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一、电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压。
电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。
电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板。
电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。?
二、萤火虫到人工冷光?
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。?
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。
萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。?
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。
在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。?
三、苍蝇到气体分析器
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。
但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。
大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。
就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
四、蝙蝠和雷达
擅长夜晚飞行的蝙蝠拥有独特的回声定位,通过发出高音频声音并能根据回声判断物体的方位及距离,这种能力可帮助蝙蝠准确判断猎物所在位置,并有效地绕开树、建筑物等。
依据这一理论,蝙蝠的回声定位功能在近距离飞行中可以游刃有余,但对于远距离飞行而言,视力非常差的蝙蝠似乎无计可施了。
霍兰德的这项研究推翻了这种错误观点,他指出蝙蝠具有磁性感官能力,在飞行数千英里之远仍能准确判断方向,蝙蝠的这种能力与某些鸟类有相同之处,除依据磁场,它们还都使用日落作为方向标识器。
这将有助于调整动物体内的“指南针”,并有效地区分磁场北向和真实北向之间的差别。
霍兰德说,“通过这项研究进一步增强了我们对蝙蝠深入研究的兴趣,原本我们认为蝙蝠只有最远飞行几英里,但实际看来,它们与候鸟具有相同之处,可以飞行至数千英里。”
在研究实验中,霍兰德带领研究小组在大褐蝙蝠身体上装配了微型无线电发射器,然后从它们栖息地向北12英里处释放。
在蝙蝠返回栖息地的过程中,研究小组通过小型飞机在蝙蝠上空进行监控。一些未受人造磁场干扰的蝙蝠基于日落磁场识别能力向南飞行,很轻易地就找到了自己的老家。
然而在此之前,研究小组释放了两组蝙蝠,分别处于地球磁场北极顺时针90°和逆时针90°的人造磁场环境中。处于逆时针90°磁场飞行的蝙蝠一直向西飞行。
另一组受顺时针90°磁场的干扰,却一直向东飞行,但这些差点迷失方向的蝙蝠通过日落作为方向标识器,最终意识到飞行方向错误,改变飞行方向顺利地返回栖息地。
科学家们已知道自然界的动物主要分为两种类型磁性感官定位:一种是简单的“指南针”感官功能,这是基于体内磁铁矿颗粒与外界环境发生的反应;另一种则是某些鸟类能根据处于地球磁场不同位置所“看到”的磁场光强度,来准确判断飞行方向。
五、甲虫和防弹武器
气步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体 “炮弹”,以迷惑、刺激和惊吓敌害。
科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶 混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,并迅速射出。
这种原理已应用于军事技术中。二战期间,德国纳粹为了战争的需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。
美国军事专家受甲虫喷 射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮弹发射后隔膜破裂。
两种毒剂中间体在弹体飞行的8—10秒内混合并发生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输,安全且不易失效。
动物身上启发的发明创造有夜视仪、温度控制系统、装甲车、防毒面具等。
1、夜视仪
在漆黑的夜晚,猫能清楚地观察老鼠的一举一动并敏捷地抓住它。猫为什么能在黑暗中看清东西的原因就在于猫眼的视网膜上具有圆锥细胞和圆柱细胞,圆锥细胞能感受白昼普通光的光强和颜色,圆柱细胞能感受夜间的光觉。
科学家们便模仿猫眼研制出了夜视仪。夜视仪的功能是把图像的亮度增强显示,通过图像增强器后,其可视距离达2000米。
2、温度控制系统
有一种蝴蝶的身体表面覆盖有一层细小的鳞片。当外界气温升高时,这些鳞片会自动张开,以少太阳光照射的角度,从而减少对太阳光能量的吸收;当外界气温下降时,这些鳞片又会自动闭合,紧贴在蝴蝶的体表,让太阳光直射在鳞片上,从而使蝴蝶能吸收更多的太阳光能量。
这样蝴蝶就可以在外界气温变化较大的条件下,仍然将自己的体温控制在正常的范围之内。
3、装甲车
人们从乌龟身上得到的启示,发明现代战场上通用的武器——坦克。英国的一个上校斯温顿发现乌龟的壳坚不可摧。于是,便经过反覆研究,设计了坦克。
4、防毒面具
第一次世界大战中,德国用毒气攻击英法联军使其伤亡严重。英法联军在后来收复被毒气袭击的失地的过程中,惊讶地发现,这个地方的人与动物几乎都遭到了毒害,但是野猪没有受到一点伤害。
这个有趣的现象引起了科学家的注意,经过一番研究和实验,科学家们发现野猪之所以没有受到毒气的侵害,原因是它的鼻子。
原来,野猪有一个强有力的长嘴巴,并且喜欢用鼻子拱松泥土寻觅地里植物的根茎及一些小动物。在此过程中,如果它们嗅到强烈的刺激气味时,便会将鼻子和嘴巴拱进泥土里来躲避。当德军施放毒气时,聪明的野猪就是用这个方法躲过了灾祸。
原因是野猪在用嘴和鼻子拱地的时候,毒气已经被松软的土壤颗粒吸附和过滤了,因此野猪没被毒死。
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