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第16章 生物世界(7)

电鳗尾部的两侧各有两个发电器,每个发电器都是一个大而扁平的结构,由多数与身体纵轴平行的六角形柱组成,每个柱由纤维状组织隔开。这种柱又由薄膜把它分成许多小室,每一小室都有一枚电板。电板的一端与神经末梢相连,神经末梢联结起来后与供给发电器的一条主神经相接,这条神经与脊柱内特定部位相连。在电板上,在神经末梢的一端为阴极,另一端为阳极。当电鳗受到外来的侵扰时,它的肌肉就会收缩与振荡,从而放出极强的电流来。据研究,电鳗放电的电压或高达300伏特。

无论淡水鱼还是海水鱼,都有会放电的种类。比较有名的放电鱼还有电鳐。电鳐是生活在海洋中的软骨鱼类。电鳐一般每次放电电压为70~80伏特,往往在连续放电中的第一次达100伏特。最大的电鳐放电可高达200伏特。

中国最著名的毒蛇:

(1)银环蛇

银环蛇俗称银脚带、过基峡。银环蛇是有剧毒的,它们吃饱后会经常在路边休息,拂晓时才回窝,夜行人路过常常会不慎被咬伤。

(2)五步蛇

五步蛇学名为尖吻腹,它毒腺大、毒牙长、毒素溶血性好,人被咬后如果不能得到及时处理,几小时甚至几十分钟就会失去生命。

(3)眼镜王蛇

眼镜王蛇俗称过山峰,它们性情凶猛,反应也极其敏捷,头颈转动灵活,排毒量大,可以说是世界上最危险的蛇类。

眼镜王蛇多栖息在沿海低地到海拔1800米的山区内,多见于森林边缘近水处,昼行夜伏,在我国主要分布于华南和西南地区。它的主要食物就是与之相近的同类──其他蛇类,所以在眼镜王蛇的领地,很难见到其他种类的蛇,它们要么逃之夭夭,要么成为眼镜王蛇的腹中之物。

(4)原矛头蝮

原矛头蝮俗称烙铁头,是蝮蛇的一种。这种蛇绝大多数生活在非洲,是一种体型小但很可怕的毒蛇。

(5)白唇竹叶青

竹叶青的身体是绿色的,不仔细辨认会将其与无毒的翠青蛇相混。但它的尾巴是焦黄色,这正是与翠青蛇相区别的地方。由于它的尾巴似火燎焦,所以人们又称它为“焦尾仔”或“火烧尾”的青竹蛇。

竹叶青有扑火和聚居习性。它们经常昼夜活动,多在夜间寻食。竹叶青还喜欢上树,常缠绕在溪边的灌木丛或小乔木上,会主动攻击人。

(6)白眉蝮

这种蛇在北方也常见,而且颜色很多。生活在平原,丘陵或山区,主要栖息在宽阔的田野中,很少到茂密的林区去,夏季一般在丘陵地带活动,炎热时喜欢栖息在荫凉通风处。受惊时并不逃离,而是将身体盘卷成圈,并发出呼呼的出气声,身体不断彭缩,持续半小时之久。

(7)灰蓝扁尾海蛇

海蛇通常是剧毒的。灰蓝扁尾海蛇生活在近海处,尤其喜欢河口的地方。它们善于游泳,离开水就会很笨拙,呼吸时则露出水面,换入新鲜空气后又潜入海水中。有趋光的习性。主要以鳗类鱼为食。作为一种神经性毒蛇,它主要含神经毒素,能麻痹被咬动物的横纹肌,严重时可以致死。

(8)圆斑蝰

圆斑蝰俗名金钱豹、百步金钱豹、金钱斑、古钱窗,栖息于丘陵地带的通风凉爽或阴暗处,多见于稻田。

圆斑蝰头呈三角形,体粗尾短,头背有三块圆斑,体背有三纵行的大圆斑,背脊一行圆斑与两侧交错排列,圆斑中央呈紫褐色,四周呈黑色,并镶以黄白色边。

(9)金环蛇

金环蛇俗称金脚带,是一种粗细适中的蛇,身体的横断面是极特殊的三角形。它的头部很窄,并且与脖子成为一体,浑身的鳞片也是光滑的。这种蛇从脖子到尾巴全身装饰着黑白(或乳白)相间的宽度大体相等的条纹。

金环蛇是一种非常危险的毒蛇。金环蛇的中毒症状都是明显的神经系统症状:流诞、恶心、呕吐、头晕、头痛、肌肉麻痹、运动不协调、呼吸微弱发展至衰竭,最后死亡。不过它的毒性还比不上银环蛇。

小知识

怎样区分蛇是否有毒

要区分一种蛇有毒没毒,最简单的方法就是看外观:无毒蛇通常是圆头圆脖子,细长尾巴,身段很匀称;有毒的蛇都是大尖头(三角头),尾部很短,收缩得也很快,一下就从很粗的“腰部”收缩成“尾巴”了。极少数无毒蛇长得很像有毒蛇,生物学称为“拟态”。

生态系统

生态系统是在一定地区内,生物和它们的非生物环境(物理环境)之间进行着连续的能量和物质交换所形成的一个生态学功能单位。

生态系统是由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统的范围可大可小,相互交错,其中,最大的生态系统是生物圈,最为复杂的生态系统则是热带雨林生态系统。人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统当中。

生态系统的类型:生态系统的类型很多,通常可以分为自然生态系统和人工生态系统。自然生态系统还可进一步分为水域生态系统和陆地生态系统,而人工生态系统则可以分为农田、城市等生态系统。

(1)水域生态系统

由于水的流动性强,水环境相差又不太显著,并且很少出现极端情况,所以,在水中生活的生物也多具有地理分布广泛、类型较少的特点。

在水体的不同深度、光线强度、水温、养分含量都不相同,可分为深水层、中水层和表水层三部分,生物也被相应地分为底栖生物(如螃蟹等)、自游生物(各种鱼类)、浮游生物和漂浮生物(如藻类、海蜇、浮萍等)。

(1)陆地生态系统

陆地生态系统是指分布在陆地表面的各种生态系统。由于地球陆地表面的水热条件、生物条件差异很大,在不同地理区域生态系统的组成,结构和功能也都各不相同,由此可以划分出许多次级生态系统类型,如森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等。其中,森林生态系统又可以划分出许多次一级生态系统。

小知识

生物量金字塔倒置

生物量金字塔倒置是指高营养级的生物量大于低营养级生物量,从而产生的上宽下窄的生物量金字塔。

这是因为,水生生态系统的生产者都是各种浮游藻类,它们个体小,新陈代谢能力强,大部分都被固定的能量用来维持生命和进行繁殖。所以,水生生态系统的总生物量虽然较高,但净一性生产量较低;加上游浮生物的寿命短,一部分死亡后迅速被分解,另一部分被其他植食动物吃吞食。而消费者寿命较长,因此第一性生产者的生物现存量较少,出现生物量金字塔的倒置。

生态系统的组成与结构:生态系统的组成分为两部分,分别为无机环境和生物群落。其中,无机环境是一个生态系统的基础,它的条件好坏直接决定着生态系统的复杂程度和其中生物群落的丰富度;而生物群落则反作用于无机环境。在生态系统中,生物群落既在适应环境,又在不同程度地改变着周边环境的面貌。各种基础物质将生物群落与无机环境紧密地联系起来,而生物群落的演变,甚至可以将一片荒凉的裸地变成水草丰美的绿洲。

生态系统的成分:从大的方面说,生态系统是由生物和非生物两部分构成的,但生物根据获取能量的方式和作用不同,又可划分成生产者、消费者和分解者三种成分,所以生态系统共有四种组成成分。

(1)非生物成分(无机环境)

包括太阳能、水、二氧化碳、氧气、氮气和无机物类,它们共同构成近地面大气层、水圈和土壤,成为生物活动的场所或环境。

(2)生产者

包括所有绿色植物。绿色植物含有叶绿素,它能利用太阳能进行光合作用,将水、二氧化碳和无机物质合成有机物,生产者通过光合作用将太阳能转变成了化学能贮存在有机体中,它是世界上有机质的最初制造者。

(3)消费者

指各种动物。它们不能自己生产食物,只能直接或间接利用生产者制造的有机质,获得生存的物质和能量。

(4)分解者

主要指细菌、真菌和一些原生动物。它们个体较小,属于微生物的范畴。

它们大部分不能合成有机质,主要依靠分解动植物残体及其排泄物从中获得生存的物质和能量,能将复杂的有机质分解为简单的无机化合物或元素归还到环境中,并释放能量,被生产者再次利用,纳入新的循环系统。

生态系统的营养结构:在生态系统中,根据生物营养方式所划分的级别,同一营养级的生物以相似的方式获取相同性质食物。

各种绿色植物同化本身合成的有机质来维持其生命活动,也就是说,所有绿色植物以相似的方式获取相同性质的食物,它们同属于一个营养级,是第一营养级。

第一性消费者都以植物体或其果实的食物来源,它们也属于一个营养级,是第二营养级,如蚱蜢吃植物就是位于第二营养级。

第二性消费者都以植食动物为食物来源,它们处于第三营养级,如螳螂吃蚱蜢,那么螳螂即位于第三营养级。

第三性消费者吃肉食动物,它们处于第四营养级,如某些鸟类吃螳螂,鸟类则位于第四营养级。

依此类推,吃鸟的动物就位于第五营养级等等。

在某一生态系统中,营养级的数目及组合状况。就叫作营养结构。一般生态系统的营养结构有3~5个营养级。

食物链和食物网:食物链是生态系统中生物通过食物关系(吃与被吃)彼此关联而形成的一个能量与物质流通系列或链式结构,它是生态系统营养结构的具体表现形式之一。

在某一个具体的生态系统中,多数营养级都包括很多生物种类,并且许多动物可以吃很多种生物种个体,因此每一个生态系统中包括很多食物链,成为一个复杂的食物网络--食物网。食物网是生态系统营养结构的具体表现。

不同生态系统,食物网的复杂程度也是不同的。食物网复杂的生态系统,说明其生物种类多,营养结构复杂,系统的稳定性强,受外界环境的影响较小。

生态金字塔:把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量,按营养级位顺序排列并绘制成图,其形似金字塔,故称生态金字塔或生态锥体。

生态金字塔的类型有下面几种:

(1)个体数目金字塔:以不同营养级的生物个体数目为单位绘制的生态金字塔。

(2)生物量金字塔:以不同营养级的生物量为单位绘制成的。

(3)生产力金字塔(能量金字塔):以不同营养级的生产力(能量表示)为单位绘制成的生态金字塔。

生态金字塔可以表示生态系统的营养结构和能流过程,每经过一个营养级,能流总量就会减少一次,能量在逐级流动中的传递率一般只有百分之几到20%。通常来说,能量锥体必呈正金字塔形,而生物量锥体和数量锥体则可能倒置或部分倒置。

生态系统的物质循环:生态系统中的绿色植物从大气、水域和土壤吸收营养物质,然后转移给植食动物,进而转移给食肉动物,最后被微生物分解为简单的无机物质归还到环境中,又再一次被植物吸收利用,纳入新的物质循环。这个过程就叫生态系统的物质循环。

生态系统的物质流动和能量流动不同,能量在生态系统中单向流动,当它穿过生态系统时,能量完全散失到环境中,不能被再次利用。而生态系统中的物质穿过生态系统时,归还到环境后还可再次被利用,因此它是可以在生态系统中一次一次地进行循环。这是生态系统能量流和物质流的一个主要区别。

根据生态系统物质循环的范围、速度和途径可将生态系统的物质循环分成两种类型:

(1)生态系统内的生物小循环

生物小循环是在某一生态系统内中,发生在元素蓄库与生物交换库之间的物质循环。具体表现在植物吸收蓄库(土壤、大气、水圈)的各种元素合成有机质,有机质又在不同营养级的动物之间进行流动,最后动植物残体被各级生物彻底分解,将各种元素如数归还到蓄库中。

生物小循环的范围较小,局限于某一具体生态系统;但同时它的循环速度也比较快,循环周期较短,多则几十年,少则几年甚至不到一年。

(2)生物地球化学大循环

化学大循环是值发生在生态系统和生态系统之间或全球范围内的,表示蓄库与生物交换库之间的物质循环。其循环范围广大,包括若干生态系统甚至全球;循环速度慢,周期长,可达几千年甚至几十万年。

小知识

生物的富集作用

生物个体或处于同一营养级的许多生物种群,从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物,导致生物体内该物质的平衡浓度超过环境中浓度的现象。有毒有害物质的生物富集曾引起包括水俣病、痛痛病在内的多起生态公害事件。

生态系统的稳定和平衡:生态系统具有一定的稳定性。生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。生态系统稳定性的内在原因,就是生态系统的自我调节。生态系统处于稳定状态时,就会被称作达到了生态平衡。

(1)生态系统的稳定

生态系统的稳定指生态系统对外界环境干扰抵抗能力的强弱,它与生态系统结构和功能的复杂程度有关。对外界环境干扰抵抗强,说明该生态系统的稳定性强,反之该生态系统的稳定性弱。

生态系统稳定性的一个重要特点是与其结构和功能的复杂程度有关。一般来说,在生态系统的早期阶段,系统的生物种类成分少,结构简单,食物链短对外界干扰反应敏感,抵御能力小,所以是比较脆弱而不稳定的。在生态系统的成熟时期,生物种类多,食物链较大,结构复杂,功能效率高,对外界的干扰有较强的抗御能力,因而稳定程度高。

(2)生态系统的平衡

当生态系统与环境之间物质和能量的输入和输出量大致相等时,生态系统所处的状态。叫做生态系统的平衡状态,简称生态平衡。

生态平衡的一个显著特点是它的相对性和动态性。也就是说,生态平衡是一种相对平衡或动态平衡。同为自然界的一切事物,绝对的平衡是不存在的,只有接近平衡态。所以生态平衡是一种相对平衡。同时,生态平衡是在有不断的物质和能量输入和输出的条件存在的,因此它是一种动态平衡。

(3)生态系统稳定和平衡的关系

稳定的生态系统必定处于平衡状态;平衡生态系统不一定是稳定的生态系统。这是因为,稳定的生态系统其结构和功能都是复杂的生态系统,而生态平衡只是在输入量和输出量大致相等时的生态系统状态,不一定是结构和功能都很复杂的生态系统,因此它的稳定与否是视具体情况而言。

例如,在干旱半干旱地区,形成的生态系统结构和功能较为简单,是不很稳定的生态系统,但与当地环境条件达到了平衡。而在热带湿润地区,生态系统既是稳定的又是平衡的,两者得到了很好的统一。

生态阈限:指稳定和平衡的生态系统对外界环境干扰自我调节能力的最大限度。

生态系统在生态阈限范围内对外界环境的干扰,具有明显的抵抗能力,维持生态系统原有的结构和功能。当外界环境的干扰超过了生态阈限时,它就不再具有抵抗能力了,本身自我调节机制失效。生态系统的结构和功能遭到破坏,甚至完全崩溃。

不同生态系统的“生态阈限”不同。一般来说,结构和功能都比较复杂的生态系统即稳定性强的生态系统,其生态阈限高,反之则较低。

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