生物学教学２０１２年（第３７卷）第３期 ・７１－ “南极没有北极熊，北极没有企鹅＂之原因分析 霍秀英 （山东省邹平县实验中学２５６２００） 南极和北极是地球纬度最高的地方，气候和环境 极为相似，是地球上最寒冷的地区。但南极地区和北 极地区却有不同的动物类群。北极有凶猛的北极熊， 南极有数量庞大的企鹅家族。然而，北极没有企鹅，南 极没有北极熊。这是为什么呢？ １ 南极为什么没有北极熊 熊类是杂食、适应性强的陆生动物，从北极到热带 均有分布。它们的祖先最早出现在２０００多万年前的 说，南极已成为了它们最安全的生息之地。 ２北极为什么没有企鹅 目前自然界中的企鹅大约有１８种，全部分布在南 半球，以南极为中心，北至非洲南端、南美洲和大 洋洲，主要分布在沿岸和某些岛屿上。生物学研 究结果表明，早在５千万年前的第三纪就已经出现了 企鹅，而且发现北极也曾有企鹅生活过，因为在北极地 区找到了一种已经灭绝了的鸟类骨骼，被称之为“大企 欧洲南部，而熊科动物的形成大致时间是６００万～ １５００万年前。第三纪由于地球上出现寒冷气候，南北 极形成冰川。来不及由极地往温暖地区迁移的喜温动 鹅”，又被称为“北极大企鹅”或“北方企鹅．，，。这种企 鹅身高６０ｃｍ，与南极地区数量最多的阿德利企鹅的大 小可谓旗鼓相当。大企鹅的骨骼结构显示，它们也有 着笨拙摇摆的行走方式，而在海中也同样善于游泳。 它们生活在斯堪的纳维亚半岛、加拿大和俄罗斯北部 的海流地区，以及所有北极和亚北极的岛屿上。最多 时，数量曾达几百万只。它们取食在海洋，繁殖在陆 物都灭绝，仅一些适应寒冷气候的动物在冰川边缘生 活。原来以北极植物为主食的穴居熊绝迹了，而一种 毛皮厚、肉食，并且体温调节能力、越冬生理以及生物 化学都适应严寒的熊类在北极生存下来，这便是以后 的北极熊。它们以海豹、幼海象、鱼类、鸟蛋以及搁浅 鲸的腐肉为主食，成为严格食肉动物。后来熊逐渐向 亚洲迁徙，有的通过冰川期的桥迁徙到北美和南 美，并逐渐演化成今天的黑熊、棕熊和北极熊。 地，受海生和陆生捕食动物的双重威胁。它们的防御 能力差，在同后期发展起来的哺乳动物的生存竞争中 惨败。幸存的企鹅也仅限于少受捕食动物影响的海岸 或孤岛上。然而，人类却剥夺了它们在北半球最后的 生存机会。 ．至于熊为什么没能迁移到澳大利亚和南极，那是 因为在熊祖先出现的年代，南极洲、澳洲、南美洲 等板块都已经先后从原始板块分离出去，这一分 离从２亿年前就开始，那个时候熊还远远没有出现。 到熊开始迁徙的时候，地球的分布基本上已经和 在早期人类侵入北极地区时，大企鹅的平静生活 就开始遭到一些破坏。到大约１０００年前，北欧海盗发 现了这种大企鹅，开始捕杀大企鹅。在距今三四百年 的时候，欧洲曾掀起一股到北极探险的热潮，探险者更 今天的位置很接近，南极洲已经远离其他板块，是一块 覆满厚冰的，周围被宽大的海洋包围，远离， 是在贪婪的欲望驱使下，对这群无辜的动物进行狂捕 滥杀。在格陵兰岛等地的大企鹅被逼得无处安身，数 周围只有一些小的群岛。熊虽然能够游泳，却没有长 、距离渡海的能力，所以在南极洲、澳洲和非洲都没有野 生的熊。日本和北美的现代熊则是通过冰川时期的大 陆桥迁徙过去的。这样的地理条件使得动物不能迁移 到南极陆地，而那里的严酷气候也只能让一些原始的 量锐减，最终导致大企鹅的“灭族之灾”。１８４４年６月 ２日，北半球的最后两只企鹅在爱尔兰海南的一个小 岛上被捕杀。现在，在北极再也找不到企鹅。 动物的地理分布，与地质发展史也有密切关系。 南、北极的自然地理环境有明显不同。北极是被 昆虫生活和一些苔藓类低级植物生长。在这个面积 １４００万ｋｍ 的上，没有区系的动物，所有动 物均划归海洋动物区系。 目前，南极成了企鹅的理想家园：这个区域的温度 围绕的洋盆，这里的陆生哺乳动物和海洋哺乳动物与 其周边欧亚、北美洲的生物在进化史上有密 切联系，形成环北极分布的动物区系。南极则完全不 同，南极洲是一个被太平洋、印度洋、大西洋包围的大 陆。在３亿年前，即石炭纪末和二叠纪初，整个地球的 较高的海水下面，一股北向流动的冷水注入到这里。 这不仅改变了海水的温度，也改变了海水的成分，使得 企鹅在这里能获得足够的食物。南太平洋为企鹅生存 ’陆块曾经组合为两个联合古陆。大约距今２亿５千万 年前的古生代末，联合古陆开始，到了至今６０００ 万年前，南极洲便完全与周边分离，从此成为 提供了优越的条件，还有冰雪高原形成的天然屏障，阻 断了动物向南迁移，使企鹅在这里很少受到捕食者的 袭击。企鹅在这里最大的危险是暴风雪。对于企鹅来 的。企鹅的祖先是管鼻类动物，它们是从赤道以 南的区域开始发展起来的。科学家推测，企鹅不继续 ・７２・ 生物学教学２０１２年（第３７卷）第３期 高中生物学知识中涉及的几个“随机性’’问题 许东升 （南京师范大学刚属中学江苏２１０００３） １ 有丝后期染色单体的移动具随机性 解析：减数第一次是同源染色体分开，所以位 于２对同源染色体上的等位基因Ａ和ａ，Ｂ和ｂ必然分 开，进人次级精母细胞中的染色体是非同源染色体，所 有丝过程中细胞核中的染色体进行复制，每 条染色体含有两条染色单体，它们互称为姐妹染色单 体。在有丝后期，着丝粒在酶的作用下自动分开， 两条染色单体在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极， 两条染色单体分别移向哪一极具有随机性。 例题：某含有２对同源染色体的动物体细胞中 ＤＮＡ被０ Ｎ标记。将该细胞置于ＨＮ的培养基中培养 二代，则通过有丝产生的４个子细胞中，染色体中 ＤＮＡ被 Ｎ标记的细胞占的比例为。 Ａ．１００％ Ｂ．７５％ Ｃ．５０％Ｄ．０ 以Ｄ选项错误。而减数第二次的特点是染色体上 的着丝粒分开，又由于染色体上的染色单体是复制出 来的，所以每个次级精母细胞产生的２个精细胞应是 相同的，最终每个精原细胞产生的４个精子不会各不 相同，所以Ａ选项错误。由于减数第一次后期同 源染色体分开的随机性，所以产生的精子有２种组合 的可能性，每种组合中的４个精子两两相同，故选ＢＣ。 ３取样调查法中的取样具有随机性 解析：由于第一次有丝过程中，每条染色体复 种群密度的调查常用取样调查法，对于调查不同 的对象采用的方式又不同。植物种群数量调查常用取 样方法，活动范围大的动物种群数量调查用的是标记 重捕法，对于微生物常用显微计数法，土壤动物物种丰 富度调查常用取样器调查法。不论哪种调查法，取样 制形成的两条染色单体中ＤＮＡ都有一条长脱氧苷酸 链是被标记的，另一条是不被标记的，基于有丝过 程中染色单体分开是随机的，所以形成的２个子细胞 中的４条染色体都是被标记的，但每条ＤＮＡ链中只有 １条链被标记。第二次有丝过程中，经ＤＮＡ复制 形成的每条染色体中的２条染色单体中，只有１条染 色单体中ＤＮＡ的１条链被标记。而有丝后期染 色单体分开后移向两极时是随机的，所以移向某一极 的染色体若全是被 Ｎ标记的染色体，则另一极中无 被标记的染色体。这样形成的２个细胞中有一个被标 记，另一个未被标记，若移向一极的染色体不是全被标 记，则移向另一极也应有被标的染色体，这样形成的２ 个子细胞中会是全被标记的。通过以上分析可推测出 例题的答案应是ＡＢＣ。 － ２减数第一次后期同源染色体分开移动具随机性 都具有随机性。随机取样不是随便取样，随机取样要 求在抽样时每个个体被抽选的机会均等，且每一个个 体被选与其他个体间无任何牵连。这种既满足随机性 又满足性的随机取样不允许掺人任何主观性，否 则，就难以避免调查人员想获得调查属性的心理作用， 往往使调查结果与实际值有偏差。 ４人类中的遗传病的调查中随机性 人类遗传病的调查可以分为２种情况：一是调查某 种遗传病的发病率；二是调查某种遗传病的遗传方式。 调查统计某种遗传病在人群中的发病率的取样具有随 机性，而且样本数量要足够大，才能保证数据的准确性。 通过随机调查获得数据，然后用统计学方法进行计算。 ５基因突变具有随机性 基因突变是指基因中的碱基对由于外因或内因发 减数第一次的重要特征是同源染色体分开， 即１对同源染色体中的２条染色体移向哪一极具有随 机性。基于同源染色体的分开是随机的，所以非同源 染色体之间就会自由组合。基因的分离定律和基因的 生碱基对的增添、缺失或改变，从而引起基因结构的改 变。基因突变具有随机性，是指发生在生物个体发育 自由组合定律即发生于减数第一次后期。 例题：基因型为ＡａＢｂ（２对基因遗传）的个 体，某精原细胞经减数形成４个精子，其基因组成 为：Ａ．ＡＢ、Ａｂ、ａＢ、ａｂ；Ｂ．Ａｂ、Ａｂ、ａＢ、ａＢ；Ｃ．ＡＢ、ＡＢ、ａｂ、 ａｂ：Ｄ．Ａａ、Ａａ、Ｂｂ、Ｂｂ 的任何时期及在生物个体发育某个阶段的任何一个器 官，可以发生在细胞内不同的ＤＮＡ分子上或同一ＤＮＡ 分子的不同部位。 ６基因工程的随机性 向北挺进到北半球的原因，可能是因为热带炎热的气 特点决定了它们必须呆在有来自南极的冰雪融化水 域，或由深海涌上的较冷的水流流经的海域。经调查， 企鹅分布的最北限是年平均气温２０￣Ｃ的区域，这与动 候阻挡了它们北上的道路，特别是它们无法忍受热带 的暖水。就这样，温暖的赤道水流和较高的气温形成 了一个物理屏障，使惧热的企鹅不能越过。企鹅生理 物学家的推测是颇为吻合的。◇
