珊瑚礁是一类有着惊人的生物多样性的家园。全世界海洋中有超过25%的鱼类以珊瑚礁为生。
地球上的几乎每一个栖息地,都有形形色色的动物生存着。一些通过滤食而获取食物;还有一些则依靠咀嚼植物或捕食其他动物而生存。
生物学家将所有生物划分成不同的庞大类别,统称为“生物界”。现在,人们已认识了5种生物界:动物界、植物界、真菌界、原核生物界和原生生物界。另有一些学者将生物分为6个界:动物界、植物界、真菌界、原生生物界、古细菌界和真细菌界。也有一些生物学家认为,原生生物是许多不同的简单生命形成的群体,因此不能算作一个界。动物界由形形色色的动物组成。各个界进一步划分出不同的群体,被称为“门”。每个门又分为不同的纲,然后是目、科、属和种。
尽管动物种类繁多,但它们仍具有一些共同的特征。动物是多细胞生物——它们是由许多细胞组成的,通常这些细胞会组成一系列的组织与器官。动物细胞不像植物细胞那样拥有坚固的细胞壁。几乎所有的动物都拥有一个肠道,因为它们不能像植物那样自己制造食物,而必须靠摄取食物来获得能量。大多数动物还有着神经系统,以此来快速地应对外部环境的各类信号和挑战。
不同动物在身体构造、捕食习惯、繁殖和行为上有着巨大的差异。它们成年后的生活方式可能是自由生活、固着(像珊瑚一样,一生待在一个地方)或寄生(生活在其他生物体内或身上)。有的动物可能习惯群居,如蚂蚁、角马和土拨鼠;也有的偏向独居,只有在繁殖的时候才会寻找伴侣,如美洲狮和驼鹿。
大多数动物是无脊椎动物——它们没有脊椎。如果在花园里寻找,你就会发现到处都是无脊椎动物:蜗牛聚集在植物的底部,蚯蚓藏在土壤里,蝴蝶在头顶飞舞。无脊椎动物大约有25个门,包括软体动物、棘皮动物(海星及其近亲)和各种各样的蠕虫等。最简单的无脊椎动物是扁盘动物,它们只有几千个细胞。海绵要大一些,含有数百万个细胞。它们的细胞具有不同的功能,但并未形成器官。水母则更高级一些,有着器官和神经细胞,所以它们可以对外部环境做出反应。
有一些无脊椎动物门非常小。例如,环口动物门就只包括一些生活在各种龙虾嘴部的微小物种。相比之下,其他一些门可能包含大量的物种,如软体动物门就包括蛤、蛞蝓和鱿鱼等不同的动物。不过,最具多样性的是节肢动物门,包含螃蟹、蜘蛛和蜈蚣等,还囊括了最庞大的一个动物类别——昆虫。目前已经有描述的昆虫大约有一百万种,但可能还有几百万种昆虫尚未被我们发现。
动物界中有很多动物属于脊索动物门。这一门中的很多动物拥有坚硬的内部骨骼结构和椎骨,它们被称为“脊椎动物”。
椎骨保护着在头部和身体之间传递信号的脊髓。脊椎动物主要分为6类,分别是圆口类、鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物。脊椎动物的形态、大小多样,例如,侏儒虾虎鱼通常只有8毫米长,重量还不到0.1克;而相比之下,蓝鲸的身长可达33米,重量有些可以达到180吨。
大多数动物是对称的。假设有一条贯穿动物身体的线,那么在此线两侧的身体各部分的大小、形状和位置分布基本上是一致的。动物的对称性主要有两种类型。大多数动物,包括蠕虫、鱼和人类,是两侧对称的。海星和水母等动物则不一样。它们有一个中心轴,身体各部分围绕着这个轴呈辐射状分布,这叫作“辐射对称”。有些动物,如海绵,则完全没有对称性,呈现出不规则形状。
鱼是两侧对称的,而海星呈辐射对称。
正如图中这只银鸥,鸟类的前肢已经进化成翅膀,用于动力飞行。
早期的脊椎动物是海洋生物,它们没有下颚。目前,仅有两种没有下颚的脊椎动物,即盲鳗和七鳃鳗。七鳃鳗附着在大鱼身上,用牙齿在大鱼身上凿出一个洞,然后吸食大鱼的血液。
就数量而言,昆虫是地球生命史上最成功的群体。然而,我们很少见到大小超过15毫米的昆虫。生物学家认为这与它们特别的呼吸方式有关。昆虫没有人类那样的肺,它们拥有一个叫作“气管”的管道系统。气管将氧气输送到它们体内的每一个细胞中。这个系统如果在大型动物的身上,就会变得很低效,因此昆虫的体型也受到了限制。不过,在以前的大气中,氧气的含量会高一些。例如,3亿年前,大型无脊椎动物繁盛,其中包括长达76厘米的蝎子、翼展达到70厘米的巨型蜻蜓和长达2.4米的千足虫。
脊椎动物亚门包括3种主要的鱼类:鲨鱼、辐鳍鱼和肉鳍鱼。鲨鱼的骨骼是由软骨而不是骨头构成的。辐鳍鱼属于最大的脊椎动物类别——硬骨鱼,这一类别有超过28000个物种。肉鳍鱼包括肺鱼和腔棘鱼类,它们的祖先是大约3.75亿年前从海洋迁移到陆地上的第一批脊椎动物。这些古老的肉鳍鱼逐渐进化成两栖动物,现在这一类别中包括了蝾螈、青蛙和蟾蜍等动物。两栖动物的皮肤是潮湿的,但很快就会变干,所以它们通常生活在靠近水源的地方,而它们也需要在水中产卵。
爬行动物是由两栖动物进化而来的。爬行动物有坚实且防水的外皮,它们的卵带壳,由此能在远离水的地方活动。鳄鱼是现存最大的爬行动物,其中河口鳄鱼的身长几乎可以达到7米,其重量能超过1吨。
鳄鱼在陆地上的巢中产卵。相比之下,有些蜥蜴和蛇则会产下活的幼体。蛇是爬行动物中进化进程最新的动物之一。蟒蛇通过包裹、缠绕的方式来杀死猎物;而毒蛇会在中空的毒牙中注入毒液,以杀死猎物。
爬行动物、两栖动物、鱼类和无脊椎动物都是变温动物,它们的体温取决于周围环境的温度。鸟类是恒温动物,它们能保持自己的体温。大约在1.7亿年前,鸟类由一种名为恐龙的爬行动物进化而来,恐龙也可能是恒温动物。
环尾狐猴是一种生活在印度洋马达加斯加岛的哺乳动物。和所有哺乳动物一样,环尾狐猴也有毛发或毛皮,它们的雌性通过乳腺分泌乳汁,并以此来喂养幼崽。
栖息地: 生物出现在环境中的空间范围与环境条件的总和。
猎物: 被其他动物捕获并吃掉的动物。
固着动物: 在整个成年期都不移动的动物。
毒液: 由捕食动物释放出的一种有毒、有害物质,用于控制猎物。
鸟类有羽毛,可以帮助它们保持体温。它们的前肢进化成用于飞行的翅膀。为了便于飞行,鸟类的体重必须很轻,所以它们的骨头中空,并且它们不会在体内孕育雏鸟,而会以产卵的形式繁衍后代。鸟类的身体里有气囊,用来增加通向肺部的气流;还有强壮的心脏,用来提供富含氧气的血液。
大约在2亿年前,哺乳动物由一群被称为“兽孔目”的四足脊椎动物进化而来。当今的哺乳动物大约有5450个种类,包括袋鼠、老鼠、人类,以及我们的近亲——猿和猴。哺乳动物在世界范围内的分布非常广泛。哺乳动物保持体温的工具不是羽毛,而是毛发。除了鸭嘴兽和4种针鼹鼠是通过产卵来繁衍后代的,其他的哺乳动物都是胎生的。雌性哺乳动物用乳汁来喂养幼崽。