■生物的分“界”

为了了解自然界，科学家们将生物世界划分成不同的群体。最小的群体是“种”，最大的则被称为“界”——生命王国中最大的划分单位。

在科学发展的早期，大多数自然学家认为所有生物不是动物就是植物。但是，当微生物被发现后，我们知道，生命世界其实要丰富得多，单是划分成两个“界”是不够的，从此，“界”的数量增加到5个。但是，这可能还不能穷尽整个生物世界。

»小型生命

世界上最小的生物是细菌，它们的结构比任何其他的生命都要简单，正是这个原因，科学家们把它们单独列为一个“界”。每种细菌都只有一个细胞，其中仅含有生存所需的最基本物质，在细胞外是一层坚硬的物质，可以保护细胞不受外部世界的伤害。与其他生物相比，细菌并不是那么多种多样的，但是它们的数量很大，远远超过地球上所有其他生物数量之和。另一个“界”涵盖了原生生物，也包括微小的生命，此外还包括一些可以用肉眼看得到的体型较大的种类。与细菌一样，大多数原生生物也只有一个细胞，但是它们的构造上相对要复杂得多，其中含有各种不同的“工作部门”，就像人类的身体一样。原生生物通常生活在水中，有些种类的举止与微型动物相仿，而有些则与小型植物相仿。

已经发现的原生生物大约有10万多种，它们的种类如此之多，以至一些科学家认为，可以将之区分成不同的界而不是仅仅归入同一个界中。

»真菌和植物

接下来的两个“界”包括真菌界和植物界，这两个界之间有很多相像之处。它们大多从地上开始发芽，然后通过孢子或者种子传播。但事实上，真菌和植物是完全不同的两种生物，真菌是通过分解其周围的物质来获取生存所需的养分的，而植物则完全不需要食物——直接通过叶子吸收阳光来获取能量。科学家们已经发现了10万多种真菌，而植物则至少有40万个不同的种类。

»动物世界

5个界中的最后一个是动物界，这是一个种类繁多、生活方式各异的生物群体。像植物一样，动物也是多细胞生物，但是需要食物来存活。动物的食谱几乎像它们自身的种类那样丰富，很多动物以植物或其他动物为食，但是动物界中也包括一些食腐动物，它们以自然界中的残骸和遗体为食。很多生物不能动，但是动物可以比其他生物动得更快更远。一些动物几乎在同一个地方度过一生，但是有些则需要不停地迁徙来寻找食物，它们利用各种令人眼花缭乱的身体部位，包括强壮的吸管、有关节的腿以及长满羽毛的翅膀，在地球上的各个栖息地上爬行、奔跑、游泳或者飞行。迄今为止发现的动物大约有200万种。很多科学家认为，动物的实际总数可能是已知数量的5倍甚至10倍之多。

■微生物

地球上99%以上的生物都是肉眼看不见的，这些生物组成了拥挤而纷乱的微生物世界。

人类肉眼可以看到的最小事物的直径至少为0.2毫米（大约是人类头发的1/5粗细），这可能对于我们来说已经够小了，但这实际上比很多生物都要大得多。这些小型的生命形式被称为微生物。有些微生物只有粉尘那么大小，而有些微生物则只有经过放大几千倍以上后才能被看见。但是，“小”并不意味着简单，微生物中包括了一些拥有惊人复杂结构的种类，也是地球上最基础的生物。

»谁是谁

在生物世界中，到处都生活着微生物，而体型微小通常是它们唯一的共同点，细菌是其中最小而数量最大的群体，随后的便是体型较大一些的、单细胞的原生物。微生物世界还包括微小的真菌，以及几千种微小的动物和植物。

虽然通常说细菌是体型最微小的生物，但事实上还有比其更加微小的事物也表现出生命的特性，这就是病毒——通过攻击活细胞来存活的化学物质团。但与其他微生物不同的是，病毒不能生长也不能繁殖，除非进入一个合适的寄主细胞中。正因如此（当然也有其他的一些原因），大部分科学家都不将它们作为完全的有生命的生物来对待。

»大小的问题

提到大小问题，不同的微生物常常出现一些重合的现象，比如轮虫这种世界上最小的动物虽然有着复杂的身体构造以及很多可以移动的身体部位，但仍然要比最大的细菌小得多。轮虫生活在淡水和海洋中，如果要铺满这一页的纸面，至少需要5000多只这样的小虫。

另一方面，有些原生动物（像动物一样的原生生物）体型如此之大，使得它们根本不适合被称为微生物。如今还生存着的大型原生动物中有一种水生变形虫，可以用肉眼很容易地看出来。但是，这种变形虫也不是最大记录，因为在几百万年前，一些单细胞原生生物可以长到像柚子那么大。

»微型生活环境

体型微小的一大优势是：可以生活的栖息地几乎无处不在。不管是多么遥远或者多么难以企及的地方，都难不倒微生物。在人类的屋子里，它们也无处不在。不过，大多数微生物生活在水中或者潮湿的地方。它们最喜欢的生活环境之一是泥土，尤其是含有大量动植物尸体的泥土。其他栖息地还包括较大体型生物潮湿的体表和体内。就动物而言，微生物喜欢的环境包括皮肤、嘴和牙齿，以及整个消化道——吸收水分和消化食物的管道。

对于动物来说，很多微生物都是无害的，有些甚至是有益的。当动物的健康状况处于良好状态时，居住在动物体表或者体内的细菌被合称为“微生物菌丛”。但是微生物中也包括那些对生物有害，以生物为食的种类，这些侵略者通常是病原体，它们通常会导致疾病的产生。几百万年来，动物进化出了抵抗这些微小侵略者的特殊防护能力，如果没有这些能力，动物很快就会被全线击溃。

»生活在微生物世界里

对于微生物来说，它们所居住的世界与我们人类所居住的世界是大不相同的，比如，重力对于它们来说基本没有任何影响，因为它们的体重那么小，基本不受地球引力的作用。

如果一个微生物动起来，它几乎可以直接达到最大速度，而当需要时，它完全可以做到立即停止。在陆地上，微生物有时会被吹到空气中去，由于它们是如此之轻，所以通常要经过几天甚至几个星期才能回到地面上。上述情况也意味着很难确保一个地方完全不存在微生物。在的确需要清除微生物的地方，比如手术室，空气通常保持低压状态，防止微生物随气流漂进去。

»几百万年的冬眠者

微生物从来不安家，因为它们那么小，没有什么可以将之与外部世界明确地隔离开来。然而，很多微生物有自己的一套有效的生命体征来帮助自己在世界上生存下去。它们常常通过自我“关闭”来度过艰难的时期，而且这个“关闭期”可以长达好几个月。有些微生动物可以保持睡眠状态10年甚至更久，而细菌在这方面则更为擅长：在适当的条件下，它们的冬眠孢子可以存活几百万年之久——比整个人类的历史都要长。

■细菌

单以坚韧和耐力而言，细菌可以打败其他一切生物。在可以想到的任何的地方，包括温泉、深海泥和人类牙齿表面等，都有细菌的存在。在适合的环境下，它们的繁殖速度超过其他所有生物。

由于有些细菌可以导致疾病的发生，它们背负着恶名。但是如果细菌突然全部消失，大多数生物，包括人类自身，都很难存活。这是因为细菌是自然再循环的主要作用者。许多细菌以动植物尸体为生，越是温暖，它们工作的效率就越高。当它们分解食物后，释放出来的营养物质就是其他生物所必需的。

»细菌是什么

细菌是极其微小的生物，也是地球上最为古老的生命形式。每个细菌都由一个单细胞组成，通常呈圆形、杆形或者螺旋形。细胞外围有一层坚固的壁，表面是一种胶或者黏性的毛，可以帮助细胞固定在某处。大部分细菌通过简单的分裂成两半进行繁殖，最快速度下，通常在几分钟内，单个细菌就可以分裂成百万个之多。

»谋生

和其他生命形式相比，细菌的生活方式有些不同：一些细菌通过阳光获得能量；另外一些则依靠岩石中的化学物质存活——地球上原始时期生命的一种存活方式。但是，绝大部分的细菌都是从无机质中吸取养分而存活，这些无机质包括从动物尸体到残留食物的任何物质。致病细菌有些不同，他们侵入活体生物，这种入侵被称为“感染”，通常会致病。

■病毒

病毒是有生命特征的最小生物。比起细菌来，它们要简单得多，而且只能依靠其他生物存活。病毒传播能力极强，很难被控制。

绝大多数病毒在体型上要远远小于细菌，与其说它们是生物更不如说是一种机器。与细胞不同，病毒由一整套精密的化学成分组成，通过特定的方式组合成一体。病毒并不需要进食，而且也不能自我繁殖，它们“劫持”活细胞并强迫细胞复制病毒。病毒攻击所有的“主人”，包括细菌、植物和动物，而且许多病毒都会致病。

»病毒内部

病毒的构造类似一个容器，只不过它们并不存放普通物质。病毒内部是基因的组合——构成生物体并使其正常运作的一系列化学指令。通常，病毒的基因是关着的，但是当病毒接触到正选细胞时，它们就会迅速转变。

首先，病毒会将其基因植入细胞，留下空病毒“容器”本身。然后，病毒基因就被接通了，并且开始控制细胞。在几分钟之内，寄主细胞停止其正常工作，开始聚集病毒。一旦这一过程完成，细胞就会破裂，使新产生的病毒得以逃出。病毒不能移动，所以它们需要依靠外援来“旅行”。有些通过接触传播，还有一部分，比如流感病毒就通过人类的咳嗽或者打喷嚏传播。

»半活状态

病毒是不可能避免的，大部分生物每天都会受到病毒的攻击。幸运的是，大多数病毒只造成很小的危害，但也有一些病毒可以造成重大疾病的发生——就人类而言，包括黄热病和艾滋病。究竟病毒是从何而来的，人们并不清楚。一种理论认为病毒是从活体生物中逃脱的“背叛”基因，并开发出了它们自己的“生活方式”。

■原生动物

尽管体型很小，原生动物却包括了世界上最贪婪的肉食者。大多数原生动物生活在水中，但也有一些存在于其他生物体内。

在显微镜下观察，原生动物常常看起来像一种处于危险的高速运行中的只有几分钟生命的动物，许多都会绕开障碍物并远离危险，之后再迅速集合在可能发现食物的地点。原生动物并不是动物，它们没有眼睛、嘴巴甚至没有大脑，是一种真核单细胞微生物，只有一个细胞。和藻类不同，原生动物需要进食，它们通过不同方式获得食物。许多原生动物都是积极的掠食者，另外一些则待在一处不动，依靠漂流到其附近的任何可食用物质为生。有些原生动物寄生于比它们大得多的生物体内，不过仅有少数会致病。

»运动中的生命

原生动物体型过小，没有四肢，但即便如此，它们仍然十分擅长四处活动。阿米巴虫通过变化体型移动，这种能力对于穿过狭窄的缝隙（比如土壤颗粒之间的缺口）而言，尤其有用。

当阿米巴虫追踪到猎物时，会将其包围并吞噬，整个过程就像猎物被一个有生命的果冻给吞咽掉了。即便阿米巴虫用尽全力，其时速也不会超过2厘米。但是，在池塘和湖泊中的有些原生动物的移动速度是阿米巴虫的三四十倍，其中最快的是草履虫—— 一种拖鞋状的生物，表面覆盖有丝状“皮毛”。与真皮毛不同的是，草履虫的这些皮毛被称为纤毛，可以活动，划水前行。事实上，草履虫的移动速度相当快，以至于在显微镜下很难看到——除非将水增稠，从而减缓其移动速度。

»原生动物的伙伴

大多数原生动物生活在海洋里或者陆地上有水的环境中，它们通常是食物链中极其重要一环的浮游生物的组成部分。还有一些原生动物的居住环境比较特殊——食草动物的肠内，在这里，它们帮助它们的主人分解食物。在后一种情况下，原生动物的数量是惊人的，比如一头大象体内就有几十亿个原生动物生活在其巨大的肠道内。

生活在生物体内有许多有利因素——原生动物可以获得连续不断的食物供应以及安全而温暖的环境。不过它们也面临一个大难题：就像河中之水一样，它们的食物处于不断移动之中，最终原生动物就在“下游”被冲走。许多都以被主人消化而告终，还有一些则安然无恙地离开了生物体。

»原生动物寄生虫

原生动物伙伴对于动物而言是有益的，但是寄生类原生动物就不那么受欢迎了。寄生类原生动物经常游到动物的饮用水中，或者通过昆虫叮咬，被“注射”入动物体内。几乎所有的野生动物都受到原生动物寄生虫的影响，但许多只是带来一般的危害。不过也有一些危险品种，比如引起疟疾这种严重疾病的原生动物寄生虫能影响人类和许多其他的哺乳动物，还会危及爬行动物和鸟类。

■藻类

只要有水和阳光的地方，藻类就可以安家。这些微小的植物也许不起眼，但其数量多到有时甚至可以从很高的上空看到它们的身影。

大部分藻类都是陆地水系中的绿色小植物，它们比真正的植物要简单，但是运作的方式却是相同的——都通过吸收光才能存活。尽管个头很小，藻类对于水中的生命而言确是至关重要的，因为它们能制造出许多动物依赖的食物。

»变绿

远在在真正的植物出现在地球之前，藻类已经占据了河流、湖泊和海洋。今天，它们在许多人造栖息地比如池塘、沟渠和充满雨水的瓶子里依然繁荣，在理想条件下，它们可以快速繁殖，将水变成亮绿色。藻类属于原生生物，许多种类都只有一个细胞。但是，不同于原生动物，藻类细胞通常集结在一起组成一个“群”。藻群就像一个微型的太空站，看上去像大量缩小的硬币或者是缠在一起的黏性卷毛。

»繁衍后代

藻类不会开花，也没有任何一种藻类有种子，小藻通常分裂成两半来繁殖。这种繁育技术既快又高效，可以在一定时间内迅速增多。藻类在春天分裂繁殖最为迅猛，那时光照比较充足，光照时间也比较长。结果就是鱼类和其他动物获得了额外的几百万吨食物。

藻类的体型越大，其包含的细胞就越多，分裂繁殖的困难也就加大了。为了解决这个问题，体型较大的藻类通过孢子来繁殖。孢子类似种子，但个头小得多，它们可以随水漂流或通过空气到达遥远的地方。一种叫作团藻的浮球型藻像一个飘浮的育儿室，含有很多小团藻，它们可以在大团藻内部游动，直到它们准备出来独自生活。

»移动中的藻类

藻类也许结构简单，但是它们有一种卓越的天赋——许多都会游泳。

这些微型移动者和原生动物一样，都是通过滑动纤毛，拨水前行的。由于体型较小，它们很难游得很远，但它们可以将自己带到阳光最为明亮的地方——强光意味着更多的能量，这种简单的生理反射帮助藻类大量繁殖。

许多藻类也有内置式的浮动装置，通常是微小的油气泡，这些浮动装置能使藻类漂向水面——最佳的沐浴阳光的地方。这些水体表面的漂流者组成的浮游植物群落成为了原生动物的“营养汤”和动物的大餐。

»在“盒子”中生活

多数藻类都有坚硬的细胞壁，不过有的还有“盒子”保护着，这些“盒子”极小，但是包含了一些微观世界中最为复杂和美丽的物体。一种称为硅藻的藻类能将“盒子”平分，一半紧贴着另外一半，就像一个有搭扣盖子的“盒子”一样。硅藻从硅石中提取材料合成盒子，硅石这种材料也被用于制造玻璃。不过，和融化并浇铸成硅石模不同，硅藻是自己生长成型的。硅藻从它们周边的水中吸收硅石，它们的收集能力是相当惊人的，有时候，水中硅的含量不到百万分之一，但是硅藻还是能成功地收集到。

»海洋中的巨藻

海藻的世界也包括一些不是微型生物的种类，这些海藻看起来像植物。和真实的植物不同的是，海藻没有根或者叶子，它们依靠一个橡胶状的夹子将自己固定在一个地方。海藻通过皮质叶状体吸收阳光。有些海藻相当脆弱，另外一些却十分强大，比如漂积海草和巨藻，它们生活在暴风雨频繁的海区，因此必须经受得住海浪的冲击。有些海藻只有几厘米长，另外一些则可以达到几米。最长的海藻是巨藻，生长在北美洲的西海岸，这些巨大的海藻是世界上生长速度最快的生物之一。

■真菌

当人们提到真菌时，第一个浮现在脑海的通常是蘑菇或毒蕈，但是这些丰富多彩的蘑菇和毒蕈只不过是真菌世界中极小的一部分。

除了细菌和原生生物，真菌是地球上最为常见的生物了。大多数真菌都很小，但是科学家们也发现过极其巨大的单个真菌。从森林到沙漠，甚至海底和人类皮肤上，都有它们的身影。真菌可以在黑暗环境中生存，但是它们必须依靠食物存活。大多数以死去生物的残留物为能量来源，但也有一些喜好活的东西。虽然这样，真菌很少为人们所注意，只有很少的种类才有常用名，这主要是因为大多数真菌都生活在它们的食物体内，只有在繁殖时才可见。

»自然的失调

真菌的繁殖和其他生物相比，显得格外不同。蘑菇和毒蕈已经是十分奇特了，但是其他真菌似乎更胜一筹——有些像鸟巢、一簇绒毛或者是人类耳朵的完美复制品。真菌通常从地表或者树上长出，它们的工作就是传播孢子。

几个世纪之前，自然科学家认为真菌是植物，尽管它们并没有叶子。不过，科学家们之后有了进一步的发现：与植物相比，真菌与动物的关系更近。

»进食线

有代表性的真菌并不存在，它们的形状和大小总是那么多变。但是真菌都有一个特点——它们通过吸收食物存活。

真菌和动物不同，它们并不吞咽食物并消化，而是反其道而行之。真菌会当场消化并吸收食物释放出来的营养。担任这一任务的是像极细的线的“菌丝”，会蔓延于真菌的整个食物之上。

菌丝虽然极细，却可以长到惊人的长度，通常能从地面一直延伸到树顶，并且在土壤中形成无边的菌丝网络，有些食木菌甚至可以沿着一条街道挨家挨户传播。

»药材和毒药

有些真菌味道鲜美，另外一些则有难闻的化学气味，甚至含有致命毒物。人们需要技术和经验才能分辨哪些是有毒的，因为安全的和危险的真菌有时非常相似。而且，有毒的真菌也并非“世代相传”，有些真菌既有安全的种类又包括有毒的种类。世界上大部分的毒蕈是一种叫作“死亡之帽”的毒蘑菇，它们分布于北半球林地中，这种蘑菇外形类似于食用真菌，但是每一个中的毒素都足以杀死一个成年人。更糟的是，“死亡之帽”中含的毒素，一般需要12个小时后才会发作，到人感觉到不舒服的时候，通常已经回天乏术了。

奇怪的是，有些对于人类而言是剧毒的真菌对一些动物却是无害的，比如鼻涕虫就十分钟爱毒蕈，它们大量食用这种有毒真菌却一点都不受到影响。

»真菌的战争

科学家们并不清楚为什么有些蘑菇和伞菌是有毒的，但是他们知道为什么毒素会通过一些霉菌产生——这些真菌通常需要和细菌竞赛，用以阻止它们的微观对手接管其食物。这些真菌产生的毒素就是抗生素，是最有效的天然化学武器。

第一个抗生素发现于1928年，当时，苏格兰生物学家亚历山大·弗莱明发现，在实验室的一个培养皿中的霉菌有些异常：这个培养皿通常用于培育细菌，但是霉菌使得周围的细菌全部死亡了。从这个霉菌中，科学家们成功地分离出了一种化学物质，称为青霉素，可以用来杀死细菌。目前，青霉素仍然是世界上最为重要的药物之一。

■真菌和动物

对于动物，真菌既可能是有帮助的盟友也有可能是致命的敌人。某些真菌能提供动物食物，还有一些则扮演秘密侵入者的角色——攻击动物并从内部开始消化它们。由于它们通过孢子传播，所以这些致命的真菌几乎可以攻击位于任何地方的动物。

如果没有真菌，我们还是会想念它们。但是和植物相比，真菌在人类生活中的戏分并不是很多。而对于有些动物而言，真菌对于它们的生存是至关重要的——蘑菇和伞菌是鼻涕虫和昆虫幼虫的食物来源。不过，真正的真菌专家是培养真菌作为食物的动物们——它们收获真菌，同时也通过保护和帮助它们传播而成为合作伙伴。不幸的是，对于动物而言，并非所有的真菌都是有益的，有些真菌会侵入动物体内，它们可以很快就像霉菌穿过一片面包那样穿过动物的身体，而这对动物往往是致命的。

»真菌园丁

在某些温暖的地区，白蚁会啃食在它们前进路上的一切植物，每年都会往地下搬运几百万吨食物。就像大多数动物一样，白蚁并不能自己消化所有种类的食物，它们会依靠住在它们肠道内的微生物来帮助它们消化，这种微生物叫作披发虫。

有些白蚁种类的效率更高，因为它们已经进化出一种额外的方式可以从它们的食物中获得营养。在地下巢穴中，白蚁吞咽它们的食物，又收集它们自己的粪便，这些粪便包含一些只有部分消化的残渣。白蚁将这些残渣变成一个直径超过60厘米的类海绵体——这就是白蚁的“地下”花园，也是白蚁食用的某些真菌的完美栖息地。只要白蚁好好照料这些真菌，它们就会一直待在这个地下家庭中。不过，当白蚁废弃它们的巢穴时，这些真菌就会长出地表，生出蘑菇，从而传播开来。

»发霉的隧道

许多昆虫在木头中产下卵，幼虫出生后可以将木头作为食物。随着内部蛀空的隧道变长，他们就开始食用进入木头中的真菌。对于幼虫而言，真菌就像配菜一样，和木头一起成了一顿丰盛的大餐。一些木材蛀虫更进一步地将真菌作为它们的主要食物，木头反而退居次席——树蜂的幼虫就是这样长大的，它们通常在针叶树中钻洞。林业工人非常讨厌这种昆虫，它们损害树木并导致树木十分虚弱。它们活动的隧道里排列着真菌形成的“皮毛”，幼虫就在真菌上游荡，仿佛在树林中穿行一般。当成年树蜂从它们的洞中爬出时，他们会带上一些真菌，雌树蜂在产卵时，新的树木就会受到真菌感染，这样，它们的幼虫出生后又衣食无忧了。

»昆虫杀手

人类有时也会遭受真菌的侵袭，比如人们很容易染上脚癣。脚癣是一种以人类表皮为食物的真菌引起的，在汗脚和紧鞋导致的温暖潮湿环境下会大量滋生。尽管需要花时间清理，这种感染通常没什么危害。对于野生动物，真菌的威胁相对严重，它们可以杀死哺乳动物、鸟和鱼，对于昆虫尤其致命——可以驱赶窗玻璃或者草丛上的昆虫，如果昆虫不跑或者不飞走，那么它们也许已经是真菌侵袭的牺牲品了。当单个孢子进入昆虫体内时，这种攻击活动就开始了。一旦孢子融入昆虫身体，它就开始在内部散播，将昆虫的内脏消化掉。昆虫受到感染之后，真菌常常会改变昆虫运动的方式，它会使昆虫停留在野外开阔处——这些致命孢子的最佳传播场所。

■叶子

叶子的存在很好地回答了在自然界生存所需解决的一个技巧性问题——如何最有效地收集阳光？叶子需要经得住各种环境的考验——从炙热的高温到倾泻的雨水。

叶子的功能就像太阳能板，它们的工作就是收集植物所需的阳光。有些植物的叶子只有几毫米长，而最大的棕榈叶却可以盖住一辆公共汽车。叶子有的像一张纸巾一样柔软细致，有的像塑料一样坚硬，有的还有锯齿状的叶边、锋利的叶尖、大量危险的刺，这些都是经过几百万年才进化而来的，它们使得植物可以适应各种生活环境，并构建起各种不同的生活方式。

»叶子是如何工作的

不管叶子的外形看起来如何，它们的工作原理都是相似的：它们从阳光中收集能量，用来合成自身生长所需的物质。叶子是通过光合作用来工作的，光合作用需要有二氧化碳和水以及阳光，因此叶子中必须含有这些物质才能使光合作用得以启动。这些物质是通过两种不同的途径来到叶子中的。

叶子从空气中获取二氧化碳，通过被称为气孔的微型小孔进入叶子中，而这些气孔被一些可以控制其开合的细胞所包围着。二氧化碳通过这些气孔后进入到进行光合作用的细胞中。与此同时，氧气逸出。这听起来似乎有点像呼吸作用，但是植物进行这种气体交换不需要付出任何努力，因为叶子很薄，气体的进出非常容易。

»随时可用的水

与二氧化碳不同的是，水的运输路径就比较长了——它进入植物的根部，通过一套极其细微的管道系统从茎输送到叶柄，最后进入叶脉。水分到达叶子后，大部分都通过气孔被蒸发掉了，这也促使更多的水被运输到叶子以弥补失去的水分。这个过程被称为“蒸腾作用”，气温越高、越干旱、风力越大，蒸腾作用就越强烈。

仙人掌一天之中只需要使用很少量的水分，因为它们适应了干旱的生活环境。但是大部分植物吸收的水分远远超过仙人掌—— 一株玉米植物在生长过程中能吸收200升的水，这些水足以灌满一个普通大小的浴缸了。树所需的水分就更多了：一棵大橡树可以在一天之内吸收500升的水；白杨树吸收的水分可以使泥土干涸到收缩，以致地上的建筑物裂开或者倒坍。

»特殊的外形

要收集阳光，最理想的造型是大而扁平，就像太阳能板那样。但是叶子不是金属制成的，也不像太阳能板那样被拴定在地面上，它们需要结合力量与轻巧于一体，还需要能够在各种环境下运作——无论是狂风大作的山腰还是光线微弱的雨林地区。这也是为什么叶子造型多样的原因之一。世界上没有两种植物的叶子是完全相同的。

大部分植物的叶子都是单叶，也就是一个叶柄上只有一片叶子。复叶则不同，它们分成与自身相像的多个小叶子。更为复杂的是小叶子复合生长在一起，在一根叶柄上组成群叶。草的叶子很容易辨别，因为它们一般都是长长的、窄窄的，叶脉是平行的，但是在其他植物中，叶脉分布得像一张网。

»叶子的寿命

不同种类的叶子不仅外形和大小有区别，而且叶面上也有所不同——有些叶子平滑有光泽，有些却是黏黏的或者摸起来像覆盖着一层软毛。有些叶子人在触摸时甚至会有危险，比如荨麻叶子上覆盖着刺手的绒毛，而毒葛叶子上则带有可以沾到皮肤和衣服上的毒脂。这些特性可以帮助叶子抵挡日晒、雨淋以及干燥的强风，也可以阻挡以叶子为食的动物的进攻。在非洲西南部，千岁兰植物只有两片叶子，可以持续存活几百年之久。但是大部分植物叶子的寿命是很短的，一旦它们的使命完成了，植物便切断了对这些叶子的水供应，叶子慢慢凋零，化作泥土。

»叶子的生命循环

每年，常青树的叶子是逐步地掉落的，而落叶树的叶子则是同时凋零的。到了秋天，到处都可以看到落叶，但是到了来年春天，大部分落叶都消失了。这种消失的秘密在于细菌和真菌的作用——它们以死去的叶子为食，将之变成极小的碎片，最后归入泥土。这些叶片残骸使土地变得更为肥沃，帮助更多的植物和叶子的生长。

■花朵

人类都为花而着迷，我们给花作画，给花照相，还常常把它们放在家里。但花的生长不仅仅是供人类欣赏的，它们承担着重要的使命——实现植物的繁衍。

很难想象这个世界如果没有了花会怎么样。

花生长在陆上各种自然环境中，少数甚至在海底“盛开”。花儿装饰了我们的花园，也点缀了马路的两边，有些小花甚至坚强地开放在繁忙的人行道的裂缝中。花有着多种多样的形状和颜色，但是它们承担着一个相同的重要使命：当雌性细胞接受到雄性花粉后，花中便结出植物的种子。

»剖析花朵

了解花的最好方法是采用极端手段，从外部开始将花“拆开”。在大部分花中，最先除去的是绿色的小片，被称为花萼，它可以在花还处于花蕾阶段时起保护作用。接下来便是花瓣，这也是一朵花中最为吸引人的部分，它们的作用是吸引动物前来，从而使得花粉在不同的植株间传播。

在除去花萼和花瓣后，剩下中心部分。首先是一圈雄蕊，这是花朵的雄性器官，它们的功能是产生花粉。最中心的是花朵的雌性部分，或者称为雌蕊，它们的功能是从其他花朵上收集花粉，然后形成种子。

»传播花粉的使者

简而言之，上述内容也就是讲述了大多数花的构成方式。因为有那么多种类的开花植物，所以也就有几千种不同的花朵。大多数花都像活橱窗一样，用食物吸引动物的靠近。这种食物通常就是甜美的花蜜，但也有些花是以其他部分来回报的，比如花粉。这些花需要被注意，所以它们总是有着亮丽的颜色和诱人的芳香。但并不是所有花都是这样的，很多植物不需要吸引动物，因为它们是靠风来传播花粉的，它们的花朵通常是小小的呈绿色的，很容易被忽略。

»开花结果

动物通常不是雌的就是雄的，但是在植物世界中，事情就不是那么简单了。由于大多数花都具有雄性和雌性器官，所以它们的主人同时既是雄性的又是雌性的。这类植物通常是与其邻居相互传播花粉的，但是某些情况下它们可以自花授粉——如果它们独自生长，附近没有伙伴的话。

但是很多其他植物，比如南瓜，有着不同的雄花和雌花，它们的花生长在同一个植株上，但是只有雌花才能结果生子。此外，还有一些植物像动物一样，有雄性植株和雌性植株之分，奇异果就是其中一种——要产出奇异果，农民需要在地里同时种植它的雄性和雌性植株，这样才能实现授粉。

■授粉

与动物不同的是，植物不会配对来繁殖后代，它们是通过另一个方式——交换微小的花粉粒来实现结合的。

对于植物来说，繁殖后代是一项颇有诀窍的工作——需要雄性和雌性细胞，如果可能的话，这两种细胞需要来自于不同的植株。但是因为植物不能动，所以两个植株永远都不可能碰面。正是这个原因，花粉出现了，这种粉末状的物质含有植物的雄性细胞，又小又轻，便于在不同植株间传播。当花粉到达花的雌性部分时，便使得雌性细胞受精，一旦这一关键步骤完成后，雌性细胞便开始产生出种子。

»传播中的花粉

花粉是由雄蕊或者说花的雄性部分产生的。一旦花粉成熟，花就会将其释放出去，这样，花粉就可以在不同的植株之间旅行。这个旅程可能只是到邻花便结束了，但也可能一直走到千米之外。每种植物都有自己的花粉“品牌”，也只能在同种的植株中授粉。

花粉是通过两种不同的方式传播的，有些植物仅仅是将花粉抖散在空中，于是，花粉便随风飘散，幸运的话，其中一些就会落到同种其他植株的雌性器官上。这种方式被世界上所有的草类以及很多阔叶树所使用，此外，也为针叶树所使用，区别在于：针叶树的花粉藏在球果中，而不是在花中。

风传播的命中率很不确定，因此需要耗费大量的花粉，在暖暖夏日的早晨，风媒类花朵向空气释放出几百万粒花粉。花粉很小，肉眼看不见，但是会让很多花粉过敏的人不停地流鼻涕和流眼泪。

»花粉携带者

世界上最早的种子植物都是由风传播花粉的。但是当开花植物出现后，它们找到了更为聪明的传播方式——植物进化出可以吸引动物的花朵。作为对花朵提供食物的回报，这些动物充当了私人快递员的角色，将花粉带到了目的地。

最早帮助花粉传播的动物很有可能是甲壳虫，因为它们常在花中进出以寻找食物。如今，传粉动物包括各个不同种类的昆虫、鸟、蝙蝠以及有袋动物。在长时间的合作伙伴关系中，花和传粉动物已经融洽得像锁和钥匙一样般配了。当一种动物来到一朵花时，花的雄性部分或者雄蕊就会将花粉沾到动物身上，于是花粉就被带到了下一朵花中，在那里，花的雌性部分正等待着花粉的到来。一旦花粉被送达目的地，便会经一条细长的管道一直通到花的子房，里面装的正是花的雌性细胞。一粒花粉就可以使一个雌性细胞受精，此后，这个细胞就生长成一粒种子。

»动物传粉

单是观察一朵花，通常就能很容易地说出其是由哪类动物传播花粉的：靠昆虫传播花粉的花通常有着明亮的颜色和香甜的气味，因为昆虫会被这种艳丽的颜色和甜甜的气味所吸引；形状较平的花朵通常是由苍蝇和黄蜂传播花粉的；管状花朵则一般是由蝴蝶或者蜜蜂传播花粉的，因为它们有着长长的舌头，所以可以触到花的底部，那里等待着它们的正是甜美的花蜜；靠蛾类传播花粉的花，比如金银花，有着类似的管状外形，它们在夜间散发出一种芬芳，而此时正是蛾类活跃的时候。

因为大部分昆虫的体形都很小，因此靠昆虫传播花粉的花朵一般也是外形较小的，鸟类或者蝙蝠常把花朵作为落脚的地方，因此这些花必须强壮一些。一只鸟或者蝙蝠吸食的花蜜远远多于一只蜜蜂的吸食量，因此这些靠鸟类或者蝙蝠传播花粉的花朵会一次连续好几天产生花粉，以确保有足够的吸引力。

»合作者

很多传粉昆虫会在多种植物的花中逗留，但是也有一些只喜欢在一种花中活动，这些昆虫从植物中获取自身所需的所有食物以及繁殖后代所需的场所。作为回报，它们向植物提供私人运输服务，在世界上的温暖地区，无花果树就是以这种方式传播花粉的——世界上有1000多种不同的无花果树，但神奇的是，每种花朵都有其专门的传粉蜂类。

■移动中的种子

幼年植物需要离开它们的母体，以获得充足的阳光和水分。几百万年来，植物已经进化出很多令人吃惊的方法来将其种子传播得更远、更广。有些植物是完全由自己来完成这样任务的，而很多植物则是依靠外部世界的力量。

虽然植物不能动，但是它们的传播能力却强得令人难以置信，它们能够很快占据新开出来的土地，不管这是谁家的后院或者是遥远海上的一个小岛。植物还会在其他植物上安家，有些甚至在城市的高墙和屋顶上扎根。植物之所以能够到达这些地方，是因为它们的种子是天生的旅行家，没有什么地方可以阻挡它们的脚步。

»弹射和炸裂

世界上最重的种子叫海椰子，来自于一种生活在塞舌尔群岛上的罕见的棕榈树，它的种子可重达20千克。成熟的时候，海椰子就会掉到地上，滚出几米远，然后停下来。但是很多种子走得远远不止于此，它们依靠果实来传播，这些天然的种子容器本来就是用来帮助种子的传播的。

植物的果实变干后常常可以帮助种子飞得很远，比如罂粟果可以像一个小型胡椒盒一样，当风吹过时，把种子散播出去。而豆荚则更像一个弹射器，当豆荚被太阳晒干后，就会突然裂开，将种子撒在地上。

有一种比较特别的果实被称为喷瓜，它可以像一个小型炸弹一样，当其成熟时，果实就会炸开，种子和果汁可以被喷射出几米远。

»漂流者和漂浮者

弹射和炸裂已经可以很好地帮助种子的传播了，但是如果依靠漂流或者漂浮，那么种子则可以走得更远。世界上最为成功的草类，包括蒲公英和蓟，果实多毛，可以被风吹得很远。每个果实中都含有一粒种子，降落伞造型的毛可以帮助它“飞行”。在森林中，植物通常都能产出带有“翅膀”的果实，可以像直升机一样“飞翔”，而后降落在地面上。

有些“翅膀”只有指甲那么大，但是有些——比如翅葫芦果实的“翅膀”——则大得像鸟类的翅膀。

海岸植物，比如椰子树，通常能产出可以在水中漂流的防水果实。如果一个椰子被水流带走，它可以穿越整个海洋，在另一个遥远的海岸上发芽生长。生活在加勒比海岸上的一种被称为“海豆”的植物就具有上述功能，它的种子呈心形，常常穿越整个大西洋，有时甚至被水流带到遥远的北极圈附近。

»动物助手

前述这些传播途径实在已经很令人吃惊了，但更多的还在后面。就像植物利用动物来传播它们的花粉一样，植物也利用动物来传播它们的种子。很多果实都有钩子，可以勾挂到动物的皮毛上，有些果实还善于粘到人类的袜子和鞋子上，这样，它们可以被带到其他地方。幸运的是，大部分这种搭顺风车的果实都是小小的，但也有较大的——生长在非洲的魔鬼爪长有8厘米长的钩子，刚好可以钩到羚羊的角上去。

多汁的果实也利用动物来传播，但是它们通常采用比较迂回的方式——当果实成熟后，通常是颜色鲜亮，这就吸引了动物前来寻找食物。动物吃东西比人类简单多了，它直接将果实连同种子整个吞下。这样，果肉很快被消化掉了，但是消化种子就要难得多。除非动物在食用果实的时候进行了咀嚼，否则这些种子会完好无损地被排出体外。消化液常常能帮助种子发芽。因此，没有动物，有些植物的种子很难发育生长。

食用果实的动物包括各种鸟类和哺乳动物，甚至一些鱼类。其中的大部分是很好的种子传播者，因为它们的活动范围很广。对于植物来说，这种方式传播种子是事半功倍的，因为种子不仅被带走，而且被播撒到了事先预备的肥料——动物的粪便中。

■无花植物

不管你如何努力，你都不可能找到一种开花的苔藓或者蕨类，这种植物就像是地球上最早出现的植物一样，不需要通过开花来繁殖。

直到恐龙时代结束，都没有出现开花植物，没有草类（也属于开花植物），也没有阔叶树类，所有的植物都通过播撒孢子或者产生原始的种子来繁殖后代。在此之后，世界发生了翻天覆地的变化，恐龙灭绝了，无花植物被开花植物逼上了绝境。但是无花植物还是存活了下来，有些还非常成功。

»苔藓和地钱

如今要观察无花植物，最佳地点之一是在激流边上——奔流的水形成了凉爽、潮湿的生活环境，这正是苔藓植物最为繁盛的地方。苔藓是很初级的植物，没有真正的叶子和根，它们看上去就像鲜绿色的垫子，有些生长在水下的则像是摇曳的头发。与开花植物不同的是，它们一般都很小，而且生长得很紧密。世界上最高的苔藓品种生长在澳大利亚，但也只有60厘米高。

为了生长，苔藓必须保持湿润，很多苔藓自身都能像海绵一样保持水分。虽然它们喜欢像河滨和沼泽这样的地方，但是它们也并不是必须永远地保持潮湿状态——一些苔藓生长在岩石和墙上，在那里它们可以保持干燥状态几个星期甚至几个月。这些脱水的苔藓看上去呈灰暗色，好像已经死了，但是当雨水来临时，它们又很快地复苏过来。

河滨地带也是世界上结构最为简单的植物——地钱的首选生长环境。有些地钱看起来像是小型的舌头，而有些则像是长着小叶子的丝带。地钱是分成两枝、横向爬行生长的，而不是像苔藓那样向上生长。很多地钱都是生长在潮湿的岩石上，但是在热带雨林中，它们也可以在其他植物的叶子上生长，地钱并不会将这些植物置于死地，但是的确会窃取一些阳光。

»蕨类植物

世界上有11000多种蕨类植物，是最大的无花植物群。最小的蕨类植物可以放入到一个蛋杯中，而最高的种类——树蕨可以高达25米。大多数蕨类植物都在地上扎根，但是有些也会攀缘到树干上，少数的则漂浮在池塘水面上。有些蕨类植物属于珍稀种类，但是有一种叫作欧洲蕨的种类，是一种让人烦恼的野草。

与 苔 藓 和地钱相比，蕨类植物更像开花植物——它们有真正的根、茎和叶子，也有内部的输送管道，可以将根部从泥土中吸收的水分运输到叶子。但是蕨类植物没有花，而且是通过孢子而不是种子传播并繁殖后代的。它们的生命循环介于两种不同的植物之间。

»针叶植物和它们的近亲

有种子的植物一般就能开花，但是在植物发展的历史上，却是先出现了种子，这也就解释了为什么针叶植物有种子却没有花。世界上有大约550种针叶植物，与250000种开花植物相比，它们的数量是很小的。但是在干旱和严寒的地方，这些针叶植物仍是很成功的，在地球极北地区，它们形成了北温带森林——世界上面积最大的森林。

针叶植物也有近亲，但是很少见到，其中包括铁树目裸子植物—— 一种外形很像棕榈树的树种，以及银杏树（或者称为铁线蕨）——来自于远东地区的“活化石”，它们叶子的外形像是鲜绿色的扇子。针叶植物的另一种近亲被称为千岁兰，可以说是世界上最为奇特的植物之冠，它生长在非洲西南部的沙漠地区，看上去像是一堆垃圾而不是什么有生命的东西。

■植物的生命周期

生长在中国中部的竹子，每个世纪会大规模的开花、结籽2～3次，然后死去。然而，这种生命的最后绽放也并非出于偶然——这只不过是植物生命存在的一种方式。

与动物相比，植物的生命长短差别大得令人吃惊。有些植物只能存活几个星期，而比如狐尾松却可以存活5000年以上。石炭酸灌木可能已经度过了其10000岁的生日，因为每一丛都会在老灌木丛死后继续繁衍。有一些植物，包括很多竹子类的植物，一生只开一次花，此时也正是其生命的终点。但是不管它们的生命周期有多长，植物都是按照一定方式来划分自己的生命阶段的。

»生命的速战速决

对于很多杂草来说，速度是一生中的重要方面。这些植物通常生长在时常被滋扰的土地上，它们需要在其他体型更大的植物将它们挤出去之前完成开花和结种。它们把所有的能量用在开花上，然后死亡，它们并不将能量储存起来以备环境恶劣时使用。这些植物被称为一年生植物，因为它们在不到一年的时间中完成了整个生命过程。一年生植物包括罂粟和其他路边生草类，以及那些在沙漠中遇到雨水方能复苏的植物。

»生命的两个阶段

在冬季比较寒冷的地区，很多植物依照一个特别的时间表来度过一生，它们可以生存两年：第一年，集中生长和储存养分；第二年，它们利用储存的所有养分来为开花提供能量。随后，它们的生命通常也就走到了尽头。这些植物被称为两年生植物。

两年生植物通常将养分储存在根部或者块茎处，因为这些器官藏在地下，不容易被动物吃掉。胡萝卜是两年生植物，它们总是在第一年就被挖起，否则第二年它们就会开花和结子了。

»多年生植物

一年生和两年生植物都属于“暂时性”植物。它们出现得很快，但是从来不在同一个地方生长很久，因为它们要与其他“永久性”植物竞争。这些“永久性”植物被称为多年生植物。其中包括那些每年枝叶都会死去，但是来年又从根部发出新芽的植物，比如世界上所有的灌木和乔木。与一年生和两年生植物相比，多年生植物打的是持久战，它们生长很缓慢，需要很多年才能长成成年植株。但是，一旦长成后，它们把那些生长快速的植物遮在其阴影下。与它们的小型竞争对手不同的是，大部分多年生植物每年都会开花。

»终场演奏

99%以上的植物都是遵循前述三种生命周期中的一种，例外的是植物世界中的真正怪胎，它们把所有的能量都用在一生一次的开花上。这些植物包括很多不同种类的竹子和龙舌兰属植物和凤梨科植物，以及有名的贝叶棕榈树。贝叶棕榈树会一直生长75年左右，然后它会摆出世界上最大的鲜花造型。虽然这些树在开花后死去了，但是这个终场演奏也并不是不值得的，因为可以收获大量的种子。

■树木如何生长

树木能生长几百年之久，所以它们必须长得十分结实。大多数树木在它们的生长过程中变得强大起来，树龄越高、树木越大，它们也就越强壮。

在热带，一些树木可以每年长5米之高，这一速度是人类十几岁时生长速度的100倍。在世界其他地区，树木的生长速度要慢得多，但在每年春天仍然能长高1米以上，对于树木而言，生长是一项繁杂的事务，而且需要细心管理。因为每长高1米，它们被风吹倒或者折断的风险也就增加了一分。

»边材和心材

树木并不是只向上生长，大多数树木还会向边上生长，这些向外生长的部分是由树木的形成层构成的。所谓形成层是只有细胞厚薄的一层活组织。形成层就位于树皮之下，就像一层覆盖整棵树木的无形薄膜。

当形成层的细胞开始分裂时，树木就开始生长。在形成层的内表面，细胞产生出新木材供树干生长和树枝扩张。形成层的外层生成新的树皮，向外推张，使旧树皮裂开或者脱落。这两种方式能使树木长大，给予树木生长所必须的力量。由于形成层靠近树皮表面，这里的木材是一棵树中最新的，它们被称为“边材”。有时候，充满了树液，切开的话会感觉十分光滑湿润。当每年的边材变老后，它逐渐开始停止传输树液，其中的细胞和树脂与油脂粘在一起并结块，从而变成又重又硬的心材。心材就像骨骼一般，使树干和树枝变得更为强壮。不过和骨骼不同的是，心材并不会生长，其中所有的细胞几乎都是死的。

»年轮

在终年温暖潮湿的地区，树木一年到头都可以生长。但是，在冬季十分寒冷的地区，树木生长的高峰期就集中在春天和初夏。这些生长峰期会在树木中留下年轮，当树木被砍伐时就可以看到。通过计算年轮，很容易就可以推算出树木的年龄。实际上，年轮能反映的信息远不止这些：当生长条件优越时，年轮较厚；在恶劣的年份，年轮就会比较窄，这就能显示出过去的天气变化。通过考查世界上最老树木的年轮，树木年轮专家已经能够拼凑起过去5000年来全世界的气候记录了。

»棕榈树

大多数树木的形成层是环绕式的，但是棕榈树和其亲族的形成层却大相径庭：它们只有一个单一的位于树干顶端的生长点。生长点形成树干，当树干向上生长时，生长点以下的生长就停止了。如果棕榈树的顶部被砍掉，那么它就会停止生长并死亡。

这种罕见的生长方式使得棕榈树在长高时树干不会变粗，这就是为什么它们总是如此地优雅。棕榈树并没有真正的树皮，也就是说它们的切口不会愈合。人类在采摘椰子时就是利用了这一点。他们在椰子树上切割出的用于攀爬采摘椰子的阶梯终其一生都会存在。

»改变形状

棕榈树没有树枝，但其他树木都有，而且新的树枝会遮住底下的旧树枝。为了处理这一问题，树木通常会自行手术——离地面最近的树枝会自己脱落。这种外科手术发生在幼树时期，会持续多年，最后，剩下的树枝就越长越高，整棵树就变成一个皇冠形状。世界上最大树枝自卸群生活在热带森林中，这里，最高的树木最后长成30米高的平滑且无分支的树干，直插云霄，就像林地上的柱子一般。

树木用其他方式对环境作出反应：当比较拥挤时，他们就长得比较高，而且会顺着盛行风的方向生长；在阴暗的地方，它们的叶子一般比较大。这些不同的生长模式就解释了为什么没有两棵树木是完全一致的。

■植物的自我保护

遇到饥饿的动物时，植物完全没有反击的余地，但是它们也有大量的武器可以防御动物的进攻，甚至将之杀死。

在动物王国中，素食者和肉食者的比例至少是10∶1，从小虫子到大象，加起来有几十亿张嘴，饥饿地等待着自己的食物。如果没有任何保护，世界上的植物将是非常无助的，它们的最后一丝痕迹也终将从地球上消失。但是，植物却实现了自身的繁衍，那是因为进化赋予了它们创造性的，有时甚至是痛苦的自我保护能力。

»秘密的防御工具

植物世界中最为常见的武器通常要通过显微镜才能看得见，那就是细小的绒毛，这些只有几毫米长的细小绒毛像小型森林一样覆盖了很多植物的表面。有些绒毛是带有分叉的，可以在被折断后钩挂住虫子的嘴巴；有的能够产生黏性物质，可以困住蚜虫和其他吸汁鸟类，从而抵御入侵。绒毛对于保护新长的茎干和叶子至关重要，因此它们通常摸上去会有柔滑的或者黏性的感觉。

为了抵御体型较大的动物，较大的武器是不可缺少的。在荨麻的茎干和叶子上，长有中空的由二氧化硅组成的绒毛，可以像人类的皮下注射器一样使用。如果动物或者人类触碰到其中的一根绒毛，绒毛顶端就会折断，同时注射出一种有毒的化学混合物，其中也包括甲酸（蚁酸）——这种物质在被蚂蚁叮咬后也有出现。

普通荨麻的刺带来的伤害只持续几小时后就会逐渐消失，但是有些种类的则不然，比如新西兰荨麻的刺就要厉害得多，能够使家畜死亡。然而这些刺却因为个头过大而威胁不了昆虫，这就是为什么许多毛虫以荨麻叶为食，并饱食终日。

»刺和棘

在一些干燥的地区，动物靠植物补充水分、充当食物。在这些地方，植物通常通过恶刺来自卫。刺槐的刺是木质的，能够长达15厘米，不过最麻烦的还是仙人掌刺——有些仙人掌的刺层层叠叠，如果一根仙人掌刺扎入动物的皮肤，往往会使其很痛苦，要剔出那些刺往往很困难。如果这些还不足以自卫，仙人掌还有另外一种防卫手段，它们的刺是生在一簇细毛中的，这些毛看似无害，实际上很容易脱落。一旦进入皮肤，会造成持续数天的刺激。

刺给予动物一种即时的警告，使它们立即远离。但是棘常常有反效果，因为棘是弯曲的，它们常常会钩住动物的皮毛，使动物很难逃逸。当动物挣扎着逃脱时，就领受了一次痛苦的教训。运气好的话，这种记忆让这个动物一生都不会再来碰它第二次。

»化学武器

如果一种动物确实突破了植物的外部防线，那么植物就可能动用那些会让侵犯者感到不快的存货——许多植物都会使用化学武器使自己避免沦为动物的口中之食。比如，有一种普通的园林灌木叫作“桂樱”，可以在其叶子中产生氰化物，通常情况下，这种叶子是无害的，因为它们只是含有制造氰化物的成分，而不是这种毒药本身。但是如果动物开始食用它的叶子，氰化物就会开始合成了——它那特殊的气味警告着动物：食用它的叶子就是在自找死路。

大部分植物毒素要在吞咽或者吸入后才会生效，但是也有一些植物即使是皮毛接触也有危险。毒葛就是最著名的，它会产生一种有毒树脂，能粘在衣服和鞋子上。即使是数月之后，它的毒害效果仍然会残留。

■食肉植物

对于一只不留神的苍蝇而言，捕蝇草似乎像是一个合适的停靠位置，但这是一个致命的错误，因为捕蝇草是食肉的，苍蝇就是它的食物。

植物利用阳光生长，但是它们也需要一些简单营养物质，就像人类需要盐和其他矿物质一样。大多数植物都是从土壤中获取这些物质的，但是食肉植物是通过捕捉并消化动物获得的。进化使它们有着复杂的陷阱和独特的诱饵，大多数都以昆虫为目标。

»开和闭

捕蝇草只有足踝高低，却是世界上最奇怪的植物之一，它的每一片叶子都分为两片平坦的裂片，边上布满了卷须。裂片在合叶处连接，在正常情况下，它们是张开到最大的，为路过的苍蝇提供了一个降落平台。这个平台有着特殊的吸引力，它会分泌出含糖的蜜汁，昆虫可以将其作为食物。但是，一旦一只苍蝇飞落并享用这些蜜的话，就会触动特殊的绒毛，捕蝇草陷阱就开始运作。在半秒钟内，裂片就会迅速关闭，长卷须就将苍蝇锁在内部了。不管如何挣扎，它注定难逃一死，在1个小时之后，苍蝇就会死去。一旦捕蝇草成功捕获猎物后，其消化酶就开始工作，它们会分解苍蝇的身体，使植株可以吸收其身体所含的各种营养成分。几天之后，残渣就被排出，陷阱又会准备好下一次的捕猎。

»紧紧粘住

捕蝇草是非常敏感的，它们可以分辨出美味可口的昆虫和偶然掉落在陷阱里的、不适于食用的物体。

不过世界上大部分的食肉植物的捕猎方式都是不同的，有些诱惑昆虫后，将其粘住使其难以脱身。这些植物中最常见的就是茅膏菜，世界各地，特别是山地和沼泽地区都有它们的分布。茅膏菜的叶子表面覆盖着一层黏稠的绒毛，上面有类似液体的胶。如果一只昆虫在茅膏菜叶子上着陆，那么这些绒毛就会将昆虫折叠起来，昆虫就无法逃脱了。

»溺死猎物

昆虫经常被芳香的“饮料”吸引，有时它们就会掉在这些饮料中淹死。猪笼草就是用这招来捕获猎物的。猪笼草的种类有很多，分布地也比较广，从沼泽地到热带森林都有它们的身影。尽管它们属于不同的科，它们“陷阱”的工作原理却大同小异：每棵猪笼草都像一个花瓶，有一个滑滑的边，散发着腐臭气味，如果昆虫顺着气味进入，它就会滑倒并跌到“瓶底”。猪笼草的底部有一个消化液池，昆虫就在那里变为它的大餐。有些猪笼草只有几厘米高，它们的“陷阱”就在地表。世界上最大的猪笼草种类分布在东南亚和澳大利亚，可以长达6米，沿着树木或灌木向上生长，其中最稀有的一种叫作拉贾猪笼草，生长在西北婆罗洲的雨林中，它的猪笼可以装下1升液体，如此大的陷阱据说甚至装下过老鼠并将其淹死。

»死胡同

大多数猪笼草的都有类似于一把伞的片，可以阻止雨水进入。但一种分布在美国加利福尼亚州和俄勒冈州的眼镜蛇百合却是以伸出的“舌头”为覆盖的。这种舌头上可以分泌出蜜汁，以吸引觅食的苍蝇。当苍蝇停靠后，它沿着舌头就进入了陷阱之中，在这里有许多很小的窗口，苍蝇对着窗口，却无法飞出去，当它精疲力竭时，就会掉落到底下的致命液体中。

»水下猎人

捕蝇草的反应相当之快，但是还有反应更快的猎手将它们的陷阱设在池塘和湖泊中，这些植物被叫作狸藻，它们以水中的蠕虫、水跳蚤之类的微小动物为食。狸藻在水面上漂浮，除了向上的茎之外，它们还有十分类似根的水下茎。这些在水下的茎负责装置这种植物的打猎设备，每个都带着多个看起来像小气球一般的陷阱。每个陷阱都有一个小型的活板门，在正常情况下是紧闭着的。在准备制造陷阱时，这种植物会排出一些水，这样植株内部的压力就会比外面的低。如果小动物游近陷阱的话，它就会碰到门上的一组刚毛，门就会立即打开，涌入的水就会将小动物也带入，门就再次合上。当猎物被消化之后，陷阱就会再度备战，等着下一次捕猎行动。

■附生植物和寄生植物

大部分植物都是依靠自己存活下来的，不过也有一些植物利用了它们的邻居。这些植物包括了无害的“乘客”和一些有害或者致命的“寄生虫”。

在植物世界中，光是生存下去的关键因素。单株植物会尽其所能吸收阳光，但竞争会很激烈——特别是周围有许多树木时。一些被称为附生植物的植物就进化出一种方法来应对这一问题——它们会爬上其他的植物以获取光照。寄生植物则更加残忍，它们会攻击它们的主人，窃取它们的水和食物。

»附生植物

附生植物是离地生活方面的专家，它们中的大部分都生长在其他树木上，那里提供了坚固的树干，可以供它们安全地生长很多年。在北美洲和欧洲等温带地区，最常见的附生植物就是苔藓和蕨类植物。在热带地区，树干和树枝上经常也可以看到有花植物的覆盖。这些高高在上的开花植物包括世界上最美丽的一些兰花和一些带刺的凤梨科植物，它们可以长到超市手推车那般大小，并超过一个成年人的重量。

尽管存在许多差异，附生植物在它们独特的生活方式方面还是有着许多有趣的相似之处——它们依靠特别的根或者茎悬吊在树上，当下雨时也可以吸收水分，还可以从大气尘埃或者掉落在它们身上的枯叶中吸取养分。

»寄生植物

附生植物对于寄主并不产生任何伤害，但过多的附生植物有时候会压断树枝。

寄生植物是不同的，它们以牺牲寄主为代价而生存。这些鬼鬼祟祟的生活方式也有程度上的不同：有些只是从它们的寄主那里窃取一些养分；有些直接长在寄主身上；还有一些则干脆躲在寄主的体内。

澳大利亚圣诞树就是寄生植物抢劫其寄主的一个典型例子——它的根会侵入附近的植物，以吸取它们的水分和树液。它最常见的入侵对象是草，不过它也会侵入任何类似根的物体，包括地下电缆。

由于根部被隐藏了起来，人们很难确认在地下窃取养分的寄生植物。地面上的寄生植物比较容易发现，最常见到一种寄生植物叫作菟丝子，世界上许多地方都有它的分布，它那绝缘管似的茎可以覆盖寄主植物，通过小型的吸盘窃取寄主茎中的水分和营养物质。菟丝子从地上生长出之后不久它的根就会枯萎。它可以从一个寄主爬到另一个寄主上面，创造出一个绵延数米的菟丝子网。

»植物入侵者

许多人都听说过槲寄生这种寄生植物，它们常常会聚集出现在圣诞节期间。它生长在树上，通过生长含有黏性种子的浆果传播——鸟类食用这种浆果时，种子常常会粘在它们的喙上，当鸟类在树枝上摩擦以清洁喙时，种子就留下了。北美洲的矮子槲寄生会以一种爆炸性的方式迅速传播，它的浆果在成熟后会迸裂，时速可达100千米的种子便四散开来了。世界上给人印象最为深刻的寄生植物是生在在苏门答腊岛森林中的大王花，它会攻击藤类植物，它们的花是世界上最大的。不过这些我们见到过的只是部分，因为许多寄生植物都隐藏在不幸的寄主植物内部。

■动物的呼吸

当鲸深潜之后来到海面时，它的第一要务就是呼吸。平均而言，我们一分钟呼吸15次，但许多鲸可以屏住呼吸长达1小时。

因为动物的身体需要吸进氧气、释放出二氧化碳，所以它们要呼吸。有些小动物，比如扁虫只是简单地让这些气体通过它们的皮肤来进行呼吸。不过大多数动物则需要更多的氧气，尤其是在活动的时候。它们通过呼吸器官的帮助获得氧气，这些器官包括鳃和肺。这些器官都有着丰富的血液供给，血液流过这些器官从而获得氧气并将其传输至身体需要的部位。

»水下呼吸

水中含有许多溶解氧，特别是当水温较低的时候，其中的氧含量就更高。哺乳动物不能吸收这种氧气，连专业的“游泳者”如海豹和鲸也不例外。鱼类则一直在呼吸这种氧气，因为它们有鳃。

鳃是片状或者丝状组织的集合体，周围充满了水，它们的表面积比较大，也非常薄，所以氧气可以非常方便地流入，二氧化碳则同时流出。大多数鱼鳃隐藏在鱼类头部以下的凹室内，当鱼游泳时，水流穿过鱼嘴，通过鱼鳃，再经过缝隙或者孔洞流出体外。鱼游得越快，鱼鳃获得的氧 气 就 越多。当鱼静止 时，它们通常会大口“吞咽”水以保持氧气供应。少数鱼类，比如弹涂鱼可以在空气中存 活。不过大多数鱼类，一旦上陆则必死无疑——它们的鱼鳃会黏结在一起，从而使它们不能获得所需的氧气。

»呼吸管

并不是只有鱼类才有鳃，蝌蚪也有，龙虾、蟹和蛤以及有些游泳或者潜水的昆虫也有鳃。不过昆虫本来是陆上动物，这就说明了为什么大多数昆虫都必须浮上水面才可以呼吸空气。

昆虫体内获得氧气的系统十分特别，它们并没有肺，而只有一组称为“气管”的呼吸管。这些管子通向昆虫身体侧面的外孔，称之为“呼吸孔”。在昆虫体内，每根气管被分为数千根微型分管，可以为每个细胞提供氧气。小型昆虫让氧气直接流过它们的气管。稍大一些的昆虫，比如蝗虫，就会运用它们的肌肉来帮助氧气进入。当昆虫蜕皮时，它们必须将所有的呼吸管层也蜕下。当皮彻底脱落后，就像一只被丢弃的短袜一样。

»呼吸一口气

昆虫个头较小，所以气管十分适合它们。不过有着脊椎的动物，除了鱼类，都是通过肺来呼吸的。和鳃不同，肺是中空的，它们隐藏在体内。肺中包含有数百万个小型气室，可以使空气中的氧气很方便地流入血液中。有些动物的肺比较小，而鲸的肺通常比一辆小轿车还要大。尽管大小上差别巨大，它们的工作原理却大同小异：哺乳动物呼吸时，肌肉使胸腔扩张，带动肺张开，接受从外部进入的空气；呼气时，动物就放松胸肌，随着胸肌的收缩，肺也变小，将空气压出。如果动物十分活跃，它们的胸肌也会加强工作强度，呼入的空气可以是正常情况下的5倍，同时排出的空气也大大增加。

»在高处呼吸

海象在潜水2小时后，只需要浮到水面呼吸5分钟。不过收集氧气的专家是鸟，鸟的肺和中空的肺泡相连，直接通向它们的骨骼。空气通过鸟肺这一单行道可以使鸟类收集尽可能多的氧气。鸟类需要效率很高的肺，因为飞行需要大量能量，是它们在停在树枝上时候需要能量的10倍。高效率的肺也使它们可以在氧气稀薄的高空飞行。有些鸟可以飞到1万米的高空——人类在这个高度是难以呼吸的。

■动物如何运动

对于大多数动物而言，运动对于生存是至关重要的。有些运动速度极慢，它们需要1个小时才能穿过十几厘米的长度，而有些动物的速度可以超过一辆加速行驶的汽车。

并非只有动物才会运动，但是在耐力和速度方面，他们绝对是无可匹敌的。有些鸟在一天内可以飞行超过1000千米，灰鲸在其一生中游过的距离是地球和月球之间距离的2倍。动物通过肌肉运动，大脑和神经则控制肌肉。

»游泳

地球上3/4的地方都覆盖着水，所以游泳是一种很重要的运动方式。最小的游泳者是浮游动物，它们生活在海洋的表面，有些只是简单地随水漂流，不过多数都是通过羽毛状的腿或者细小的毛像桨一样滑行。浮游动物在逆水的情况下很难前进，许多浮游动物每天会下潜到海洋深处，从而避开掠食的鱼类。

»快行者

在水中，大部分“游泳者”都利用鳍来游。游得最快的是旗鱼，它们的速度可以达到每小时100千米。它们充满肌肉的身体是流线型的，它的动力来源是刚劲的刀形尾鳍，通过这个尾鳍在大海中遨游。与旗鱼相比，鲸的速度要慢得多——灰鲸一年的旅程超过12000千米，但是它的平均速度却比一个步行的人快不了多少。海豚和鼠海豚也游得很快，它们的速度可以达到每小时55千米。

利用鳍和鳍状肢并不是快速游泳的唯一方式。章鱼通过吸水，再利用墨斗向后喷出脱离险境——相反方向的逃逸动力就来自于这种水下喷流推进力。

水中的一些运动方式在陆地上也是同样有效的，比如陆地蜗牛的运动方式就和它们水中的亲戚相同，都是通过单个吸盘状的足爬行的。

为了保证它的足能够吸住，蜗牛在行进过程中会分泌出许多黏液，这样它就可以在各种物体表面爬行，也可以倒着爬行。不过这种方式的速度并不是很快，蜗牛的最快速度大约为每小时8米。

»用腿

腿是原先生活在水中的动物为适应陆地上的生活逐渐进化而形成的。现在，陆地上有两种大相径庭的有腿动物：第一种是脊椎动物，这种动物有脊椎骨，就如同我们人类一般；第二种就是节肢动物，包括昆虫、蜘蛛和它们的亲戚。

脊椎动物的腿从来没有超过过4条，节肢动物有6～8条腿，有些则更多。腿的数量最多的是千足虫，它们有750条腿。另一种极端情况就是有些脊椎动物正在逐步失去它们的腿，而由身体的其他部分代替。有一种稀有的爬行动物只有两条腿，而世界上所有的蛇都根本没有腿。

»迅速移动者

节肢动物体型较小，所以它们的运动速度并不会非常快，其中运动速度最快的是蟑螂，每小时可达5千米。而且因为它们都很轻，所以可以展示一些非同寻常的绝技——它们几乎都可以倒着跑，而且可以跳到它们体长数倍的高度。它们还有立刻启动或者停止的本领，这就是为什么人们觉得这些虫子都很警觉的原因。

»陆上运动

比较起来，脊椎动物的启动速度较慢，不过它们的运动速度则快得多，比如红袋鼠的奔跑速度可达每小时50千米。世界上最快的陆地动物猎豹的速度是这个的2倍，不过这个速度每次持续时间不超过30秒。

■滑翔和飞行

动物开始飞行始于3.5亿年前。今天，空中充满了各种滑翔和飞行的动物。有些体型大且强壮，还有一些则几乎用肉眼看不见。

许多动物都会滑翔，只有昆虫、鸟类和蝙蝠才能真正飞行，它们用肌肉张开翅膀、起飞和降落。昆虫的数量比其他飞行者多几百万倍，它们的小体型使得其在空中可以自如飞行。蝙蝠可以飞得很快而且很远，不过鸟类才是动物世界中最好的飞行员，有些鸟类飞行的里程从数字上说都可以环绕地球了。

»大型滑翔者

滑翔动物包括一系列特别的种类，有啮齿动物、有袋动物甚至是蛇、蛙和鱼类。有些只能滑翔几米就着陆，也有一些专家型“滑手”，比如飞鱼，可以在空中滑行300米以上。它们许多都利用滑翔作为紧急状况下的逃生方式。而对于某些动物，比如鼯猴，滑翔是它们的运动方式，即使是怀孕的母猴也是如此。

滑翔动物并没有真正的翅膀，它们的身体上有扁平部分，可以使它们在空中滑翔：飞鱼有1～2对特别大的鳍；飞蛙则用它们拉长的如降落伞般运作的腿滑翔；滑翔哺乳动物使用的是它们腿之间伸展的弹力性皮肤和尾巴——在平时，这些皮肤是折叠起来的。

»空中的昆虫

和滑翔动物不同，飞行昆虫将大量的肌肉力量用于如何在空中支撑自己。蜻蜓一秒钟内拍打翅膀30下，家蝇则要达到200下或者以上。苍蝇只有一对翅膀，而大多数昆虫都有两对。蝴蝶和蛾的前后翅膀是同方向拍打的。蜻蜓则是以相反方向拍打的，这就是蜻蜓可以盘旋在空中，甚至是反向飞行的原因。

大多数昆虫并不能飞很远，许多体型很小的昆虫十分容易被风吹走。不过，在昆虫世界中确实有一些长途飞行者。在北美洲，帝王蝴蝶通常要飞行3000千米到目的地繁殖。在欧洲，有一种“灰斑黄蝴蝶”，通常在夏季穿越北极圈，以寻找一个能够产卵的地点。

»带羽飞行者

蝙蝠的飞行速度可达每小时40千米，不过与某些鸟类相比，这种速度还是比较慢的：大雁在水平飞行时，时速可超过90千米；游隼在飞速下降捕猎时的速度可以达到每小时200千米。从飞机上可以看到，在超过11000米的高空还可以发现秃鹫，而且它们还可能飞得更高。鸟类能创造这些记录是因为它们的骨骼是中空的，而且肺的工作效率极高。然而它们的羽毛是更重要的因素：鸟类的羽毛给予了它们流线形的身体，使它们能在空中高速穿行。

北极燕鸥每年的飞行里程可达50000千米，比地球上任何一种动物都要长。乌领燕鸥给人的印象更为深刻，它们可以在空中飞行5年，它们史诗般的飞行历程的最终目的地是供其繁殖的一个热带岛屿。

■动物的感觉器官（上）

动物需要寻找食物，但是它们也需要躲避危险。动物通过使用其感觉器官接触外部世界来实现这个目的。

对人类而言，视觉和听觉是日常生活中最为重要的感觉，它们告诉我们大量关于周围环境的信息，帮助我们锁定正在移动的事物。除了人类之外，很多动物也依赖这两类感觉器官。食肉动物通常使用听觉和视觉来锁定猎物，同时，这些猎物也使用这两种感觉来逃避猎捕。人类的感官或许灵敏，但是很多动物的感官甚至更为灵敏。

»朝前看

扁形虫的眼睛构造很简单，只能分辨光明和黑暗。这样的眼睛并不利于定位食物，但是当食肉动物位于其头上方时，造成的阴影至少能警告扁形虫危险的来临。大多数动物眼睛的功能远不止于此，它们可以聚集光线并且形成焦点，因此拥有这类眼睛的动物可以形成关于周边环境的映像。

我们人类的眼睛上有单一晶状体，可以将光线聚集到一层弧形的屏幕上，该屏幕被称为视网膜。所有哺乳动物以及其他脊椎动物都有类似的眼睛。因为我们有两只眼睛，所以是通过稍稍相异的两个视点看到了同一个景象，这使得我们可以判断深度。搜寻和捕食对于很多动物来说非常重要，因此这类动物的眼睛通常都是向前突出的。而食草动物恰恰相反，它们的眼睛通常长在两侧，这样的眼睛可以使它们看到整个周边环境，以便尽早地发现危险的迫近。变色龙的眼睛可以各自自由转动，同时观察不同的方向。

»看到细节

眼睛之所以可以有这样的功能，得益于其视网膜上拥有特殊的接收细胞，这些细胞截取光线，将之转化成电子信号并传递到大脑。其中一些接收细胞可以对各种颜色作出响应，而有些则只能识别白色和黑色。视网膜上的接收细胞数量越大，眼睛则可以看得更为细致和清楚。

在人类的眼睛中，每平方米视网膜上含有20万个接收细胞，然而在一些鸟类的眼睛中，该数目是人类的5倍，这使得鸟类的目光非常犀利，可以在高空中轻松锁定很小的动物目标。这些鸟类特别擅长看移动的事物，而看见静止的事物则相对较难。很多其他种类的食肉动物的眼睛也有这一特性，这也正是很多被猎食的动物在被发现时采用“静止不动”的方式来躲避的原因。

»复眼

哺乳动物的眼睛可以与人类的眼睛对视。但是如果要与昆虫“眼对眼”是非常困难的，因为昆虫的眼睛构造完全不同于人类。人类眼睛中只有单一的晶体，而昆虫的眼睛中却有几百个甚至几千个晶体，每只眼睛中都会形成独立的区室，而这些区室组合起来后便形成昆虫看到的事物形象。这类眼睛被称为复眼，在整个昆虫世界中，各种复眼在大小和形状上有着极大的差异。

工蚁的眼睛很小，其中却含有大约50个区室，而蜻蜓的每只眼睛中含有的区室数量甚至高达2.5万个。蜻蜓的眼睛很大，几乎占满了其整个头部，这种大小的眼睛非常有利于锁定运动的事物，正是蜻蜓在半空中捕获其他昆虫所必备的“武器”。

»私人电话

视觉器官有一个很严重的缺点，即不能在黑暗中运作。正是由于这个原因，很多夜行动物依靠的是听力。听力不能像视力那样获取很多细节性的信息，但其长处在于：即使存在障碍物，听力仍然可以发挥功效。很多动物使用声音进行交流，因为当它们安全隐藏好以后可以呼叫。在热带雨林，蝉可以发出震耳欲聋的叫声，远在1000米之外都可以听到，尽管如此，蝉还是不容易被发现。在声谱的另一端，大象通过发出低沉到人类根本无法听到的声音进行交流，这些声音可以传得很远很广，使得各个群体之间可以保持联系。

»借助声音捕猎

有些动物是依靠声音来寻找食物的，它们发出高频的噪音，然后根据回声所需时间的长短来判断猎物的远近。如果猎物离得很近，那么声音就回得很快，从而帮助猎食者追踪其食物。这个系统叫作回声定位法，它在蝙蝠世界里得到了最好的发挥。在一个有名的实验中，一只蝙蝠被放置在一个漆黑的房间里，中间用一张透明的渔网隔开，而蝙蝠却顺利穿过了渔网——在穿过渔网的那刻，蝙蝠收起了翅膀。这说明其知道渔网的所在。

■动物的感觉器官（下）

没有视觉和听觉，人类在日常生活中就会遇到很多麻烦。然而在自然界中，很多动物除了视觉和听觉外，还依靠各种不同的感觉器官来寻找道路和捕捉食物。

人类有五大主要感觉器官——视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。此外，我们还有平衡觉，只是常常被忽略而已。人类的触觉很灵敏，但是与很多动物相比，味觉和嗅觉就显得迟钝了。有些动物在行走时依靠的就是嗅觉和触觉，而有些动物则拥有额外的感知功能，可以发现我们根本感知不到的东西。

»味觉和嗅觉

当一只蝴蝶停下来时，它就能马上知道足下踩的是什么，而根本不需要伸出舌头来尝一尝。蝴蝶，包括一些其他种类的昆虫之所以有这样的功能，是因为它们的足上有特殊的化学感知器官——这种非同寻常的系统可以使得苍蝇准确地找到食物，也使得蝴蝶可以找到合适的植物来产卵。

动物使用味觉来测试它们可以触碰到的东西，但是嗅觉则可以被用在更广的范围上——一只雄性飞蛾可以感知到5000米以外的一只雌性飞蛾。在这么长的距离下，雌蛾的气味已经很淡了——大约只占空气比例的千万亿分之一，即便如此，雄蛾的触角还是能够感知到雌蛾的气味分子。

»嗅觉导航

动物之间通过嗅觉来保持联系和寻找食物，哺乳动物特别擅长此道，很多哺乳动物——从狐狸到羚羊——通过气味来圈定自己的领地。这些气味标志是看不见的，但是它们可以持续好几天甚至几个星期，让那些潜在竞争对手知道这块区域是已经被占领了的。总体来说，鸟类的嗅觉不是那么灵敏，但是也有例外——美洲秃鹫对腐烂中的肉类非常敏感。

对于陆地动物来说，嗅觉和味觉是两种完全不同的感觉器官，但是对于水生动物来说，这两者是合二为一的。大部分人可以分辨出瓶装水和自来水，但是鱼和海龟可以分辨出水中化学成分的微小区别，在知道这些区别后，它们还同时进行记忆，因此它们可以将之作为像地图上标示的点一样使用。大马哈鱼就是采用这种方法找到穿过海洋的路线，并准确无误地回到原先它们孵卵的河流中。

»特殊的感觉能力

我们可以感知电流，但是不能感知电场，也不能感知环绕着整个地球的磁场。但是，对于有些动物而言，上述这些感知能力都是日常生活中必不可少的。

大多数动物都有着自己的电场，因为它们的肌肉和神经中可以产生电流脉冲。象鼻鱼的电场就像雷达系统一样，可用来帮助它在浑浊的泥流中找到正确的方向。有些鲨鱼则利用电场来捕食，它们的嘴和鼻周围有电感应器官，可以帮助它们找到躲在海床泥沙中的鱼。其中最厉害的动物电力专家是亚马逊电鳗，它使用其电场来感知猎物，然后用高达600伏的电流将之杀死。

实验显示，迁徙鸟类可能是运用地球磁场来确定前行的方向，这是帮助它导航的多种感觉系统之一。但是确切地说，科学家们并不知道这个导航系统是怎样运作的，也不知道有多少种动物依靠这个系统来导航。

■食草动物

食草动物与食肉动物数量比至少是10∶1。从最大的陆生哺乳动物到可以舒服地生活在一片叶子上的小幼虫，食草动物多种多样。

植物性食物有两大优势，一方面它们很容易找到，另一方面它们不会逃跑。对于小型动物来说，还有另一个好处——植物是很好的藏身之所。但是食用植物也有其弊端，因为这种食物吃起来比较慢，而且也不容易被消化。

»秘密部队

一只大象每天可以吃掉1/3吨的食物，它们常常将树推倒来食用树枝上的叶子。野猪则采用不同的技术——从泥土中挖掘出美味多汁的树根来食用。虽然这些动物的体型都比较大，但是它们并不是世界上最为主要的食草动物。相反，昆虫和其他无脊椎动物的食用量要远远超过它们。

在热带草地上，蚂蚁和白蚁的数量常常超过其他所有食草动物的总数。它们收集种子和叶子，把它们搬到地下。在树林和森林中，很多昆虫以活的树木为食，而毛虫则直接躺在叶子中啃食。毛虫的胃口很大，如果进入到公园或者植物园的话，可以造成非常严重的虫灾。

哺乳动物、鼻涕虫和蜗牛食用的植物种类范围很广。但是，小型食草动物通常对它们的食物比较挑剔。比如，榛子象鼻虫只是以榛子为食，而赤蛱蝶毛虫只食用荨麻叶。如果这些毛虫遇到的是其他植物，它们会选择饿死。对食物如此挑剔看似奇怪，但对于食草动物而言，有时候这是值得的，因为这样在处理它们的专门食物时效率会额外高。

»种子和存储

爬行动物中的植食者比较少，鸟类中则比较多。其中，只有很少部分鸟以树叶为食，更多的是食用花或者果实及种子。

蜂鸟在花朵中穿梭采集花蜜，有些鹦鹉则用它们刷子般的舌头舔食花粉。食用果实和种子的鸟类更为常见。不像蜂鸟和鹦鹉，它们在全世界都有分布。

种子是十分理想的食物，它们富含各种营养性的油类和淀粉。这也是为什么这么多鸟类和啮齿类动物将种子作为食物的原因。在一些干燥的地方，寻找食物比较困难，食用种子的啮齿类动物就格外地多。

啮齿类动物和鸟类不同，它们在困难时期可以通过收集食物并在地下存储食物而幸存下去。在中亚，有些种类的沙鼠可以储存60千克种子和根，这些存粮足够它们生活几个月。

»食草

种子消化很方便，所以它们也是人类食物的一部分。不过草和其他植物对于动物而言就不是那么容易分解了。因为它们中含有纤维素这种坚硬的物质，人类是消化不了的。不单单是人类，食草的哺乳动物也不能消化，尽管这些是它们食物的主要组成部分。

那么，这些动物如何生活下去呢？答案是：它们利用微生物帮助它们完成这项消化工作。这些微生物包括细菌和原生动物，它们拥有特殊的酶，可以将纤维素分解。

微生物在哺乳动物的消化系统中安营扎寨，那里温暖湿润的环境为它们提供了一个理想的工作场所。许多食草动物将微生物安排在称为“瘤胃”的特殊地带，瘤胃工作起来就像一个发酵罐。这些食草动物被称为反刍动物，包括羚羊、牛和鹿。它们都会将经过第一轮消化的食物再次咀嚼，进而吞咽后再消化。这一过程使得微生物更容易分解食物。

»全职进食者

反刍对于消化而言十分有效，但是会占用很长时间。进食草木也很费时间，因为每一口都要咬下来，彻底咀嚼。因此，食草动物没有太多的休息时间，它们总是忙于采集食物和消化食物。

对于植食昆虫而言，情况也大同小异，尽管变为成虫后它们的食性通常会发生变化。毛虫是繁忙的进食者，不过成虫的蝴蝶或者蛾的大多数时间都用于寻找配偶和产卵，它们会在花丛中穿梭，但很多根本不食用任何东西。飞蝼蛄做得更绝，它们的成虫压根就没有活动的嘴。

■食肉动物

当一只食肉动物向其猎物靠近时，不由得会让人产生一种紧张感。但是食肉动物是自然界的重要组成部分，连人类有时也是食肉动物。

与食草动物相比，食肉动物总有失算的时候，因为猎物可能会逃跑。作为补偿，自然界使得肉具有很高的营养价值。为了成功捕获猎物，食肉动物通常都有敏锐的感官和快速的反应能力。它们通过特殊的武器比如有毒刺、有力的爪子或者锋利的牙齿来制伏猎物。

»慢动作的捕猎者

当人类提到食肉动物时总会最先想到像猎豹那样的运动速度很快的动物。但是很多食肉动物并不是如此，比如海星，它的运动速度比蜗牛还慢，但是它们专门捕食那些不会逃跑的猎物，一般是把猎物的外壳撬开，然后享用里面的美餐。

在水中和陆上，很多食肉动物根本不追捕任何东西，相反，这些猎手只是埋伏着，等待猎物进入自己的抓捕范围。它们常常伪装得很好，有些甚至通过设置陷阱或者诱饵来增加捕获猎物的概率。“埋伏”的猎手有琵琶鱼、螳螂、蜘蛛和很多蛇类等。很多“埋伏”猎手都是冷血动物，即使几天甚至几个星期没有进食，它们也可以存活下来。

»狩猎的哺乳动物

鸟类和哺乳动物都是热血动物，因此它们需要很多能量来保持身体正常运作。对于一头棕熊而言，能量来自于各种各样的食物，包括昆虫、鱼，有时也包括其他的熊。棕熊的体重可以达到1000千克，它是陆地上最大的食肉动物。一般情况下，它对人类很谨慎，但是如果真正开始攻击，结果将是致命的。

哺乳动物中的食肉者有着特殊的牙齿来处理它们的食物。靠近它们嘴的前方位置有两颗突出的犬齿，这可以帮助它们把猎物紧紧咬住。一旦将猎物杀死后，它们的食肉齿就开始发挥功用了——这些牙齿长在颚的靠后位置，有着长长的、锋利的边缘，可以像剪刀一样将猎物剪碎。有些食肉哺乳动物，比如狼，还常用食肉齿来将猎物的骨头咬碎，从而吃到里面的骨髓。

»空袭

鸟类没有牙齿，它们用爪子捕猎。一旦它们将猎物杀死后，就会将其带到栖枝上或者自己的巢中。有些大型鸟类可以抓起很大重量的猎物——1932年，一只白尾海雕抓走了一个4岁的小女孩。神奇的是，这个小女孩存活了下来。

爪子很适合用来抓住猎物，但是鸟类通常使用其弯曲的喙部来将猎物撕碎。捕食小型动物的鸟类有一套特殊的技术，它们可以将猎物的头先塞进自己喉咙，然后将其整个吞下去。

»大规模杀戮者

世界上最高效的捕猎者通常食用比其自身小很多的猎物。在南部海域，鲸通过过滤海水来食用一种被称为磷虾的像明虾一样的甲壳动物。它们的这种捕食方式是所有食肉动物中杀戮量最大的，每次都可以超过1吨以上。灰鲸在海床上挖食贝类，而驼背鲸则通过张起“泡沫网”等待鱼群的到来——这种网可以将鱼群逼入较小的空间，使其更容易捕捉。但是最厉害的捕鱼高手应该是人类，我们每年都要捕捞几百万吨的鱼。

■食腐动物

世界上有几千种动物以寻找动物尸体和各种残余物为食。它们帮助了物质的再循环，使得营养物质得以被重新利用。

在动物世界里，食腐是很好的营生方式，因为其他动物能够源源不断地提供尸体，以及粪类、外皮、羽毛和皮毛等。对于我们，这些东西并不具有什么吸引力，但是对于食腐动物而言，这是有营养而可靠的食物来源。虽然没有食腐动物，尸体也会最终被微生物分解掉，但这就需要很长的时间了。

»残骸碎片食用者

要想观察世界上最成功的食腐动物，我们可以到泥泞的海岸边看看。这是食腐动物最原始的生活之地，因为这里满是动植物残骸碎片——有些碎片来自海洋，有些则是被河流冲刷带来的。结果，在海岸边形成了一层丰富的沉积物，也为小型食腐动物提供了安家的理想场所。

很多这类食腐动物都会在沉积层中挖个洞，这样，当饥饿的鸟类到来时，便有个躲藏之处。这些挖洞者包括明虾和蜗牛，以及心型海胆。缨鳃蚕有自己一套与众不同的进食技巧，它们是在漂浮过程中顺道将残骸块收集起来的。在世界上的温暖地区，当潮水退去后，招潮蟹就出现在泥滩上，用钳子拾捡碎片。每次潮水来临时，就会带来很多的碎片，因此对这些蟹来说几乎是不会出现食物短缺的。

»泥土中的食腐动物

在干燥的陆地上，到处都是食腐动物，它们生活在泥土里，因此常常不为人类所见。这类食腐动物中的大部分都是微生物，但世界上的有些地方，比如南非和澳大利亚，生活着长度超过4米的蚯蚓。蚯蚓是非常有用的动物，因为它们可以帮助翻垦泥土并使其肥沃。没有它们，泥土将更贫瘠，种植作物将更为困难。

蚯蚓将落叶拖到自己的洞中，而有些昆虫则是将其他东西埋藏在泥土中。埋葬虫为小型哺乳动物和鸟类挖掘“坟墓”，并将自己的卵下在其中，最后将“坟墓”盖上。甲虫的幼虫孵化时，就以其中的尸体为食。蜣螂则是将卵产在动物的粪便颗粒中，然后将之滚到泥土中加以埋葬。

»有翅膀的食腐动物

埋葬甲虫专吃小型尸体，而那些大型尸体则吸引着非常与众不同的食腐动物。在非洲，鬣狗很容易就被腐肉的气味所吸引，而在塔斯马尼亚，动物的尸体则吸引着一种被称为“塔斯马尼亚魔鬼”的食腐有袋动物，它有着强劲的啃咬力，可以咬开已经变干的外皮、软骨甚至硬骨。但是在世界的很多地方，最为重要的食腐动物来自空中。

很多鸟类都以动物尸体为食，比如乌鸦和喜鹊常常聚集在被汽车撞死的动物上。鸥则以被冲上海岸的尸体为食，有时也食用人类丢弃的食物。但是在鸟类王国中，秃鹫是真正的食腐专家，它们飞翔在高空中，这使得它们可以观察到大面积内的食物情况。秃鹫也非常注意其他秃鹫的动态，如果有一只飞下去食腐的话，其他秃鹫很快就会跟随而至。

对于一只秃鹫来说，生存的法则就是在短时间内食用大量食物。有时它们吃得太饱了，以至于需要在陆地上等待几个小时才能继续飞翔。

■动物的防御能力

像大白鲨这样的超级食肉动物，一旦成年后就再也没有天敌了。但是对于其他动物而言，危险还是会随时来袭的，因此，很好的防御能力就成为了生存的关键。

在动物王国中，食肉动物时刻都在寻找可以下手的猎物。与之相比，猎物们看上去似乎总是处于弱势。实际上，事情并不像看起来那样单方面——猎物已经进化出了各种防御能力。如果没有这些能力，它们根本不能存活下去。这些防御能力并不是百分之百安全的，但是对于每一种处在被捕杀和捕食危险之下的动物来说，常常可以借此战胜敌人并得以逃脱。

»快速逃走

当危险逼近时，很多动物的第一反应是设法快速逃脱。一些羚羊可以以每小时60千米以上的速度奔跑，而野兔的奔跑速度也可以达到每小时50千米以上，对于这种体重只有人类1/10的动物来说，是非常了不得的能力了。但是要逃离危险，启动速度常常和速度一样重要，螳螂的最大速度只有每小时5000米，但是它们可以以惊人的速度启动。在逃脱危险后，它们常常还改变前进方向，这样就更难抓到它们了。

动作不快的动物通常采用伪装术来将自己混入所处的背景中去，昆虫尤其擅长此道，这对于它们而言是大幸，因为食肉动物中还包括目光锐利的鸟类。一种动物利用伪装术的时候，通常需要保持一动不动，但是有些昆虫却会稍稍摆动，使得自己看上去就像是在寒风中摇曳的嫩枝，从而更好地躲避敌人的视线。

»骗术专家及其骗术

要吓退进攻者，最好的办法之一是拥有危险的武器，比如，大部分食肉动物都不会去碰黄蜂，因为这种昆虫带着危险的刺。

但并不是所有的“黄蜂”都像它们看起来那么危险。有些无害的飞蝇和飞蛾也会模仿这类昆虫，而且模仿得很像，几乎没有食肉动物或者人类可以将之区分出来。飞蛾有着透明的翅膀，有些在飞行时甚至还能发出像黄蜂一样的嗡嗡声。

这种防御术被称为“模仿术”，在昆虫世界中被广为使用。蜘蛛也是模仿高手，有些蜘蛛可以将自己模仿成叮人的蚂蚁，它们以蚂蚁的动作在热带丛林的地面上行进。蜘蛛有8只脚，而蚂蚁只有6只脚，但是鸟类不会数数，因此会受到蜘蛛模仿术的欺骗。

»装死

食腐动物对自己的食物并不挑剔，但是食肉动物则只喜欢捕捉会动的东西。食肉动物对于那些静止不动的动物的兴趣比较小，而如果是已经死了的动物则更不愿理睬，这就给了猎物另一个逃生法宝——装死。如果被猎者有这项技巧，那么猎食者很有可能会离它们而去。

不是很多的动物能装死，但它们中间的确有一些优秀的演员：草蛇躺在地上，张着血盆大口，而一只维吉尼亚负鼠就倒在它的旁边——负鼠可以保持这种状态长达6个小时，不管怎么碰它，它都会保持一动不动。但是，一旦危险过去，这只“死掉”的负鼠就能马上“复活”，然后飞快逃走。

»吃不到的美食

另一个躲避危险的方法是使得自己变得不容易被吃或者吃起来很危险。这一招被龟类和拥有坚硬外壳的动物所使用。龟在遇到危险时，会将四足和头缩进龟壳，而闭壳龟则可以在缩进去后将外壳完全关闭起来。一些犰狳会把自己胀成球状，而刺豚则在大量地吞入水后，使自己成为了一个带刺的球。

上述所有动物都是可以吃的，如果没有这样的防御武器的话，那就小命难保了。有些天生带毒的动物则不需要坚硬的外壳或者刺来保护自己——生活在热带丛林中的小小的箭毒蛙能够产生效力强劲的毒素。箭毒蛙中的一个种类虽然还不到4厘米长，但每只蛙带有的毒素就足以杀死1000个人。

■动物的繁殖

繁殖需要时间和能量，但这是动物一生中最重要的工作。一些动物可以单独繁殖，但是对于大部分动物而言，繁殖就意味着要找到配偶。

与人类相比，很多动物繁殖的时候年纪还相对很小，旅鼠在2个星期大的时候就可以怀孕，而有些昆虫则成熟得更快，短短8天就可以为父为母。但是成功的繁殖并不是仅仅在于速度，要想繁育后代，还要通过竞争找到配偶。它们在这个生命的重要时刻还需要躲避食肉动物的追捕。

»单亲

当海葵完全长成熟后，它们可以通过将自己撕成两半来实现繁殖。这种极端手段是最为简单的繁殖方式，因为只要有单亲就能够实现。但是这只是对于构造简单的动物适用，对于大多数种类包括人类而言，分成两半根本不能起到繁殖作用。

这并不说明单亲繁殖很少见，很多昆虫都能够依靠自己繁殖，只是采用了不同的方法而已。雌性昆虫产出卵，在没有配偶的情况下，这些卵也可以发育成幼体，这被称为单性繁殖，或者“孤雌生殖”。在春季，雌性蚜虫就可以通过这种方法繁殖出一大家子，完全不需要雄性蚜虫的帮忙。

»显示差异

在动物世界里，单亲家庭有一个很大的缺点，就是后代都是相同的。它们具有完全相同的基因，也就具有了完全相同的特征，无论好的还是坏的。一般情况下，这也并不是什么问题。但是如果食物不够或者灾难发生的话，这些动物面临着相同的危机，甚至整个家族都会灭亡。

有性繁殖减少了上述危险的发生几率。有了双亲的参与，它们的基因就像是一副牌，可以以不同的组合方式传递到下一代身上。所有的下一代之间都存在着细微的差别，这就使得整个家族中至少会有基因组合比较优良的个体在竞争中存活下来。这种优势解释了有性繁殖广泛性的原因。

»交配

为了进行有性繁殖，雌雄双方必须进行交配，这样雄性的精子才能使雌性的卵子受孕。这可能是项危险的工作，尤其是对于雄性蜘蛛来说——它们的体型通常比配偶要小10倍。这些雄性蜘蛛在向雌性蜘蛛示爱时非常小心，通过摆动其前足或者敲打雌性蜘蛛的网来传递信息。发出的信号得到雌蜘蛛的正确理解是非常重要的，否则雄蜘蛛很可能就成为了雌蜘蛛的盘中餐。

并不是所有动物都会有这种危险，但是每对伴侣都需要抓住对方。通常，雄性会通过颜色、造型或者动作向雌性示爱。鸟类和蛙类则通常使用声音传递信息，很多昆虫也是如此。但是萤火虫是通过自己的光来吸引对方的——每个种类的萤火虫都会有不同的闪烁时间长度，它们传递的信息很简单，就是“我在这儿，我与你属于同一个种类，我可以成为一个很好的伴侣”。

»竞争对手

在很多动物中，雌性可以在多个成熟雄性间作出选择，因此，雄性常常要互相竞争，就像展开一场才艺表演。雄鸟有时会通过鸣唱或者炫耀自己的羽毛来进行竞争，但是织巢鸟则是有另一套手段——每只雄鸟都会建起一个精致的鸟窝，只要有一只雌鸟飞过就向其炫耀。如果有雌鸟被雄鸟的巢所打动，就会飞入巢中与之交配，然后产卵。但如果现有的鸟巢不能吸引雌鸟的注意，雄鸟就会将之废弃，在附近重新建一个新的鸟巢。对于雄性织巢鸟而言，这种竞争需要耗费很多精力，但这也避免了竞争对手之间的直接冲突。对于哺乳动物来说，繁殖季节中不可避免地会有严重的“战斗”——雄鹿用自己的鹿角与对手厮打，雄性海象则是用牙齿撕咬对手。获胜者可以得到很多雌性的交配权，而失败者只好默默地等到下一个年头。

■生命的开端

蛇类产卵以后，通常都是将之抛弃掉的，这样，它们的后代需要自己保护自己。但是很多动物都会照顾自己的后代，直至它们能够独立生活为止。

父母亲照顾是人类一生中的重要部分，因为我们需要很长的时间来成长。另一些哺乳动物也照顾它们的子女，保护它们，用奶喂养它们。但是其余的动物，不同的种类间的家族形式是不同的。鸟类通常是会喂养后代的，而科摩多龙却恰恰相反，它是吃同类的，任何小科摩多龙只要靠得太近，就会被它吃掉，毫不讲亲情。

»卵和胚胎

世界上的所有动物包括人类，都是以卵作为生命的开端的。在所有的哺乳动物中，除了鸭嘴兽和针鼹鼠外，卵通常是待在母体中的。在那里，卵发育成胚胎，然后由母亲将幼体产出。而对于鸟类，它们的生命开端是不同于上述的：鸟类产卵，雌鸟坐在卵上孵化出胚胎，幼鸟发育成后破壳而出，这被称为“孵蛋”，它可以使发育中的胚胎保持温暖。下蛋对于鸟类来说是很有意义的，如果它们需要怀着幼鸟飞行的话，那将会是很辛苦的。但是动物界中的另一些类别的动物产出后代的方式就不是那么清楚单一了，比如，巨蟒是产卵而后将之孵化的，但也有很多蛇是将其卵留在体内，直到它们即将孵出，这些蛋才被产下来，小蛇就会破壳而出，看起来好像是直接由母亲生下来的。大部分鱼也是产卵的，但是一些鲨鱼，包括大白鲨，会直接将活的幼体产出。而有些种类的动物，它们后代生命的开始是让人毛骨悚然的，因为在它们出生前，最大的胚胎会将最小的胚胎吃掉。

»父母的守护

翻车海鱼产卵时每次能产下1亿个卵，卵会在水中漂流开来，其中只有一小部分能够存活几天以上。翻车海鱼并没有试图来保护它们的后代，照顾这么大个家庭几乎是不可能完成的任务。

像翻车海鱼这类动物，它们把所有的精力都放到尽可能地产出最大量卵上了。而相反的，后代数量较少的动物则会努力地照看它们的卵和后代。雄性海马会收集起雌海马产下的卵，把它们放到育儿袋中，而口育鱼则是将卵含在嘴中孵化。信天翁会在自己的卵上坐上10个星期。而章鱼则更具奉献精神，它们会照看自己的卵达几个月之久，为它们提供清洁和保卫。在这段时间里，章鱼什么都不吃，当卵孵化出来后，它便死去了。

»家庭生活

对于一些动物，一旦卵孵化出来后，生活就变得忙碌起来了。幼蛇和幼蜥蜴会自己找到食物，但是刚孵化出来的鸟常常要靠它们的父母供应食物。成年的蓝冠山雀需要照顾12只雏鸟，这些雏鸟刚刚孵化出来的时候眼睛是瞎的，非常无助。它们需要几乎3周的时间才能为飞翔做准备。在此之前，父母需要每天往返1000多次为它们寻找食物。

幼鸟是非常脆弱的，因此，父母亲常常警惕着可能来袭的危险。尤其对于涉禽，比如田凫和双领来说，这点是非常重要的，因为它们在地上筑巢。如果有食肉动物向鸟巢靠近，雌鸟就会跳起一种特殊的舞蹈来散发气味，她走到空旷的地方，假装拖着一只受伤的翅膀走开。幸运的话，食肉动物就会跟上她，一旦她将之引诱到离开鸟巢足够远的地方时，她就会张开翅膀飞走。

»哺乳动物家庭

哺乳动物是用奶来喂养后代的，这使得母亲和后代之间的关系显得非常密切。大部分哺乳动物都可以通过气味辨认出自己的后代，然后会很仔细地照看后代。在生命的这一阶段，成年雄性可能是一大威胁，所以许多的雌性独立带大它们的后代。幼年的哺乳动物常常喜欢跟着母亲，但是幼年的有袋动物则受到了更好的保护，因为它们被装在母亲的育儿袋里。

在与父母相处的这段时间里，年幼的动物都会观察父母如何进食。这是成长过程中的重要部分，因为它会教育后代应该如何行事。猎捕性的哺乳动物后代会观察父母如何捕猎，而最聪明的哺乳动物比如海豚和黑猩猩，则会学习同类动物间用于交流的声音和动作。对于人类而言，这个阶段甚至更为重要，因为语言可以让我们交流技巧和思想。

■生命的成长

有些动物的生命在刚开始时，其与自己父母看上去差别很大。很多会在成长过程中只是变了颜色，而有些动物的变化则是相当惊人的，它们的体态与初生时完全不同。

大多数幼年的哺乳动物与它们的父母是非常相像的，虽然它们的身体还没有发育完全。但是对于一些动物来说，幼体与父母之间完全看不出任何相似之处。比如，毛虫与蝴蝶一点都不像，年幼的龙虾是透明的而且没有螯。像上述这类的年幼动物被称为幼虫或者幼体。它们与父母有着不同的生活方式，但是一旦“幼年”阶段结束后，它们可以形成父母的样子并且按照父母的方式生活。

»幼体的生活

昆虫通常都有幼体，要找到它们的最佳地点是水环境中，尤其是海洋中。在那里，几千种动物幼体从卵中孵化出来后开始了自己的生命。有些是由鱼产下的；有些则是由各种无脊椎动物产下的，包括从龙虾和藤壶到蛤和海胆、海星等。大部分幼体看上去与它们的父母一点都不像，过去，科学家还错误地认为它们是完全不同的物种。

与幼年哺乳动物或者雏鸟不同，幼体是完全独立的，它们有非常重要的任务需要完成。对于毛虫而言，它们的重要任务是进食，这是它们昼夜不停需要做的事情。进食的过程中，毛虫收集了所有其变成蝴蝶所需的原材料。对于水生幼体，任务就不同了。这些幼体通常是由动作缓慢的动物或者一生都固定在同一个地方的动物产下的。它们通常随着浮游生物漂流到很远的地方，从而帮助实现种族的繁衍和延续。

蝌蚪是一种幼体，此外还有美西螈——来自墨西哥的粉色两栖动物，常常被作为宠物饲养。这种非同一般的动物可以在幼体阶段就繁殖，但是大部分还是要成年后才能繁殖。

»变形

从幼体变为成年动物，这个过程被称为“变形”。在海洋中，大部分幼体的变形过程都是慢慢进行的，它们的身体也是一步一步发生变化的。一只龙虾幼体在每次蜕壳时稍稍发生变化。当第4次蜕壳时，龙虾的足部和触须已经发育完成，也长出了虽然小但是可以有效使用的龙虾螯。在这个阶段，幼年的龙虾体长还不到2厘米，但是它在浮游生物中的生活即将结束。蝌蚪也是渐渐变化的，它们的鳃会萎缩，腿部渐渐出现，尾巴也会慢慢消失。在变形过程中，它们的饮食也会相应发生变化。新孵出的蝌蚪一般是以植物为食的，但是它们的饮食中渐渐加入了动物性食物。到它们完全变成青蛙或者蟾蜍后，它们是百分之百的食肉动物，再也不会碰植物性食物了。

»慢慢地变化

很多昆虫也通过几个阶段进行变化。像幼年龙虾一样，幼年的蚱蜢每次蜕壳就会显得更像它们的父母。新孵出来的蚱蜢长着大大的脑袋、短短的身体和粗短的足，它们不能飞，因为还没有长出翅膀。但是它们慢慢成长，一次一次蜕壳，两边渐渐会长出翅膀的雏形。到了第6次也是最后一次蜕壳，便形成了成年蚱蜢。一旦翅膀变硬，便可以自由飞行了。这种变化被称为“不完全变态”，因为这种变化是有限的。很多其他昆虫，包括蜻蜓、甲虫和臭虫等也是按照上述方式变形的。但是对于蝴蝶和蛾，以及苍蝇、蜜蜂和黄蜂来说，变化是更为剧烈的，它们的变化不再是一步一步缓慢的，而是在幼体生活即将结束时突然发生的。

»蝴蝶的长成

当毛虫对食物失去兴趣时，这就是变化的先兆，此时的毛虫有了比吃更为重要的任务——它建起一个具有保护作用的蛹，有的外面还裹着丝茧。为实现这个目的，飞蛾的毛虫通常从它们食用的植物上爬下来，这样它们可以在地下结蛹。蝴蝶则经常将它们的蛹挂在叶子或者叶茎间。

一旦蛹形成后，非同寻常的事情就开始发生了：毛虫的身体慢慢分解成一些活细胞。如果蛹在这个时候被打开，则看不到任何生命的迹象。但是几天之内，主要的细胞重组工程一直在紧张地进行，直到一只蝴蝶或者飞蛾成形。当成虫完全形成后，就会破开外面的保护性的蛹壳或者茧——一只全新的蝴蝶或者飞蛾诞生了。这种变化被称为“完全变态”，因为毛虫的身体已经被完全重组了。

■本能和学习

蜘蛛不会设计和计划，但它们仍然能够织出结构复杂的蜘蛛网。与我们人类不同，它们的这些行为是由本能控制的，而本能是由后代从父母身上继承而来的。

本能是保持动物世界正常运转的隐性指导。像蜘蛛或者昆虫等结构简单的动物，本能控制它们的所有行为方式。虽然这些动物的脑很小，但是本能却能使它们完成非常复杂工作。脑较大的动物也有本能，但是它们的行为更为多变，这是因为它们可以从经验中学习。

»什么是本能

动物的本能使得其在日常生活中按照固定的一套方式行事：雏鸟会在父母回巢时本能地讨要食物，而幼年哺乳动物则会本能地吸食奶水。在以后的生活中，本能控制着动物的所有行为——从求爱到迁徙，从织网到筑巢。因为本能行为不用学习，所以动物做出本能行为不需要此前有过类似经历，也不需要理解其中的各个步骤。

有时候，本能行为能够给人留下深刻印象，让人觉得动物其实是知道自己在做什么的——河狸可以建造出非常精致的水坝和水渠，而白蚁则可以建造出庞大而复杂的蚁穴。但是与人类建筑师不同的是，这些动物不能想出新的设计，它们只是按照基因给出的指导行事。

»作出正确的反应

本能行为总是由一些事由激发，比如蟾蜍本能地会去捕捉在动的猎物，可如果是同样的猎物但是静止不动的话，它就会熟视无睹了。鱼在遇到危险时聚集到一起，当危险过去后又会各自散开。本能行为也可以由环境激发，比如季节的变换或者潮汐的涨落——招潮蟹有一个内置的“钟”，受潮水的调节，当潮水退的时候，它们就出来捕食——即使它们被转移到远离海岸的地方。像这样的本能是很重要的，因为可以帮助生物生存。但是有时，本能也会出错——飞蛾利用月亮来辨别方向，但是在夜色中，它们也会绕着灯光飞旋。这是本能行为的一大缺陷——不能随新事物作出调整。

»从经验中学习

人类也有本能，但是我们大部分行为是按照经验行事的，我们不仅从自己的经验中学习，还从其他人身上的经验中学习，此外还擅长于随时获得新的技巧。除了人以外的动物通常都是按照本能行事的，但是学习可以让它们生存得更好。

筑巢是上述两种行为的很好结合。当一只鸟筑它的第一个巢时，它是按照本能来设计和建造的，它们筑的巢也许不完美，但都有合适的形状和大小。但是如果这只鸟的生命够长的话，它可以慢慢成为一个更好的建筑师：它会学习哪里可以找到最好的筑巢材料、发现哪里最适合筑巢。这些经验甚至可以帮助它更好地吸引配偶。

»动物的智慧

很难将动物的智慧与人类智慧相比较。很多动物可以使用简单的工具，但是很少动物自己能够制造工具。有些鸟类可以数到5或者6，但是数字在它们的日常生活中似乎没什么用处。章鱼甚至是更有“智慧”的，在实验中，它们找到了如何除去瓶子上的塞子，从而吃到里面食物的方法。事实上，我们的近亲仍然是最有智慧的——猩猩已经学会了怎样操作机器，非洲黑猩猩则可以使用超过30个单词的语言进行交流。

■为生存而适应（上）

世界上有200多万种生物，却没有两种是完全相同的。因为每种生物都遵循着它自己的进化路线，所以进化出很多各自不同的适应环境的本领。

如果生物的各个方面都已经可以让其生活很完美了，它们也就不需要作出什么改变了。但是在自然界中，没有什么是完美的。相反，自然选择始终在进行着，极大地推动了任何可以帮助生物在生存竞争中获得优势的特征的发展。这样的过程已经经历了30多亿年了，因此已经积累了足够的时间来形成大量的适应特征。在自然界，到处可以找到这种适应现象，有些很显眼也很容易明白，有些就比较难以发现，并且其原理也是令你非常意想不到的。

»因为阳光

在铺满灰烬的火山坡上和岩石海岸下的涡流中都是再艰难不过的生存环境了，因此这里的动物和植物进化出特殊的性征。

在夏威夷群岛，银字草生活在地球上最高的火山上，它的叶子上覆盖着一层柔软的细毛，这可以帮助其不被耀眼的阳光烧焦。但是在加利福尼亚州的险滩下，一种被称为巨藻的海藻却存在相反的情况——为了获得阳光，它需要从50米深的海水下努力向上生长。它是怎样做到的呢？原来是海藻叶子中的充气气囊帮助其在生长时一直保持向上。

»动物的适应性

在动物世界里，进化甚至更具创造力。与植物不同，动物可以移动，可以吃食物，因此自然选择需要发展出一些非常特殊的适应来满足它们各种不同的生活方式。我们的手指就是一个例子，它们使人类可以以无数种不同的方式将东西捡起来或者拿在手上。但是说到手指功能，人类甚至都不能与指猴相比。指猴是一种外貌奇特的灵长类动物，生长在马达加斯加岛的丛林中。与人类一样，指猴也有5个手指，其中一只为大拇指，但是它的中指比其他手指要长出很多，也要纤细很多，指猴把它用来当鼓槌，在其爬树的时候敲打树枝，如果敲打发出的声音听起来是中空的，它就把树枝拧下来，挖出生活在里面的昆虫幼虫作为食物。

»躲起来

自然选择创造出各种各样不同寻常的身体部位——从瘦瘦的手指到可以像鱼叉一样使用的口器。另一方面，自然选择也可以创造出全身效果的适应本领。在动物世界中，到处都是具有惊人的伪装能力的生物，这些都要感谢其特殊的体腔、外壳和皮肤。一些生物可以混入它们生活环境中的背景中，而有些则可以将自己模仿成不可食用或者含有危险物质的事物。

动物的伪装术是自然选择产生适应性的很好证据，而要探其进化的究竟也不是一件难事：如果一种动物比它的亲缘种类更善于躲藏，那么它被发现和吃掉的可能性也就相对较小，从而可以有机会繁殖出更多的后代。就下一代而言，其中最善于躲藏的个体也就是最容易生存下来的个体。上述过程经历几千次甚至几百万次以后，形成了今天我们所见到的动物非凡的伪装能力。

»动物的盔甲

在生命的长河中，盔甲动物已经进化了很多代了。今天，这类动物包括穿山甲、犰狳和龟类等。在过去，盔甲动物还包括体型更大的种类，比如雕齿兽，外形就像坦克一样。

动物的盔甲进化如此频繁，科学家称，这体现了这类生物有强大的适应能力。换句话说，这种适应性赋予动物很好的成功生存和延续的机会。

但与盔甲多种类、经常性地进化不同的是，有些适应性只表现在少数几种动物中，或者甚至只表现在一种动物身上，指猴的中指就是一个例子。一种被称为海笋的软体动物的外壳也是一个例子，其外壳有锐利的锋口，海笋将之作为钻头，在木头或者岩石中钻出一条道来。人类也一直在使用钻头，但是通过海笋我们可以看到，是大自然率先使用了这项技术。

■为生存而适应（下）

适应性并不只是影响生物的外貌。在动物中，一些最重要的适应性是那些有关动物习性方面的。

与长腿或者利齿不同，习性似乎并不是一种适应性，你不能将之拿来检测，而且在动物死后，它也不会以化石的形式保留下来。但习性是可以被继承的，这就意味着它也会随着时间发生变化或者进化。这种习性被称为本能，它是由动物的基因决定的。像所有其他的适应性一样，本能也已经发展了几百万年了，它也帮助动物在竞争中生存下来。

»适应

在动物发展的初期，它们的习性很简单，也就是寻找食物，同时远离危险。但是慢慢地，动物开始变得越来越复杂了，它们的习性也随之复杂起来。动物进化出感觉器官感知周边环境，而各种习性给它们带来的是生存的机会。

几百万年以后，这些习性或者说本能仍然为如今的动物所拥有且使用：蜘蛛会奔向挣扎中的苍蝇，但是如果遇到什么危险，它们就会躲到黑暗的地方中去；蜜蜂会因为鲜花的香味而飞去，但是一旦闻到燃烧的烟味就会远远躲开；在秋季，很多动物都要进行冬眠——一种可以持续到来年春天的深度睡眠。动物并不需要学习这些习性，因为它们是与生俱来的。

就像其他适应性一样，习性通常也能展示物种过去的生活的一些片断，比如，宠物狗在躺下来前总会先绕圈走一下，这是从其祖先那里继承来的习性，目的是将地上的植物摊平，从而铺成一个舒适的窝。

»习性和身体部位

在动物世界里，习性和身体部位通常是同时进化的，这是有原因的——没有合适的生活习性，很多身体部位将毫无用处。复杂的习性用来控制腿和翅膀，而其中最让人难以理解的习性是用来捕捉食物的：比如蜘蛛会使用不同的丝来编织蜘蛛网，但是它们不需要学习哪一种丝应该织在哪里，因为这一切都是出于本能；当它们捕捉猎物时，它们可以通过猎物的动作来判断猎物的类型，本能地区分苍蝇和会放刺的蝗虫。有时候，进化也会为动物通常的身体部位创造出新的使用方法，比如威德尔海的海豹。大约1 500万年前，它们的祖先迁移到南极洲附近的海洋中生活，当时的气候比现在要温暖得多。随着南极洲渐渐变冷，越来越广的海域被冰雪覆盖，威德尔海海豹能够在如此寒冷的环境中生存下来，全得益于其牙齿——它的牙齿可以帮助它从厚厚的冰块中刨出用于呼吸的孔。没有这些习性上的适应，大部分威德尔海海豹都将死亡。

»开拓新的领域

进化也影响了动物的建筑能力。最早期的动物不懂任何建筑，但是随着时间的发展，它们的祖先进化出特殊的建筑才能。今天的动物可以建造出各种各样的窝、巢甚至陷阱。就像身体的各个部件那样，这些建筑技术也是慢慢进化而来的。比如，当鸟类最早出现时，几乎都是将蛋下在地上的（就像现在大部分的爬行动物那样），但随着时间的推移，鸟变得越来越敏捷，其中一些开始离开地面筑巢。时至1亿多年后的今天，有的鸟已经是世界上数一数二的建筑能手了。

■群居生活

鱼群、蜂群、鸟群和兽群一块生活是动物世界生活的一大特征。但是为什么这些动物会聚集到一起生活，而其他动物的大部分时间都是独自度过的呢？

动物生活在一起不是简单地因为它们喜欢彼此的陪伴，它们群居生活的目的在于增加提高存活的机会。有些动物会因为特殊原因而聚集到一起，之后又各自过各自的生活。另一些，像蚂蚁和白蚁这样的动物，一生都生活在一起，单独生活是不能存活下去的。

»暂时的群居生活

在温暖的春日傍晚，大群的摇蚊在空中飞舞，每一群中都至少有几百只雄性的摇蚊，它们聚集在一起来吸引异性的注意。当一只雌性的摇蚊靠近时，所有的雄性摇蚊都会向其冲去，其中一只会成功地将雌摇蚊吸引开去，并进行交配。失败者留下来继续跳舞，而对于那对幸福的配偶而言，群居生活也就结束了。

摇蚊的这种群居生活属于暂时群居，只发生在一年之中的特定时期。春季，青蛙和蟾蜍都聚集在池塘里繁殖，而鸟类也聚集在每年进行交配的地方。冬季，动物们也会聚集到一起，抵御恶劣的气候——瓢虫聚集在树皮下，而鹪鹩则挤在巢箱或者树洞中。但是这些动物并不是彼此永远的伙伴，一旦白昼变长，就会散开而各自生活，可能一生中再也不会碰到了。

»兽群生活

羚羊群是非常特别的一个群体，因为成员们一生都生活在一起。羚羊的群居生活是为了保护自己，因为聚集在一起比单独行动时受到攻击的可能性要小得多。很多鱼类的群居生活也是出于同一个目的，因为捕食者会觉得从飞速游动的鱼群中选定目标比较困难。在这些群体中，全体动物的行为如出一辙，它们会在同一个时间里做同一件事情。

虽然大群的动物生活在一起，但也并不意味着它们会互相帮助。事实上，如果一只羚羊遭到攻击的话，其他羚羊通常看上去是漠不关心的，原因是它们只关心自己的亲戚。如果一头小牛受到进攻，它的母亲肯定会誓死守护的，但这个母亲绝对不会保护属于另一个母亲的小牛。

»大家庭生活

象群的生活就与众不同了，因为整个象群基本就是一个家庭。象群由一头年长的母象领导，象群中的其他母象不是它的女儿就是近亲。这位女首领对于哪里可以找到最好的食物和水有着很多年的经验。随着小象的长大，它们也会自己去这些地方进食与喝水。等到年长的首领死去后，新的母象就会接掌首领的位置。

与羚羊不同，整个象群的成员都是有亲戚关系的。如果一头大象病了，整个象群的行进速度就会为之慢下来，健康的成员会主动保护病象不受攻击。当一头母象快要生小象的时候，其他年长的母象——被称为“姨”的——就会与这位未来妈妈待在一起，而且确保新生的小象不会离群。当群中的成员死去时，其他成员看上去都会很悲伤。与羚羊相比，大象似乎更像人类。

»庞大的群体

成员数量最大的要数群居昆虫，其中包括蚂蚁、白蚁以及蜜蜂和黄蜂等。这些动物生活在一个庞大的家庭中，被称为群体，每一群的数量可以达到200万只。在一个群体中，只有一个成员是繁殖后代的，她被称为皇后，她把自己毕生的精力都放在产卵上。群中的其他成员则是“工人”，它们筑窝、守卫、寻找食物还有养育后代。

要使得整个群体运作起来，“工人”需要在适当的时候完成适当的任务。它们的“命令”是由皇后以一种被称为“信息素”的化学气味来给出的。只要她能够产生这种气味，“工人”就会完成每天的常规工作。“工人”也会发出自己的信息素，比如在被攻击的时候。当“工人”发出被攻击信息素时，其他“工人”就会集合起来一起对付威胁。

群体生活形式是很成功的，但有时也会被侵略者攻破。有些种类的蚂蚁会进攻其他群体并且俘虏对方的工蚁，而有些毛虫则直接进入蚁穴中捕食。毛虫的气味与蚂蚁很相像，这个把戏使得蚂蚁误认为毛虫是朋友而不是敌人。

■动物建筑师

早在人类学会使用砖和水泥之前，动物就已经开始自己建造家园了，它们的窝有的只有蛋杯那么大小，有的则可以超过1吨重。

动物已经很适应户外生活了，因此大部分都不需要窝。如果建窝，则通常是用来保护自己的后代的。巢居可以帮助后代保持干燥和温暖，也可以让猎食动物不能轻易找到。动物也会建造一些其他建筑式样，包括用来猎获食物的陷阱和鸟类用来吸引异性的奇特的“别墅”。

»水坝建筑师

动物所能建造的最大结构是珊瑚礁，它们可以长达几百千米，不过并不是按照规则的组织结构来建造的。但是，河狸建造的水坝却是有目的而建的，属于动物建筑中规模最大的工程性建筑。据资料记载，最长的河狸水坝长达700米，其牢固程度完全经得起观光客的考验，甚至一人骑马走在其上也是没有问题的。

河狸建水坝是为了创造一个可以安全生活的地方。水坝挡起的水慢慢可以形成一个淡水湖，在湖水最深处，河狸会建起一个土墩，是河狸的住所，里面是它们的生活区域所在。住所墙的厚度可以超过1米，因此，即使在冬季，住所的中心也是温暖的。进到住所的唯一途径是通过水下通道，这种安全防卫工事可以让很多猎食动物无可奈何。

为了建造水坝，河狸会咬断小树，然后将之漂到适合的地方。在木头框架结构打好后，它们会填上植物和泥，使其可以起到防水功效。

一旦水坝建成，这些天生的工程师就会密切关注水坝是否有漏水现象，如有就会及时进行修补。一个造得比较好的水坝可以用几十年，因此同一个住所可以被几代河狸使用。

»做一个入口

鸟类以建筑高手著称，与河狸不同的是，很多鸟类每年都会重新建造自己的巢。蜂鸟用青苔为材料，用蜘蛛丝把青苔固定在一起，这样，建成的温暖且牢固的鸟巢正适合用来作为世界上最小鸟类的育儿所。较大一些的鸟类通常用树枝和木棍建巢，但是有些特别擅长用泥作为建筑材料——燕子就能够用泥建出杯型的巢；来自南美洲的红褐色灶巢鸟则可以用泥建造出像大气球一样的鸟巢，这种鸟巢的侧面有个开口，可以进入曲折的通道内。这样的设计可以使猎食动物不能轻易够到蛋或者雏鸟。纺织鸟和拟椋鸟有自己的一套避开不速之客的方法——它们的鸟巢用叶子编成，有着管状的入口。这些鸟巢像树干一样向下悬着，长度几乎可以达到1米。

»代代相传的鸟巢

建造这类鸟巢需要很长时间，即便如此，很多也只是被用过一次就废弃了。原因是，鸟巢会慢慢变脏，会长出像扁虱和跳蚤之类的寄生虫。但是猎捕型鸟类似乎不在乎这些卫生问题，它们通常是同一个鸟巢用了一年又一年。有时，一个鸟巢还会被传给下一代使用，每一代使用的那对配偶会对鸟巢进行扩容。

最大的树筑鸟巢是白头雕的杰作，它会使用像人类胳膊那样粗的树枝作为建筑材料，这种鸟巢的深度可达6米，重量可达一般家用小汽车的2倍。尽管住宅很宽敞，但是白头雕每次产卵都只有两个。

»昆虫的窝

昆虫界中也有出色的建筑师——黄缘蜾蠃会用泥土建造长颈瓶状的蜂巢来养育自己的幼虫，而一些石蛾通过在水下张网来捕获食物。但是最让人叹为观止的昆虫巢是一些特殊种类的昆虫，比如蚂蚁、蜜蜂、黄蜂和白蚁。小小的法老王蚂蚁建造的蚁巢比高尔夫球还要小，但是有些白蚁可以建出高达9米的蚁巢，虽然是用泥土建造，但是在热带骄阳的炙烤下，这些昆虫堡垒常常变得比岩石还要坚硬。

■食物链和食物网

在自然界中，食物总是一直处于移动当中。当一只蝴蝶食用一朵花时或者当一条蛇吞下一只青蛙时，食物就在食物链中又向前推进了一步，同时，食物中含有的能量也向前传递了一步。

食物链不是你看得见摸得着的，但是它是生物世界中的重要组成部分。当一种生物食用了另一种生物时，食物就被传递了一步，而食用者最终也总是成为了另一种生物的口中美食，这样一来，食物就又被传递了一步。如此往下便形成了食物链。大部分生物是多种食物链中的组成部分。把所有的食物链加起来，便形成了食物网，其中可能涉及到几百种甚至几千种不同的物种。

»食物链是怎样运作的

现在，你将可以看到一条热带生物的食物链。像所有的陆上食物链一样，它从植物开始。植物直接从阳光中获取能量，因此它们不需要食用其他生物，但是它们却为别的生物制造食物，当它们被食草动物吃掉后，这种食物便开始被传递了。

很多食草动物都以植物的根、叶或者种子为食。但是在本页食物链中，食草动物是一只停在花上吸食花蜜的蝴蝶。花蜜富含能量，因此是很好的营养物质。不幸的是，这只蝴蝶被一只绿色猫蛛捕食了。绿色猫蛛也就是本条食物链中涉及到的第3个物种。像所有其他蜘蛛一样，这种蜘蛛是绝对的食肉生物，非常善于捕捉昆虫。但是为了抓住蝴蝶，这只蜘蛛需要冒险在白天行动，这会吸引草蛙的注意。草蛙吞食蜘蛛，成为该食物链的第4个物种。草蛙有很多天敌，其中之一是睫毛蝰蛇—— 一种体型小但有剧毒的蛇类，通常隐藏在花丛中。当它将草蛙吞下时，它便成为了本条食物链中涉及到的第5个物种。但是蛇也很容易受到攻击，如果被一只目光锐利的角雕看到，它的生命也就结束了。角雕正是本条食物链中涉及的第6个物种，它没有天敌，因此食物链便到此结束了。

»食物链和能量

6个物种，听起来可能并不算多，尤其是在一个满是生物的栖息地中。但是这事实上已经超过食物链平均长度了。一般的食物链中都只有三四个环节。那么，为什么食物链那么快就结束了呢？这个问题与能量有关。

当动物进食后，它们把获得的能量用在两个方面。一方面用于身体的生长，另一方用于机体的运作。被固定在身体中的能量可以通过食物链传递，但是用于机体运作的能量在每次使用中就被消耗掉了。一些活跃的动物，比如鸟类和哺乳动物，被消耗掉的能量约占所有能量的90%，因此只有大约10%左右的能量被留下来成为潜在食物。当食物链走到第4或者第5种生物时，所含的能量便因为逐级减少而所剩不多了。当走到第6个环节时，能量几乎已经消耗殆尽。

»金字塔

这种能量的快速递减显示了食物链的另一个特征——越是接近食物链开端的物种数量越丰富。如果按照层叠的方式把食物链表示出来，结果便形成金字塔形状。

比如淡水环境中一条食物链可以形成一个典型的金字塔——从下而上，数量较大的生物是蝌蚪和水甲虫；再往上，食肉鱼类数量相对减少，而食鱼鸟类的数量则是最少。在所有的生物栖息地包括草地到极地冻原，都适用上述这种金字塔结构。这就解释了为什么像苍鹭、狮子和角雕那样位于金字塔顶端的食肉动物需要如此之大的生活空间了。

»世界范围的食物网

食物网比食物链要复杂得多，因为它涉及到大量不同种类的生物。除了捕食者和被捕食者，其中还包括那些通过分解尸体残骸生存的生物。在食物网中，一些生物只有很少几个与其他生物的关联，而有些则有很多，因为它们食用多种食物。

食物网越精细越能证明该栖息地拥有健康的环境，因为这显示了有很多生物融洽地生活在一起。如果一个栖息地被污染或者因森林采伐而被破坏了，食物网就会断开甚至瓦解，因为其中的一些物种消失了。

■趋同进化

在生物世界里，具有相似的生活方式的物种通常会进化出相似的适应性。这就会在不同物种的外观之间产生很多惊人的相似性——有时甚至连科学家也会一不小心就混淆起来。

仔细看看本页中间的两种植物：两者都有着桶状的外形，而且外表都有尖刺保护着。除非你是沙漠植物专家，否则你就会认为这两种植物之间是近亲关系。事实上，它们相差甚远：一种是来自墨西哥的仙人球，另一种是来自非洲南部的晃玉。它们看上去很相像，那是因为它们采用了相似的生活方式。

»自然的效仿者

就像一个想法不断的发明家一样，进化最擅长创造适应性，它甚至可以给两种非常不同的物种带来同一种适应性——这种情况通常发生在当两个不同的物种具有相似的生活方式的时候，此时自然选择在它们身上产生了同样的效果。这个结果被称为趋同进化——一种使得两个物种显得越来越相像的进化过程。

仙人球和晃玉就是两个物种趋同进化的很好例子——虽然它们的生活地区相距几千千米之遥。它们圆桶形的外形可以帮助它们储存水分，而它们脊上的刺可以让饥饿的动物退却。它们还有其他相似性，比如两者都有长长的根，而且都不长叶子。这些适性应帮助它们得以在极其干旱的栖息地中生存——这些栖息地的干旱期通常一次就长达好几个月。

»隐藏的历史

世界上有很多趋同性物种，有些趋同物种看上去只有一点点相似，而有些则是非常相似，以至人类经常会将之混淆。比如，鲸和海豚看上去很像鱼，一方面因为它们都有着流线型的身躯，另一方面它们身上长着鳍状肢而不是腿。几个世纪前，很多人认为它们是一样的，但事实上，它们的趋同物种是不同的，因为它们是从不同的祖先进化而来的：鱼是冷血动物，它们通过鳃呼吸来获取氧气，但是鲸和海豚的祖先都是陆生热血动物，后来才进入到海洋中生活。经过几百万年后，鲸和海豚都适应了它们新的生活环境，慢慢地进化出像鱼一样的外形。然而，进化并不能掩盖它们的过去。这就是为什么鲸和海豚仍然是用奶来哺育它们的后代，而且仍然需要到水面上来呼吸空气的原因。

»导致混淆

当科学家们试图为生物划分种类时，趋同进化会带来一些问题。要分辨出海豚是一种哺乳动物并不是一件难事，但是要弄清有些动物的真正归属则需要更具说服力的证据。比如，成年藤壶是附着在岩石上生活的，而且它们长有锐利的壳，从而保护它们不受海浪的侵袭。藤壶看上去很像软体动物，而且早期的科学家们也认为其就是软体动物，但是，它们的幼体在广阔的海洋中生活，而且长有很多腿。仔细观察就会发现，藤壶事实上是一种甲壳类动物，换句话说，它们应该是龙虾和螃蟹的亲戚。

当有亲属关系的物种朝同一方向进化时，就更容易让人混淆了，因为它们本身就具有很多相似性。为了准确认定它们的祖先，科学家们不能单靠观察其外表，而是需要通过检测它们的DNA来画出它们的进化轨迹。

■物种灭绝

有些生物死亡后，其后代会继续生存下去。但是当一个物种中的最后一名成员也死亡时，这个物种就从此消失了。灭绝是进化过程的一个部分，已经灭绝的物种数量与现存的生物数量比大约是100∶1。

在地球上生命的发展历程中，几百万个物种经历了进化过程，也有几百万个物种已经灭绝。灭绝通常是一个缓慢的过程，因此有足够的时间来进化出新的物种。但是，偶然地，灾难或者当气候急剧变化时，会导致大量生物同时死亡。今天，灭绝是一个很热门的话题，因为人类活动正在使地球上的生物以越来越快的速度灭绝。

»最后的出局者

在19世纪早期，袋狼是很普通的动物，这种像狼一样的有袋动物生活在澳大利亚的塔斯马尼亚岛，以小袋鼠、鸟类和其他野生动物为食。但是，当岛上开始大规模地发展畜牧业后，袋狼开始捕食绵羊。农民为了保护自己的牲畜而开始猎杀袋狼。在19世纪80年代，袋狼已经很稀有了，而1933年已经到了危急关头：袋狼的数量已经降至1只——生活在霍巴特动物园。3年后，当这只唯一的幸存者死亡后，塔斯马尼亚袋狼也就灭绝了。

在北美，候鸽则遭遇了更富戏剧性的命运。1810年，候鸽还是世界上数量最多的一种鸟，大约有20亿只还多。这个大型鸟群穿越大陆两端迁徙寻找食物，当候鸽扎根下来或者安下巢来，它们的重量可以压断一根树枝。但是它们很容易成为目标，大面积的捕猎也随之而来——最后一只候鸽死于1914年。

»逐渐萎缩

在自然界中，物种迅速灭绝的现象很少，大多数物种的数量都是慢慢减少的，这样会给具有更强适应性的动物留出取代它们的时间。

比如大象家族，在过去的5000万年中，进化出很多新的、之后又灭绝了的种类，其中包括猛犸象和乳齿象，以及一种只有1米左右高的矮小的大象。最新近灭绝的象种是长毛猛犸象——大约在6000多年前。它是从上个冰河世纪期间进化出来的，但是没能适应温暖时期的回归。

有些物种生活在面积较小的区域内，一旦人类改变了它们的生活环境，它们的生命就陷入了危机。这种命运曾经降临在了渡渡鸟身上：渡渡鸟是一种体型巨大的不会飞行的鸽类，生活在毛里求斯岛上，它们一方面被人类大量猎捕，另一方面其后代又被当地引进的动物——比如猫——等捕食。1681年，渡渡鸟便灭绝了。生活在内陆地区的“孤岛”物种也面临上述威胁。比如在哥斯达黎加，一种金蟾蜍曾经生活在山上的一小块森林中，在繁殖季节，几百只金蟾蜍会聚集到森林的池塘中，但是到了20世纪90年代，这个物种消失了。

»大规模灭绝

金蟾蜍灭绝的两种可能的原因是疾病和水污染。但是在地球历史上，更大的灾难曾经扫荡了生物世界的很大一块领域，其中最有名的大规模灭绝发生在6 600万年前——一个直径在1万米左右的陨石砸向了地球，恐龙和翼龙全部灭绝，从而也为哺乳动物和鸟类带来了新的生存机会。

更大规模的灭绝发生在大约2亿4500万年前。地球上几乎3/4的物种灭绝了。这场灭绝可能是由几个因素引起的，包括：火山爆发、气候突变和海平面突降。地球上的生命最后恢复了过来，但已经历了几百万年的时间。