为什么大象长了一个鼻子？在几千万年的时光里

为什么大象长了一个鼻子？在几千万年的时光里大象的鼻子在子宫内就开始发育了。大象的妊娠期为18—22个月，在怀孕的早期，大象的鼻子就与上唇缘分开了。随着发育的继续，鼻子与嘴唇结合在一起，并开始变长。与成年象相比，幼象在出生后的头一年，与身体相比，鼻子还比较短，而且幼象也不能熟练地掌握这一复杂器官。有时，你可以看到幼象不小心地踩到自己的鼻子，然后将鼻子举向空中，痛苦地扭动着。象鼻子有许多用途，但要灵活地使用还需在实践中锻炼。鼻子的作用在接下来的地质时期内，长鼻类动物越长越大，越长越高，脑袋离地面越来越远。自然选择过程垂青于这些早期的长鼻类动物，它们的头颅进化得更加硕大，身体更加特化，下颚骨逐渐拉长以便够到地面上的食物。某些大象的祖先的下颚骨既长又宽，还长出了一对粗大的獠牙。长鼻类动物的下颚骨越来越长，这一过程持续了数百万年，直到其长度和重量影响了它们行动的灵活性。修长的头颅、长长的獠牙，加上较短的鼻子，大象的重心前移。为了让头颅保持垂

鼻子是如何变长的

灵巧、敏感、强壮和适于抓握，这些都是大象长长的鼻子最突出的特点。那么，大象的祖先——长鼻类动物是如何进化出长长的鼻子的呢?

有一个故事说：鳄鱼拽住大象短短的鼻子使劲拉，很快将它的鼻子拉成了世界上最长的鼻子。当然，这只是传说而已，不过，长鼻类动物的进化历史的确非常有意思。

现代大象最早的祖先及其亲属生活在5500万年前，只有小猪那么大，那时可能还没长出长鼻子，但某些种类生有能灵活弯曲的上嘴唇，与今天的貘非常相似。

在接下来的地质时期内，长鼻类动物越长越大，越长越高，脑袋离地面越来越远。自然选择过程垂青于这些早期的长鼻类动物，它们的头颅进化得更加硕大，身体更加特化，下颚骨逐渐拉长以便够到地面上的食物。某些大象的祖先的下颚骨既长又宽，还长出了一对粗大的獠牙。

长鼻类动物的下颚骨越来越长，这一过程持续了数百万年，直到其长度和重量影响了它们行动的灵活性。修长的头颅、长长的獠牙，加上较短的鼻子，大象的重心前移。为了让头颅保持垂直状态，它们要消耗大量能量。而要想摆脱这一限制，它们必须让自己的头变短，尤其是下巴变短，但这样就带来了一个问题：身材高大的大象既够不到高大树木上的叶子，也无法取食地上的青草。于是，自然选择又提供了解决问题的办法。经过许多代的进化，大象的头和下巴变得越来越短，与上唇连在一起的鼻子则变得越来越长，越来越灵活。长鼻类动物的系谱图清楚地显示，这种动物的早期种类长着相对短的鼻子，而后来的代表种类则展现出更加修长、发达的鼻子。

长鼻类动物的化石头盖骨表明，大约在700万年前，大象祖先的鼻子在长度和结构上与现代大象的鼻子已非常接近了。

鼻子的作用

大象的鼻子在子宫内就开始发育了。大象的妊娠期为18—22个月，在怀孕的早期，大象的鼻子就与上唇缘分开了。随着发育的继续，鼻子与嘴唇结合在一起，并开始变长。与成年象相比，幼象在出生后的头一年，与身体相比，鼻子还比较短，而且幼象也不能熟练地掌握这一复杂器官。有时，你可以看到幼象不小心地踩到自己的鼻子，然后将鼻子举向空中，痛苦地扭动着。象鼻子有许多用途，但要灵活地使用还需在实践中锻炼。

象鼻子可以用来够取头顶上的物体，甚至是大象看不见的东西，它的伸缩能力和灵活性让大象能轻易地够取到各种植物，其取食范围远在其他动物之上。大象能直立起后腿，伸长鼻子，够取离地面20英尺(1英尺＝30.48厘米)的嫩叶。不过，象鼻子的用途远不只是够取食物。

象鼻子是上唇与鼻子的结合体，一对鼻孔像两个平行的蛇管从鼻根部向下一直延伸到鼻尖处。嘴在吃东西时．鼻孔就承担起大部分呼吸工作。象鼻子还是一个灵敏的嗅觉器官。鼻腔内有七片鼻甲骨(狗只有五片鼻甲骨)，鼻甲骨上生有极其灵敏、专用于嗅闻的感觉组织。鼻甲骨的作用之一，是用来探测荷尔蒙。当雌象进入发情期，或雄象进入狂暴状态时(血清睾丸激素呈上升状态)，大象能探测到其伙伴的性激素，从尿液、粪便散发出的化学分子，以及来自象鼻子、象嘴和雄象发情腺的分泌物等化学信号。当通过空气传播的化学信号载有危险信息时，机警的大象就会扬起并旋转它的鼻子，看上去就像一架潜望镜。

象鼻子的一个基本作用是用来吸水。当大象想要饮水时，它就用鼻子将水吸到鼻管里，然后输送到嘴里。象鼻子还可用作伸缩式淋浴头，大象利用它将水喷洒到自己的后背上。有时大象还用鼻子将灰尘或草屑喷洒到身体上，用来阻止蚊虫叮咬和紫外线辐射。

象鼻子里能盛多少水呢?为了回答这个问题，科学家做了一个实验。他们挑选了三头大象作为实验对象。“汤米”是一头37岁的亚洲雄象，体重有9800磅(1磅＝0.454千克)，已有12个小时没有喝水了。在不到5分钟的时间里，它饮了56加仑水(1加仑＝4.546升)，每次鼻子最大吸水量是2.7加仑。另一头名叫“左拉”的亚洲雌象在83秒内喝了16加仑水，每次1加仑左右。第三个实验对象名叫“邱吉尔”，是一头非洲小母象，它在不到两分钟的时间里喝了8.5加仑水，每次不到l加仑。

鼻尖是大象最敏感的部位，就像大象的“手”，能从事最复杂、最精巧的工作，其灵敏程度丝毫不亚于人的手指。在一家动物园里，一头名叫“斯瑞”的大象能捡起比一根针粗不了多少的麦杆，甚至还能从水泥地上抓起一枚硬币。

当两头大象相遇时，一头会用它的鼻子触摸另一头的脸颊，或者相互将鼻子缠绕在一起。这种“握鼻”行为相当于人类的握手礼节，而且与人类握手行为具有相同的作用，用来问候和让对方放心。握鼻行为还可能是大象相互之间测试对方力量的一种方法。

有时，大象会用鼻子的下半段击打坚硬的地面、树干，或者自己的身体、牙齿，产生各种不同的敲击声。科学家猜测，大象之所以这样做，可能是因为用鼻子叩击坚硬物体产生的声音要比呼气产生的声音所耗费的能量小得多，可以起到节省能量的作用，从而有利于大象的生存。大象甚至还能用鼻子模仿人类的敲击声。在美国波特兰市一家动物园里有一头叫“比尔”的雌象，它能用鼻子敲击自己的身体或混凝土墙壁，惟妙惟肖地模仿出人们敲门的声音。它经常用这种办法愚弄新来的动物管理员。动物管理员识破它的诡计后，以后每当它再这样做时，就用水果犒赏它，结果它将这一鬼把戏磨练到炉火纯青的地步，以后又发明出多种模仿声。

大象的鼻子还可用来自卫和攻击。人们经常在野外看到大象用鼻子追逐其他动物。雄象这样做主要是为了与其他动物保持一定的距离，而雌象这样做是为了保护它的幼崽。

早在数千年前，人们就开始利用象鼻子的力量和灵巧来从事战争和各种繁重的体力劳动。自印度文明出现后，亚洲象就被用作负重的工具，直到今天，它们仍然被人们用于木材采伐活动。成年雄象的象鼻子和象牙可运载约6000磅重的物体，能在交通工具无法进入的地区从事拖运木料的工作。如果给它们安上拖运工具，一头成年亚洲象能拖拉重达9000磅的木料。

非洲象也能从事类似的工作，尽管它们不像亚洲象那样被广泛使用。

不同寻常的生理特点

象鼻子里没有骨头，是由毛发、皮肤、连接组织、脂肪、血液、淋巴管以及肌肉网和神经组织组成，这些组织加起来有300多磅重。源于脑部的三叉神经分成三个分支：眼部分支、颚部分支和上颌骨分支。上颌骨分支穿过眶下管进入象鼻子，在这里与面部神经分支连在一起。鼻尖部位的神经组织最丰富，因此这个部位也最敏感。

可以把象鼻子想象成一个长长的圆锥体，中间是一直延伸到鼻尖的鼻孔。象鼻子主要由外肌肉组和内肌肉组两大块肌肉组织组成。外肌肉组主要由四块肌肉组织组成：一块覆盖在象鼻子的上面和两边，一块包裹在象鼻子的下 面，另两块分别位于象鼻子根部的两边。内肌肉组是一个由辐射肌束和横向肌束组成的复杂肌肉网。

从横截面看，每个鼻腔都可以被想象成装有辐条的半个自行车轮。“辐条”相当于辐射肌束，某些辐射肌束与外部肌肉组织吻合在一起。数千条肌束与外部肌肉一起帮助大象调整鼻子的运动，使得大象能执行许多精细的工作，如捡起一粒花生，压裂它，吹去外壳，最后将果仁送入嘴中。

大象的颅骨由头盖骨、下巴、獠牙和其他牙齿组成，与其他部分骨骼相比显得要小，但是如果横向比较，大象的颅骨在现在陆地哺乳动物中绝对是最大的。

头盖骨由骨质蜂巢格构成，这种结构可保护大象脑组织不受极端气候和身体损伤的影响，同时又为象鼻肌肉的连接提供了一个既轻又广的表层，尤其是在鼻子长出的孔口周围。即便如此，大象的头，加上鼻子、獠牙和其他软组织，其重量仍超过了500磅。由于重量偏前，为了保持平衡，大象的脖子生得较短，其腱组织像人类的前臂一样厚，其作用就像吊桥的缆索，将头与脊柱上面凸出来的骨骼突出部分紧密地连接在一起。

独特的感觉器官

大象的声音通过喉咙发出，但是当空气穿过鼻孔时，大象通过调整鼻孔的大小可产生各种不同的声音。大象甚至有自己独特的发声方法。研究发现，非洲象的发声(以赫兹或声波频率为测量单位)是由5～28赫兹的低频声和357～570赫兹的高频声组成的。

1984年，生物学家凯瑟琳·佩恩发现，大象能用人类听不见的次声波相互进行通讯联系。佩恩最初是通过研究一种名叫植物跳虫的小昆虫受到启发的，这种小昆虫通过振动其腹腔能唱出悠扬、美妙的歌声，导致地面树叶产生震动，进而引起附近所有植物跳虫纷纷加入合唱。她发现，当其他植物跳虫在歌唱时，栖息于花生地里的植物跳虫会抬起一条或两条腿来。于是她猜测，这样做可能是为了能听得更清楚些，因为没有抬起来的腿会承担更多的身体重量，从而能更灵敏地感觉到来自地面的震动。几年后，佩恩在纳米比亚的象群中发现了同样的现象。她发现一个正在吃草的象群突然停了下来，许多大象将一只后腿抬起来，一只前腿前伸，并将脚趾翘起，仿佛它们在期待着什么，果然，几分钟后另一个象群出现了。她认为这与植物跳虫的行为是一样的。

1984年，佩恩到一家动物园参观。当她走到大象围栏边上时，她突然感到一阵犹如雷电一样的震颤波从她脚下隆隆穿过。她注意到，一头大象两眼之间的前额区域在搏动。后来，她用电子设备探测了野生和圈养大象的次声脉冲波，最终证实了她的假设：大象的确能用人耳听不到的低频声进行通讯联络。大象发出的次声波最低频率为5～24赫兹。一般来说，人耳只能听到50赫兹以上的声音。

佩恩认为，作为一种通讯媒介，大象的次声波信号具有许多其他通讯方式无可比拟的优势。首先，这种信号比通过空气传播的信号持续的时间更长；其次，这种信号不会受到天气和温度的干扰；再次，这种信号不会被密林中的树叶淹没掉。

大象是通过脚掌和鼻尖来接受次声波信号的。大象的掌心异常灵敏，当次声波信号传到大象的脚下时，它的掌心首先感觉到地面的震动，然后震波信号通过它的骨骼传到它的内耳，这一传导过程被称做“骨骼传导”。大象身体结构上的其他器官实际上具有相同的功能，比如大象脸颊上厚厚的脂肪层就起到了扩音器的作用，能将接受到的震波信号放大。海洋哺乳动物的脂肪层也具有同样的功能，被科学家称做“听觉脂肪”。

佩恩认为，相对于脚掌来说，大象的鼻尖对来自地面的信号可能更为敏感。大象的鼻尖具有丰富的专门用来探测微弱运动和振动的神经末梢。生物学家斯坦福德认为，大象在接受次声波信号时将鼻尖触及地面，此时它的鼻尖就起到了扩音器的作用。