人所不及的動物“超感覺”

黃乘明

視覺之最—鷹

動物界的視力冠軍非鷹莫屬。鷹能夠在幾百米之外看到一只蜻蜓，在幾千米的高空看到地面上的小鳥、老鼠，是名副其實的千里眼。有人這樣比喻：如果人有鷹這么好的視力，我們就可以在30米遠的地方讀報紙了。

視覺器官—眼睛

眼睛是最重要的感官之一，有80%以上的外界信息經(jīng)視覺獲得，傳遞給大腦中樞后，由大腦做出決策。絕大多數(shù)動物是通過眼睛感知周圍的信號，這些信號包括光線、色彩、圖案、動作姿態(tài)、物體大小等;極少數(shù)生活在特定環(huán)境的動物眼睛出現(xiàn)不同程度的退化，喪失視覺功能。

昆蟲：單眼、復(fù)眼大有不同

昆蟲有單眼和復(fù)眼兩種眼睛。單眼一般為卵圓形，結(jié)構(gòu)極其簡單，只不過是一個突出的水晶體，內(nèi)部是一團視覺細胞，只感光不呈像。復(fù)眼是由成千上萬只小眼晴緊密排列組合而成的。每個小眼晴可以接受單一方向的光信號刺激，形成點狀的影像。每只小眼睛又都自成體系，各自具有屈光系統(tǒng)和感覺細胞，只有通過每只小眼睛的組合，才能看到完整的物體。

?帶紋普提魚放大的眼睛（攝影/張帆）

魚類：正版的“凸魚眼”

魚類的眼睛與人類的差不多，但是沒有眼瞼和淚腺，其晶狀體的曲度不能調(diào)節(jié)，只能看到眼前的物體。魚的眼球很大，多凸出，所以視覺范圍很寬。盡管都是生活在水里，但是不同水層的光線強度不同，魚的眼睛長得也不盡相同。光線在水深100米以下就消失了，因此生活在100米以下的魚類大都長著大大的眼睛，有更多的視覺細胞，能感受微弱的光線。

?蒼蠅的復(fù)眼由成千上萬只小眼晴組合而成

陸生脊椎動物：眼睛各具特色

在陸地上生活環(huán)境復(fù)雜，眼睛對動物更為重要。蛙類有一副透明的眼瞼，它不停地眨眼是為了保持眼睛的濕潤。變色龍的眼睛結(jié)構(gòu)很獨特，兩只眼睛凸出，能同時或各自單獨左右轉(zhuǎn)動180度，各自分工注視前后，既有利于準確判斷前面的捕食距離，又有利于逃避后面的敵害。靈長類動物的眼睛長在面龐上，同時朝向前，因此靈長類動物的視覺影像是立體的，例如白頭葉猴通過立體視覺可以準確地判斷空間位置，飛躍懸崖。

?生活在懸崖峭壁環(huán)境的白頭葉猴

穴居動物有眼睛嗎？

長期生活在地下的動物是見不到光的，視覺對這些動物來說已經(jīng)失去了意義，它們的眼睛要么退化，要么消失。比如，在地下河里有不少新種魚類，它們的眼睛完全退化了。長期生活在地下的鼴鼠，因為光線的暗淡，視覺的功能逐步退化，眼睛變小，幾乎成了擺設(shè)。生活在黑暗環(huán)境中的蝙蝠也和鼴鼠一樣，雖然還長著眼睛，但是已經(jīng)沒有視覺的功能了。

飛蛾的耳朵長在胸腹之間～

夜行性動物的神器—視桿細胞

到了晚上漆黑一片時，晝行性的動物就什么也看不見了，而夜行性動物的視覺卻非常清晰。之所以有這么大的區(qū)別，是因為晝行性動物的視網(wǎng)膜上長著視錐細胞，而夜行性動物長著視桿細胞。視錐細胞是在強光下產(chǎn)生反應(yīng)的，而視桿細胞是在弱光下產(chǎn)生反應(yīng)的。

?兩棲動物樹蛙的圓形耳朵位于眼后

聽覺器官—耳

耳是動物感知外界聲波，然后通過神經(jīng)系統(tǒng)傳入大腦、做出判斷并行動的器官。此外，耳還有感知方位和平衡的作用。人類耳朵的結(jié)構(gòu)是最完善的，包括了內(nèi)耳、中耳和外耳三部分，來自外界的聲音沿著外耳道、骨膜、聽骨鏈、半規(guī)管淋巴液、耳蝸，再通過聽神經(jīng)傳到大腦產(chǎn)生聽覺。

?魚類位于頭部的內(nèi)耳可以感知聲波的振動

昆蟲：耳朵位置千差萬別

昆蟲耳朵的基本原理與人類的中耳和內(nèi)耳部分差不多，但形態(tài)和構(gòu)造完全不同。此外，昆蟲耳朵生長的位置也千差萬別，比如蝗蟲的耳朵是長在腹部第一節(jié)的兩旁，蚊子的耳朵長在觸角上，螽斯、蟋蟀的耳朵長在前足的小腿上，飛蛾的耳朵長在胸腹之間，蟬的耳朵長在腹部下面。

魚類：隱藏的耳朵

魚類的耳只有內(nèi)耳，缺少中耳和外耳。在水環(huán)境中，聲音直接穿過魚的身體，由位于頭部的內(nèi)耳感知聲波的振動。魚類的耳朵還與魚鰾相連，可以通過魚鰾收集水中的聲波。

?白頭葉猴幼崽的大耳朵

陸生脊椎動物：大耳郭有助于預(yù)判危險

兩棲動物的耳朵很明顯，都在眼睛的后面，骨膜是最外的結(jié)構(gòu)，聲音直接傳到骨膜，再通過聽骨鏈傳到耳蝸。所以，兩棲動物和爬行動物只有內(nèi)耳和中耳，沒有外耳。不過，爬行動物在骨膜外有一個短短的外耳道，露在外面的是一個小孔，只是沒有耳郭而已。哺乳動物的耳朵是最完整的，包括了耳的三個部分。耳朵最大的動物非大象莫屬，當然，兔子的耳朵也不算小。應(yīng)該說，生活在草原環(huán)境的哺乳動物，它們的耳郭都比較大，因為草原上更加危險，發(fā)達的聽力有助于它們盡早預(yù)判到危險，能及時逃避天敵的捕殺。

?蝴蝶的觸角上有嗅覺感受器

長著奇大耳郭的小猴子

一般情況下，出生時動物的耳郭較小，隨著年齡的增大，耳郭逐步長大。但是，生活在我國南方石山地區(qū)的白頭葉猴的幼崽，一生下來就長著一副奇大的耳郭，十分引人注目。

聽覺之最—梟

鳥類跟爬行動物相似，也是沒有耳郭的，但是鳥類收集聲音的方式可以通過轉(zhuǎn)動靈活的腦袋得以彌補。在動物界里聽覺最發(fā)達的屬于梟形目的鳥類，它們可以憑聽覺抓住雪下的老鼠。

嗅覺器官

嗅覺是動物感受氣味的器官，很多動物通過靈敏的嗅覺進行交流。比如飛蛾和蝴蝶雌雄個體分泌的性外激素，成年大熊貓雌雄個體的信息溝通等，都是通過嗅覺器官完成的。相對于眼睛和耳朵，嗅覺器官的結(jié)構(gòu)更為簡單。人類的嗅覺器官是鼻子，鼻腔內(nèi)分布有豐富的嗅覺細胞，氣味進入鼻腔后刺激了嗅覺細胞，嗅覺細胞的軸突形成嗅神經(jīng)，嗅神經(jīng)進入嗅球，傳達到神經(jīng)中樞后產(chǎn)生反應(yīng)。

昆蟲：靠觸角來“聞”氣味

對于昆蟲來說，覓食、求偶、尋找產(chǎn)卵場所等行為都依賴嗅覺。同種昆蟲的雌雄之間，會通過性外激素進行交流。昆蟲絕大部分的嗅覺感受器位于觸角，換言之，昆蟲主要是靠觸角來“聞”氣味的。其中，羽毛狀的觸角是最發(fā)達的嗅覺器。

魚類：鼻孔有兩對

魚的嗅覺器官鼻孔有兩對，其下方是鼻囊。水從前鼻孔進入鼻囊，再從后鼻孔排出。水流經(jīng)過時，水中的氣味會觸發(fā)魚的嗅覺神經(jīng)細胞產(chǎn)生嗅覺。

陸生脊椎動物：鼻子可作覓食定位器官

從兩棲動物開始，動物的嗅覺結(jié)構(gòu)就幾乎沒有太多的變化，它們的嗅覺由特殊的鼻子完成，外鼻孔與外界空氣相連，內(nèi)鼻孔與咽喉相通，鼻孔不僅是嗅覺的器官，還是呼吸的器官。嗅覺發(fā)達與否與鼻腔內(nèi)嗅覺細胞的多少密切相關(guān)。大多數(shù)鳥類由于長期的飛行生活，嗅覺出現(xiàn)退化，只有少數(shù)例外，例如兀鷲依靠嗅覺尋覓腐肉為食，澳大利亞的幾維鳥依靠發(fā)達的嗅覺搜尋地下蚯蚓為食，鼻子已成為它們覓食的定位器官。

洞穴動物：不同尋常的立體嗅覺

在黑暗的地下環(huán)境里，光線完全消失，四周缺少聲音，動物感知外界環(huán)境主要靠嗅覺。美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鼴鼠具有不同尋常的嗅覺，能夠辨識立體空間方位的不同食物氣味，是目前發(fā)現(xiàn)的第一種具有立體嗅覺感的哺乳動物。

觸覺器官

觸覺是接觸、滑動、壓覺等機械刺激的總稱。動物以觸覺來認識生活環(huán)境及其變化，觸覺器官遍布全身，比如人的皮膚就分布了很多觸覺器官，依靠表皮的游離神經(jīng)末梢能產(chǎn)生感覺。觸覺器官是最簡單的感覺器官，它是特定神經(jīng)細胞的末梢。

很多無脊椎動物，如水螅、水母、?？扔杏|手，?？挠|手是其主要的感覺器官。昆蟲的觸角就是最典型的觸覺器官。在混濁的水流里，視覺失去了功能，鯰魚靠它嘴旁的肉質(zhì)觸須來探索食物和避免碰撞。龍蝦在水下的縫隙中，伸出長長的觸須，擴大它們的知覺領(lǐng)域。哺乳動物如老鼠、老虎、獅子等的嘴角長著比毛發(fā)更硬的觸須，就是它們的觸覺器官，觸須的長度恰好能幫助動物穿過狹窄的空間。

動物擁有的“第六感”

側(cè)線

生活在水中的魚類和水生兩棲動物，除了具有常規(guī)的五官之外，還在身體的兩側(cè)中軸處各有一排特殊的鱗片，每枚鱗片上都有一個小孔，小孔直通里面的神經(jīng)，這是它們特有的感覺器官，稱為側(cè)線。側(cè)線可以感知水流的速度和方向，還具有聽覺和觸覺的功能。

頰窩

爬行動物中，有一類有劇毒的蛇，如蝮蛇和蝰蛇。它們除了具有常規(guī)的五官之外，頭部兩側(cè)在鼻孔與眼睛之間各有一個凹下似漏斗形的感溫器官—頰窩。頰窩里有一層很薄的膜，對熱非常敏感，能感知周圍千分之幾攝氏度的變化，附近任何物體的溫度，只要比頰窩所處的溫度稍微高一點，就能引起蝮蛇和蝰蛇的反應(yīng)，非常靈敏。

從動物感官獲取靈感的仿生學(xué)應(yīng)用

與其它的動物不同，人類向來就善于觀察自然，學(xué)習(xí)自然，師法自然，從而誕生出仿生學(xué)這門學(xué)科。人類從動物感官上獲取靈感，制造出很多為人類服務(wù)的科技設(shè)備。

1.照相機

無論是多么復(fù)雜的照相機，都是模仿動物眼睛的成像原理而制成的。在此基礎(chǔ)上，模仿魚類凸出的眼睛制造出超廣角的魚眼鏡頭，拍攝出特殊的照片效果;模仿昆蟲的復(fù)眼制造出蠅眼鏡頭，一次拍照可得數(shù)千張照片，把物體的每個角落都拍得清清楚楚。

2.雷達

監(jiān)測飛行器離不開雷達，雷達就是模仿蝙蝠回聲定位原理制造出來的。在漆黑的夜晚，蝙蝠依靠復(fù)雜的鼻翼發(fā)出超聲波，超聲波遇到物體后返回，被耳朵接收，然后傳入中樞神經(jīng)產(chǎn)生感覺。

水生哺乳動物可以放出聲納，探知水中的物體，其原理與蝙蝠的回聲定位類似。人類通過模仿制造出了聲納系統(tǒng)，應(yīng)用于水上航行。

3.嗅敏檢漏儀

模仿動物靈敏的嗅覺制造出的嗅敏檢漏儀，可用于檢查漏氣和監(jiān)測許多有毒氣體。

4.響尾蛇導(dǎo)彈

人類利用響尾蛇的頰窩能感知極小溫度變化的原理，制造出了響尾蛇導(dǎo)彈，可用來追蹤紅外線目標。

動物的感官是神經(jīng)系統(tǒng)的一個重要部分，是動物獲取外界信息來源的重要組織，完善的動物感官對動物的生存和繁衍具有重要的意義。當然，不同類群的動物有著不同發(fā)達程度的感官，這是動物適應(yīng)自然環(huán)境的結(jié)果，也是動物生存和繁殖后代的保證。