鸭嘴兽
鸭嘴兽(学名:Ornithorhynchus anatinus),是鸭嘴兽属的一种卵生哺乳动物,因其吻部似鸭而得名。鸭嘴兽的祖先可以追溯到发现于1.12亿年前澳大利亚新南威尔士州闪电岭白垩纪地层中的硬齿鸭嘴兽属(Steropodontide),新生代鸭嘴兽类中较为著名的是已灭绝的久齿鸭嘴兽(Obdurodon),而现代鸭嘴兽种群可以追溯到约0.7-0.8 百万年前。鸭嘴兽已成为澳大利亚的特有种,分布于昆士兰州东部,新南威尔士州,维多利亚州东部、中部和西南部,以及整个塔斯马尼亚州,栖息环境主要为淡水溪流、湖泊和潟湖。
鸭嘴兽全身覆有致密、防水、绝缘的皮毛;嘴质地柔软;四肢短而粗,具蹼和硬甲;尾扁平,形似海狸尾;幼体有牙齿,成年后会失去。鸭嘴兽能适应多种环境,在溪流和湖泊的岸边筑巢而居;喜独居,会把毒液当作武器在繁殖期用以维护自己的领地;晨昏性动物,昼伏夜出,每日睡眠时间约14小时;主要在水底觅食蠕虫、昆虫幼虫、淡水虾及螯虾等无脊椎动物。鸭嘴兽营“一夫多妻制”,交配季节集中在6月到10月之间。一次产1-3颗卵。哺乳期为3-4个月。笼养状态下,鸭嘴兽能活到17岁。
鸭嘴兽在澳大利亚文化中占有重要地位,常出现在神话故事、歌曲、诗歌中或邮票上,在澳元20分硬币背面也有其形象。2000年悉尼奥运会上,鸭嘴兽为其吉祥物之一。鸭嘴兽面临的主要威胁是:栖息地退化、气候变化、大坝建设、农业灌溉、环境污染、天敌捕食、渔网陷阱等。其种群数量约在3万-30万之间,被列入《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》(ver 3.1)中,评估等级为近危(NT)。
起源演化
早白垩世晚期,澳大利亚的单孔类已经有了一定的分异,可以推测单孔类应该起源于更早的地质时期,最早的单孔类化石是发现于1.12亿年前澳大利亚新南威尔士州闪电岭白垩纪地层中的硬齿鸭嘴兽属(Steropodontide)化石,新生代鸭嘴兽类化石中最为著名的是已经灭绝的久齿鸭嘴兽(Obdurodon),发现于澳大利亚晚渐新世至中新世地层中,久齿鸭嘴兽与现生鸭嘴兽的最显著的区别在于:成年久齿鸭嘴兽仍保留臼齿,而现生鸭嘴兽成年后就会失去全部牙齿。鸭嘴兽科动物在形态上发生了进化:中新世以前的成年体鸭嘴兽头部健壮、有牙齿,而中新世以后牙齿消失。此外,鸭嘴兽类中耳的3块听小骨是独立起源的。
鸭嘴兽类的环境适应能力差,呈现持续的地理和分类衰退现象:在过去的6000万年内从巴塔哥尼亚消失;在过去的1500万年内从澳大利亚大陆的大部分地区消失,现仅存于澳大利亚东海岸;在过去的6300万年里发现的五个鸭嘴兽科物种中如今只有一个存活。现代鸭嘴兽种群的出现至少可以追溯到~0.7-0.8 百万年前,存在两个不同的进化群体,一个来自澳大利亚大陆,另一个来自塔斯马尼亚和国王岛。这两个进化群体的分裂发生在鸭嘴兽殖民塔斯马尼亚之前的澳大利亚大陆。此外,现代鸭嘴兽存在四个发育分支:新南威尔士州维多利亚、昆士兰州中部、昆士兰州北部和塔斯马尼亚。
形态特征
体型
雄性鸭嘴兽身长为40-63厘米,尾长为10.5-15.2厘米,喙长为4.9-7.0厘米,体重为0.8-3千克;雌性鸭嘴兽身长为37-55厘米,尾长为8.5-13.0厘米,喙长为4.5-5.9厘米,体重为0.6-1.7千克。从北到南,鸭嘴兽的身体大小呈现阶梯式的增长,其中塔斯马尼亚州种群表现出较大的体型和体重。雄性鸭嘴兽的体型和体重普遍大于雌性鸭嘴兽。
头部
鸭嘴兽的颅骨非常有特色:上颌骨和前颌骨是两对细长的骨骼,支撑着上颌骨的软组织,一对细长的齿骨支撑着下部的喙。幼年鸭嘴兽有未发育的、不成形的、无根的臼齿,这些臼齿在幼兽离开筑巢洞穴后约一个月脱落,成年体鸭嘴兽的牙齿长成扁平的角质板。
鸭嘴兽的喙形似鸭喙,但质地柔软可弯曲,由可分泌粘液的表皮覆盖,表皮由角质化组织组成,包裹着血管真皮,血管真皮围绕着中心骨骼。喙的顶部分布着鸭嘴兽的两个鼻孔,鸭嘴兽的眼睛和耳孔位于头部两侧开口单一的凹槽中。耳孔紧跟眼睛之后,眼小,无外耳,鼻孔、耳孔和双眼都长有皮褶,皮褶可以紧闭。
躯干
鸭嘴兽具有流线型的身材,它的体型修长,四肢粗短;前后脚皆生五指,脚底皆裸露;前脚具有较为发达的蹼和宽大的指甲,是划水的主要结构;后脚具有蹼和锋利的爪子;它的尾巴扁平宽大可用于划水也可有效储存脂肪。鸭嘴兽的尾巴是其主要的脂肪储存器官,含有大约40%的体脂。尾毛相较于体毛粗糙而稀少,与海狸的尾巴较为相似。
鸭嘴兽属单孔目,生有一个泄殖腔,用于产卵和排泄。雄性两条后肢的部有长约1-5厘米的刺,刺附有毒腺,可喷射毒液,其毒力可致犬类死亡,也能引起人类局部剧烈疼痛。在交配时期,其毒液产量增大,可用于与其它雄性鸭嘴兽竞争。幼年雌性鸭嘴兽有刺鞘,无毒腺,刺包括无毛的髓质和致密的保护性外层,在其出生一年内消失,雌性鞘层的退化是由髓质退化开始的,随后髓质向内塌陷,最终保护性外层脱落。
被毛
鸭嘴兽周身覆盖有柔软、致密、防水的皮毛和一层锅铲状的护毛,这些被毛能在其潜水时保存一层隔热的空气层,防止热量损失,使鸭嘴兽在寒冷的水流中维持恒温,还有益于为裸露的肢体提供热交换,其皮毛背部颜色主要呈现深褐色到红褐色,腹面是淡褐色到银灰色。鸭嘴兽的皮毛在可见光下呈均匀的棕色,在紫外线下呈绿色或青色。鸭嘴兽是罕见的能发射荧光的哺乳动物。
分布栖息
分布范围
鸭嘴兽栖息在澳大利亚东部从库克敦到塔斯马尼亚州的许多淡水溪流、湖泊和泻湖中,包括昆士兰州、新南威尔士州、维多利亚州、南澳大利亚州和塔斯马尼亚州;并于1928、1941和1946年被引入袋鼠岛。在昆士兰州的北部和中部,鸭嘴兽出现在大分水岭东部的河流系统中;而在昆士兰州南部,该物种分布于大分水岭的西部;在新南威尔士州,鸭嘴兽居住在主要西部河流的山地和斜坡地区,以及山脉以东地区;在维多利亚州,山脉大致呈东西走向,鸭嘴兽分布于大分水岭的北部。该物种没有出现在昆士兰北部或中部的分水岭以西,也没有出现在卡彭塔利亚湾,或艾尔湖流域的分水岭。鸭嘴兽的分布在栖息地的选择和对广泛的温度范围的适应性方面都显示出显著的灵活性:该物种能够栖息于在昆士兰炎热的热带雨林和新南威尔士州的白雪覆盖的山区。现代的鸭嘴兽是澳大利亚大陆东部塔斯马尼亚州和邻近的国王岛特有的动物,还有少量的引进种群在南澳大利亚袋鼠岛繁衍生息。
栖息环境
鸭嘴兽能适应多种环境,从原始环境到退化环境,从寒冷的塔斯马尼亚州高地和澳大利亚阿尔卑斯山脉的高海拔地区的永久性淡水溪流和浅水湖泊到昆士兰州海岸热带雨林的小溪和河流,温带、热带、陆地、淡水都有它们生活的踪迹。它们偏爱于生活在大河边、小溪边、池塘边、湖泊边,河流、溪流和湖泊的深度通常小于5米。它们喜欢陡峭的河岸,有树根,悬垂的植物,芦苇和原木的地方,它们依赖于相对不受干扰的河岸来建造休息和筑巢洞穴,洞穴距离溪流边缘不到0.5米,偏爱在河岸边的桉属、台湾相思和杨属的树根下或植物丛中挖掘地洞,沿着河岸的植被可以防止水土流失,使土壤更具有稳定性,在此处建的洞穴不仅不易塌,而且利于隐蔽。河岸边的植被还起到影响水温,提供有机化合物,构成食物网的作用。此外,鸭嘴兽的栖息地中砾石的比例明显较低,而坡面颗粒和极细颗粒的比例较高,裸土较多。在鸭嘴兽的所有的洞穴中,39%的植被是当地的本地植物物种,29%为外来植物物种,32%为非植物材料,包括岩石、原木、有机物和人工结构。鸭嘴兽的栖息地与近流森林覆盖率呈正相关,与年空气温度和城市雨水径流呈负相关。
生活习性
觅食行为
鸭嘴兽的主要食物来源是小型底栖动物和大型水生无脊椎动物,如蠕虫、昆虫幼虫、淡水虾及螯虾等无脊椎动物等,也食用三翅目、蜉类、蜻蜓类和鳞翅目等昆虫。
鸭嘴兽是水底觅食者,每次潜水可达30秒,鸭嘴兽用其巨大的蹼状前肢交替划水,以0.7-3.6km/h的速度游泳。鸭嘴兽捕食时,总是紧闭眼睛、耳孔、鼻孔潜入水底,紧贴水底游动,因此鸭嘴兽的嗅觉在觅食中不太重要,鸭嘴兽善于依靠电流捕食。鸭嘴兽的基因组中发现了犁鼻系统的遗传表征,即位于鸭嘴兽喙部和额部皮肤上的毛孔中有特殊的感觉结构,被鸭嘴兽用于导航和接受由大型无脊椎动物猎物物种产生的弱电场,以达到水下探测以定位猎物的目的。鸭嘴兽觅食时会避开水流湍急地区,相对较浅的水域是它们觅食的最佳地点,水深一般小于5米,理想情况下是1-2米。这被认为是一种节省体能的方法,能够增加鸭嘴兽的觅食效率,而且相对平静的浅水水域也会存在更多的无脊椎动物。鸭嘴兽每天在水中花费长达16个小时的时间进行觅食活动,需要消耗大量的能量,鸭嘴兽的觅食活动通常由多次短距离连续潜水组成,中间会有短时间浮出水面,以便咀嚼食物。与其它哺乳动物相比,鸭嘴兽有较高的血红蛋白水平,适应于其长期的潜水活动。鸭嘴兽没有严格的饮食偏好,所以鸭嘴兽偏向于栖息在营养资源丰富的地方而不是具有猎物多样性的地方。成年鸭嘴兽的上颌和下颌角质研磨垫外侧有一对颊囊取代了幼牙,可用来储存在水下收集的猎物,以备返回水面时进行咀嚼,咀嚼过程中,大型无脊椎动物和甲壳亚门外骨骼的甲壳质部分被喷出,产生一种缺乏可识别结构的细颗粒物质。鸭嘴兽的食量很大,每天所消耗的食物可达自身体重的20%。
家域行为
鸭嘴兽喜独居,尤其雄性。雄性鸭嘴兽的活动范围约3千米,雌性鸭嘴兽的活动范围是1千米,若雄性鸭嘴兽领地重叠,它们会改变觅食时间,以避开对方。每只鸭嘴兽使用的洞穴的平均数量为9-13个,一个个体使用的最远的两个洞穴之间的平均最大距离为1.0-1.4千米,每个洞穴之间的平均距离是160.3±24.3米;一个个体使用的最近的洞穴相距7.3米。鸭嘴兽家园范围的大小因地区而异,从0.37-7.0千米不等。在溪流中觅食的鸭嘴兽通常比在池塘中觅食的鸭嘴兽有较大的家域。
鸭嘴兽能产生毒液,毒液由足腺分泌,通过后肢上的毒距排出体外。雌雄鸭嘴兽在出生时脚踝上都生有毒距,但只有雄性鸭嘴兽能分泌毒液。雄性鸭嘴兽的毒液量会在繁殖季节上升,因此推测鸭嘴兽会把毒液当作一种进攻性武器用以在繁殖期维护自己的领地。
节律行为
鸭嘴兽是晨昏性动物,喜昼伏夜出。进食结束则回到河岸边的洞穴中休息,每日睡眠时间约14小时。鸭嘴兽日间觅食的时间随季节的变化而变化。鸭嘴兽的活动模式遵循由光引起的昼夜节律,主要在夜间活动而白天休息。鸭嘴兽的体温维持在接近32°C,环境温度耐受性为0-30°C,尽管皮肤上有汗腺,但鸭嘴兽不能承受超过30°C的环境温度,所以在黄昏和夜间入水觅食而白天在洞穴休憩可能是鸭嘴兽的避暑策略。鸭嘴兽偶尔也会在冬季或哺乳期时于白天外出觅食。鸭嘴兽在冬末春初最活跃,在仲夏最不活跃,其活动高峰与繁殖季节、配偶搜寻和哺育幼兽的时期相吻合。
穴居行为
鸭嘴兽的洞穴可以作为住所也可以用于产卵和孵化。这些洞穴被分为两种类型:第一种是用于休息的洞穴,鸭嘴兽全年广泛使用,此类洞穴结构简单,主要用于白天睡觉和遮蔽;第二个洞穴类型是筑巢洞穴,此类洞穴结构复杂,由雌性鸭嘴兽在繁殖季节筑造并使用,主要用来产卵和抚养幼崽。鸭嘴兽以三种频率使用多个洞穴:频繁、适度或单次使用。它们大部分时间都在频繁使用的洞穴中度过,而大部分的洞穴是一次性使用的。对于生活在定期变化的栖息地的动物来说,定期更换洞穴是一种有利的行为:可以帮助鸭嘴兽减少寄生虫侵扰,也可以帮助野生鸭嘴兽躲避捕食者。
生长繁殖
求偶交配
鸭嘴兽营“一夫多妻制”,交配时期普遍集中在6月到10月之间,鸭嘴兽的交配行为是季节性的,并随着种群的变化而变化。交配行为多发生在隐秘的水体环境中,故关于鸭嘴兽的许多交配模式的细节不为人知,雄兽不参与抚育后代,交配行为结束后便回归独栖生活。
大部分的交配互动由雄性鸭嘴兽发起,但交配是否成功完全依赖于雌兽的意愿。交配初期,雄性和雌性鸭嘴兽在游过对方时进行接触,雄性用喙抓住雌性的尾巴,如果雌性不愿意,将利用木头或其它障碍物当做掩体来逃避,直到雄性放开它的尾巴。然而,如果它愿意,它会留在雄性身边,若雄性不慎放开了它的尾巴,它会让雄性再次抓住它的尾巴,然后,雄性将身体蜷缩在雌性身边并将尾巴放到雌性尾巴的一侧,然后雄性向前移动并用喙咬住雌性肩膀上的毛发,完成交配。
筑巢产卵
鸭嘴兽是季节性繁殖者,一般在冬末早春开始繁殖,一般四岁开始繁殖。雌兽发育有一对卵巢,只有左侧的卵巢有产卵功能,一次产1-3颗卵,卵触感如革质,卵的直径约11毫米。产卵前,雌性鸭嘴兽会建造一个深而复杂的巢穴,洞穴有多个开口,长约5米,洞口有回填的泥土,巢室内有潮湿的植被,主要由草,叶子和树皮构成,是一个类似鸟巢的土丘,洞穴为卵的孵化和幼雏的发育提供了安全和适宜的环境。巢房内的筑巢材料的结构变化:第49-69天,大量材料被编织成一个球形的巢穴结构,从巢顶关闭。在第69天,巢穴从顶部打开,腔室被材料填满一半。在第89天,腔室只有四分之一被材料填满,仍然形成一个开放的巢穴。在第106天,巢穴的草料持续减少。第108天,巢穴没有任何结构。从第111天开始,巢室中只剩下一层材料。
孵化哺育
鸭嘴兽的卵在子宫发育28天,在体外孵化10天,通常于春天进行孵化。孵卵的任务完全由雌性鸭嘴兽承担,孵化时,雌性鸭嘴兽蜷缩身体,用尾巴将卵紧紧压在胸腹之间。初生幼兽身长约2.5厘米,裸露无毛,眼未睁开,幼兽出壳后雌兽便开始分泌乳汁,雌兽无乳房、乳头,有乳腺,成束的乳腺位于腹部,向上开口形成小孔。哺育时,雌兽仰卧,幼兽趴俯在母腹之上舔吸乳汁,哺乳期为3-4个月,之后,雌兽短时外出觅食,经过五周后,雌兽外出觅食时间逐渐增强,再经过4个月,幼兽于夏末时期爬出洞穴自行捕食,随后雌兽毁坏哺乳洞穴。
哺乳期前期的雌性和非哺乳期的雌性能量消耗一致,哺乳期雌性动物在最后两个月中的消耗量急剧增加。消耗的食物量从第一个月占该雌性动物体重的14.4%,增加到第四个月的36.4%。这比同一时期的非哺乳期雌性动物消耗的食物量高18.4%。哺乳期的雌性还改变了猎取的猎物类型:在哺乳期的第三个月,雌性消耗的小龙虾肉增加了,而黄粉虫和蝇蛹在第三和第四个月增加。笼养状态下,鸭嘴兽能活到17岁,野外也有11年后被重捕的记录。
物种保护
种群现状
自20世纪50年代以来,新南威尔士州各地区的鸭嘴兽种群都出现数量下降的情况,但整体分布没有明显变化;2006年调查显示:虽然大多地方都显示其种群数量有下降,但总体数量没有急剧下降。其中维多利亚州的鸭嘴兽数量出现了大幅度下降的情况。20世纪90年代末,栖息于威默拉河(Wimmera river)及其支流的鸭嘴兽只有不到200只,2007年,鸭嘴兽数量下降到小于30只。2001年至2010年,在维多利亚州中部的Coliban河的重复调查中,捕获频率下降了五倍。而在大墨尔本地区,许多亚种数量已经严重收缩。
保护级别
2014年,鸭嘴兽被《世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录》评估为近危(NT)物种。
威胁因素
鸭嘴兽面临的主要威胁是:栖息地退化、气候变化、大坝建设、农业灌溉、环境污染、天敌捕食、渔网陷阱等。大陆上对鸭嘴兽的主要威胁是溪流和河流流量的减少,这是因为气候变化引起连续的干旱、溪流调节以及农业、家庭和工业用水的需求量极大的缘故;而且在城市溪流中,鸭嘴兽的生存可能受到不良水质的影响(例如富营养化)、重金属沉积物的污染以及塑料、橡胶和金属垃圾的缠绕或摄入等不良因素的影响。然而鸭嘴兽可能遭到天敌:狐属、狗、蛇、野猫、大鳗鱼、鳄鱼、巨蜥属、猛禽等的捕杀,人类为了获得皮毛猎杀鸭嘴兽,鸭嘴兽也可能意外淹死在捕鱼和甲壳亚门的网和陷阱中。
保护措施
1912年通过的一项保护鸭嘴兽不被猎杀的法律结束了人类对鸭嘴兽的捕杀活动。为了保护鸭嘴兽的栖息地,新南威尔士州和维多利亚州颁布了禁止过量捕鱼活动的法规。为了增加鸭嘴兽的数量,澳大利亚政府将在维多利亚州的一条受火灾影响而导致鸭嘴兽灭绝的河流中实施鸭嘴兽种群人为引入计划。1946年,新南威尔士州的首席秘书承诺对那些被抓到的贩运鸭嘴兽皮的人采取更严格的行动。
相关文化
鸭嘴兽在澳大利亚文化中占有重要地位,常出现在神话故事、歌曲、诗歌中或邮票上,在澳元20分硬币背面也有其形象。2000年悉尼奥运会上,将鸭嘴兽等三种动物作为奥运会吉祥物,意在表明悉尼举办的奥运会将是“保护环境的友好运动会”。澳大利亚人为悉尼奥运会吉祥物鸭嘴兽取名为悉德(syd),并且赋予悉德的性格是幽默、意志坚强、充满动力和热情,特点是力量型领袖,强壮结实,能发挥十足冲劲,身躯是灵敏矫健,凡事“全力以赴、做到最好”。
参考资料
Ornithorhynchus anatinus (Shaw, 1799).GBIF.2023-06-02
Ornithorhynchus anatinus (Shaw, 1799).COL.2024-08-07
Platypus Ornithorhynchus anatinus.IUCN.2023-06-02
鸭嘴兽.中国大百科全书.2023-06-02
Ornithorhynchus anatinus duck-billed platypus.ADW.2023-06-02
单孔目.中国大百科全书.2023-06-18
久齿鸭嘴兽.中国大百科全书.2023-06-18
【#和宁涨知识#邀你一起来答题】.新浪微博.2025-04-16