生态学

生物就像是一个不断变化的拼图玩具中的小板块。生态学家们就这些板块是怎样适应彼此和整个周边世界的问题进行研究。

自然界到处都存在着联系，比如，猫头鹰吃老鼠，大黄蜂使用旧的老鼠洞，因此，如果猫头鹰数量少，老鼠数量就多，大黄蜂找一个旧鼠洞安家的机会也就多了。斑马吃草，但是因为它们也啃其他植物，所以同时也帮助了草籽的传播。像上述的这些联系使得整个自然界得以运作起来。

什么是生态学

当科学家最早开始研究自然的时候，他们的注意力都放在各个生物种类上。他们遍访世界各地，把标本带回博物馆，这样各个物种就可以被分类与确定下来。今天，这项工作还在继续。但是，科学家同时也在研究生物之间的相互作用关系，这项研究是非常重要的，因为可以帮助我们理解人类带来的变化——污染和森林采伐等——是怎样影响整个生物世界的。生态学即是对人类与自然界的联系的研究，它涉及到生物本身，以及它们使用的原材料和营养物质。能量也是生态环境学中一个重要的研究方面，因为它是生物生命存活的动力所在。

聚集在一起

调查野生动物的研究人员通常对野生动物了解得非常透彻。有经验的研究人员可以根据黑猩猩的脸以及驼背鲸的尾部造型而直接将它们辨认出来。研究生物种类是很有意思的，但是生态环境学家对于从更大范围内研究生命的运作情况更感兴趣。

从个体引申出去，首先最重要的级别是“种群”，这是在同一时间生活在同一地方的同一种生物的集合。有些种群的成员很少，而有些却达到上千之多。不同的种群有着不同的变化方式。一个大象种群或者橡树种群的数量变化很慢，因为它们的繁殖速度很慢，而且寿命很长。而蚱蜢的种群数量变化就快了，因为它们繁殖很快、寿命很短。

在有些种群中，生物个体是随意分布的，不过更常见的情况是，它们以分散的群的方式生活。这对于试图监控野生物的科学家来说是个麻烦，因为这使得种群的数量很难数清。而且，有些动物比如老虎和鲸之类的一直处于迁移当中，使得这项工作就更难了。

群落生活

非洲草原和其上的野生动物形成了地球上最具特色的生态系统之一。这个生态系统因其具有丰富的食草哺乳动物群而出名。

斑马与各种植物和动物一起形成了一个群落——一个生活在同一个栖息地上的多种生物的混合群落，彼此利用对方来生存。斑马需要食草，也在啃掉其他种类植物的同时帮助了草籽的传播。

生活在同一个地方的所有斑马形成一个种群。它们混合生活在一起，因此也会进行异种交配繁殖。在一个斑马种群中，一种斑马与另一种斑马之间存在着细微的差别，但是这需要专家才能辨别出来。

在种群之上的便是“群落”，其中包括了几个不同生物的种群，就像是小镇上生活在一起的几户邻居。在自然界中，群落生活总是很繁忙的，并不像其看上去那么平静，那是因为各个种群的生活方式大不相同——有些可以与邻居和睦相处，有些则是将邻居作为自己的囊中猎物。

不同地区的生物群落各不相同，在热带，群落中常常包含了数千种关系复杂的生物。在世界上生活环境最恶劣的栖息地中，生物种类甚至还列不满一页。比如，深海底的火山口布满了细菌，但是没有任何一种植物生活在那里，因为没有阳光。在这样的艰苦条件下，基本没有生物愿意将海底火山口作为自己的长久生活之地。

栖息地和生态系统

一个群落是多种生物的集合，不再包含别的东西。但是下一步要提到的生态系统，则还要包括这些生物的家，也即栖息地。生态系统包括生物和其所处的栖息地，从针叶林和冻原到珊瑚礁和洞穴。

生态系统需要能量才能运作，而这种能量通常来自于太阳。植物在陆地上收集阳光，而藻类从海洋表面获取阳光。一旦它们收集起这种最为重要的能量后，就将之用于自身的生长，这也就为其他生物提供了食物。一种生物被吃后，它所含有的能量就被传给了食用者。深海火山口是生物以不同于上述方式获取能量的极少数地方之一——在这里，细菌通过溶解在水中的矿物质获取能量，而这些细菌则为动物提供了食物。

世界上所有的生态系统构成了生物圈，也是生态学分级中的最高级别。这个变化多样的舞台，承载了丰富多样的定居者，涵盖了有生物居住的所有地方。

家和栖息地

得益于现代科技，人类可以生活在地球上几乎任何地方。与我们相比，地球上的野生动植物对于自己的生活环境比较挑剔。

在自然界中，每一个物种都有自己的栖息地或者家，一个栖息地可以为动植物提供生活的处所，以及其所需的所有东西。大部分物种都只喜好一类栖息地，但是有些可以在其生命的不同时期使用两类或者三类不同的栖息地。物种能够习惯于它们的栖息地是因为几千年甚至几百万年来的适应过程，如果它们的栖息地发生变化或者消失，它们的生存就会变得困难了。

生活的空间

栖息地就像是地址，因为它们会告诉你哪些物种生活在哪些地方。比如，大熊猫生活在中国中部地区的大山里，它们几乎完全是以竹子为食的。在地球上的其他地方，这些大熊猫都不可能长久地生存下去，因为熊猫以竹子为生，没有了竹子，它们别无所食。

与大熊猫相比，豹对于生活的环境和所吃的食物不是那么挑剔。它们可以生活在空旷的草原上和热带丛林中，甚至可以生活在靠近村镇的田地里。这也解释了为什么豹是当今最为成功的猫科动物。世界上一些分布很广的动物甚至还生活在根本不为人类所知的环境里。一种被称为“水熊”的微生物生活在池塘、水坑、水沟甚至两层泥土之间薄薄的含水层中，像这种栖息地在世界上到处都是，所以水熊可以在世界范围内分布。

特殊的家

很久以前，我们的祖先从非洲向北扩张，最终遍布整个地球。但自然界中，一些物种仅在一个地方进化，从来没有试图在其他地方分布过，这通常是因为这些物种被隔绝在偏僻的岛上或者高山上的峡谷中。这些物种被称为地区性动植物，其中包括几千种罕见的植物比如海椰树，和一批特别的动物，包括马达加斯加岛的狐猴和加拉帕戈斯岛的陆龟。来自新西兰的奇异果以及夏威夷几乎全部的土著鸟和蜗牛都属于地区性物种。

地区性物种通常很稀有，因为它们的天然栖息地范围很小，这使得它们很脆弱。一旦栖息地发生变化，或者人类将新的物种带到其中，它们可以在很短时间内灭绝。很多地区性物种已经灭绝了。在像夏威夷和新西兰这样的地方，动植物保护主义者正在努力保护尚存的物种。

新的栖息地

世界上大部分栖息地都生活着大量的生物，但有时候，新的栖息地也会出现——在河流改道，或者发生野火时，动植物会以最快的速度迁移到空旷安全的地方。从长远的角度讲，大灾难也会带来新的机遇：比如在美国西北地区，1980年圣海伦斯火山爆发，这次火山爆发毁灭了几千棵树，铺起了厚厚的火山灰。但是仅仅3年之后，那里就开满了鲜花，住满了昆虫。今天，森林也正迅速地恢复。

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。

物种金字塔

这种能量的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。

仔细看看本页右上的两种植物：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。

趋同进化的过去和现在

趋同进化并不只是表现在如今的物种之间，它已经有很长的历史了。在史前，有一种被称为豫裂兽的动物的外形就很像大象。更早的时候，一种被称为“盾齿龙”的爬行动物看上去很像海龟，因为它们都进化出了圆形的、布满片甲的外壳。不过，最好的趋同进化的例子出现在有袋哺乳动物身上：来自南美的剑齿类有袋动物与剑齿虎长得很像，而一种被称为南美袋犬的有袋动物则与狼和熊惊人地相似。上述趋同的有袋食肉动物中，灭绝最晚的是一种被称为“塔斯马尼亚狼”或者“袋狼”的有袋动物，其灭绝于20世纪30年代，这种不同寻常的动物是存活到现代的最大的有袋食肉动物。

世界上的生物群落区

人类世界是按照国家来划分的，而自然世界的划分则有着完全不同的方式。它们的“国家”被称为生物群落区，每一个区中都有自己独特的生物组合。

从空中，很容易看出生物群落区。沙漠是干旱的棕褐色，而热带丛林则像一块深绿色的地毯。冻土带开阔荒凉，而湿地上则覆盖着浸满水的植被。通常，生物群落区就是“栖息地”，用来表述物种作为自己的居住地的特定环境。

生物群落分布图

在陆地上，主要有10个生物群落区，是按照气候来划分的，因为气候是影响物种分布的重要因素。比如，热带雨林分布在长年温暖潮湿的地带，而沙漠则分布在干燥到几乎无树可长的地带。每种生物群落区可以分布在世界上的多个气候相同或者相似的地方。生长在每一种生物群落区中植物因地区差异各有不同，但是因为生活在相同的气候条件下，通常有着相同的外形甚至相同种类的叶子。

动物要靠植物生存，因此也可以划分群落区。世界上大部分的食草性哺乳动物都生活在草原上，而很大部分的昆虫则主要生活在热带和温带丛林中。沙漠是对于蛇和蜥蜴而言的最重要的群落区，此外灌木地也是比较适合这两者生活的环境。世界上很大部分鱼类都生活在珊瑚礁中——基本上相当于海中一个独立的生物群落区。

迁移中的生物群落区

由于生物群落区主要是按照气候条件来形成的，所以，不同的区之间基本上是没有明确的界限的，相邻的群落区之间通常相互交叠。在极北地区，针叶林带逐渐地被冻原所取代，而在热带，灌木丛地慢慢地为沙漠所替代。在有些地方，两个群落区之间的界限可以宽达几百千米。

气候类型慢慢变化，生物群落区也随之变化。当气候变干时，沙漠面积就扩大了，而当雨季来临后，又慢慢萎缩了。地球历史越往前推，气候和群落区的这种变化也就越大。在上一个冰河时期的鼎盛期，冻原覆盖了北美洲、欧洲和亚洲的大部分地区，热带雨林地带因为气候寒冷干燥也出现了大面积的萎缩。而且，随着热带雨林的缩小，很多热带动物也遭到了削减。

人类和生物群落区

下图显示的是当今生物群落区的分布情况，但是没有考虑人类活动对之造成的影响。自从1万年前人类学会农耕之后，人类对于世界上生物群落区的分布带来的影响也越来越大——森林被砍伐，草地变农田，湿地被抽干。在世界上的一些地区，由于农田上的泥土被冲刷或者风吹带入，沙漠面积在不断扩大。如果人类的这些行为都没有发生或者将现实还原到本来状态，那么生物群落区的分布就完全应当是下图中的样子。

北极和冻原

在地球的极北地区，气温可以低至-50℃，冬季的日照时长只有几个小时而已。对于生活在那里的动植物而言，北极充满着机遇，但是要在这样一片冰和雪的海洋中生存，需要真正的强壮和坚韧。

北极的中心地区是一片冰冻的海洋，并且几乎都被陆地包围着。这是世界上最小的海洋，大部分的洋面都被永久移动的浮冰覆盖着。北冰洋周围的陆地被称为冻原，荒芜而没有生命的迹象，在一年中的大部分时间里都是冰冻着的。但是在春季和夏季的短短几月中，土表的冰层会融化，冻原突然间显示出勃勃生机。

北冰洋中的生活

对于人类来说，北冰洋是极端寒冷的，即使在夏天，这里的温度也接近冰点。任何人如果落入北冰洋，除非能够被立即救起，否则没有生还希望。在冬季，海冰可以一直延伸到格陵兰岛北部，将整个洋面冰封起来，就像是加了一个水晶盖子。冰山也被暂时困住而停止移动，但是当海冰一融化，其便可以向南漂浮出几千千米之远——1912年，泰坦尼克号撞到冰山而沉船的事故发生在西班牙附近海域，而1926年，一座冰山甚至漂浮到了百慕大附近。

与空气相比，水更容易吸收热量，因此人类如果掉入冰窟后不能坚持很久。尽管如此寒冷，北冰洋仍然是地球上最为繁忙的生物栖息地之一，生活着大量的浮游生物、水母、海蛇尾、掘洞爬虫，以及鱼类、海豹和鲸等。它们是怎样生存下来的呢？

对于大部分生活在北冰洋的动物而言，寒冷完全不是问题，因为它们没有可以失去的体热。这些“冷血”动物只要海水没有真正结冰，就可以在冰冷的海水中生活得很惬意。很多动物生活在海床上，那里的温度全年稳定在4℃。在这个光线昏暗但并不完全冰冻的世界里，冷血动物的行动很缓慢，但是生存是绝对不成问题的。

深处的热量

对于生活在北冰洋的哺乳动物而言，寒冷是生存的一大威胁。海豹和鲸是热血动物，它们的体温几乎和人类没有差别。如果受了风寒，即使体温只低了几度，这些动物也有可能死亡。

北极的哺乳动物通过在身体上裹上一层厚厚的脂肪来解决寒冷问题。这层脂肪被称为“鲸脂”，存在于内脏器官和皮肤之间。脂肪是非常好的绝热器，它可以帮助防止体热的散逸。生活在北极的海豹，这层鲸脂可以厚达10厘米，而在弓头鲸体内，鲸脂甚至可以达到50厘米之厚，几吨之重。在17世纪，当这些鲸被捕获时，它们的鲸脂很受推崇，常常被切成块状后浮回岸边。

鲸脂已经足以帮助鲸保暖了，而海豹则还有自己的绒毛大衣。另一种北极动物——北极熊身上的皮毛更为厚实和浓密，可以在空气中起到很好的保暖作用，但是在水中的效果就相对不佳了。不过，幸好有鲸脂，北极熊也就不用担心寒冷了。它是真正的海洋动物，常常在距离最近的冰块和陆地之间游出十几千米远。

冰层的裂缝

在北极附近的北冰洋洋面上几乎一直是冰封着的，这就使得需要呼吸氧气的海豹和鲸的生存遇到了困难。但是，在北极的大部分地区，强烈的风和气流抽打着海冰，让一些地方的冰裂开了口子，又把一些碎冰挤压在一起。较小的裂口被称为“冰裂”，几乎随处可见，但是不会持续很久。比较大的裂口有一个俄罗斯名称，叫做“polynya”，也就是“冰间湖”或者“冰穴”的意思，持续存在的时间可以达到几年甚至几十年之久。今天，最大的一个冰间湖出现在巴芬湾北梢，其面积几乎与瑞士的面积相当，从很高的上空就能清楚地看到。

对于北极的野生物，这些冰间湖就像是寒冷沙漠中的绿洲。这里可以看到很多海豹，以及北极体型最大的动物——海象。海象的体重可以达到1 200千克，有着显眼的长牙、起皱的外皮，看起来就像天生是进攻大型的、行动快速的猎物的猎捕动物。但事实上，海象是以海床上的蛤为食，它们像大型的真空吸尘器一样，将蛤从冰冷的泥土中吸出来。

冰间湖也非常受北极最小的两种鲸类的喜欢，一种是白鲸，另一种是独角鲸。后者长有一个向前伸出的长牙。

独角鲸的牙齿看上去像传说中的独角兽的角，在以前常因被认为有某种神奇的力量而被出售。即使在现在，独角鲸的牙齿也总是带着神秘色彩。这种牙齿只有雄性独角鲸才有，其实是一种高度特化的牙齿，可以长达3米。雄性有时用之进行例行公事般的对抗，而其真正的功能人们至今仍没有完全明了。

受困

像巴芬湾那么大的冰间湖，可以被那些需要有开阔水域的动物当做自己永恒的家。但是在小面积没有冰的区域中，多变的天气和气流可以使得庇护所变成一个囚笼。夏末时节，海面开始结冰，无冰区开始萎缩，有时候会完全封冻。

对于海鸟而言，这只会带来一点点不便之处，因为很多可以向南迁徙到比较温和一点的地方过冬。但是对于海豹和鲸而言，如果它们拖延的时间过长，水面结冰将是一个很大的问题——一头完全成年的海象可以钻透25厘米厚的冰层，但是随着秋季过去冬季到来，冰层不断变厚，要继续留下通气孔就变得非常困难了。

有时候，事情的确会变得很糟糕：独角鲸是北极鲸类中栖息地最靠北的一种，这就意味着夏末开始的寒冷对其造成的威胁更大。有时候，几百头独角鲸被困在日益缩小的冰间湖中，基本没有生存的希望。这对于鲸类而言是个坏消息，但是对于北极的土著生物而言却是个好消息，因为它们可以将独角鲸肉作为冬季的美食。

冻原的日夜

在北极，冬季总是昏暗的，而夏季则充满了阳光。在北极圈上，仲夏夜的太阳渐渐接近地平线，但是它还没有真正降到地平线下时又开始升起来了。越往北，太阳的升降越是奇怪。

在世界上最北的小镇——位于斯皮茨卑尔根岛的新奥勒松，6月初，太阳完全升到地平线以上后便不再降落，直至7月末。连续8个星期的白天，使得人们都不知道什么时候应该睡觉，什么时候应该起床。

北极动物完全可以适应这种情况，它们可以保持全天清醒状态。鸭子和大雁可以在午夜时分沿着海岸的冻土带进食，而雪鸮能够在延长的白昼通过发动突然袭击惊扰它们的猎物。北极狐也到处巡游，在鸟巢周围和岸边的岩石地带逗留，希望能够找到鸟蛋或者雏鸟。与其他狐狸不同的是，这种皮毛浓密的动物在世居的地下洞穴中繁殖，最大的北极狐穴可以有十几个入口和上百年的历史。

花朵盛开的冻原

对于北极的植物而言，如此长时间的日照可以催化其繁殖。随着冰雪慢慢融化，鲜绿色的泥炭藓开始从浸满水的泥炭上冒出来，而沼泽棉也开始出现在冻土带墨黑的池塘中。石质地面上覆盖起了苔藓——尤其是那种只有几厘米高、看起来像灰绿色的刷子的苔藓。这些都是北极最坚强的生物种类，也是驯鹿的重要食物，它们通常都是先用自己的蹄将藓上的雪挖去。冻原上也生长着北极柳树，但都只有脚踝那么高，通过牢牢抓住地面，这种植物可以抵抗北极寒风的摧残，这也是在这种大风寒冷的环境中生存的重要技巧之一。

由于北极的夏季很短，冻原上的植物也是速战速决地留下自己的种子。北极柳树可以长出黄色或者铁锈色的柳絮，等到地面上的雪化尽，气温达到10℃后便绽开，并吸引有翅膀的昆虫到来。有一种颜色鲜艳的被称为紫色虎耳草的植物动作更快，当雪还在融化的时候，便已经开始开花了。

北极的昆虫

对于居住在北极的人类而言，夏季反而是比较麻烦的时候，因为土壤表层的冰会融化，使得冻土带显得很湿软泥泞，外出非常不便。更严重的是，这个季节还有蚊子出没。在北极的各个池塘中，几百万蚊子的幼虫成熟了，用全新的翅膀开始在空中飞舞。雄性蚊子是无害的，因为它们以花朵为食，但是雌性蚊子在产卵前需要吸食血液。一般情况下，它们只是进攻野生动物，但是它们也会聚集在衣服、鞋子甚至摄像机镜头前，不放过任何机会进攻人类暴露在外的皮肤。

北极也生活着大量墨蚊，这是一种小小的弓背吸血昆虫，被其咬过后会觉得奇痒无比。这些招人烦的昆虫只有两毫米长，但是它们可以成群出击，使得动物和人类逃之不及。

幸运的是，并不是所有北极昆虫都像墨蚊那样让人讨厌——北极的大黄蜂在为花朵授粉中承担着重要的任务，而蜻蛉则是以吸血昆虫为食。在天气温暖的日子里，如果气流也比较平稳的话，蝴蝶也会飞出来。有些蝴蝶是冻原的土著生物，也有一些是在夏季来临时不远千里迁徙而来的，它们由南向北飞行的距离有时可以达到惊人的2 000千米以上。

飞行迁徙者

蝴蝶不远千里来到这样一个寒冷而遥远的地方似乎很让人费解，但事实上，到了夏季，北极的植物给蝴蝶带来几乎享用不尽的食物。蝴蝶并不是唯一长途跋涉来到北极的动物——在雪还没有完全融化的时候，大群来自温暖地带的大雁就来到这里繁殖后代。每种大雁有它们自己的夏季和冬季生活区域，雪雁在冬季的时候生活在美国的南部和西部地区，但是平时在加拿大北极地区筑巢。比较罕见的红胸雁在冬季的时候生活在黑海附近，但是平时在西伯利亚北部的泰米尔半岛筑巢。

虽然雁类是游泳高手，但是它们并不以浮游生物为食。相反，它们吃草和其他陆生植物，用喙猛力一拽后，将植物折断吞下。整个夏季，成年大雁和小雁大量进食变肥，为遥远的南方之行做好准备。

行进中的兽群

北极最大的食草动物也随着季节而迁徙，但是它们的迁徙过程是在陆地上进行的。大群的驯鹿向南迁徙，用它们异常宽大的蹄踏在雪上，游过所有挡在路前的河流，直至到达北部森林地带。

在斯堪的纳维亚半岛上，萨米人曾经过着游牧驯鹿的生活。他们跟随着自己的驯鹿，在森林和冻土带之间迁徙，并且赶走狼和其他猎食动物。如今，一些萨米人仍然过着这样的游牧生活，不过他们已经有了现代机动雪橇，并且在长途跋涉的终点建起了舒适的家。

夏季过去，秋季来临，北极的麝牛开始了与众不同的迁徙——从地势较低的冻土带转移到地势较高的地带。这些大型有角动物在冬季有着超长的皮毛，因此几乎不受寒冷的影响。但是雪却是个大问题，因为它会让寻找食物变得困难。在格陵兰岛和加拿大北部地区，麝牛向积雪已经被大风刮尽的地势较高地区转移。

积雪下的家

在北极的冬季，最温暖的地方当属积雪之下。这就解释了为什么北极的植物在积雪覆盖地区长得最好，为什么旅鼠也喜欢生活在积雪之下。北极生活着12个不同种类的旅鼠，繁殖速度都很快，只要出生两周后便能产育后代。其中一种被称为挪威旅鼠，由于每4年都会出现一次数量激增而很是出名。在“旅鼠年”中，食物供应跟不上旅鼠数量的增加，会有数以百计的旅鼠出来到处搜寻食物。

传说迁徙中的旅鼠会从悬崖跳入海中自杀。事实上，旅鼠是游泳高手，但是偶尔也会遇到灾难而导致大量溺死的现象。

南极

人类很晚才拜访南极洲——世界上最寒冷、离陆地最远的地方。但是，几百万年来，生命在这个冰雪世界里繁盛发展，四周资源丰富的海洋为其提供了所需的养分。

与北极不同，南极是一片巨大的陆地，但是几乎都被冰雪覆盖着。最深处的南极冰帽达到4 000米厚，其巨大的重量将地基部压得非常之实。除了科学家之外，几乎没有任何生物居住在冰帽上。但是在南极大陆沿海岸地区以及多风暴的南大洋中，充斥着大量的生命。

靠近南极

很少有地图会显示南极洲与外部世界的真正边界。这个边界不是冰雪覆盖的海岸或者南极圈，而是深入海中的一条看不见的界线。这个地方被称为“南极辐合带”，也即南极的寒流向北流动碰到向南流动的暖流的地方。这个辐合带总是处于移动当中，每年都在稍稍变动。但是其代表着温带的结束而极地环境的开始。

位于这个纬度上，一艘船可以在南大洋随意航行而不会碰到陆地，因为这里根本没有陆地。没有任何东西可以阻挡如极地的飓风般强劲的顺时针气流。在辐合带以南是世界上暴风最激烈的地带，可以掀起如山般的海浪和形成黑暗恐怖的天空。在船上，任何人都会觉得这里是世界上环境最险恶的地方，而事实也差不多正是如此。

上升而来

在南极洲附近的海洋中，水流极为复杂。除了东西向水流外，还有从海底往海面的水流。这种“上升流”会从海床带来营养丰富的混合物质，是浮游藻类生长所需的养分。正是这种无尽的天然养料，使得南大洋成为了世界上最为肥沃的海中栖息地之一。

每年春天，这些藻类植物会迅速生长，就像青草染绿了地面。在海中，没有成群的食草动物食用海生植物，但是生活着数量惊人的磷虾。这种小小的甲壳动物只有手指那么大，但是每个磷虾群大约可以重达1 000万吨。在春季和夏季，磷虾滤食浮游藻类，并且将之转换成富含蛋白质的食物。在秋季和冬季，当这些藻类都死亡后，磷虾潜到海底，以上层水域沉积下来的残骸为食。

过滤捕食

对于南极洲的海洋生物来说，磷虾群是取之不尽的食物来源。小鱼、鱿鱼和企鹅等都是一只接一只地捕食磷虾的，但是一些大型的捕食者则是一次吃进许多。这些大型捕食者中有一种叫做食蟹海豹，虽然名字如此，但是它主要还是以磷虾为食的。食蟹海豹常常一口就吸进大量的磷虾，并从锯齿状的牙齿缝里将水沥出。每吃一口，食蟹海豹会吞下大约8千克的磷虾，这是大多数人一天进食量的5倍。总计起来，所有食蟹海豹一年大约能吞下6 000万吨磷虾，是南大洋中最主要的磷虾捕食者。

磷虾也是豹斑海豹的最爱。豹斑海豹非常凶残，游泳速度极快，也捕食企鹅，其后牙有3个尖尖的凸起，或者像匕首一样使用，或者靠在一起来筛食磷虾。但是就单次的磷虾消费量而言，南大洋的须鲸当列榜首。须鲸中有世界上最大的鲸类，喉部向下都有很深的纵向凹槽。当须鲸攻击一群磷虾时，它就将嘴张开在磷虾群中游过，凹槽扩张，使得其喉咙膨胀得像一个气球，然后鲸将嘴合上，将水沥出，一次便吞下1吨左右的磷虾。

直到20世纪，蓝鲸和须鲸的磷虾食用量仍占南大洋磷虾消费量的很大部分。但是当北半球鲸的数量开始萎缩时，越来越多的捕鲸船开始出没在南极洲水域。捕捉到的鲸不是在像南乔治亚岛这样的孤岛上直接进行加工，就是在专门设计的可以在海上呆上几个月的工厂型船上进行加工。须鲸是主要的捕捉对象，并且每年有2.9万多头蓝鲸被捕杀。今天，整个南大洋是鲸类的禁猎区，但是因为它们繁殖速度很慢，所以需要很多年以后它们才能再次达到曾经的数量。

危险的海岸

南极洲的海岸与地球上其他地区的海岸不同，只有5%的海岸线是裸露的岩石，其余部分都覆盖着冰架，缓缓地延伸到海洋中。堆积着几千年冰雪的冰川使冰架不断增大，越来越向海上突出，高达200米的冰架便漂浮到了海上。最后，巨大的冰块从冰架边上裂开，形成迄今为止世界上最大的漂浮冰山。

从秋季初期开始，南极洲四周包围着一层浮动的海冰，而且范围不断扩大，每天可以向北延展4 000米之远。因为海冰是由海水形成的，所以厚度一般只有几米。但是，从深冬到第二年春季温暖到来之前，其覆盖的面积可以达到整个南极洲面积的4倍。

对于一些南极洲动物来说，浮冰是很好的休息之地，但是对于生活在海岸边的动物而言，冰可以带来危险，尤其是当冰层移动的时候。海冰随着海浪上下，将较低岩石上的动物带到海中，在海床泥层中刮起深深的沟痕。冰山可以造成更大的危害——尤其是当风和水浪将之推回岸边的时候。为了避免被擦伤或者压伤，帽贝和其他生活在岸边的动物常常在秋季的时候迁徙到较深的水域中，春季时再搬回较浅的水域生活。

缺席父母

南极洲附近生活着40多种鸟类，但是它们很少在南极洲大陆上繁殖。相反，它们都把巢安在南大洋的岛上，其中包括世界上最为偏远的岛屿。布维岛是最孤独的一座岛，离其最近的陆地是南极洲大陆东海岸，大约相距1 600千米。这个常年受到暴风雨摧残的小岛几乎没有人类涉足。但是在如此辽阔的海域和如此稀缺的陆地资源的条件下，它还是成为了一些信天翁——世界上最大的海鸟的避难之所。

信天翁长得像大型的海鸥，但是它们在很远的海上捕食，可以滑翔好几天，从浪尖上抓起海里的水母。这种鸟的寿命很长，与其他鸟类相比，繁殖速度比较慢。信天翁每次只抚养一只幼鸟，常常飞行到3 000千米以外后才带着食物返巢。神奇的是，它们的幼鸟会很耐心地等待，而父母也从来没有迷路回不了家的时候。

在冰上繁殖

南极洲的岛上因为风力太大而不适合树的生长，最高的植物是一些有顽强生命力的成簇草类，有的能长到齐腰的高度。成簇的银须草为蜘蛛和昆虫以及从船上逃下来的老鼠提供了庇护所。在一些岛上，比如凯尔盖朗群岛，老鼠已经成为了需要关注的问题，因为它们食用鸟蛋和破坏鸟巢。科学家们在试图找出减少这些入侵者数量的方法，以给鸟类创造一个繁殖后代的良好环境。银须草也生长在南极洲半岛上。南极洲半岛是南极洲向南美方向突出的部分，半岛的最突出部分就像是南极洲的佛罗里达州，因为这里的气候环境比南部要温和得多。很多在南极考察的科学家就在这里安营扎寨，几乎所有的南极洲陆生动物也在这里生活。但是与南极洲那些喜欢生活在海里的动物相比，陆生动物的体型就显得太小了，最大的陆生食肉动物是一种食腐的小虫，只有几毫米长。

海燕和企鹅

在南极洲大陆上，生活在最南部的主要有两种海鸟。海燕一般在岸边进食，但是雪海燕和南极海燕却能够在远离海岸250千米处的内陆悬崖裂缝上筑巢。这些隐蔽处可以保护海燕的卵和雏鸟不受南极寒风的威胁，但是卵和雏鸟仍然需要绝对的防寒才能生存下来。

相反的是，南极洲上最大的鸟类在狂风扫荡的冰面上繁殖，不需要任何庇护，它们就是帝企鹅。帝企鹅绝对是世界上所向无敌的保暖高手。在整个黑暗的冬季，雄性帝企鹅会留在冰面上，而它们的配偶则在海中觅食。通过挤靠在一起，它们可以在-50℃的环境下生存，这种温度再加上寒风凛冽，这里比地球上任何一个天然栖息地都要寒冷。但是，帝企鹅就是具有这样一种神奇的忍耐能力。对于雄性企鹅而言，需要照顾的不仅是自己，还有自己的后代：整个冬季，它们都承担着保护和孵化后代的重任，雄性企鹅将卵放入双脚形成的“巢”中，用腹部的皮毛向下覆盖形成温暖舒适的“育儿袋”。

大部分鸟类在春季产卵，但是帝企鹅却是相反——雌性帝企鹅在秋季产卵，然后便游入海中。这看起来似乎没有选好时机，但是帝企鹅的卵需要孵2个月，雏鸟还需要4个月才能成熟。秋季产卵可以保证后代能够在一年中最好的季节——南极洲的春季——离家生活。

沙漠

沙漠覆盖了几乎1/3的地表，是地球上面积最大的野生生物栖息地。沙漠野生生物的分布很稀疏，但这有利于它们应付极端的气温和苛刻的环境条件。

世界上的大部分沙漠分布在亚热带地区，在那里，被称为“反气旋”的强大的干燥气流常常停留几个月之久。沙漠也分布在潮气不能到达的其他一些地区——有些是因为离海洋的距离太远，而有些是因为高山挡住了含水气流的到来。虽然，大部分沙漠都是炎热而干燥的，但是也有些沙漠是寒冷的，且偶有暴风也能带来降水。

多变的气候

1991年6月，一场风暴席卷了智利的安托法加斯塔港，毁坏了大量房屋和道路。这场风暴之所以如此引人注意是因为安托法加斯塔位于阿塔卡马沙漠——可以说是世界上最干燥的地方。在这块位于太平洋和安第斯山脉之间的条形地带，年均降水量只有0.1毫米。在这里，降水如果要装满一个咖啡杯，则需要100年。当地的每一滴饮用水都通过管道或者交通工具运送而来。

沙漠中的倾盆大雨被称为“山洪暴发”，这也是为什么生物不容易在沙漠中生存的原因之一。

在沙漠中，干旱是日常生活中的现实问题，而当大雨降临时，结果则又是极具戏剧性和危险性的。另一个问题是风，它可以在地面上刮起锋利的粗砂或者将大量的黄沙扬到空中。再加上炎日的骄阳和夜晚的寒冷，沙漠对于任何生物而言都是极端艰苦的生活环境。

生命的水库

阿塔卡马沙漠的部分地区极端干燥，完全没有生物。但在有些沙漠中，会有足够的水分使得一些特殊的植物得以生存下来：每年5毫米的降水量就足以使稀疏抗旱的植物生存下来，而若是年降水量为150毫米，则还可以长出较高的灌木丛，当一片沙漠上的年降水量达到250毫米时，沙漠也就慢慢地转换成灌木地，可以有多种植物生存。

植物是沙漠生物的关键，因为没有了它们，动物也就没有了食物。沙漠植物种类多样，但是就抗旱能力而言，没有哪种植物可以与仙人掌相抗衡。最大的仙人掌被称为巨人柱，可以达到10米高，它们长长的茎部就像是可扩张的蓄水池，内含的水分可以填满好几个浴缸。像所有植物一样，这种巨型仙人掌通过微小的气孔呼吸，但是它们的呼吸是在沙漠凉爽的晚上进行的，这样就可以防止过多的水分被蒸发出去。

一些沙漠树类和灌木有着长得难以置信的根部，可以从很深的地下吸收水分，比如在美国亚利桑那州，矿工们发现一棵牧豆树的根伸到了地下50米的深处。但是仙人掌的根不同，它们只是将根大面积地排布在地表浅层，这样在降雨时，仙人掌就能第一时间获得水分了。

由于仙人掌可以如此快地吸收水分，所以它们能够在环境极端恶劣的“无人之地”生存，而其他植物则不能。这个地方是猎捕很多种动物的好去处，尤其是走鹃——一种在沙漠岩石和植物上跳来跳去，食用从蝎子到蛇的各种小型动物的鸟类。

奇异的植物

在世界上的沙漠地区，很多植物采用了仙人掌的生存技巧——将水分储存在茎部。这些植物包括世界上最为奇异的灌木，比如墨西哥琉璃苣，看上去像一根布满钢针的电线杆。生长在离好望角不远的索科特拉岛上的“土豆袋树”是另一种造型奇特的沙漠特种植物，从其粗壮的袋形的树干上长出小簇肉质树枝。

非洲沙漠上还生活着其他种类的奇异植物，比如晃玉和“活石头”。晃玉的茎呈绿色的圆形，大小与真正的棒球相仿，茎中含有大量的水分，以及浓稠的、乳汁般的白色树液。这些树液有着火炽般的口感，比最辣的辣椒口味还要浓烈，这就使得动物对其毫无胃口。“活石头”则有着自己的一套防御之道，它们小小的、顶部平坦的茎看上去就像鹅卵石。但是终有一年，这些“鹅卵石”会突然开花。

但是非洲最奇特的沙漠植物来自纳米比沙漠。这种植物被称为“千岁兰”，这是根据一位德国的植物学家而命名的。千岁兰是针叶树的远房亲戚，大约1米高，只有两条像带子一样的叶子，可以生长几个世纪。它的叶子像木质一样坚硬，随着慢慢变老就会受到磨损和变得粗糙。

躲避高温

千岁兰的生长速度很慢，而且可以活到1 000年以上。但是沙漠中也有生长、开花、结子速战速决的植物。这些植物被称为“短命植物”，只有在降雨后才会出现。

在美国加利福尼亚州的死亡谷，“短命植物”总是出现在早春雨后。之后的几个星期，峡谷内的地面一片翠绿，然后随着花开又呈现一片黄色。但是“短命植物”需要与时间赛跑，因为每过一天，太阳就越升高一些。当夏季来临时，气温可以达到55℃，使得死亡谷成为世界上最热的地方之一，而地面温度甚至更高。在峡谷内被称为“熔炉湾”的地方，温度可以达到88℃——离水的沸点只差12℃。

在这样的高温即将来临的威胁之下，植物没有时间慢慢地生长和开花，或者伸出长长的根须。相反，它们只能尽快地吸收周边的水分，然后将所有能量都用于产出种子。当夏季来临时，这些植物都早已死亡，但是它们数百万计的种子已经散布到地上，等待着下一场生命之雨的到来。

“短命”的动物

植物并不是唯一速战速决的生物，一些沙漠动物的生命也很短暂。大部分这类生物都是在水中繁殖的，这就意味着它们依靠偶尔的降水来生存。

在澳大利亚的辛普森沙漠，这种雨大约是每5年降一次。辛普森沙漠是世界上最平坦的沙漠之一，因此需要较长时间降水才会流尽，这里到处都会散布着浅浅的水塘甚至小湖，只要几天，里面就会活跃着生命的气息。最早出现的是蝌蚪虾，是从休眠在地下的卵中孵化出来的。

与“短命”植物一样，这些动物会迅速完成繁殖后代的任务，仿佛知道自己生活的水环境很快就会干涸一样。

大雨的降临也使得在地下深眠的青蛙和蟾蜍出现在了地面上。在它们的长久等待中，它们的身上裹着由薄薄的蜕皮形成的防水层。当雨水渗入泥土后，这层防水层就开始变软，深睡中的青蛙或者蟾蜍便将之脱去，来到地面迎接光明。很快，小虾、青蛙、蟾蜍与黑天鹅甚至鹈鹕一起，形成了世界上最为奇特的沙漠动物组合。

吝水者

穴居两栖类动物生活在世界上很多沙漠地方，这种生活方式使得它们很难被找到。有些沙漠动物全年都很活跃，这就意味着它们一直都需要有足够的水分。这些动物处理水源的认真程度不亚于银行里的收银员。无论何时何地，它们都在收集水分，并且确保没有任何浪费。

一些沙漠动物拥有不可思议的技能——它们可以在完全不用喝水的情况下存活。这种技能并不罕见，比如钻木虫一直都处于这种状态。此外，在沙漠中，不用喝水就能存活的动物中还包括哺乳动物，一般而言这类动物是需要大量流质才能生存的。

产水者

产水者中包括梅氏更格卢鼠——产于北美洲的一种沙漠啮齿动物，以植物的种子为食。这种动物在关养条件下也很容易生存，因此科学家们得以发现它们的生存秘密：首先，它们在进食的时候顺便摄取了一定的湿气，这个过程足以提供其所需水分的1/10，而剩余的9/10来自于一种非同一般的方式——它们在消化食物的过程中利用一种化学反应来形成水。这种水被称为代谢水分，很多动物都是将之排出体外的，但是梅氏更格卢鼠将之全部利用起来。这就解释了为什么它们可以在其他动物都会因干渴而死亡的地方存活下来。

储水者

在沙漠中，动物可以通过各种神奇的方法储藏水分。沙漠大象可以在干涸的河床上找到水源所在——可能是利用嗅觉，并挖出几米深的坑后找到。沙鸡可以飞行很远找到水坑所在，并且长途跋涉地将水运回巢去供应给自己的幼鸟。沙鸡会涉入水中直至齐胸深，利用其胸上的羽毛像海绵一样吸收水分。在纳米布沙漠以及阿塔卡马沙漠的一些地区，一些昆虫和蜥蜴通过喝雾水来满足对水分的需要，它们利用自己的身体，像收集露珠一样收集雾水。

当一些沙漠动物真正找到水源时，它们通常都是将水储存起来，这样可以帮助自己熬过干旱季节。这些“活储水器”包括生活在沙漠中的羚羊，比如南非大羚羊和两种骆驼。阿拉伯骆驼或者说单峰驼可以一次喝入60升水，而双峰驼则据说可以一次喝入110升的水，这些水足以灌满两辆普通家用小汽车的油箱了。

夜行动物

在骆驼还是沙漠上唯一的运输工具的时候，人们常常在晚上行进，因为在沙漠中晚上通常比白天要舒适。一旦太阳下山，地面会迅速降温，在无云的天空下，空气也变得很凉爽。沙漠动物也利用了这种温度变化，很多都喜欢在夜间行动。这些夜间活动的动物包括几乎所有小型和中型的哺乳动物——从沙鼠到长耳大野兔，以及很多食肉动物，比如山狗和身材秀美的狐。狐一般是通过它们奇大的耳朵来发现猎物的，而山狗则不仅有灵敏的听力，还有很好的视力和精准的嗅觉。

沙漠中还生活着响尾蛇和其他种类的毒蛇，它们通过感应热量来寻找猎物。这些蛇类的每一只眼睛和鼻孔之间都有一个凹陷部位，它们可以借助这个部位来发现温度高于周围环境的事物。这个凹陷部位可以感应出0.2℃的温差，因此对于这些蛇来说，热血的鸟类和哺乳动物就像是黑夜中的灯塔一样显眼。

因为这些热感应器官是成对出现的，蛇可以锁定猎物并且准确出击。如果一条毒蛇被蒙上眼睛，它会冲向一杯热水，这正显示了热量是如何指引蛇类的前行方向的。

冬季的沙漠

世界上只有少数几个沙漠是全年高温，很多沙漠都有凉爽时节，有些甚至还有着相当寒冷的冬季。在中亚的戈壁沙漠中，冬季的气温可以降到-30℃，但是不会形成降雪，因为此时也是戈壁沙漠全年最干旱的时候。寒风可以使得此时的沙漠之行变得危险，而酷寒的天气意味着此时是不可能找到水的。北美洲的大盆地沙漠也可以出现这样的寒冷天气，而会出现霜的死亡峡谷的最低温度也不过是-9℃。

对于冷血动物，比如龟、蜥蜴和蛇等，冬季不是活动时节，它们常常只是躲藏在地下洞穴中。它们的体温会降低，代谢减缓，这样方可以在无需进食的情况下存活几个月之久。昆虫也采取相同的方法，只是很多昆虫在冬季时尚未成为成虫，而是抗寒能力强的虫卵。一些沙漠哺乳动物开始冬眠，而其他一些则转到地下活动，食用自己储藏下来的食物。在戈壁沙漠中，沙鼠是这方面的专家，每个沙鼠家庭能够储藏50千克的植物根和种子。如果要在地面上活动，则需要采取很多应对措施，比如长出暖和的过冬的“外衣”。当春季来临的时候，双峰驼的冬毛会大块掉落，使得整头骆驼看上去似乎被分解了。

沙漠中的鸟类会迁徙到温暖的地方，但是有一个北美种类的鸟——弱夜鹰，则有着独特的生存技巧：有时，它们爬进岩石缝中，一睡便是几个星期。由于休眠的弱夜鹰躲藏得非常好，因此，直到1946年人类才第一次发现它们。至今，人类也只发现过极少数量的弱夜鹰，它们仍是目前世界上唯一所知的冬眠鸟类。

草原和稀树草原

辽阔的草原和稀树草原是传统的野生动植物居住地，点缀着零星的树木和水塘，它们也是人类生命最早出现的地方。

世界上的草原和一些稀树草原的气候处于“中间”状态——对于森林来说太干，对于沙漠来说又过于潮湿。草原主要分布在地球上比较凉爽的地区，但是稀树草原则主要分布在热带地区。这两种栖息地中生活着大量的食草动物——从白蚁和蚱蜢到陆地最大的哺乳动物。

成功的秘诀

草可能看上去不起眼，但是它们却是世界上最不容易被毁灭的植物。即使被折断、被啃咬、被践踏，它们都能生存下来。甚至被烧尽，它们也能“死而复生”。这就解释了为什么草适合用来铺成草坪和足球场，以及为什么在地球上的一些地方会整个被草所覆盖。

这种令人吃惊的坚韧力量之秘密在于草的生长方式。与其他种类的植物不同，草贴着地面，它们的茎是中空的，而且有节将其从顶到底分成多段。在每一个节点都长有一片叶子，这里也是细胞迅速分裂的区域。

大部分植物的生长区域只位于茎的顶部，这就意味着如果这个部位被动物吃掉的话，植物就会停止生长。但是草就不同，它们即使被吃得只剩下根，也能很快重新生长。除了朝上生长，草还会同时向四周扩张。

草和食草动物

科学家并不知道世界上最早的草确切是从什么时候开始出现的。花粉化石显示，它们最早出现在至少6 000万年之前。照这样看来，最早的草正是出现在恐龙称霸地球的时候。在这些远古时代，地球上还没有形成草地和草原，草也许只是在热带森林的边缘地区零星夹杂生长在其他种类的植物间。

但是在恐龙灭绝后，草地的覆盖面越来越广，直至它们成为世界上发展最为成功的植物之一。

这种变化的发生，一定程度上是因为地球气候变得越来越干燥。但是，更为重要的原因是那时进化出了大型的、植食性哺乳动物。这些动物有专门用来咀嚼它们的食物的牙齿和用来将植物的茎踩倒的坚硬的蹄子。很多植物都经不住上述这些“摧残”，但是草却可以。正是这些食草动物，使得草从热带地区蔓延，并形成了今天辽阔的草原。

世界上的草原

直到200年前，每个大陆上（除了南极洲大陆）都分布着大块的草原。每一片草原上都有其自己独特种类的哺乳动物——在北美洲，大草原上生活着美洲野牛和叉角羚，而南美洲大草原上则生活着大量食草啮齿动物和大群的鹿。

欧洲和亚洲草原上生活着野马，这里也是野马最早出现的地方。但是澳大利亚比较特别，因为在其草原上生活的不是有蹄哺乳动物，而是袋鼠等。

非洲草原仍然生活着世界上群落数量最大的食草动物。在1888年，南非定居者遇到了正在一望无际的草原上迁徙、史上罕见的巨大数量的跳羚，其数量至少有1 000万头，它们全都以草为食。

行进中的哺乳动物

如今，地球上的草原已经发生了很大的变化。在19世纪期间和20世纪早期，水牛和跳羚遭到大量捕杀，以致它们几乎灭种（幸运的是，在这两个物种真正快灭绝前，捕猎被停止了下来）。在很多草原上，野生哺乳动物被牛、羊挤了出去，而有些草原则被开垦，用于种植粮食。尽管发生了这些变化，天然的草原仍然存在着，它们是一些最壮观的大型野生动物生活的地方。

在非洲东部的塞伦盖蒂和马赛-马拉国家公园里，可以看到令人难忘的景象。在那里，在大裂谷 河谷边上，大群混合的草原哺乳动物全年进行着迁徙，以寻找新鲜的食物。这些动物中包括100多万头的角马、大约45万头的瞪羚和20万匹斑马，它们都随着季节的变化而迁徙。它们在雨季开始的时候来到开阔的草原上，而在干旱季节则进入稀树大草原。没有什么阻挡它们前行的脚步，它们可以到任何自己想去的地方——就像几百年前的草原动物一样。

团结在一起

对于食草动物而言，草原是生活的理想居所，因为到处都是食物。但是，这也有一些明显的缺陷，比如几乎没有可以藏身的地方。掠食动物可以从很远就看到食草动物，食草动物唯一的办法就只能是逃跑。几百万年来，食草哺乳动物已经进化出了强壮的四肢，这可以增加它们逃生的几率。此外，它们也形成了群居的习惯，因为这样可以实施一种很好的预警系统。在一个群中，很多眼睛和耳朵都警惕着周遭的环境，当一些在进食的时候，另一些则观察着地平线上的状况，如果有成员发现了危险的来临，整个群都可以及时逃跑。

如果食草动物每次都是一看到危险就立即逃命的话，它们会在几天内就精疲力竭而死。因此，它们会根据所遇到的危险的不同而做出相应的调整。比如，它们会让一头狮子靠近到200米的范围内——这看上去似乎太过大意了，但是瞪羚本能地知道狮子是依靠偷袭捕猎的，所以，如果一头狮子显眼地出现在它们的视线里，其很有可能只是在侦查而不是准备捕猎。猎豹则显得更为危险，因为它们依靠速度而不是靠突袭捕猎。如果瞪羚看到一头猎豹，即使尚在500米开外，它们也会立即奔命。事实上，500米的确是其成功逃脱追捕的最小距离了。

濒危的大型动物

大型食草动物，比如犀牛和大象，它们有着自己的一套办法。一般情况下，它们也会在危险来临时选择逃走，但是有时候，它们会坚守自己的阵地，甚至主动发起进攻。这种进攻可能只是一种警告，或者其也会演化成一场真正的攻击。这两种情况没有明显的界限，因此通常有经验的导游和追踪者会很谨慎地对待这些动物。

大象和犀牛都是“近视眼患者”，它们主要是通过敏锐的嗅觉来发现危机。不幸的是，当对手是带枪的人类时，嗅觉根本不足以防卫。在过去的30年中，大量非洲象和犀牛被非法屠杀，为的只是它们的长牙或者角。

如今，非洲白犀牛的数量正在渐渐恢复，这都是得益于非洲国家公园内实施的繁殖计划。但是黑犀牛则面临着严重的危机，野生黑犀牛可能很快就将陷入灭绝的境地。对于非洲象而言，状况就更为复杂了——虽然在数量上仍然有好几千头，但是正在急剧下滑，而它们的栖息地更是一年一年地在萎缩。一些自然保护主义者认为保护非洲象的最好办法是对偷猎者采取更为严酷的惩罚措施。而另一些人则认为，象牙交易应当被合法化，这样大象反而能勉强维持下去。

快速孕育

面对奔跑快速，并整日寻找易于获取的食物的猎食动物，在草原上生产成了件危险的事情。同时，对生于此时的幼仔来说，草原更是是非之地。在非洲草原上，很多羚羊都转移生活到了浓密的灌木丛中，那里它们可以比较安全地产下后代。生完小羚羊后，母亲就离其而去，只是每天会回去看望4次，但是在每次进食之间，这些小羚羊仍然是蜷缩着，静静地呆着。此时，小羚羊的体味腺是闭合的，这样就使得掠食动物不能发现其踪迹，而且即使有人在仅仅几米远的地方走动，小羚羊也不会制造任何动静。

对于角马而言，生活是以一种完全不同的方式开始的。母角马不会找个地方躲起来，而是在旷野上生产，动作非常之快。初生的小角马一般3分钟后即能站立，它会跟随其看到的第一样运动的东西——一般便是其母亲。1个小时以后，母子俩便能跟着角马群小跑了。这种快速孕育方式意味着角马群可以继续前进寻食，这也正是在开阔的草原上生活所需要的最根本的能力。

但是，上述这种生产方式是非常危险的，因为母角马和小角马完全处于猎食动物的视线范围内。为了减少危机，在两个星期的时间里，有几千头母角马会产出小角马，这样就不会有哪一对母子成为猎食动物的唯一目标。神奇的是，一头待产的母角马如果遇到危险，它可以推迟分娩时间。

安居地下

草地上没有可以藏身的地方，但是地下却有不少，那里是穴居动物的避难所。穴居动物用它们的爪子或者牙齿在地下为自己刨挖出安乐窝。草地之所以是穴居动物的最佳居住地，那是因为草根会将泥土牢牢固定起来，可以防止洞穴的坍塌。

在大面积的草地被开垦之前，一些穴居动物的活动范围相当之广。在美国得克萨斯州的西部地区，仅一个“草原土拨鼠镇”上就生活着大约4亿只草原土拨鼠，分布在几乎是新西兰两倍的土地面积上。经过无数代的进化，这些勤奋的草原土拨鼠已经挖出了10亿米的渠道，下有草铺的腔室，上有火山型的入口。这些小镇住客可以分成不同的区域，以小群体的形式（被称为“圈”）居住，每个圈都会有它们自己的一组洞穴。它们邻里之间保持着良好的关系——除非是出现侵犯邻里居穴的情况。

随着土地开垦面积的不断扩大，北美草原土拨鼠的数量急剧下降。“草原土拨鼠镇”还存在着，但已经没有昔日的辉煌了。在有些地方，草原土拨鼠仍然被作为一种有害动物而被猎杀，但是有些动物保护主义者则已经提出，应当帮助这种动物。他们相信，草原土拨鼠事实上对草原是有利的，因为它们的进食和挖穴过程可以帮助草地施肥。

有一点是毋庸置疑的：草原土拨鼠的洞穴中还居住着其他种类的动物，其中包括穴鸮、蛇和植株，以及黑足貂——北美非常稀有的一种猎食动物，只生活在“草原土拨鼠”镇。自从被认为是一种有害动物，这种动物就被带到了其他地区，但在那些地方它们已经灭绝了。

食昆虫者

草原土拨鼠的洞穴大约宽15厘米，因此只有身材修长的捕食者才能进入其中。但是在非洲，一种体型较大的穴居动物的洞口宽度可以达到1米。

这样大的洞穴足以使一个人爬入其中，可以对拖拉机或者远行的吉普车队造成很大的威胁。挖掘出这些地下居所的动物正是土豚——一种以白蚁和蚂蚁为食的大型哺乳动物。这种外形像猪的动物在夜晚进食，可以用其铲形的爪子一直伸入白蚁穴中。土豚是世界上挖掘速度最快的动物之一，可以比一队配有铁锹的工人工作得更快。在南美洲，还有一种大型的食蚁兽，像一台有力的打洞机，虽然其并不是在地下打洞。食蚁兽的前爪可以像铁镐一样运作，轻易地将由晒干的泥土堆成的蚁穴挖开。

对于这两种大型动物而言，一只一只地吃蚁根本不能满足它们的胃口，它们用自己超长并有黏性的舌头直接将食物大量舔起。通过这种技术，一只大型食蚁兽每天可以吃下3万只蚂蚁或者白蚁。

草原上的流浪者

在草原上，草随处可见，但是其营养价值低而且难以消化。所以，食草动物需要在进食上花费很多时间以保证足够的营养。草籽相反，满是花粉和富含能量的淀粉，而且很容易消化。这就是为什么人类食用人工栽培的草籽或者谷类，也正是为什么那么多野生动物以草籽为食的原因。在澳大利亚内地，相思鹦鹉最善于食用草籽。作为一种笼养鸟类，相思鹦鹉一般都是单独生活的，但野生的相思鹦鹉（通常是绿色的和黄色的）通常成百上千地一起生活。它们已经适应了干燥的草原生活环境，在那里，通常要飞行几百千米才能找到食物所在。为了在这种环境下生存，相思鹦鹉到处“流浪”。一旦它们吃完了一个地方的大部分草籽，它们就要迁徙到其他地方生活。相思鹦鹉在树洞中安家，没有固定的繁殖季节，只是在雨后产卵。

在非洲，一种被称为“红嘴奎利亚雀”的小型雀类的生活方式与相思鹦鹉基本相同。但是，其每个群的成员数量可以达到100万只，就像是灰色的烟雾一样黑压压地飞过草原。有时，红嘴奎利亚雀在农田上繁衍，这对于农民而言是个坏消息，因为100万只雀可以在一天中吃掉60吨粮食。

地面上的生活

相思鹦鹉和红嘴奎利亚雀体型小、飞行速度快，这也正是这两个物种成功生存的原因所在。但是草地上也生活着不能飞行的大型鸟类，包括来自南美洲的两种美洲鸵、澳大利亚鸸鹋，以及非洲鸵鸟——世界上最大的不会飞行的鸟类。就像食草哺乳动物一样，这些鸟类依靠敏锐的感官和能够快速奔跑的腿。它们的主要食物是种子，但是有时也吃昆虫和一些小型动物。

这些大型鸟类在过去的一个世纪中有悲有喜：美洲鸵和非洲鸵鸟已经不像以前那么常见了，分布范围更是大大缩小了；相反，鸸鹋的数量却比草地开垦之前大大增加了。在20世纪30年代，澳大利亚西部的鸸鹋数量多到甚至需要政府动用军队来进行控制的程度。尽管军队使用了机关枪扫射，还是没能将鸸鹋的数量降下来。今天，已经采用了专门防卫鸸鹋的网篱。

不断转化的平衡

即使不受人类活动的影响，草原上的野生物种也需要适应各种变化。只要气候稍稍变湿，树就找到了立足之地，将草原变成了稀树草原。但是，如果气候稍稍变干，火就会将树燃烧殆尽，给了草类蔓延生长的机会。这就像是两种栖息地之间的持久战，双方都试图占据上风。

在非洲，大象在这种持久战中充当着重要的角色，因为它们会用像推土机一样的头将树推倒，以吃到树顶最鲜嫩的叶子。一群大象经过后，稀树大草原就会遭到极大摧残。一旦树木让步，草类很快就会占据这些地盘。

但这只是一个方面，因为大象也能帮助树的传播。它们吞下树的种子，又将种子随着粪便排出体外。种子在肥沃的象粪中因为得到足够的营养而长势良好，这样也就帮助了稀树草原的扩展。因此，大象和树之间存在着不断转化的平衡关系，这正是形成今天的草原和稀树大草原的无数原因之一。