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暗穴迷踪:黑暗中的洞穴动物
http://www.100md.com 2014年11月1日 《知识窗》 2014年第11期
     深邃的洞穴之中是无尽的黑暗,那里没有植物,人迹罕至,是一个完全不同于地面的世界,古老、深远……但是,仍然有生命在那里顽强地生存,它们,就是洞穴动物。

    洞穴与洞穴动物

    洞穴,是天然形成的地下空间,向洞穴内部不断深入,情形在不断地发生变化,我们通常将洞穴分成三个部分。入口区是洞口附近,凉爽而且阴暗,这里是喜洞生物和一些寻找藏身之所的偶遇动物经常生活的地带;再向里是阴影区,这里阴冷潮湿,只有微弱的光,一些洞穴蟋蟀和甲虫居住于此;继续深入则是黑暗区,这里是洞穴的深处,终年黑暗阴冷,几乎没有空气流动,在这里生活着各种真正的洞穴生物,它们几乎从不到外界来,也与外界的生物截然不同。

    真洞穴生物对洞穴的环境已经产生了适应性的进化。目前已经发现的真洞穴生物包括无脊椎动物、鱼类、两柄类和蛇类,没有鸟类或哺乳动物。真洞穴生物的分布一般很局限,很多只柄息于特定的洞穴内。由于缺乏阳光和有机物质,食物资源极为匮乏,大多数洞穴动物的种群数量都不大,加之长期与世隔绝,对环境变化也极为敏感,生存环境易遭到破坏,极为脆弱。
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    走进溶洞深处

    喀斯特地貌又称岩溶地貌,是深洞最常见的形式,岩石在地质变迁中被水冲刷、溶解、侵蚀形成溶洞。据初步估计,喀斯特地貌可能占到我国陆地国土总面积的23%,已知长度超过500米的洞穴应不少于400个,很多洞穴错综复杂,形成了网状结构,而在这些洞穴中往往还有地下河流经过。无尽的黑暗中,很多动物都放弃了视力这一曾经极为重要的感官,体色也变得毫无意义。在物质贫乏的洞穴中,大部分营养都要用以维持生命,即使如此,它们也不得不减少活动、减慢代谢,以便能在饥饿的状态下多生存一段时间。

    洞螈是第一种被发现的洞穴动物。1689年,斯洛文尼亚著名作家瓦尔瓦泽发现了这种两栖动物被地下温泉带到了地面。洞螈在自然状态下仅存于喀斯特高原溶洞的水体中,其形态如初生的龙,通体白色,长约30厘米,号称是最像龙的动物之一。这种两柄动物终身保持幼体状态,不像普通两栖动物那样最终将鳃退化,相反,它退化掉的是眼睛。刚刚出生的洞螈具有视力,但在4个月内它将最终失明,而其他感官变得更为灵敏,和许多洞穴生物一样,洞螈的代谢变得非常缓慢,是一种在洞穴中悠闲度日的动物。悠闲到让观察它们的科学家都闷得发狂——它每天只活动5分钟!不过它们能一口气饿上10年,而且12年才产卵一次,80岁时仍具有生育能力,寿命更是可以超过100年。
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    在溶洞暗流中的鱼类已知种类较多,目前已有32种,大多数为小型鱼类,体长仅有几厘米。其中洞鲈体型较大,也只有大约20厘米长,分布于美国肯塔基州和印地安那州的溶洞水域中。洞鲈没有眼睛,而且怕光,但是它具有极为灵敏的头部感觉器官和侧线,可以感受到空气或水流极为微小的震动。由于活动少,洞鲈两年不吃东西仍能存活。那这些生活在永恒黑暗下的鱼类是不是就完全没有了时间概念?2011年9月,科学家给出了不同的答案,一种叫安氏坑鱼的洞穴鱼类被证明具有生物钟,不过,它们意识中的一天是47小时。它在经过了260万年的黑暗进化后,作息时间已经因为取食习惯而发生了改变,不再对日照周期做出反应。

    深入熔岩洞

    熔岩洞是另一种深洞,也称为熔岩隧道。当火山喷发时,岩浆从山顶流下来,将一切掩埋,此时,暴露在空气中的熔岩表层会逐渐冷却,硬化成石头,当熔岩流净之后就留下了中空的管道,也就是熔岩洞。这些管道经过数以万年的变化,也会产生独特的生物。1960年,在夏威夷熔岩洞中发现了这个全新的生态系统,现在,该生态系统在全球都有所发现,其中以夏威夷熔岩洞的规模最大,研究得也最为透彻。
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    在夏威夷熔岩洞生态系统中的水来自于洞顶部的渗漏,主要的营养来源是穿透石壁后垂落下来的树根。夏威夷的卡祖穆拉熔岩洞是世界上最长的熔岩洞,全长65.5千米。但在这个冗长的洞穴中,已知的动物种类很少,整个食物链从初级消费者开始都是节肢动物,顶端是狼蛛。狼蛛是世界上视力最好的蜘蛛类群之一,又被称为大眼蛛,它们不织网,是靠敏捷身手捕猎的家伙。这些靠眼力吃饭的蜘蛛无论怎样也不像是能适应极度黑暗的洞穴,但是,这里恰恰生活着“小眼大眼蛛”——夏威夷狼蛛,甚至还发现了一种体长两厘米的“无眼大眼蛛”——盲狼蛛。它们已经完全抛弃了同类引以为傲的视力,转而强化其他感官以适应洞穴的环境。

    熔岩洞生态系统多样,不仅有陆地上的,还有延伸至水中的。西班牙的加纳利群岛兰扎罗特岛的科罗纳熔岩洞以6100米的长度排名第16位,但其浸入水中的部分长达1618米,居世界第一。截至2009年,在这里共发现了77种水生动物,其中37种为其独有品种。在这个生态系统中的顶级掠食者则是一种状似蜈蚣,实则无眼的椎洞迷虾。它的形态类似人的脊椎,借助身上众多的感应毛和长长的触角,能轻松地感知洞穴状况。它的头部具有强大的附肢和犀利的毒液,可用于捕猎和抓住体长是自己两倍的其他洞穴生物,除此之外,它还可以滤食水中的有机微粒。换而言之,它们已经将水中贫瘠的食物资源开发到了最大限度。此外,它的亲戚奥氏洞迷虾也生活在这里,这些古老的动物几乎数亿年来都没有发生进化,为进化研究提供了宝贵的资源。

    现在,我们对各种洞穴生物的研究还知之甚少,但是洞穴凭借稳定的环境保留下了很多古老的动物,为我们留下了珍贵的物种和基因资源。同时,孤立的演化环境也成为了生物进化研究的极好样本。随着对洞穴生物更加深入的研究,说不定会有更多的惊喜等着我们。, 百拇医药(冉浩)