河流、湖泊和湿地
对于植物、动物和微生物而言,淡水是最受欢迎的生活地之一。有一些生物挣扎在小水坑中,有些则在淡水和海洋间作长距离的旅行。
如果把地球上的水缩至一桶,那么河流、湖泊和湿地中所含有的水还不能填满一个顶针。但是,由于地球体积如此之大,因此,淡水环境资源仍是极其丰富的。比如俄罗斯的贝加尔湖几乎有2 000米深,而亚马孙河则有6 500千米长。每年,有500亿吨雨水汇入大海。与海水相比,淡水通常营养物质丰富,因此对于生物而言是很好的生活环境,但是,淡水会在夏季干涸,在冬季结冰,而在河流中,生物则有被冲走的危险。
小小的开端
湖泊和池塘是研究自然的好去处,因为里面生活着难以计数的生物。这些水世界成员中也有动物,但是就像在陆地上一样,生命最终是需要依靠植物的,因为植物为动物提供了生存所需的食物。在淡水中,最小的“植物”是微生藻类,漂浮在水表,虽然它们的体型很小,但是繁殖速度很快,有时会使整个水面呈现绿色。这些微小的绿色生物是微型动物的食物,而这些微型动物则是更大的一些猎食者,比如新孵化出来的小鱼的食物。有一种很常见的池塘动物叫水螅,可以两全其美——它的身体中含有数千个单细胞藻类,同时,这也是它们的食物。水螅也有触须,用来抓住周边经过的小型动物。水螅也可以动,但是速度很慢,因此需要非常提防猎捕者,如果有任何危险来袭,它们就会迅速把触须收起,直至危险过去。
芦苇和芦苇床
大部分水生植物都有根,因此它们可以在水底固定。有些水生植物一生都在水下度过,但是大部分都会向上生长,从而可以开花。芦苇是其中最为成功的水生植物之一,是一种长得很高的草本植物,可能是世界上分布最广的开花植物。芦苇从北极一直向南长到澳大利亚,生活在池塘和沟渠,以及浅浅的湖泊和礁湖中。只要空间足够,它就会形成被水浸透的芦苇床,一直蔓延到肉眼明显可见的范围内。
芦苇床上并不适宜行走,但却是鸟类藏身的好去处。八哥和燕子仅是用之宿夜,而其他鸟类则还在在芦苇床上寻找食物繁殖后代。苍鹭和麻鸦在地上筑巢,而莺则筑在干燥的高处——这位技术娴熟的建筑师能够用枯叶为材料,以芦苇为支架,筑起一种杯形的鸟巢。
在水表面漂浮
水雉的脚趾特别长,可以将莲花的叶子作为漂浮的平台使用。世界上一共有8个不同种类的水雉,主要生活在世界上气候比较温暖的地方。图中这一种在东南亚和澳大利亚十分常见。
睡莲的生长方式与众不同,与芦苇不同,它们的茎部很柔软,叶子的造型非常适合于漂浮在水面上。睡莲可以生活在几米深的水下,每年春季从水底向上生长,当它们的叶子到达水面时,它们就会展开平铺在水面上。有些睡莲的叶子只有硬币那么大小,但是最大的叶子属于一种来自南美洲的大型睡莲,可以达到供儿童嬉水的浅池那么大小,四周还有15厘米高的边。睡莲的叶子中含有空气细胞,就像是泡沫包装纸那样,而且其表面有一个蜡层,可以使得落在上面的雨水自行滑落。这些特性使得睡莲的叶子不可能沉到水下去,因此成为了蜻蜓歇脚的好去处。对水雉(体型很小,但是脚超大的水鸟)而言,睡莲叶也是很好的垫脚石。鱼类也将睡莲叶作为安全屏障,躲避大鸟的追踪。
睡莲花会吸引大量的昆虫,其中甲虫是它们的常客。有些睡莲花会在日落的时候闭合起来,将“访客”困在其中,整个夜间,昆虫会沾上大量的花粉,当第二天花朵展开的时候,昆虫也就把花粉带了出去。
漂流物
一些淡水植物会在底部断开,然后便在水面上生活,其中最为常见的就是浮萍了。浮萍看上去就像小小的绿色药片,它们是世界上最小且最简单的开花植物。其中,最小的品种来自澳大利亚,只有盐粒那么大小,它们没有叶子或者茎,只有圆圆的植物“身体”,而且在大多数情况下,只有一条纤细的根。死水潭和阴暗的沟渠是浮萍生长的理想环境,那里,成百上千株浮萍覆盖了整个水面。当秋季到来的时候,这种植物就会没入水中,以免被冻伤,直至来年重新浮出水面。
在世界上比较温暖的地方,死水潭中有大量漂浮类蕨类植物。与陆生蕨类不一样,这些蕨类植物的体形小而扁平,叶子上还常常覆盖着防水的“茸毛”,降雨的时候,雨水会自行滑落,这样,植物便不会沉入水中。有一种水生蕨类通常生活在灌满水的稻田里,这种植物非常有用,因为其含有的细菌可以为土地施肥。
另一种体形较大的水生植物被称为“水葫芦”,繁殖能力更强。水葫芦最早出现于南美洲流速较慢的水域,但是由于其可以开出美丽的花朵,所以被植物爱好者带到了世界各地。不幸的是,这种美丽植物的繁殖能力似乎超出了人类的想象,在一些地方甚至成为了一种灾害。在非洲的维多利亚湖,水葫芦覆盖了几百平方千米的浅水区,它们窒息了其他野生植物,还悄悄地爬上了船只。科学家正在努力控制它们,但是由于这种植物分布实在太广,这个过程可能需要很长一段时间。
世界上最大的漂浮植物是纸莎草,其高度可以达到4米。纸莎草来自非洲,早在4 000多年前,埃及人就学会了如何将纸莎草压制成纸张。一般情况下,这种植物生长在水域的边缘地带,但有时候,它们也会成堆地形成岛屿状,漂出好几米之远。在尼罗河上游的漂浮植物堆中,甚至还居住着人类,而有些则将之用于畜牧场周围简易的围栏。
回到水中
淡水生活环境比较分散,因此动物需要找到合适的时间和地点来进行繁殖。飞行的昆虫能够很好地应付这个问题,因为它们可以很容易地从一个地方飞到另一个地方。
蚊子可以通过感知空气中的潮气而找到水的所在,但是很多其他昆虫包括蜻蜓在内,都是依靠视力来寻找的。偶尔,它们也会犯错,比如龙虱,有时会在月光照耀的夜晚一头撞到花房上,因为它们将闪亮的玻璃错当成池塘的水面了。
对于青蛙和蟾蜍而言,繁殖期开始于它们返回到曾经作为蝌蚪生活过的池塘或者湖泊中时。雄蛙通常会先行到达,然后通过响亮的蛙鸣声来吸引雌蛙前来交配。当雌蛙到来后,很多雄蛙会一拥而上,争夺交配的机会。交配期结束后,青蛙和蟾蜍都会离开这个水域,留下蝌蚪自己成长。
青蛙和蟾蜍通过将周围环境编织成一张记忆地图来指引自己找到目标所在。由于它们的视力不佳,所以这张记忆地图需要通过嗅觉来起效。如果一只青蛙或者蟾蜍被移至几千米外的地方,它们通常会找到一个新的地方进行繁殖。不过,两栖动物的记忆力似乎特别好,因为即使在过了3~4年后,它们还是能够找到最初的家。
长途跋涉者
两栖动物并不是世界上最快的迁徙者,它们每年的旅程很短。但是河流和湖泊中生活着动物王国中一些很厉害的旅行者,其中包括那些可以分别生活在淡水和海洋中的鱼。这些鱼之所以要在两地巡游,是为了最大限度地利用两地的优点:对于它们的大部分而言,淡水中是比较安全的繁殖地,而海洋中则是寻找食物的更好去处。不过奇怪的是,这条规则也并不适用于所有的鱼,因为有些鱼的生活习惯是刚好相反的。
欧洲鳗正从地面滑向池塘。鳗的体表覆盖着一层黏液,可以防止身体变干。
大西洋大马哈鱼回到淡水中产卵,3~4年后,成年的大马哈鱼第一次依靠味觉的指引回到原来自己成长的淡水河流域中。向着产卵地回游需要消耗大量的体力,但是它们在整个过程中却不吃东西。成鱼产下卵后,有些会因为身体太虚弱而死去,而大部分则能够重新回到广阔的海洋中。
神奇的旅行
大西洋大马哈鱼可以洄游1 000千米之远,而欧洲鳗甚至可以游得更远。与大马哈鱼不同,这种像蛇一样的鱼类,其生命开始于西太平洋一个被称为马尾藻海的水域中。从那里,幼鳗顺着洋流向东北方向游动,两年多后来到欧洲大陆沿岸。一旦到达后,它们便开始向河流的上游游去,最终到达它们可以慢慢生长的河流或者湿地中。它们的“童年期”可以长达30年之久,发育完全后,便开始繁殖下一代。
繁殖的时候,欧洲鳗便游向河流的下游,开始了以繁殖地为目的的遥远的单程旅行。这些成年的鳗长着银色的外皮和大大的眼睛,说明它们游动在海洋的深处。但是并没有人确切知道它们究竟在多深的海里游动,也不知道它们经过的是哪一条路线,因为神奇的是,没有一条成年的欧洲鳗在海洋中被捕获过。
淡水湿地
在河流和湖泊中有很多开阔的水面,因此能够很容易地发现其中的动物。但是湿地则不同了,那里的水面常常是隐藏在植物下的,这为野生物提供了很多藏身之处。沼泽是湿地环境的代表之一,此外还有从北极的泥炭沼到潮热的热带沼泽地的几十个不同类型的湿地。
对于人类而言,湿地有时是非常危险的,里面有毒蛇和充满陷阱的泥潭。但对于动物和植物而言,这个被水浸透的环境却是非常理想的栖息之地。美国佛罗里达州大沼泽地是世界上最大的湿地之一,其中生活着250多个不同种类的鸟类和世界上最大的爬行动物之一——美洲短吻鳄。位于非洲南部的欧科范果三角洲甚至生活着更多种类的生物,这块湿地是由一条内流河形成的,其居民包括河马、大象和瞪羚,以及一些世界上体型最大也是最聒噪的青蛙和蟾蜍,黑色的苍鹭也常在这里出没——唯一在自己的翅膀阴影下捕鱼的鸟类。
干 旱
在世界上的凉爽地区,湿地全年都不会干涸。但是在热带,一些湿地在每年都有几个月的干旱期。随着水平面慢慢下降,植物枯萎了,动物则被逼迫到越来越狭窄的空间里生活。当生活变得越来越艰难的时候,鸟类飞走了,但是水生动物却需要另外的生存方式。
在佛罗里达州大沼泽地,美洲短吻鳄通过给自己挖一个“私家池塘”来解决这个问题,当其他地块已经干涸的时候,这个池塘中依然有水。整个湿地中到处都可以看到这样的池塘,而美洲短吻鳄并不是唯一的居住者,还有鱼类、乌龟和青蛙也来避难。在世界的其他地方,鳄鱼通常都是将自己埋藏在泥浆中,通常只有一对鼻孔暴露在外面,像美洲短吻鳄一样,它们可以在几个月不吃不喝的情况下生存下去。
生活在湿地中的鱼类非常善于在浅水中生存,但是当干旱真正来临的时候,它们也会采取紧急措施——鲶鱼可以从一个池塘爬行到另一个池塘,而肺鱼则把自己埋在泥浆里,在身体外面包裹上薄泥层,只要泥浆保持湿润,它们就可以通过呼吸空气而生存下去。其他种类的鱼就没有那么幸运了,它们会成百上千地死去,但是,它们留下了自己的卵,当大雨来临时,这些鱼卵就能孵化出来。