在跳下气垫船之前，沃尔特·罗德斯弯下腰，用一根破旧的船桨在泥泞的棕色水里拨弄着。“只是为了确保鳄鱼妈妈不在，”他眯着眼睛，在南卡罗来纳州阳光下的沼泽中说道，“她可能就在这里，我可不想踩到她。”他挥手赶走一群蚊子，然后把笨重的橡胶靴甩到船舷外。几英尺外，一群火蚁正在围攻一个鳄鱼巢——用灯心草堆了三英尺高，在八月下旬的烈日下烘烤着。巢的温暖中心充满了蛋。
罗德斯小心翼翼地踩入泥水中，水深及小腿，然后将手伸入巢穴，掘开堆积物，几英寸深处露出了一颗颗蛋，随之散发出一股怪异的气味。火蚁开始蜇他，他疼得大叫起来。汗水顺着他的手臂流下，加剧了疼痛，但他此刻顾不上这些。他迅速用潮湿的巢材铺满一个塑料箱，放入44颗米色鳄鱼蛋，再用更多的灯心草覆盖它们。他盖上盖子，标注上年份、巢穴编号和位置，然后溅着水回到铝制气垫船上。引擎轰鸣，他驶向另一个巢穴，特氟龙涂层的船体在陆地和水面上一路滑行，在查尔斯顿以北30英里处的桑蒂海岸保护区上疾驰，惊起沼泽鹪鹩和鸱。罗德斯看起来很高兴。每年夏天，作为南卡罗来纳州自然资源部的鳄鱼项目主管，罗德斯都会收集数百颗鳄鱼蛋，并在他后院常绿橡树的荫凉下，在好奇的猎犬的注视下孵化它们。八月中旬，当蛋孵化后，他和他的研究伙伴——北达科他大学的生物学教授杰弗里·朗（他曾周游世界研究鳄鱼和其他鳄形目动物）——会确定鳄鱼的性别、大小和重量。他们采集血液样本进行DNA鉴定，以帮助监测亲缘关系，然后将幼鳄放回沼泽中它们原来的巢穴——再次抵挡听到幼崽咕哝声的鳄鱼妈妈。鳄鱼似乎被困在一种古老而无意识的生活方式中。“它们不怎么活动，”罗德斯耸耸肩说，“它们是冷血动物，所以它们晒太阳取暖。它们热了，就爬进水里降温。偶尔吃点东西。但它们在恐龙出现之前就存在，和恐龙一起存在。而且它们仍然在这里。”
极少有动物能像鳄鱼一样存活如此之久——2亿年。单凭这一点，就促使罗德斯、朗以及许多其他科学家投入到数据和理解的探索中。他们想知道，鳄鱼是如何在包括导致恐龙灭绝的事件在内的末日般的环境和气候变化中幸存下来的？它们与那些灭绝的近亲有何不同？最重要的是，它们惊人的适应能力能告诉我们关于智人长期生存前景的什么？讽刺的是，仅仅30年前，美洲短吻鳄——密西西比短吻鳄——还是一种受威胁的物种：被捕猎、骚扰，并因人们将其视为沼泽地上的危险害虫而濒临灭绝，因为这些沼泽地可以被排干和开发。现在，在州和联邦法律的保护下，短吻鳄回来了，它们在高尔夫球场上晒太阳，在后院泳池中戏水，偶尔还会吞食家庭宠物。它们终于被认可并管理，成为生态、经济和审美资源。更重要的是，科学家们越来越将短吻鳄对环境毒物的显著敏感性视为它们可以作为人类早期预警哨兵的证据。例如，科学家们发现，含有环境雌激素的杀虫剂会扰乱雄性短吻鳄的内分泌系统，使其难以繁殖。“这对人类有影响吗？”佛罗里达大学动物学教授路易斯·吉利特问道，“我们不知道。但我们最好开始弄清楚。”短吻鳄在史前泥泞、危险的世界中进化出厚厚的皮肤、粗壮的尾巴和长排牙齿，在那里盔甲是有意义的。也许现在仍然如此。只有10%的短吻鳄幼崽能存活到4英尺长。但那时它们就安全了，除非被汽车撞到或被射杀。雄性可以长到14英尺，重达1000磅，一生中可以长出并脱落3000颗牙齿，40岁时仍在生长。然而，朗说，当你观察短吻鳄的性别是如何确定的时，你可能会认为它们早就灭绝了。短吻鳄的性别与遗传无关——鳄鱼没有性染色体——而是与卵孵化的温度有关。寒冷或极端炎热的巢穴温度会产生雌性，而中等温度则有利于雄性。一个巢穴可能主要孵出雌性，而附近另一个巢穴可能主要孵出雄性。或者一个巢穴内的温度可能差异很大，导致中心孵出雄性，边缘孵出雌性。“我们已经证明，性别比例每年都在变化，这取决于天气和当地的筑巢环境，”朗说。
进化论认为，一个物种若想生存，必须在两性之间保持大致的数目均等。如果天气决定了鳄鱼的性别，难道一个特别热或特别冷的年份就不会导致性别比例严重失衡——例如，雌性过多而雄性过少——从而造成进化的劣势吗？奇怪的是，鳄鱼似乎并未因温度依赖性性别决定而受到阻碍。科学家们认为，地球上所有23种鳄鱼的性别都是由巢穴温度决定的，而且这对它们来说似乎也适用。“如果所有鳄鱼都具有这一特征，”朗说，“那么它一定是适应性的。”朗怀疑温度决定的性别与鳄鱼的其他环境特征有关，这些特征增加了它们的生存机会。例如，在鸟类和哺乳动物中，能量需求是固定的——生物必须进食，否则就会死亡。但冷血动物可以改变其表现并根据条件调整其体温。“它可以升温，快速进食，新陈代谢，生长，吃更多，”朗说。或者，如果没有食物，冷血动物可以简单地关闭自身，数月不动，但仍能生存。有证据表明巢穴温度会影响鳄鱼的其他属性。例如，过热会导致出生缺陷——在高温下孵化的胚胎会带着扭曲的尾巴和一个巨大球状的头骨出生，沃尔特·罗德斯称之为“头盔头”。朗发现，鳄鱼的孵化温度可以决定其后期的生长速度和行为。“在印度，”他说，“我们发现，在较温暖温度下孵化的沼泽鳄生长更快，产卵时间也比在较低温度下孵化的基因相同的同窝幼崽更早。如果动物的幼年和成年表现能力受到其胚胎经验的强烈影响，也许它以后更能应对，以更具适应性的方式响应温度等环境信号。例如，低温可能会产生更强壮的动物，或高温会产生快速生长的动物。如果将这些快速生长的动物定为雄性，它们就会更大，并具有繁殖优势。”
在路易斯安那州的一项野外研究中，朗和他的同事发现，年轻雄性与年轻雌性的比例为二比一，尽管他们几年前统计的雌性幼崽数量要多得多。“我们在这些较年轻的年龄段有不同的存活率，”他说，“更多的雄性存活了下来。”换句话说，性别可能在出生时就确定了，但性别比例并非如此。随着朗和其他研究人员了解更多，他们正在发现可能有助于解决有史以来最伟大的科学谜团之一的线索：6500万年前是什么杀死了恐龙？直到最近，许多科学家还认为，巢穴温度决定了恐龙的性别，就像它仍然决定着许多现存爬行动物的性别一样。一些研究人员甚至推测这就是导致它们灭亡的原因：气候变冷，恐龙全部产出雄性或全部产出雌性，物种因此无法存活。但如果这是真的，为什么鳄鱼没有遭受同样的命运呢？“这表明恐龙的行为或生物学有一些不同之处，使它们容易受到影响，”朗说。佛罗里达自然历史博物馆鳄鱼专家组的佩兰·罗斯说，科学家们认为水可能是解释的一部分。当恐龙灭绝时，许多幸存的生物——包括海龟和鳄鱼——都是水生动物。它们所生活的水可能减缓了导致大型陆生动物死亡的任何事件的影响。“无论是什么导致了恐龙的灭亡——陨石撞击、全球冬季或其他什么——在水生环境中可能强度较低，”罗斯说。朗同意水可能是一个因素，但原因不同。短吻鳄、海龟和鳄鱼总是与水紧密相连，就像它们今天一样。对于不住在水里的动物，朗说，恒温是更多的一种选择，并且“不同的生活方式是可能的”。因此，正如其他科学家也建议的那样，恐龙可能根本没有爬行动物的冷血生物学。
也许它们介于冷血和温血之间，新陈代谢水平高于鳄鱼，体温温暖而稳定。罗斯说，那将“对活动带来巨大的优势”。“鳄鱼从未完成这种转变，仍然是老一套的变温动物，尽管在有晒太阳机会时能够保持相当稳定的体温。但它们可以在较低温度和几乎没有或没有食物的情况下，长时间（例如一年或更长时间）生活得很好。”相比之下，新陈代谢旺盛的动物必须吃很多东西。罗斯推测，如果全球冬季降临地球，“也许鳄鱼只是挺过去了，而那些高速恐龙都饿死了。”鳄鱼的长寿本性也会有所帮助。罗斯解释说：“一窝鳄鱼幼崽的性别根本不重要——全是雄性、全是雌性，还是一些雌雄都有。一只雌性鳄鱼可能活30到60年，筑巢15到45次。只要她一生中成功一次，那就没问题。”她的基因已经传承下来，物种得以延续。朗和罗德斯在1997年认识到长期视角的重要性，当时厄尔尼诺现象导致南卡罗来纳州沼泽地区的温度异常凉爽，所有孵化的鳄鱼幼崽都是雌性。“如果我们只看一年，我们可能会得出不同的结论，永远不会知道这是可能的，”朗说。这表明一年中发生的事情可能并不关键。圣地亚哥动物园濒危物种繁殖中心的瓦伦丁·兰斯指出，在长期的海龟研究中，一些海滩被认为会产生100%的单一性别。“但另一个海滩可能会产生另一种性别，或者在其他年份可能会有混杂。”刚从北达科他州飞到南卡罗来纳州的朗，弓着身子坐在罗德斯有纱窗的门廊上的椅子上，周围是装着吱吱作响的刚孵化的小鳄鱼的塑料箱。过去一周左右，罗德斯一直在监测鳄鱼蛋的温度，太热时就用水冲，晚上变凉时就用防水布盖上。现在他把孵化箱放在他的原木房子的门廊上，朗正在给孵化出来的幼崽定性。它们大约9英寸长，黑绿色带黄色条纹，看起来很活泼，鼻子短短的。朗拿起一只，它扭动着，轻轻地敲击箱子侧面以抖掉多余的水，然后在他的大放大镜下的光线中将其摊开。他弯下身子，眯着眼睛看镜头。“雌性，”他说。
不到十年前，科学家们无法在不杀死幼年鳄鱼并用显微镜检查其生殖器官的情况下确定其性别。但在20世纪90年代早期研究印度受保护物种时，朗摸索出一种用镊子和带照明的放大镜窥视幼鳄泄殖腔开口的方法。他学会了通过原始器官的大小、形状和颜色来识别性别。“以前有人尝试过，但歧义太多了，”他说，同时将另一只幼鳄（雄性）放入一个塑料桶中。他的方法现在已在全球范围内使用，使鳄鱼研究变得更容易、更人道。罗德斯拿起另一只幼鳄，将其靠在钉在桌子上的卷尺旁测量，然后将其放在一个塑料汽水杯中，杯子放在秤上称重。然后他将吱吱作响的鳄鱼递给研究生丽莎·戴维斯。罗德斯每年从20到50个巢穴收集卵，但他不知道是哪只母亲产的卵，也不知道父亲是哪只鳄鱼。戴维斯正试图用DNA来回答这些问题。“我们不知道哪些雌性在哪个巢穴，我们也不知道是不是每只雌性每年都筑巢，这对于理解种群动态至关重要，”她说着，伸手拿起一个注射器。她用针头刺向小鳄鱼并抽取血液。“同一只雌性会回到同一巢穴区域吗？”从路易斯安那州的研究中，戴维斯知道有些卵窝有两到三个父亲。“总是这样吗？这里也是如此吗？是同样的雄性还是不同的雄性？”回答这些问题还需要鳄鱼妈妈的DNA，这更难采样，因为除了远处，它们很少被看到。戴维斯必须从它们的巢穴中收集粪便，并希望其中含有足够的上皮细胞。“我们仍然有很多不知道的，”朗说。这包括温度究竟如何决定性别——他的同事瓦伦丁·兰斯正在研究这个问题。早期的推测是温度可能对激素和激素受体水平有调节作用，但这项研究已经停滞，兰斯现在说他正在研究分子水平：“我们仍然没有弄清楚。”罗德斯和朗已经弄清楚的一件事是鳄鱼性别比例每年可以变化多大。他们利用这些信息来帮助预测种群和分布。但他们的工作对人类可能更有直接的用处，因为鳄鱼作为食物链的顶端，是一种指示物种。“如果我们监测它们多年，发现鳄鱼性别比例发生了变化，那么我们就会知道环境可能发生了什么变化，”罗德斯说，环境中的变化也可能影响人类。
一个典型的例子是1980年佛罗里达州奥兰多附近的阿波普卡湖发生的杀虫剂泄漏事件。当一场暴雨导致一家小型化工厂的蓄水池溢出一些有机氯杀虫剂进入湖泊时，没有人特别警觉。但是某些合成化学物质，包括有机氯，会模拟雌激素。仅仅将这些化学物质施加到在产雄性温度下孵化的鳄鱼卵壳上，就能使胚胎女性化。这似乎就是阿波普卡湖发生的情况，尽管科学家们直到多年后，在20世纪90年代初，当动物学家路易斯·吉利特发现该地区整个短吻鳄种群都被女性化时才得知。雄性睾酮水平低，阴茎异常小。它们无法交配。“如果鳄鱼有问题，我们应该寻找人类的问题，”吉利特说，“会是一样的吗？不，我们有不同的性别决定机制。但鳄鱼的阴茎发育依赖于睾酮，这与男婴体内发生的情况相同。”吉利特研究中最令人惊讶的部分是，鳄鱼在百万亿分之几的杀虫剂剂量下就遭受了这些严重的副作用——远低于此前认为危险或甚至经过测试的浓度。他还发现，接触一种环境雌激素的影响可能会因接触另一种环境雌激素而加剧。罗斯说，这些发现“改变了我们应用于环境破坏的范式”。早期的研究模型从叠加效应或最小可接受污染物剂量的角度看待环境，大多数环境法规都基于此类模型。但对于干扰激素的化合物，任何量都可能造成损害。而且影响可能要多年后才显现出来，当它们出现在最初接触该物质的动物的后代身上时。“可能没有安全限度，化合物的混合物可能比它们各自单独作用的总和强大许多倍，”罗斯说。与此同时，当人们担心他们能否在自己造成的环境影响中生存下来时，鳄鱼的未来却几乎没有什么疑问。全球变暖？没问题；鳄鱼只会向北迁移。“如果环境发生变化，这些家伙基本上会随之移动，”罗德斯说，“它们无法告诉我们地球是否正在变暖，但如果我们看到它们的活动范围发生变化，那将是另一个指标。”而鳄鱼已经熬过了冰河时代。化石记录显示，随着冰盖的推进，鳄鱼只是向南移动，然后在冰盖退缩时再次向北移动。“鳄鱼以前肯定在波托马克河生活过，它们可能还会再来，”罗斯说，这只是一半的玩笑。然后，面无表情地说：“当冰盖融化，海平面上升时，应该会有很多不错的沿海沼泽栖息地。”
谁在吃你？
任何一个稍微好奇的动物园游客，如果不幸掉进鳄鱼坑，肯定想知道午餐会是谁——是短吻鳄、鳄鱼还是凯门鳄？幸运的是，这很容易：牙齿会告诉你答案。23种鳄鱼类通常分为三大科——鳄科（Crocodylidae）、长吻鳄科（Gavialidae，也称为加维尔鳄或恒河鳄）和短吻鳄科（Alligatoridae，包括短吻鳄和凯门鳄）。鳄鱼的吻部比短吻鳄更尖，其下颌的第四颗牙齿明显嵌在上颌的凹槽中。在短吻鳄的吻部，同样的牙齿则藏在上颌的一个窝中。凯门鳄的下颌通常像鳄鱼一样狭窄，但它的第四颗牙齿像短吻鳄一样不可见。中南美洲生活着六种凯门鳄，其中最大的——黑凯门鳄——长度超过15英尺，可与其它鳄鱼媲美。大多数凯门鳄体型较小，只有4到8英尺长，而短吻鳄最大可达16英尺左右。凯门鳄的眼眶之间有一道骨脊，这是眼镜凯门鳄得名的特征。鳄鱼类在行为上也有所不同。纤细的长吻鳄，长着奇特细长的吻部，布满了参差不齐的牙齿，大多以鱼为食。14种鳄鱼往往最具攻击性——“更快、更敏捷，而且非常凶猛，”盖恩斯维尔佛罗里达大学的肯特·弗利特说。其中一种尼罗河鳄，是著名的食人鳄，可长到18英尺以上，寿命可达100岁。短吻鳄体型更笨重、更迟钝，但比它们瘦弱的同类更能抵抗寒冷。如果你认为自己已经安全地离开了短吻鳄的领地，请记住，美洲短吻鳄和扬子鳄都曾在其分布范围的北缘被发现冻结在冬天的冰中。——J.M.
