先说说几个因为语文课本的传播,被几代人当成常识的错误生物学知识:
这个是误解最多的。
因为《琥珀》这篇小学课文以及《侏罗纪公园》里从蚊子体内提取恐龙 DNA 的缘故,导致很多人对琥珀有一些非常刻板的错误印象。
认为琥珀里的昆虫都能完整的保存下来,保留几千万上亿年。
其实并非如此。
大多数昆虫都只剩几丁质的外骨骼,是个空壳,或者是被松脂重新填充的。
里面的有机质软组织大多早就被自体的酶、细菌等溶解分解了。
也就是说,假如真有长颈鹿琥珀的话,它绝不会是下面这个样子:
首先,所有进入松脂的动物都会剧烈挣扎,因此稍大一点的动物很难被困住,像幼鸟这种行动能力比较弱的有可能会困住,但是姿势也是非常扭曲的。
皮毛应该还在,但是整体会扭扭曲曲,至于皮毛下面,肌肉则不可能完全保存,大概只剩一些骨架。
之所以会产生这样的误会,是因为咱们哺乳动物是内骨骼,而昆虫是外骨骼。
几丁质的外骨骼不容易腐蚀,但是即便是外部被封存得很好,哪怕是无菌环境,当昆虫死后,自身组织内的酶系也会被激活,从而自发地将组织结构破坏、降解,引起组织细胞软化或液化,这个过程叫「自溶」,是死亡的动物无法避免的现象。
所以琥珀中昆虫化石会因为自溶产生大量气泡,除此之外,还覆盖有流纹(flow lines)、共生的尘埃颗粒(synincluded dust particles)、腐蚀裂纹(corrosion cracks)以及一层在 CT 下呈现强折射性的光泽层(patina)。
上面这张琥珀包裹昆虫的 micro-CT 三维重建就很典型,除了昆虫表面开始分解释放的气体,树脂自身也释放挥发物,所以会在在昆虫表面形成微小气泡簇。
而且自溶后的脱水、软组织塌缩、内部压力变化等都会造成表面出现凹陷,以及设备对这些瑕疵的放大形成类似「坑」的结构。
这些物质导致化石的细节难以通过光学显微镜观察。
所以表面看起来还是很精美完整的琥珀化石,MicroCT 拍出来就是满坑满谷的:
大量的研究也证实,琥珀里的昆虫存在被腐蚀得只剩空壳的情况[1]。
至于 DNA,即便是在琥珀里理想保存,没被分解的情况下,常温半衰期只有几百年,十万年内的化石还能勉强拼出完整的 DNA 结构。
如果是零下的永久冻土层等理论保存极限也只有几百万年[2]。
但是很遗憾的是,恐龙已经灭绝了 6600 万年以上,再去蚊虫身体里提取恐龙的 DNA 是不可能的事情。
这个是因为课文《旅鼠之谜》而广为传播的谣言,还虚构了旅鼠会主动改变毛色吸引天敌、一对旅鼠一年能繁殖上百万后代的错误内容。
广为流传的旅鼠跳海画面,来自迪士尼纪录片《白色荒野》的人为摆拍伪造:
实际上旅鼠跟其他鼠科的动物一样,都是采取大量繁殖策略扩大种群存活概率的啮齿动物,跟田鼠关系比较接近。
都属于鼠总科-仓鼠科 -田鼠亚科的动物,咱们也从来没听过田鼠数量多了就会自杀的新闻吧?
鼠鼠们要是有这么自觉也不会容易泛滥了。
鼠鼠们的种群数量爆发后,它们只会进行扩散迁徙,如果途中出现涉水溺亡则完全是意外。
旅鼠一年仅繁殖 3-4 胎,每胎 5-6 只,理想状态下年繁殖量也只有几十只,跟家兔、家鼠差不多,它们的毛色是固定的保护色,不会主动变鲜艳吸引天敌。
如果有传说一对兔子或者老鼠一年繁殖上万只,那可能是加了后代、再后代的叠加算法,并不是单独一对繁殖数量。
总之,旅鼠的繁殖数量在鼠总科属于正常范围,繁殖多了就会迁徙。
祸害千年在,鼠鼠们哪有这么容易自杀。
这个也是广为流传的谣言。
课文虚构了斑羚群被猎人逼到悬崖时,会分成老年和年轻两队,以老斑羚为 「跳板」,让年轻斑羚踩着老斑羚的背完成二次跳跃飞渡悬崖的行为,甚至还错误描述斑羚会集群上百只活动。
事实上斑羚是典型的小型群居动物,正常种群仅 3-5 只,极少超过 10 只,不会形成上百只的大群。
而且斑羚没有这种高度社会化的利他牺牲行为,其极限跳跃距离仅 5-6 米,无法完成文中 「半空中踩背二次跳跃」 的物理动作,整个场景完全是文学创作。
更为重要的,要完成这么精准的跳跃,需要非常快准狠的实时深度和距离计算。
单目视力的范围相加决定视野的广度,双目视觉重合的范围决定距离计算的精度:
从图中可以看出,紫色是双目视觉,淡蓝色范围是单目视觉,牛羊马等动物眼睛在面部两侧分散得比较开,所以单目视觉范围非常广,只有 3°的盲区,而猫的眼睛在面部前面比较集中,虽然盲区范围比较大,但是双目视觉的范围是马的两倍,所以猫科能用伏击的方式精准狙击猎物,因为它们双目视觉提供的视差能方便精准快速的计算距离:
斑羚属于偶蹄目牛科,但是群体数量比较少。
而家山羊、绵羊、藏羚羊等同属偶蹄目牛科的动物,确实会几十上百头一起行动,但是这种群体通常会有「领头羊」的角色,领头羊在陌生地形,行动较为谨慎,因为后面的羊会跟着行动。
也就是说,如果悬崖距离能够跳过去,那么领头羊一跳,后面的也会跟着跳,假如领头羊坠崖了,后面的估计都得坠崖,不会出现踩在背上这样的「机智」行为。
以上~
参考来源:
[1] X‑ray micro‑computed tomography reveals a unique morphology in a new click‑beetle (Coleoptera, Elateridae) from the Eocene Baltic amber
[2] The half-life of DNA in bone: measuring decay kinetics in 158 dated fossils