上一看,有几百只、上千只的蝙蝠倒吊在这个洞顶上,拉屎。
不要小看这些蝙蝠的粪便,这是其他洞穴生物非常重要的食物来源。
所以说,蝙蝠在维持洞穴生态系统的过程中,实际了发挥了非常重要的作用。
人类对洞穴的破坏
当然,在洞穴里,我们也经常能看到另外一种生物,就是人。
人对于洞穴的影响和破坏,实际上也是巨大的
在中国分布的这些洞穴鱼类当中,有一个特点,往往在一个很小的洞穴或者是洞穴水体里面
,会发现不止一种洞穴鱼类,共同生活在这样的一个环境当中。
如果一旦环境受到破坏,面临灭绝的可能就不是其中的一种,而是很多不同的种类,但同样
如果我们保护好其中的一种鱼类,或者说保护好这样的一个环境,那么受益的,也不仅仅就是那一种鱼类。
因此,保护洞穴生物,对于我们来说是一个很重要的挑战和任务。此外,由于洞穴里边食物非常的匮乏,所以很多洞穴鱼类的种群数量非常有限。
大家现在看到的是在整个东亚地区,唯一的一条在洞穴里边生活的没有眼睛的鲶类,这两个个体,是我们现在整个世界上已知的唯二的两个个体。
所以说,从它们的种群数量上来讲,往往比我们知道的大熊猫这类的明星动物,要来得更加珍惜、宝贵。
因此,非常需要我们人类去加以保护。但是,我们人类对于洞穴的破坏和影响是方方面面的。
我相信很多人都去过洞穴,里边铺设了灯光还有步道,游客可以进进出出,但是原先生活在这个洞穴里边的那些原住民们就都消失了。
另外,洞穴里面有很多漂亮的钟乳石,这些漂亮的钟乳石被盗采运出来之后,卖给一般的老百姓,大家就可以看到,这个钟乳石是多么的巨大。
但是,在这样一个巨大的钟乳石背后,实际上有十倍体量的石头是被直接破坏在洞里。
这种洞穴环境的破坏,也直接影响了在洞穴当中生存的那些精灵们。
此外,在我们国家的西南地区地表水资源是比较匮乏的,所以当地的老百姓没有办法,只能就把很多的管道铺设到洞里,然后用抽水机24小时的抽水,作为日常的使用。
所以,抽水机产生的噪音以及局部水体水位的临时的变化,可能对洞穴鱼类的生存也是一种影响,我们在地下河当中也修建了大大小小不同的坝,这些大坝的修建,改变了这种河流原来的自然节律。
同时也进一步影响了洞穴鱼类的生存,像我们日常洗衣服用的洗衣粉、稻田里边用的农药、肥料以及日常生产生活所产生的一系列的垃圾,最终都会通过水循环进入到地下河,造成污染。
同时对洞穴鱼类的这个种群也是一个威胁。
有些种类可以说还是美味佳肴,有的老百姓就会到洞里边去抓它们,造成了过度的捕捞。很多洞穴鱼类种群数量是非常有限的,任何一种捕捞的形式,实际上对它们都是深深的伤害。
此外,人类对于洞穴利用的方方面面,比如在洞穴里面盖房子、修建公路,但是这些影响都比不上我们对于石灰岩资源的开采和攫取。
我们现在所在的这些大楼,盖房子需要的石灰、水泥都是来自于这些石灰岩的资源,对于石灰岩的开采,大家可以看到一个山包会在很短的时间,被消失掉。
像这样巨大的一个山体,也会在几年之内,通过不断地这种开采被消失掉。
在这个山里边,原有的那些洞穴、地下河,也会彻底的毁灭,在其中生存的,洞里边的小妖精们就非常有可能在人类认识它们之前,就从这个地球上消失了。
所以下面我们的工作,到洞里面去寻找这些小妖精的工作还是会继续,争取在它们从地球上消失之前,我们发现它们、认识它们,从而可以更好地保护它们。
所以我们今后的工作一定会加油,谢谢大家!