编译 罗千淘

有趣的蜗牛

编译 罗千淘

小小蜗牛身上，充满各种有趣的谜题。

严格地说，蜗牛并不是生物学上的一个分类名称。我们所说的蜗牛，除了大蜗牛科的所有种类动物，还包括腹足纲其他一些科的动物，比如海螺、海贝、田螺等长着外壳的无脊椎软体动物。在英语中，一般不区分水生的螺类和陆生的蜗牛，但在汉语中，蜗牛只指陆生种类。全世界大约有40000种陆生蜗牛，虽然种类繁多，但形状都相似。陆生蜗牛生活在树林、草丛、田野和花园里，在这些看起来很不起眼的小动物身上，实际上充满了许多有趣的谜题。

蜗牛喜欢下雨吗？

雨后的林间小路上有时在突然之间就爬满了蜗牛，蜗牛似乎太喜欢下雨了！可事实正好相反：蜗牛并不喜欢下雨，特别是遇到暴雨天气时，它们只能躲进壳里，以避免被雨水淹死，或者被雨水冲走，离开自己熟悉的栖息地。那为什么雨停以后蜗牛们就纷纷出动呢？真正吸引蜗牛的是雨后空气中的水汽，它们喜欢潮湿的环境，因为它们的祖先生活在海洋里。早在5.5亿年前，第一只类蜗牛就在海底出现。经过漫长的进化，大约在2.86亿年前，一些蜗牛爬上岸来，开始用肺代替鳃呼吸。它们很快适应了陆地上的生活，分布到了全世界，从沙漠荒原到热带雨林，从海岸到高山，除了南极洲大陆外，在现今地球上任何一块陆地上都能看见它们的踪迹。

蜗牛保留了其远古祖先喜爱潮湿环境的特性，在雨后会到处觅食，用空气中的水汽补充身体所需要的水分，它们栖息在沼泽地、林地、池塘边、花园和菜园里，停留在树叶下、石头和朽木的缝隙里。但无论它们有多么喜欢潮湿，因为已经依靠肺呼吸，所以再也不能回到水中去生活了。

蜗牛是大力士吗？

蜗牛终其一生都背着自己的“房子”到处走，它们的力气有多大呢？这要从蜗牛的体形说起，因为蜗牛的力气取决于它们腹足的大小，腹足越大的蜗牛力气越大。

由于水的浮力能减轻贝壳的重量，所以水生的贝类能长得很大，世界上最重的水生贝类当属巨砗磲蛤，重量可达200多千克。然而，陆生的蜗牛只能依靠自己的力量，所以它们的体形都比较小。世界上最小的蜗牛的体长只有几毫米，最大的是非洲大蜗牛。有记录的非洲大蜗牛的最大标本为：完全伸展时腹足长39.3厘米，壳长27.3厘米，体重900克。

让人惊讶的是，相对于自己的体形来说，蜗牛也算得上是大力士。一只体重7克的蜗牛在垂直的平面上拖动了56克物品，而另一只体重9克的蜗牛在水平的平面上拖动了482克物品，比它的体重重了50多倍！

世界上最大的陆生蜗牛是非洲大蜗牛，长39.3厘米，重900克。而最小的蜗牛是一种产于太平洋海岛的蜗牛，它们成年以后的大小只有2毫米，和非洲大蜗牛的卵差不多，现在这种微型蜗牛全世界只剩下200多只了，其中一半被饲养在英国动物园一个特制的房子里。

蜗牛壳里装着些什么？

蜗牛的身体很柔软，没有脊椎和其他骨骼。当一只蜗牛爬行时，我们能看到它伸展在壳外面的头部和腹足。那这时它的壳里面就空了吗？没有。蜗牛的壳里还装着它复杂的内脏囊，包括消化器官、生殖器官和血液循环系统。除了肺以外，蜗牛还长着心脏、血管、生殖器、肝脏、肾脏、胃以及分泌黏液的腺体等，这些内脏都被一层外套膜包裹着。外套膜是一层类皮肤组织，贴着壳的内壁，分泌构建壳体的碳酸钙。通过蜗牛壳的剖面图，我们能看到蜗牛所有的内脏都沿着蜗牛壳的螺层一圈一圈地、由内向外地分布，心脏和血管长在靠近壳口的最外层。我们可以透过一些较薄的蜗牛壳，看见蜗牛的血管呈网状紧贴在壳内，里面流淌着透明的血液，在血管的末端可以隐约看到跳动的心脏，心脏也是透明的，一般要通过它的搏动才能辨认出来。此外，在蜗牛身体的右侧还长着呼吸孔，当蜗牛扩张或压缩肺部时，空气和二氧化碳就通过这个呼吸孔进行交换。呼吸孔可以自由地张开或关闭，但通常在呼吸的间隔，是关闭着的，起到保持体内水分的作用。

蜗牛会“飞”吗？

在黏液的保护下，蜗牛可以在锋利的刀刃上爬行。

两枝悬空的平行树枝，中间没有任何相连的地方，一只蜗牛在其中一枝树枝上慢慢地爬行，可只一会儿功夫，它就到达另一枝树枝了。它是“飞”过去的吗？

蜗牛前进依靠其肥厚的、由肌肉构成的腹足完成。腹足能自由地活动和伸缩，底面很平滑，可以紧紧地吸附在物体上，并产生波浪一样的运动推动蜗牛前进。腹足的“波浪”是由后往前推进的，所以蜗牛只能向前运动，不能倒退。

在蜗牛前行时，其腹足前面的腺体能分泌出一层透明的黏液以减小前进时的摩擦。当蜗牛在平滑的表面上爬行时，黏液分泌得少一些；一旦遇到粗糙或锋利的表面，蜗牛就会自动分泌出厚厚的黏液将自己保护起来。这种保护措施非常有效，即使蜗牛被放在锋利的刀刃上爬行，它们也能完好无损地完成“表演”。 黏液的作用除了防止伤害，还能隔离泥土和细菌，所以蜗牛在大多数时候看起来都是干干净净的。此外，黏液还为蜗牛提供攀爬物体时的吸附力，让它们不仅可以在垂直的物体上自由上下，还可以倒贴在物体的底面不慌不忙地爬行。

现在让我们来看一看只蜗牛是如何从一枝树枝“飞”到另一枝树枝的。首先，它分泌出厚厚的黏液，以便紧紧抓住原先所在的树枝。接着，它最大限度地伸长腹足，以便让头部在新的树枝上先着陆。如此一来，它就用自己的身体在两枝树枝之间搭起了一座“桥”。随后，它慢慢地把自己的壳和重心转移到新树枝上。直到黏液将腹足的大部分牢牢地粘在新树枝上后，它才会把还停留在原先树枝上的腹足末端放心地松开。至此，蜗牛漂亮地完成了一次“飞行”。

蜗牛所有的动作都是那么慢吞吞的，它们有没有“飞奔”的时候呢？在一些国家，人们发明了一种有趣的游戏——蜗牛赛跑。人们将蜗牛们放在小型跑道上，看谁爬得最快。然而，无论采用什么方法吸引或驱赶参赛的蜗牛，蜗牛们的速度都差不多，每分钟只能前进几厘米。当然，也有一些大型蜗牛可以借助腹足产生的大波浪“飞奔”着前进。世界上速度最快的蜗牛或许是非洲大蜗牛，这种蜗牛在平滑表面上前进的速度是每分钟17厘米，堪称蜗牛世界的速度之王！

什么因素决定蜗牛壳的右旋或左旋？

蜗牛壳以螺顶中心为起点，沿顺时针方向往外生长的螺旋叫右旋。反之则叫左旋。大多数蜗牛壳都是右旋的，但也有少数蜗牛壳是左旋的。那么，蜗牛壳是右旋还是左旋是由蜗牛自己决定的吗？

蜗牛壳形成于胚胎发育之时，所以小蜗牛孵化出来就带着壳。在壳体成长初期，蜗牛会经历一个复杂难懂的运动，像是从尾部往头部做一种扭转，壳体会在这种运动下开始向右或者向左旋转生长。

研究发现，左旋蜗牛不能与右旋蜗牛交配，这是因为它们的生殖器官不能配对，于是俨然分化成了两个种类。我们知道，同一物种被隔离到不同的空间后会慢慢进化成两个不同的物种，那为什么没有被隔离开的蜗牛也会发生分化呢？瑞典科学家在蜗牛壳的左右旋上下功夫，结果找到了新物种快速产生的原因。蜗牛壳的旋转方向受一种“母系效应”所支配，母体蜗牛会将某种受相关基因控制的蛋白质注入到所产的受精卵中，这种蛋白质使得蜗牛胚胎很早就开始分化，小蜗牛的壳是左旋还是右旋，在孵化出来之前就已被决定。

科学家认为，假如生活在某个地方的蜗牛都是右旋蜗牛，右旋蜗牛注入到卵里的蛋白质是右旋蛋白质，那么孵化出来的蜗牛一定还是右旋蜗牛。但是，如果卵中注入的蛋白质发生了变异，从右旋变为左旋，那么孵化出来的蜗牛虽然还是右旋蜗牛，但其体内携带的是变异成左旋的基因，等其成熟交配后产下的后代就极有可能是左旋蜗牛，新的左旋蜗牛相互交配，一个新的物种就形成了。

曲壳蜗牛

在马来西亚的霹雳岛上发现的曲壳蜗牛，是形态学进化史上最特别的例子。大多数软体动物的螺旋状壳都是从螺顶开始向外生长，并且紧紧地旋盘在一起，如果分析它们螺旋的图像，会发现和对数函数的图像吻合，并且随着壳体的膨大，对称轴会发生变化，最多会产生三根对称轴。然而曲壳蜗牛竟然有四根对称轴，是蜗牛界对称轴数量之最。另外，曲壳蜗牛的壳体不是盘在一起的，从螺顶到壳口有三次分离，两次扭转，所以也叫双旋蜗牛。它们看似凌乱的壳体，分离和扭转的方向和角度都精确地相似，就像被发达的基因严格控制住一样。这种蜗牛只生活在石灰岩地区的喀斯特地区。

曲壳蜗牛身上的四根对称轴

蜗牛壳为什么会有不同的形状和颜色？

蜗牛壳由三部分组成。一是内壳层，即最里面的壳层；二是介壳层，即中间层，成分几乎都是碳酸钙；三是壳皮或角质层，由决定贝壳颜色的混合蛋白质构成。在蜗牛死后，这第三层会被腐蚀掉，暴露出底下的白色或灰色的碳酸钙层。蜗牛壳通常不长毛发，但有些种类的蜗牛在幼年时期长着毛发。究其原因，可能是毛发可以帮助小蜗牛附着在湿润的叶片上。

蜗牛壳在外观上非常丰富多样，有不同的形状，圆形的、塔形的、烟管形的、扁平形的等。蜗牛壳还有不同的颜色和花纹。蜗牛壳的多样化还体现在壳体的高度和宽度上，螺层和螺脊的数量上，以及壳表是光滑的还是长着纹路的。生活在泥土中的地栖蜗牛的颜色比较暗淡，常常由白色、灰色、棕色或琥珀色混搭而成，以便在自然界中能很好地藏匿起来。树栖蜗牛特别是热带树栖蜗牛，却呈现出极为丰富绚丽的色彩。

形成蜗牛壳多种形状和颜色的原因很多，但按照达尔文的理论，这些现象都是自然选择的结果。不同的形状和颜色在蜗牛的世界里起到的作用也不同，多数是为了伪装和警示天敌，而有的色素，如黄色和橙色的胡萝卜素是为了使壳体更加坚固。蜗牛自身不能分解色素，所以当它们吃进含有不同色素的食物时，这些色素就会停留在外套膜的细胞中，当外套膜分泌黏液构建外壳时，这些色素就成为沉淀在壳体内的染料，伴随着蜗牛的一生，即使蜗牛死亡后，这些颜色都不会消褪，因为它们已经成了蜗牛壳的一部分，而不是浮在壳表的简单颜料。

在同一种蜗牛中，常常会有一部分个体在原有的色彩基础上变异出新的花纹，如色彩的深浅、纹路的疏密，有时还会缺失一个常见的颜色。这又是为什么呢？科学家研究发现，当鸟类准备捕食一个种类的蜗牛时，会先观察这种蜗牛的花纹。如果有70%的蜗牛都长着三条花纹，仅有30%的蜗牛长着两条或四条花纹，看起来虽然差别不是很大，但鸟类会选择捕食前者，即长着“传统花纹”蜗牛，而不理会那些已经变异了的后者。再则，蜗牛在将色彩和形状的信息遗传给下一代的同时，也会将变异的信息遗传下去，经过漫长的岁月，蜗牛壳的形状和颜色就得到了极大的丰富。

蜗牛为什么会吃自己的壳？

蜗牛能吃很多东西。蜗牛行动缓慢，活动范围不宽，所以它们尽量利用一切能找到的食物来源。大多数种类的蜗牛都是素食性的，吃草叶、蘑菇和苔藓。一些种类的蜗牛是杂食性的，既吃植物也吃肉类。有少数种类的蜗牛能捕食其他蜗牛和线虫。

如果你在安静的菜园里发现了一只正在啃食菜叶的蜗牛，只要你仔细地倾听，就能听见它发出的“沙沙”的声音，这是蜗牛的齿舌刮下食物发出来的。齿舌是软体动物的嘴巴上的一个特别的进食器官，上面长着一列硬质的角质齿。在进食的时候，蜗牛用这个锉刀一样的齿舌在食物上舔刮，把食物刮到嘴里磨碎。舔刮食物的过程会磨损齿舌上的角质齿，但它们会不断地从根部长出来，就像我们的指甲一样。蜗牛不咬人，但如果你放一只蜗牛在手上，它可能会用它的齿舌“尝”一下手的味道，而你就能感受到它的齿舌刮擦皮肤的感觉，一点也不痛，就像被微型的猫轻轻地舔了一下。

其实，齿舌更重要的功能是帮助蜗牛吃石头。一些柔软疏松的岩石如石灰岩和碎屑岩，里面富含的钙质是蜗牛生长所必需的物质。蜗牛壳是由外套膜边缘的细胞分泌的碳酸钙所形成的，这些碳酸钙来自于蜗牛的食物，被贮存在蜗牛的血液中，外套膜边缘的细胞可以将血液中的碳酸钙浓缩，形成石灰质的蜗牛壳。成长中的蜗牛，随着肉体逐渐长大，外套膜就被向壳口外推移，分泌物就重叠在壳口外唇上，变成新的硬质的壳，于是蜗牛就沿着壳口慢慢地长大。

蜗牛壳大多都不坚固，会因各种原因破损，但蜗牛竟然会自己进行修补。如果破损只发生在壳口边缘，外套膜就会分泌出钙质来将其修补好；但如果破损发生在远离外套膜的老壳层，这对于蜗牛来说就非常危险了——富含碳酸钙的黏液滋养不到老壳层，蜗牛只能尽力从身体的其他地方调动钙质来修补破损，否则就会有生命危险。所以，摄取和储存钙质对于蜗牛来说非常重要，当它们找不到足够的可以提供钙质的食物时，就会吃掉其他空的蜗牛壳，甚至会吃掉自己的壳口部分。饲养蜗牛的人们平时都很注意给蜗牛补钙，如果发现蜗牛开始啃食自己的壳了，就说明它们已经严重缺钙，需要进食一顿“石头大餐”了。

显微镜下的蜗牛角质齿

蜗牛的牙齿就是长在齿舌上的角质齿，这些角质齿磨碎食物的能力非常强，除了蜗牛常吃的草叶和肉类，它们还能对付石灰岩、碎屑岩等岩石。如果你将蜗牛密封在一个硬纸板做成的盒子里，它甚至还可以用齿舌上的角质齿将硬纸板“咬破”一个洞钻出来。蜗牛小小的嘴巴怎么那么厉害？因为它们是世界上牙齿最多的动物，在齿舌上排列的角质齿多达25600颗！

蜗牛在夏天也会夏眠吗？

蜗牛喜欢在阴暗潮湿、疏松多腐殖质的环境中生活，而且大多在夜间活动，最怕阳光直射，在寒冷的冬天会钻进土壤里面冬眠，如果温度低于5℃，它们就会被冻死。它们最喜欢的温度是16～30℃，如果温度超过33℃，特别是空气湿度变得不适时，它们就会休眠，也叫夏眠。无论是冬眠还是夏眠，它们都会用分泌的黏液形成的膜将壳口封住，这层膜叫“膜厣”。膜厣有时候会像一层胶水一样将蜗牛“粘”在物体的表面，如像阴凉的墙脚、岩石或树枝上。当蜗牛休眠时，心脏跳动的次数会从平常的每分钟36次，减少到每分钟只有3到4次，机体对于氧气的消耗也减少到平时的1/50。

虽然当温度超过40℃时蜗牛会被热死，但它们的生存能力还是很强。一些坚强的蜗牛生活在半干旱地区，当环境变得恶劣时则依靠夏眠存活下去。它们将自己埋在泥土里，整个身体都缩回壳里去，封住壳口来保持水分。蜗牛夏眠的睡眠深度不如冬眠深，一旦雨季来临，它们就会立刻苏醒，变得活跃起来。在这段时间里，蜗牛需要快速地觅食、交配和产卵，以便赶在漫长的旱季再次来临前完成一年中最重要的事情。

蜗牛可以单性繁殖吗？

蜗牛是一种雌雄同体的动物，在一只蜗牛身上同时长着雄性和雌性生殖器官。如此看来，蜗牛似乎并不需要配偶，自己就能繁殖后代。但实际上，在绝大多数情况下它们都是成双成对地进行交配。

蜗牛不是群居动物，即使许多蜗牛聚集在一个栖息地，它们之间也不会进行交流。但到每年的5到11月，也就是蜗牛交配的季节，它们就会四处走动，循着其他蜗牛留下的痕迹，找到自己心仪的伴侣。

在交配之前，这些慢吞吞的伴侣会进行长达几个小时的交流，它们用触角触碰对方，在彼此的壳上爬来爬去，最后才会将腹足贴在一起，交换彼此的精子。交配完成后，蜗牛将对方的精子储存在自己体内一个特别的储精囊里，但并不马上用这些精子给自己的卵子授精，而是等到气候非常适宜的时候，再找地方受精产卵。

科学家新观察到一个惊人现象：一些种类的蜗牛在准备交配的时候，会突然从腹足中伸出一根刺状物刺进对方的身体里，看上去就像一场可怕的谋杀。这根刺状物不是蜗牛的生殖器，而是长在生殖器附近的刺囊在受到交配信号的刺激的情况下产生的。原来，蜗牛在慢吞吞的交配过程中交换的精子，99%在到达对方储精囊之前，会被对方的体液消化掉，这样会直接影响受精卵的数量，减少它们繁殖后代的概率。这猛的一刺似乎就是为了解决这个问题。虽然可能有些疼痛，看上去也有点残忍，但这“爱的一刺”能分泌出大量的黏液来包裹精子，保护精子在到达储精囊的途中不被消化掉。

因为蜗牛的视线模糊不清，所以有约1/3的刺穿行动会失败——刺偏了或者根本没刺进去，但这并没有阻止蜗牛将这奇特的方式继续下去。不过，研究还发现，也许是因为疼痛，蜗牛不喜欢自己被刺，它们往往会频繁地主动刺对方，不会等着对方来刺自己。

蜗牛在产卵的时候，会用腹足在柔软潮湿的泥土中掘出洞穴来隐藏卵。有的蜗牛一次只产一颗卵，大多数蜗牛每次产几十颗甚至上百颗卵。卵在2～4周内孵化，当饥饿的小蜗牛孵化出来的时候，不需母亲照顾，自己立即开始觅食。它们首先吃掉它们自己富含钙质的卵壳，然后四处抢夺其他兄弟姐妹的，哪怕它们还没有完全从卵壳里爬出来。

小蜗牛的体色在初生阶段是透明的，几周以后慢慢变得有颜色，三个月后变得和成年蜗牛一样。蜗牛六个月时性成熟，可以进行繁殖了，但它们要到两三年后才能完全长成熟，停止生长。蜗牛的寿命长短因种类而异。由于会被甲虫、鸟类和其他动物捕食，大多数蜗牛都活不到一岁，实际上有很多还是卵时就被吃掉了。家养的宠物蜗牛因为饲养者丰富的饲养经验，可以活到15年。

两只蜗牛正在交配

非洲大蜗牛正在产卵

蜗牛会思考吗？

蜗牛也有大脑，长在蜗牛的头部。蜗牛的大脑构造相对于其他动物来说非常简单，但科学家研究发现，蜗牛的大脑活动并不简单，具有关联学习的能力，还能形成长期的记忆。神经学家在长期记忆力研究中，惊讶地发现限制蜗牛“智商”的唯一因素是它们大脑神经细胞的数量太少，否则它们大脑的运作的过程会和人类非常相似。另外一项研究发现，海洋贝类足够聪明，能辨认出其他贝类留下的黏液痕迹，这样它们就可以沿着其他贝类留下的痕迹爬行，而不用自己分泌那么多的黏液，既节省时间又节约精力。研究人员认为这种行为可能在所有种类的蜗牛中都能找到。

在蜗牛的头部长着两对触角，这是它们最重要的感觉器官。长在上面的一对触角较长，能感知周围环境的变化，如空气湿度的变化，便于蜗牛活动时探测路线。在这对触角的顶端各长着一个小黑点，那就是蜗牛的眼睛。蜗牛可以向前后左右晃动触角来获得更好的“视线”。不过，蜗牛的眼睛不能聚焦，所以它们的视力模糊得只能分辨出白天和黑夜。长在下面的一对触角较短，能感知气味和味道，作用有点像鼻子。这两对触角可以自由伸缩，当蜗牛感觉到有危险时，触角在肌肉的作用下可以迅速地缩回，而伸展触角则靠血压，所以过程很缓慢。