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GEO视界杂志——动物住宅建筑师

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发表于2014-11-4 14:13
来源: GEO视界
作者: Jürgen Tautz
所属分类:GEO计划

在进化史中,动物的建筑艺术最迷人也最令人难以捉摸。它们的作品不仅符合我们考究的美学标准,同样也发人深思:在追寻生存意义的整个过程里,我们只是万千物种中平凡的一员。而生存的意义对人类以及动物都是相同的,那就是确保在任何环境下都能存活,确保后代的繁衍。自然界中各种新奇的生存方式不胜枚 举,我们会在几乎任何地方找到各种形式、修筑得五花八门的巢穴,它们或轻巧或厚重,造型优雅实用,却完全不需要挖土机、起重机以及水泥搅拌车的帮助。

动物的建筑材料从何而来?答案很简单:就地取材。马蜂群会把木质纤维咬碎,再将其吐出,并与唾液混合,以筑成纸质巢穴;燕子们像制陶工一样用小粘土块筑巢;蚂蚁会口含幼虫,像使用胶棒一样,迫使其在叶缝或枝条间吐丝,从而“浇筑”出蚁巢……

有时,动物们修筑的是只用一季的临时巢穴,有时,上百万个建筑大师需要通过严格有序的分工合作,倾力打造出一座可以维持百年之久的建筑作品。为了完成这样的作品,谨慎、细致的计划以及相互协作是必不可少的——就像人类一样。

在为这些建筑奇迹发出惊叹的同时,我们也难免产生这样的疑问:是什么促使这类动物去筑巢?它们对自己所筑巢穴的实用性以及美观性了解多少?人们可以从它们身上获得什么启发,得到哪些创新的想法?

建筑无关智力

这是无需争议的事实。在自然界,建筑作品往往和大脑的活动无关。格拉斯哥大学的名誉教授迈克·汉赛尔的整个学术生涯都在研究动物建筑艺术。他以一种学名为Difflugia coronata的阿米巴虫为例,解释了这一点。阿米巴虫是一种体长只有150分之一微米(一微米是一毫米的千分之一)、生活在水中的单细胞生物。通过高倍显微镜,我们会发现这样一个事实:阿米巴虫拥有一种令人叹为观止的能力,它们可以自己筑造一座由沙粒构成、可以背在身上的移动居所。

阿米巴虫通过细胞分裂来繁衍后代。每只阿米巴虫都背着一个可移动“城堡”。没人知道它们是从哪里、如何获得的这个城堡的“建筑专利”,也只有通过仔细的观察才能知道,它们是怎样带着“城堡”分裂繁衍的。

这个单细胞生物会在进食的时候吃下一些“建房”所需、难以消化的微小沙粒。这些沙粒会先停留聚集在它的体内。繁殖的那天,细胞分裂的过程就像是一场和平的离婚仪式:两只变形虫中的一只会获得“两人原本居住的城堡”,而另一只则获得了体内存好的“建筑材料”,然后自己重新去建造一个新的“城堡”。重建时,体内积攒已久的沙粒堆会慢慢地移动到皮肤边缘,然后再隆起形成一座新的城堡。

汉塞尔教授在他的新书《动物建造》(Built by Animals)中介绍了一个巧妙简单的实验。在实验中,研究人员通过细微地改变环境,为一群昆虫们提供了新的庇护所,同时也给它们设置了新的机遇与风险。实验的结果展现了昆虫的应变能力以及灵活性:它们真的懂得如何利用巢穴。

科学家们将杨树叶片小心翼翼地卷起来(许多昆虫和蜘蛛都会将植物叶片卷起作为自己的庇护所),并用回形针把叶片全部固定成起来。作为对比,他们还准备了一些普通的未被人为加工的杨树叶。在一段时间的实验观察后,科学家们通过对比被回形针固定过的杨树叶和未被卷起的杨树叶得出结论:生活在由回形针固定的叶片卷上的昆虫数量是未被改变形状叶片上的昆虫数量的七倍之多,而且种类也要比后者多出三倍。在这个由回形针固定的微型生态系统中,既有以叶片为食的昆虫,又有专门猎食这类食草昆虫的肉食昆虫。因此,汉塞尔教授人为:生存环境越复杂,生物多样性就越丰富。

生物体不仅会根据所处的环境来改变自身的行为方式,也会尝试着不断改变身边的环境使其更利于自身生存。巢穴筑造的创新虽然并不是唯一一种适应环境的方法,但却是征服全新生存环境的一种理想方式。如果你认为,动物只能建造出朴实简陋的巢穴,那就大错特错了。枝头高歌的鸟儿会告诉你,在动物界同样存在着令人惊叹的华丽建筑作品。让我们听听这首关于筑巢的颂歌吧。

 

动物教科书

通过模仿,人类可以建造出近乎一模一样的巢鼠窝或者织巢鸟巢。但面对一些动物王国的佳作,即使是人类的建筑大师,也只能望洋兴叹。比如,非洲白蚁修筑的就是一座可供几百万同胞居住、高度在六米以上的巨型土堡。如果按比例把白蚁放大到人类的尺寸,这土堡将相当于一座八百米高的摩天大楼。工蚁将自身的分泌物与泥土混合筑起堡壁,而堡壁的设计则属于温度调控技术的一个奇迹——既坚硬,又可以起到调节土堡内温度的作用。热带草原正午的最高温度高达42℃,而在夜里,气温则会降至接近冰点。在这样的气温环境下,白蚁土堡内部却可以保持恒定不变的31℃左右。

怀着无比惊叹和敬畏的心情,我们记录下大自然这些精彩的建筑作品。它们是这么小巧,与众不同,并且一次又一次地突破着人类的想象。鸟类和昆虫的身体里面到底蕴藏了什么样的神秘力量,让它们为世界创造出了如此之多令人敬佩的艺术品?它们是如何看待自己作品的用途?蜜蜂们喜欢自己蜂房的对称性吗?当巢鼠把自己的巢修筑完成时,它会感到满意吗?这种满意的感觉是来源于那种被我们称为审美认知的东西吗?

当代著名的进化论拥护者理查德·道金斯认为,这一系列的疑问和讨论并没有太大意义。他将动物的筑巢行为看作是“遗传基因施加影响”的具体表现。无论是修筑得多么神奇与巧妙的巢穴,对于道金斯而言,都只是生物体的一种基因延续战略,为的只是确保自己的物种“顺利地繁衍下去”。

其他生物学家的想法则更加大胆。来自美国纽约州雪城的生物学教授斯科特·特纳一直致力于学习和研究社会性昆虫。他认为,这些非人类生物所创造出来的杰作,常常可以媲美人类的各种成就,甚至有时还会超越人类。这一现象难免会引出一个问题:我们是否可以认为,其他生物体在做出行动之前也是有意识有目的?人们是否可以相信,在生机勃勃的世界里,按照人类自己意识所设定的一切标准只能用于评价人类自己的行为,但却不一定适用于评价自然界其他生物的行为?换句话说:人类没有能力去理解自然界其他生物的生存智慧,并不代表它们的生存智慧就不存在。

在这方面,基因构造建筑软件——一种将生物进化与建筑融合在一起的电脑软件——可以为我们提供一个全新的视角。这个软件既可以像阿米巴虫建造自己的“城堡”那样完成简单的任务,也可以随着物种变化的要求,设计一个更适合这需求的巢穴。它需要面对各种新任务,并且要找出最佳的解决方案。它要考虑哪个地点或者哪种材料是筑巢所需要的,它要确保“自己”总能找回那个完美隐蔽的巢穴,即便周围环境因为风暴侵袭或者暴雨肆虐完全变了模样,地面被雨水击打得坑坑洼洼。在筑巢的过程中,它还需要知道在何时何地做哪些事情、完成哪些任务,同时,还要为寻找新的筑巢地点进行交流——就像蜜蜂那样。而这一切都是由电脑软件自己完成。

人类多么想有机会跳脱自己的躯壳,置身于蜜蜂或者巢鼠的世界里。可惜,这是不可能的。动物知道自己到底要做什么吗?它们又是如何产生这样的意识?这恐怕将是一个人类永远无法参透的谜题,一个真切存在却又让人无法释怀的谜。


摄影:Ingo Arndt 


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