观察大象,重点要观察——全能的象鼻

首先要强调一点的是,关于大象的数据大多是无法做到准确的,比如大象象鼻的容水量、象鼻能提起物体的重量等。这是由于大象在不同性别、年龄以及物种之间的差异很大,小样本无法代表大象整体的状况

以性别举例,雌象到20~30岁时的生长速度就变得很缓慢了,但雄象几乎是终生生长的,最终可能达到雌象体重的两倍以上。以60岁雄象的数据代表雌象或30岁的雄象,都是有偏差的。本文中出现的数据,会尽量注明性别和龄级。

象字在汉字源网站中的检索结果 |hanziyuan.net


人们现在所见的象字,没有了象鼻之形。而为什么会强调牙之形,可能世人都知道。但是,单看这个字,人们并不知道象的第一笔“丿”是牙还是鼻。个人希望将其解释为鼻,理由如下:

一,大象属于长鼻类动物,拉丁文对应ProboscideaProboscidea部分来源于拉丁文proboscis,意指头部某部分延长的器官。所以,无论拉丁文还是过去的甲骨文,关注的都是象鼻。在自然界,牙长、或不断生长的动物不少,不管是犬齿还是门齿。但鼻子这么长的,这么全能的,只有大象。

二,亚洲象雌象没有长牙,短牙通常看不到。而且,雄象的牙也越来越短,且正在消失,在斯里兰卡有超过90%的雄象没有长牙,这被认为是人为从野外筛除了长牙大象(猎象取牙或捕捉)造成的。

三,象鼻的功能太全面,太敏感了。象鼻不仅仅有手、鼻子、发声器官的功能,还有味觉感受器、听觉感受器,能分析化学信息,能感知地震波。象鼻内的体积大大扩展了口腔的体积,像个吸尘器,能保存空气、吸水、泥和土,还能充当共鸣腔、潜水管用。象鼻是高度肌肉化的结构,无骨,比手灵活得多,可向任意方向活动。准确地说,象鼻是一条长舌头。在我看来,象鼻是大象认识世界窗口。

所以,我觉得象这个字最需要体现的是鼻子的体征。


小象胡乱甩动鼻子 | tenor


象鼻发育过程,有最重要的两个时间点:操作食物完成进食,以及用鼻子吸水送入口中完成饮水

在学会取食前,小象只是用鼻子“鼓捣”食物,无法完成取下食物、放入口中的动作。


大象的鼻腔是连着肺的,所以大象可不是用鼻子喝水,而是先将水吸进鼻子、再送到口中,这样就不用伏下身体了。但幼象不是这样的。在它们学会用鼻子吸水前,它们是一头扎进水里,然后用嘴喝水。很多时候,小象会第一个跑到水边,然后前腿一跪,脑袋直接栽进水里,很有喜感。


脑袋栽进水里的小象 | 照片由作者提供


大约在3~4月大时,小象掌握用鼻取食。但是,关于幼象学会用象鼻吸水的时间,有不同的说法。


根据亚洲象专家Raman Sukumar、Susan K Mikota等人的观察[1,2],小象在3~4个月时就会用鼻子吸一点点水送入口中,非洲草原象也是如此。但在研究和监测草原象历史最长的安博塞利研究项目中[3],学者们的观察结果是,草原象幼象要到8~9个月时才会用鼻吸水。

雌象的象鼻能容水4~5升[4],而大型成年雄象的两个鼻孔能容水8.5~10升[3,5]。成年亚洲象每天饮水100~200升,而口渴的成年亚洲雄象在4.6分钟里能喝水212升[5]。


大象的鼻腔是连着肺的,所以大象可不是用鼻子喝水,而是先将水吸进鼻子、再送到口中,这样就不用伏下身体了 | 照片由作者提供


大象肌肉结构 | Shoshani J. Proboscidea (Elephants)[J]. e LS, 2001.


象鼻的肌肉既精细又强大,能拾起硬币,也能提起超过200千克的重物。关于象鼻提重的能力,也有不同说法,比如200千克、300千克,或是能提起自身体重3.7%的重量等。非洲象新生象约90~120千克,当新生象因太虚弱而无法走动时,有观察记录,雌象会提起小象放在象牙上移动它们[4]。

亚洲象和非洲象(草原象和森林象)鼻端的鼻指是不同的,亚洲象只有背指一枚,而非洲象有背指和腹指

亚洲象的鼻尖,只有一枚背指 | 照片由作者提供


非洲象的鼻指,有背指和腹指两枚 | 照片由作者提供


亚洲象“取”食的方式为握(grasp or encircle)和捏(pinch),而非洲象主要靠捏。在圈养环境中,非洲象会从亚洲象身上学会握的方式,以更快更多地拾起食 物。但在野外,也能观察到非洲象用握的取食方式。


亚洲象的握 | 照片由作者提供


非洲象的捏 | 照片由作者提供


象鼻也有偏侧性问题。人手有利手(handedness)之分,象鼻也有“利鼻” (trunkedness)之分。象鼻偏侧性研究基本都针对的是亚洲象,因为它们在鼻子环绕食物的时候,有个握向(顺逆时针)的问题。有的亚洲象将鼻尖向身体左侧环绕食物,称为左利鼻(left trunker);向右环绕,称为右利鼻(right trunker)。

此外,亚洲象将食物放入口中的行为也有偏侧性,有的倾向于从嘴的左侧将食物放入口中,而有的习惯右侧。


大象Sambo顺时针“握”草 | 照片由作者提供


大象Sambo顺时针取水 | 照片由作者提供


笔者在柬埔寨进行的偏侧性研究。观察发现,如果大象如果从左侧送入口中,那么握向通常是顺时针,偏向右。且握向的偏侧性似乎更强。 | 图片由作者提供


全狂暴状态的草原象雄象,在持续地滴尿,留下信息素


当激素被象鼻收集后,“信息”被送到位于上颚处的犁鼻器。从外观上看,犁鼻器就是靠近象鼻基部的一对小孔,但它是分析激素的重要感受器

在野外常能观察到这样的行为,大象在用鼻子触碰过其他大象的生殖器官、尿土(含有尿液的土)、粪便后,将鼻子放入“口中”。但其实象鼻并没有入口,只是对准了犁鼻器的两个小孔,以分析对方的生理和繁殖状态。笔者将这种行为翻译为性嗅 (Flehmen*),因为它常出现在嗅闻性状态的行为背景下。


年轻雄象在闻过尿土后,用犁鼻器分析 | 照片由作者提供


犁鼻器开口 | 照片由作者提供


还有时,大象看似在喝水,实际它们并没有把水放入口中,而是向上喷了出来。那其实是在清洗犁鼻器,为之后的激素分析做准备

左侧雄象在喝水,右侧雄象在清洗犁鼻器


观察大象间的互动时,常能看到大象去触碰那些会分泌液体或用以分析信息的部位,比如眼耳鼻、犁鼻器、颞腺、生殖器、肛门等。其中,颞腺是位于眼和耳之间的腺体,是大象面部重要的分泌腺,与繁殖、情绪状态等相关。

通过获得这些部位的信息,大象可以了解彼此的状态。同时,对这些部位的触碰也是问候、安抚彼此的方式。

潜水中的草原象 | 照片由作者提供


象鼻之所以能充当呼吸管是因为大象拥有极为独特的胸膜结构。相比其他陆生动物,大象的胸膜极厚、胸膜腔以及膜内毛细血管间充满结缔组织。这些结构都是出于缓冲肺外层结构所承受的巨大压差,保证大象正常的饮水和浮潜。也有不少学者认为这种特别的胸膜结构与大象曾经的水生生活有关[16]。

亚洲象象鼻端的触须| 照片由作者提供


有一类沿地表-空气界面传播的地震波,叫做瑞利波(rayleigh wave)。大象能够通过耳、足以及鼻感知这种波。大象低频的隆叫声,以及它们走路踏地均会产生瑞利波,这些象鼻都能够感知到。

亚洲象的安抚行为 | 照片由作者提供


照片版权说明:照片均由作者孙霄提供,仅限本文使用。


参考文献

[1] R. Sukumar. The living elephants: evolutionary ecology, behaviour, and conservation[M]. Oxford University Press, 2003.

[2]http://wildpro.twycrosszoo.org/S/0MProboscidae/Elephantidae/Loxodonta/Loxodonta_africana/Loxodonta_africana.htm

[3] The Amboseli elephants: a long-term perspective on a long-lived mammal[M]. University of Chicago Press, 2011.

[4] Shoshani J. General information on elephants with emphasis on tusks[J]. Elephant, 1978, 1(2): 11.

[5] Shoshani J. Proboscidea (Elephants)[J]. e LS, 2001.

[6] Martin F, Niemitz C. " Right-trunkers" and" left-trunkers": side preferences of trunk movements in wild Asian elephants (Elephas maximus)[J]. Journal of Comparative Psychology, 2003, 117(4): 371.

[7] Giljov A, de Silva S, Karenina K. Context-dependent lateralization of trunk movements in wild Asian elephants[J]. 2017.

[8] Niimura Y, Matsui A, Touhara K. Extreme expansion of the olfactory receptor gene repertoire in African elephants and evolutionary dynamics of orthologous gene groups in 13 placental mammals[J]. Genome research, 2014, 24(9): 1485-1496.

[9] Rasmussen, L. E. L., & Krishnamurthy, V. (2000). How chemical signals integrate Asian elephant society: The known and the unknown. Zoo Biology, 19(5), 405–423.

[10] Sri Lanka navy rescues two elephants washed out to sea

https://phys.org/news/2017-07-sri-lanka-navy-elephants-sea.html

[11] https://www.theguardian.com/world/2017/jul/13/swimming-trunk-elephant-rescued-from-ocean-10-miles-off-sri-lanka-coast

[12] https://news.nationalgeographic.com/2017/07/asian-elepant-rescue-ocean-sri-lanka-navy-spd/

[13] https://www.abc.net.au/news/2017-07-13/sri-lankan-navy-rescues-elephant-in-the-sea/8704330

[14] https://www.bbc.com/news/av/world-asia-40599521/elephant-found-swimming-16km-out-to-sea

[15] Johnson D L. Problems in the land vertebrate zoogeography of certain islands and the swimming powers of elephants[J]. Journal of Biogeography, 1980: 383-398.

[16] West J B. Why doesn't the elephant have a pleural space?[J]. Physiology, 2002, 17(2): 47-50.

[17] Rasmussen L E L, Munger B L. The sensorineural specializations of the trunk tip (finger) of the Asian elephant, Elephas maximus[J]. The Anatomical Record, 1996, 246(1): 127-134.

[18] O’Connell-Rodwell C E. Keeping an “ear” to the ground: seismic communication in elephants[J]. Physiology, 2007, 22(4): 287-294.


作者:孙霄

编辑:Cloud、游识猷


一个AI

有没有人和AI一样好奇:大象有鼻屎吗?


果壳

ID:Guokr42

靠谱科普

就看果壳



看完大象堪称万能的鼻子后,如果现在让你选择一个器官重点发育(培养),你会选哪个?用来做什么?一起来讨论一下吧!


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