动物的着装禁区

小雄

导读：当你欣赏动物们千姿百态的“外衣”时，可曾想过，它们的着装是不是和人类社会一样，也有一些禁忌呢？比如，从美学的角度讲，胖人应少穿横条纹的衣服，因为这样会使身体看上去显得更胖；矮个子的人不宜选择过长的上衣，因为这样会显得腿短……当然，这些是从人类的审美观而言的，动物不需要顾虑这些。


        
        蛇为什么爱穿条纹状外衣而不是斑点状的？蚂蚁和圆脸狐狸之间有什么关联？蜜蜂巢穴的顶端为什么是三个菱型？……在数学家眼里，动物们的着装、身材外貌、力量，乃至它们的房屋，都变成了一串离奇的公式和数字。
　　在动物园里，最吸引人的便是那些身着斑斓“外套”的动物。想像一下，如果斑马身上没有了黑白相间的花纹，如果金钱豹身上失去了星星点点的“金币”，如果眼镜蛇褪去“外衣”，变成了单色的“橡胶管子”，这个世界该有多枯燥呀!当你欣赏动物们千姿百态的“外衣”时，可曾想过，它们的着装是不是和人类社会一样，也有一些禁忌呢？比如，从美学的角度讲，胖人应少穿横条纹的衣服，因为这样会使身体看上去显得更胖；矮个子的人不宜选择过长的上衣，因为这样会显得腿短……当然，这些是从人类的审美观而言的，动物不需要顾虑这些。
　　但是，如果你仔细观察，就会发现动物们也有自己的着装禁忌。比如，蛇的表皮一般总是条纹状，很少有斑点状；另外，有些搭配也是永远不会出现的——你可以看到身体和尾巴都是条纹的东北虎，也可以看到身体和尾巴都是斑点的雪豹，还可以看到条纹尾巴、斑点身体的猎豹，但是，自然界惟独没有斑点尾巴、条纹身体的动物。这是怎么回事？



        首先注意到动物们着装规律的人，并不是生物学家，而是数学家。我们知道DNA里包含着生命的奥秘，但是它掌控了生命的全部奥秘吗？答案是否定的。英国科普作家伊恩·斯图尔特在《生命的另一个奥秘》中写道：基因并非生命的全部奥秘。在生命诞生过程中，控制生物体成长、告诉生物如何应对遗传指令的，是数学定律!数学控制着生物体生长过程中发生的一系列物理、化学反应，这就是生命的另一个奥秘。
　　那么生命成长发育的数学定律究竟有哪些呢？目前还没有像牛顿力学那样完全精确的生物类数学定律，但是有一些数学模型或方程今天已经被许多生物学家和其他科学家认可，其中之一便是描述生物成长发育的“反应—扩散”方程组。
　　数学家们用扩散方程来描述分子随机游弋的状态。他们得到的数学结果与实际也很相符：在一个与外界隔离的空间中，分子的扩散最后总是趋向于均匀分布——小至一滴香水中的气体分子扩散满屋，让每个角落都那么芬芳；大至一群候鸟迁徙漫游，分散到世界各地的温暖地域。所以扩散一般被认为是一种“平均分配”的过程。
　　数学家们一度以为，生物体生长发育也是符合这一规律的。然而，1952年，英国科学家阿兰·图灵却指出，在生物成长过程中，分子除了扩散，还会发生化学反应。生物成长是一种复杂的化学反应过程，其中可能有几十、上百种，甚至更多的化学物质参加反应。图灵的研究表明，当生物体的形态是不均匀的时候，发生了化学反应分子也会不均匀地扩散，从而引起生物体表面不同花纹的形成。比如，动物身体的“腰围”与全身长度相差很大时，不均匀分布的现象就可能发生。
　　图灵的“反应—扩散”理论与当时的主流观点大相径庭，所以一开始并未得到很高的认同，但是随着时间的推移，人们越来越惊叹，图灵真是个天才。
　　英国生物数学家莫瑞在图灵研究的基础上，更进一步发现，所有哺乳动物在胚胎期，就有一种特殊的化学物质促成了黑色素(黑色素正是产生肤色或皮毛颜色的基本化学物质，今天大商场里备受女性青睐的各类美白护肤品就是为了抑制人皮肤上黑色素的生成，而动物们没有福气使用这些产品，所以身上只好斑斑点点啦)的生成以及扩散，反映在动物的外观上，就成了五花八门的斑点和线条。对于陆地动物而言，如果它们的腰围和身长基本接近，那么黑色素就容易在它们的表皮均匀扩散，所以多半会产生斑点型的花纹，比如雪豹全身都是斑点型花纹；反之，如果动物的腰围和身长相差很大，黑色素就容易在它们的表皮不均匀扩散，那么它们的表皮就更容易产生条纹状的花纹。比如，蛇的身体长度和腰围的差距大概是自然界中最大的了，它们的表皮一般总是条纹状，很少斑点状。
　　另外，尾巴的长度和粗度的比值一般要大于身体的长度与粗度的比值，所以，相对身体而言，尾巴更容易产生条纹状花纹。于是，我们在自然界中当然就看不到“尾巴是斑点、而身体是条纹”的怪异花纹组合了。想像一下你见过的动物，是不是这样呢？

[ 本帖最后由 小雄 于 2010-1-27 18:00 编辑 ]

西娜妈妈

沙发 不错哦:Smilies52

邯郸学步

好文章，学习了。

小雄

飘过~回望曾经