虽然我们人类标榜自己是社会性动物,但在生物学家眼中,这绝非人类独有的特征,甚至有许多生物看起来比人类更具有社会性。
企鹅聚集区的“托儿所”在成年企鹅外出觅食时,可以为幼小的企鹅提供庇护场所,待父母回来时,幼小的企鹅可以通过声音定位找到家人,从而获得食物,免除被饿死的灾难;白蚁巢内有着明确的分工,蚁后负责繁殖,兵蚁负责防御,工蚁负责劳作和觅食,但令人惊叹的是,整个蚁巢似乎也可以被看成一种生物,蚁垄是身躯,里面的白蚁是血肉,蚁后和蚁王是繁殖奇观,延伸到外面的蚁路是触手,起到获取食物和防御的作用;座头鲸经常会破坏虎鲸的好事,在虎鲸围猎海豹、海狮等动物时出手解救,据说可能是因为虎鲸会捕杀座头鲸的幼崽……
每种动物都以自己的方式适应着自然,为了在残酷的竞争中生存、繁衍,它们有的结成联盟,有的尔虞我诈。你在人类社会看到的勾心斗角、争名夺利,这里全都有。这个迷人又有趣的动物世界有许多我们尚未涉足的领域,也有许多未解之谜亟待解开。
我捏着一只花蛤(Ruditapes philippinarum),这是一种再常见不过的贝类,在它小小的贝壳上聚集着好几个比纽扣还要小的藤壶。我端详许久,随后把这个微小的动物组合放回了海水里。在自然界,藤壶要经常面临退潮的威胁,它们已经适应了这种生活状态,在离开海水以后,还能够坚持存活很久。回到海水里后,很快它们就活跃了起来,藤壶打开盖子,伸出一些细小的蔓足,这些蔓足就像一些带毛的触角,开始滤食水中的有机质。
很多时候,藤壶是不讨喜的动物,它们会吸附在各种东西上。在海滩,它们吸附在岩石上,会硌脚;在船底,它们增加船的阻力;在动物的身上,它们就像膏药一样,怎么也弄不掉……好在,藤壶的味道还算不错。这些小生物可以产生强力的胶质,将自己牢牢吸附在目标上,你得用刀子才能把这些美食撬下来。事实上,幼年时期的藤壶是可以运动漂泊的。但是,经过变态发育以后,它们产生了厚重的铠甲,同时也把自己固着在一处,不再移动。有趣的是,你会发现它们总是倾向于聚集成一小丛,这是因为它们能散发出化学信息,召集同伴。
藤壶为什么要这样做?既然它们可以在海水中滤食有机物,若是彼此更分散一些,岂不是能独享更大的区域,获得更多的食物吗?为什么即使身处在同一片小贝壳上,它们还要尽可能地挤在一起?
藤壶是雌雄同体的动物,理论上说,它们可以用自己的精子给自己的卵子授精,然后产下后代。然而,这种情况非常少见。常见的情况是,它们会用自己的雄性生殖器官给旁边藤壶的雌性生殖器官授精,同时用自己的雌性生殖器官接受来自其他藤壶的精子。藤壶不能移动,因此,它们拥有动物界中相对身体比例来说,极可能是最大的雄性生殖器,以便伸出来找到附近的藤壶。从这个意义上来讲,至少要有两个藤壶,还要靠得足够近,才能完成这种互相受精的过程。如果在附近找不到其他同类,藤壶也可以把精子直接射入水中,期待这些精子能够被其他藤壶捕获。然而,自然选择显然并不鼓励后一种生殖方式,它相当浪费精子,繁殖力低下,经过若干代后,这样的藤壶很可能断子绝孙。而彼此在一起生活的藤壶,则能产生足够多的后代,并会将这一传统延续下去。群居的藤壶,也许就是这样形成的。
仔细看看周围,我们会发现很多聚群的动物:地上爬行着成群的蚂蚁队伍,枝条上密布着蚜虫,一群麻雀飞过头顶,远处的池塘里还有成群的游鱼……有些动物也许只是临时凑到一起,形成了简单的群体;但有些彼此之间存在着稳定的关系,比如亲缘关系,并由此形成了关系更为复杂的家庭、家族,甚至社会。事实上,多数动物至少会在生命的某一个阶段与其他同类,甚至是异类,聚集成小群。当然,它们也因此得到益处,或是寻求保护,或是分享资源,或是交配繁殖,等等。自然选择会推动动物走到一起,在适当的时候,也促使它们彼此分离。聚而成群,已经成了动物最基本的生活方式之一。
集体的坚盾
有序的鱼群
在碧绿的水潭边,我正在发愁。在靠近水潭边缘的浅水区,可以看到水里有很多针尖大小的小鱼。大概在全中国任何一个大点儿的水坑里都能看到这种小鱼,它的名字相当朴实,叫“ ”(Hemiculter leucisculus)——这就是它的中文正式名,与“餐”同音也足以说明它在人们心中的地位。它是菜市场最常见的白色小鱼之一,体长大约10厘米,炸酥后相当好吃,俗名叫白条。还有一种和它长相比较相近的油(Hemiculter bleekeri),也叫油鱼,同样有白条的俗名,摸起来身上油乎乎的,但我觉得味道更好一点儿。
我眼前这些只有1厘米左右,比针尖略大,离长大还差得远。
那些大一点儿的个体应该在更深的水域游荡。这些微小的动物正在成群地游动。我想用水瓶抓一些,然而这相当困难。当我把水瓶没入鱼群密集的地方时,顷刻之间,这些鱼儿就逃离了危险区域,没有一条会慌乱地撞进我的瓶子里。
当然,作为一个熟悉动物的家伙,我不大可能铩羽而归。毕竟,几岁大的女儿正在后头的树荫下面眼巴巴地等着呢。我只好把水瓶半潜入水中,然后一动不动地等待着靠近的小鱼,一旦小鱼靠近了瓶口,我就立刻下压瓶口,借助涌入的水流把小鱼冲到了瓶子里。然后,我倒掉多余的水,连水带小鱼装进小水桶里,交给兴高采烈的女儿看管。通常,在采集活的小动物时,尽量不要用手去触碰它们,这样很容易伤到它们。特别是这些动物还特别小的时候,轻轻碰一下很可能就会造成严重的内伤。如果你是用渔网捞到的,正确的做法是把网翻过来,轻轻抖动,让鱼自然落入水桶中。当然,前提条件是,你不能捕捉受保护的鱼类。
忙了很久,最终,我捕到了二三十条小鱼,加在一起也不够小半勺。在小水桶里,它们再次组成了小鱼群,围绕着水桶的内壁游动。鱼类的成群游动能够体现出一些优越性,当鱼以相同的速度和方向前进时,它们能利用相互间产生的涡流来减小受到的摩擦力。理论计算显示,集群行动所受到的摩擦力大约只有单独行动的1/5,这可节省了不少能量。
在把它们放生之前,我们要好好观察一下,看看它们是如何运动的。我的第一感觉是,整个鱼群带有一种有秩序的美感。相同的方向,均匀的速度,并且互不冲撞。这样的群体是怎样组织起来的呢?
在当代,有一种特别的算法,叫作“人工鱼群算法”。这是一种通过计算机来模拟鱼群的行为,然后实现对系统的运算和资源调配的优化的算法。这个算法归纳出了聚集形成鱼群的三个规则:第一个叫分隔规则,就是每条鱼之间存在一个最小距离,防止它们过于接近;第二个叫对准规则,就是后面一条鱼对准前面一条鱼的方向,因此得以复制前面一条鱼的游动路线;第三个叫内敛规则,就是鱼要尽可能贴近周围鱼的中心。遵循这三个规则,它们就可以互不拥挤地聚群游动了。
不过,事情还会再复杂一点儿。至少,我们还要搞清楚鱼群前进的方向是怎么确定的。很多时候,鱼群运动的方向并不是随机产生的,而是具有一定的目标性。对巡视浅水的来说,群体中较大的个体就是很好的领导,它们游动的速度快、耐力好,更容易游到队伍的前面。其他鱼只要跟住就行。显然,游在最前面的鱼是有风险的,它可能首先遇到危险。但是,回报也是丰厚的,它将首先发现食物,享有吃第一口的权利。
另一些鱼的情况会更加复杂,比如金枪鱼。如果把鱼看成是车,那金枪鱼就是其中的跑车——动力强劲、线条流畅、为速度而生。它们鱼雷般的体形在水中具有足够的冲击力,而强健的肌肉能够确保它们高效的运动。它们的肌肉确实特殊,在“吃货”眼中,新鲜的金枪鱼片应该是红色的,因为里面蕴含着丰富的毛细血管网,这代表着肌肉强大的运动能力。正因为如此,金枪鱼剧烈运动所产生的能量使它们的体温要高于海水温度,有了一点儿温血动物的感觉。目前,已知至少有13种金枪鱼是部分温血的,占了金枪鱼的绝大多数。较高的体温反过来也可以支持金枪鱼以一种极高的速度游动,以黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)为例,其游动速度可以高达每小时75 千米。
这些可以生长到超过3米、重数百千克的游泳健将一辈子都在游泳,从没有休息过,否则很可能会被憋死……这种奇葩的特性和某些鲨鱼很像,金枪鱼不能主动将水抽入鳃里,它们必须张着嘴,通过游动,让水从口中流入,然后再流过鳃,这是一种“撞击式呼吸”。巨大的能量消耗使得金枪鱼必须吃下大量的食物,一餐就要吃下相当于体重18%的食物。鱼、乌贼、虾蟹之类的海洋生物都是它们的食物。
由于体温高,金枪鱼反应迅速,是海洋中的强大掠食者。金枪鱼群因其长距离的游动而被称为“全球性鱼类”,虽然夸张,但也说明了其活动范围之广。如一些金枪鱼在墨西哥湾出生,然后横穿整个大西洋,到欧洲海岸进食,之后再返回墨西哥湾进行生殖。但问题是,金枪鱼是如何完成如此长距离的迁徙而不迷路的呢?
2014年,德卢卡(G. De Luca)等人通过构建理论模型对这种现象进行了解释。他们的模拟结果显示,一小部分“有知识”的群体成员可能发挥了关键性作用,当从迁徙的鱼群模型中剔除掉这些鱼时,群体马上就会发生混乱。
序 / III
第一部分 群聚而栖
因而聚群 / 003
集体的坚盾 / 007
有序的鱼群 / 007
银色的闪光 / 011
向外的牛角 / 015
群体、警戒与安全感 / 021
尽职的哨兵 / 026
为了我们的餐桌 / 031
餐桌旁的巨蜥 / 031
河湾的鳄鱼 / 035
合作的掠食者 / 041
简单合作与群捕 / 047
为了倾心的那只 / 053
蛙声一片 / 053
黑松鸡的表演 / 056
审美与品位 / 062
小石子与忠贞 / 067
一枚蛋的阴谋 / 073
“城市”托儿所 / 078
漫长的旅行 / 087
迁飞的虫 / 087
洄游的鱼 / 091
迁徙的鸟 / 096
东非的大迁徙 / 102
前往目的地 / 109
第二部分 氏族与王朝
雉鸡家族:聚散离合的日子 / 117
蹄子与尖角:有蹄类的家族生活 / 129
象之王国:母系氏族与男人帮 / 139
大猫王朝:联合体和狮子王 / 149
丑之诸侯:草原上的鬣狗 / 167
犬狼诸侯:狼王与犬王 / 177
虾蟹王国:珊瑚丛中的神秘国度 / 199
门牙王国:啮齿动物与鼹鼠女王 / 209
群蜂王朝:罐子与皇冠 / 219
白蚁城堡:神奇的建筑帝国 / 233
游猎部族:行军与觅食路径 / 249
昆虫农国:捡种子、种蘑菇与自组织 / 263
海之文明:鲸豚与动物的文化传承 / 279
人猿星球:在驯化和自我驯化中前进 / 301
后记 / 317
参考文献 / 317