300期

【專題企畫】

略知皮毛 動物的衣服


天生萬物,為了適應環境而各自穿上不同的「衣服」,以隔絕來自外界的種種威脅。這些不同的外衣有著千變萬化的形式和作用,除了最初的禦寒、保護目的之外,更進而有美觀、警示、求偶、行動、觸覺等功能,堪稱是動物演化過程中最傳奇的篇章。

 

地球是得天獨厚的行星,孕育了各式各樣的生命。然而各物種在享受大自然盎然生機之餘,同樣也面臨環境所帶來的挑戰。動物的身體是柔軟的組織,若是沒有一層防護外套,恐怕很難招架得住風吹、日晒、雨淋等等考驗,於是牠們披上千姿百態的「衣物」,彷彿舉行一場服裝表演的嘉年華會般,各自展現獨特而神妙的風情……

甲殼-堅強外衣.硬如磐石

 

首先登場的是如同鋼盔鎧冑一樣的甲殼一族。顧名思義,既是甲殼,此類型動物的外表當然是比較堅硬的,典型代表就是軟體動物和節肢動物。牠們的身體中沒有骨骼,所以為了支撐內部結構、防止體內水分流失等原因,而演化出堅如磐石的甲殼。

 

以軟體動物來說,貝類會自背部皺摺處形成外套膜以包裹全身,然後在外套膜上分泌碳酸鈣,構成介殼,用來保護身體組織。貝殼會隨著年齡而不斷長大,並且隨著物種差異而演化出不同的形狀,從雙殼的蚌到迴旋的螺,真可稱得上千奇百怪。

 

在所有動物外衣中,貝殼可說是最具變化性與強度的防護罩,因此經常被人類拿來利用,就像上古時期的貨幣、碗盆,或是將海螺當作號角;某些貝殼還會長成龐然大物,甚至能作為浴缸,例如「硨磲」(ㄔㄜ ㄑㄩˊ)的蚌殼直徑可達一點八公尺。

 

同樣是以甲殼來支撐身體,節肢動物的外衣則比貝殼稍稍柔軟一些,並且隨著肢體而分節,這也是此類動物名稱的原由。

 

不同於貝殼,節肢動物的外衣是由「幾丁質」所組成,這是葡萄糖胺連結成的聚合物,半透明且堅韌。不過,幾丁質外衣無法隨著體形成長而變大,於是節肢動物便透過蛻皮的方式,不斷換穿大一號的新衣,成語「金蟬脫殼」正具體而微地說明了此一現象。

鱗片-密集覆蓋.櫛比排列
 

貝類和節肢動物以堅硬的外衣來保護自己,雖然功能性強,但相對就犧牲了活動的便利性。脊椎動物以骨骼作為支柱,不必仰賴甲殼來架構形體,因此在外衣的演化上,更能依照環境的變化而發展出不同的樣貌。

 

就魚類、爬行類和少數哺乳類而言,為了兼顧保護身體和行動便利兩大目的,於是從皮膚上衍生出鱗片,以櫛比排列的方式密集覆蓋於體表,有如房瓦般錯雜。

 

魚鱗源自於皮膚內層的真皮,通常又稱「真皮鱗」。其根部從真皮衍生而出,外端則呈分離狀態,有利於身體的靈活運動。每一片魚鱗可分為上下兩層:上層脆薄,類似骨質,某些魚類鱗片還覆有琺瑯質;下層柔韌,由交錯的纖維組成。

 

對魚類來說,鱗片是終身不換的衣服,因此會依照生長速度及季節變換而產生如同樹木的「年輪」,由此可得知魚類的年齡。國際非營利組織「魚類研究室」(Fish Laboratory)的資料記載,曾有一條生活在日本岐阜縣一間寺廟中的錦鯉「花子」,其壽命長達二百廿六歲,即根據鱗片上之年輪來判定的。

 

除了魚類,爬行類和某些哺乳類(如穿山甲、犰狳)的外衣也是由鱗片所組成,不過牠們的鱗片源自於皮膚外層的表皮,為蛋白質構成的角質,與蹄、爪、指甲、毛髮等相似,又稱作「角質鱗」。以蛇類來說,牠們的鱗片除了保護作用之外,還可用來抓緊地面以進行移動;其次,蛇鱗無法隨著體形變大而成長,所以蛇就像節肢動物一樣會蛻皮,不過不是直接脫掉,乃是新舊皮緊緊相連,彷彿將襪子從腳掌褪下一樣。
 

鳥羽-輕柔細軟.萬能外衣
 

在大自然中,鳥類的羽毛可說是最絢麗多彩的外衣了。或是保護色、或者為了求偶……許多鳥類擁有斑斕繽紛的羽毛,究其原因,除了羽毛本身所具備的色素,有時還能透過光線的折射,隨著視角變換而產生不同的光澤與色澤。英國科學家艾薩克‧牛頓(Isaac Newton)在研究光與色彩時就發現:鳥羽所呈現的色彩,往往是羽毛結構和光線相互作用的結果;若將藍色羽毛研磨之後,可能瞬間變成單調的棕色粉末。由此可知,羽毛結構會影響羽色的變化,並且還能造就不同的功用呢!

 

若從結構及功能來區隔,鳥羽大致可分成正羽、絨羽和纖羽。正羽是鳥類體表最主要的羽毛,由羽軸及兩側的羽片組成,羽軸下方的羽柄深入皮膚內;羽片則由連續平行排列的羽枝構成,羽枝上又有平行的羽小枝,羽小枝上具有羽小鉤,當羽小鉤彼此鉤結住,羽枝就能排列整齊,羽片得以嚴密,因此鳥類經常梳理羽毛,其目的是要讓羽小枝重新鉤合。

 

至於密生在正羽下面的絨羽,並不具備羽小鉤,所以顯得蓬鬆柔軟,是鳥類體表主要的保暖層;而纖羽介於正羽與絨羽之間,羽軸細長,頂端有少許羽枝,其功能是觸覺。 羽毛可說是鳥類的萬用衣,不僅美觀,同時功能齊全,既能用於飛行,還能游水,並且具有極佳的防寒效果。甚至人類都要利用鴨、鵝的絨羽來製成羽絨衣,享受那輕柔又保暖的舒適感。

 

如此神奇奧妙的羽毛,乃是億萬年來生物演化的「嘔心瀝血」成果。雖然在現存生物中,僅有鳥類具備羽毛,但透過古生物學家的研究,發現生存於一億六千八百萬年前、侏羅紀中期的「庫林達奔龍」,其化石上同時有鱗片和羽毛的痕跡,而較晚出現的其他恐龍甚至僅有羽毛並無鱗片。換言之,某些恐龍與鳥類同樣是羽衣一族,這是鳥類為恐龍後裔的另一項明證。

獸毛-細微如絲.各盡其用
 

甲殼、鱗片與羽毛,同樣都是動物的外衣,可以保護身體、形塑外表;但羽毛和其他兩種外衣的最大差異處,便是在於能夠保暖。這是恆溫動物得以保持體溫的重要利器,同時也可說明恐龍長出羽毛,正是牠們往恆溫動物演化的證據之一。

 

作為大自然中另一大群恆溫動物的哺乳類,並不像鳥類繼承了恐龍的特色,而是朝向另一種演化方式,以不同型態的「毛」來達成保持體溫的目的。

 

在生物學上,「獸」被定義為哺乳類及其祖先的代稱,所以哺乳類的毛髮可統稱為「獸毛」。獸毛亦是由蛋白質所構成的角質物體,從毛囊上長出。毛囊位於皮膚內層的真皮,除了四肢掌部、嘴脣以外,分布在哺乳類全身的皮膚上,因此哺乳類其實就是毛茸茸的動物。 對於哺乳類來說,不同物種或不同身體部位的毛髮,各有其不同的功能。最主要的用途是調節體溫及偽裝,但許多物種各自演化出不同用途。例如:亞洲黑熊(臺灣黑熊為其亞種)胸前的黃白色月牙形斑紋,可能具有警示作用;而公獅頸肩上的鬃毛,則是雄性的特徵。

 

在眾多哺乳類中,比較特別的是豪豬與刺蝟,牠們大多數的毛髮特化成長刺,可以防禦掠食者,甚至豪豬的刺有倒鉤,若掠食者被扎到,愈活動就會插得更深入,這樣的防護外衣,絕對能讓其他動物敬而遠之。

 

動物的外衣.演化的奇蹟
 

生存環境的差異,造就了不同動物的外衣樣貌,有些注重功能性、有些是為了彰顯華美的樣貌,無論目的和功能為何,每件動物的「衣服」,其實就是牠們為了生存而奮鬥、演化的縮影。

 

作為大自然一員的人類,雖然我們利用其他物體披覆在自己身上,代替了天然的獸毛外衣,但其意義和用途也與其他動物所演化出的甲殼、鱗片……相同,都是為了生命的延續。且讓我們在欣賞大自然的服裝展示會之餘,進而能體悟「生之哲學」:珍愛生命、慈心萬物。