艾特洛之魂:冷血的哺乳动物

冷血的哺乳动物

(2008-01-23 22:20:24)                           冷血的哺乳动物

                            ·方舟子·

    生活在东非地下的裸鼹鼠早在1842年就已被科学界发现并命名了，
但是直到上个世纪80年代被发现是一种奇特的真社会性哺乳动物之后
（参见《推测出来的动物》，本版2008年1月16日），它才成了动物界中
的明星，近年来还在迪斯尼的动漫《麻辣女孩》中出演重要角色。后来
发现在非洲鼹形鼠中还有达马拉兰鼹鼠也是真社会性的，夺去了裸鼹鼠
的部分光彩。不过，裸鼹鼠还有一项特征仍然足以让它去角逐最奇异的
哺乳动物的头衔：它是变温的冷血动物。

    我们在上小学时就已经知道，哺乳动物和鸟类是恒温动物，能够让
体温保持恒定，不随外界温度的变化而变化。但是裸鼹鼠虽然是哺乳动
物，却基本丧失了这一功能。它们和冷血动物一样，主要通过与环境的
热交换来调节体温：要升温，就跑到上层的洞穴，紧贴被太阳晒热的墙
壁；要降温，就躲到寒冷的底层洞穴。它们有时也通过大家扎堆挤在一
起来取暖。它们的皮肤为此变得裸露无毛，因为皮毛不仅不再能起到调
节体温的作用，反而会妨碍热交换。

    裸鼹鼠为什么变成变温动物了呢？保持恒定体温的优势在于生理活
动基本不受外界温度变化的影响，在夜间和比较恶劣的天气都能出来活
动，有更多的时间用于觅食和寻偶。不过，裸鼹鼠生活在地下，和天气
多变的地面相比，地下冬暖夏凉，温度变化不大，保持恒定体温就不那
么重要了。但是，同样在地下生活的其他十几种非洲鼹形鼠都是恒温的，
与裸鼹鼠的习性最接近的达马拉兰鼹鼠也是恒温的。究竟还有什么因
素使得裸鼹鼠比其他鼹形鼠更需要放弃恒温功能呢？

    在所有非洲鼹形鼠中，裸鼹鼠是体型最小的。我以前介绍过，由于
体积小的物体的表面积相对比较大，使得小动物的身体比大动物更容易
丧失热量，要保持恒定的体温也就更加困难（参见《不可能的小人国》，
本版2007年10月31日）。裸鼹鼠的身体体积（也即产热总量）大约是达
马拉兰鼹鼠的20％，但是身体表面积却大约是达马拉兰鼹鼠的40％，这
样，散热速度就是其2倍。裸鼹鼠如果要像达马拉兰鼹鼠那样维持恒定
的体温，就必须以2倍的速度加速产生体热的代谢过程，以增加体热的
生产弥补体热的散失。这就需要大量地摄入食物和氧气。但是裸鼹鼠的
食物主要是低能量的块茎，而地下氧气又非常稀薄，为此要付出的代价
太高昂了，所以还不如干脆就不再试图去维持恒定体温了，尽量降低基
础代谢率节省能量。裸鼹鼠的基础代谢率是所有哺乳动物中最低的，与
爬行动物的相当。

    那么，裸鼹鼠为什么要有这么小的身体呢？在非洲鼹形鼠中，裸鼹
鼠所生活的地区是最热最干旱的，年降雨量平均只有200～400毫米，一
年就集中下几天雨。鼹形鼠的主要食物——块茎储存着大量的水分和养
分，同样由于体积和表面积的比例关系，块茎越大，就越不容易失水干
燥，因此干旱地区的植物倾向于制造少量但是大型的块茎，而不是众多
的小块茎。越是干旱的地区，块茎会越大，但是数量也越稀少。有的块
茎的重量能是裸鼹鼠体重的上千倍，碰巧挖到一个的话，一窝裸鼹鼠一
年的口粮就全有了。

    但是在地下乱挖地道，刚好碰上块茎的几率极低，而且只有下雨的
那几天、土壤比较潮湿时才适宜挖地道，即便如此，挖地道也要耗去大
量能量，是静止时的3～5倍。很可能挖了几天地道、精疲力竭了也还一
无所获。在如此严酷的条件下，独居的鼹形鼠存活的机会极为渺茫，要
提高生存机会，必须组织起来，分头去找食物，有谁碰巧找到了就一起
分享。独居的鼹形鼠只生活在比较湿润的地区，而干旱地区的鼹形鼠都
是社会性的，这并非偶然。

    一群裸鼹鼠分头去找稀少的食物，当然是成员数量越多，找到食物
的机会越大。但是成员数量多了，也意味着吃饭的嘴多了，找到的食物
又会不够分了。既要增加个体数量，又不增加对食物的总需求量，那就
要把每一个成员的饭量减小，也就是说，让它们的身体变小。

    所以，进化的结果就是，社会成员的数量增加了，但是体型变小了。
一窝裸鼹鼠平均有七、八十只，能多达300只，但是每只工鼠的体重只
有大约30克。达马拉兰鼹鼠的体重是裸鼹鼠的5倍，但是一窝成员的数量
就少多了，平均有十几只，最多也就40只。达马拉兰鼹鼠的社会习性也不
如裸鼹鼠复杂、精致，寻找食物的效率可能也不如裸鼹鼠，毕竟，100
只小老鼠分散开去，找到食物的几率要比10只大老鼠的大多了。在进化
史上，达马拉兰鼹鼠出现的时间比裸鼹鼠晚。也许达马拉兰鼹鼠正往裸
鼹鼠走过的路上走，成员数量会变得更多，但是体型也会变得更小，最
终小到无法维持恒定体温，并脱掉了皮毛，成为另一种裸鼹鼠呢。

2008.1.19

（《中国青年报》2007.1.23.）