糯米txt论坛☆+100仿生学-第3章
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但任何事物并不是绝对的；有关的试验表明；当种子处在磁场中不同的位置时；如果磁场能加强它的负极；则种子的发芽就比较迅速和粗壮；相反；如果磁场能加强它的正极；则种子的发育不仅变得迟缓；而且容易患病死亡。
科学工作者曾经在堪察加半岛进行这样的实验；在种植落叶松的时候；不是按通常那样彼此之间是相互平行的；而是径向种植的；各行的树朝南、东西和西南方向排列；结果有趣地发现；生长最好的是以扇形磁场东部取向的那些树苗。根据这个科研成果；在载种落叶松时；人们采用了一种粘性纸带；在纸带上放置已按预定方向取向的种子来进行播种。
磁场对动物的生命活动；也有一定的影响。人们曾经用鱼类、老鼠、白蚁、蜗牛、果蝇和蚯蚓等动物做实验；结果发现鼠类在很强的均匀磁场中；生长缓慢而且短命；在不均匀的磁场内；其死亡率会增加；在高达3000～4000高斯的稳定磁场下；能使它性欲周期消失；在经过永久磁铁磁场作用的老鼠；对于通常情况可以致死的辐射剂量；具有较强的抵抗能力。
人们很早就发现白蚁常常按照磁场的方向来休息。有人曾经故意把它按东西方向横放着；然后拿到磁场非常强的人造磁场中；发现它仍会按照新的磁场方向挪动身体的位置。
蜗牛的运动也是一样。当外界磁场强度在0。l～0。2高斯左右时；它辨别方向的能力最为灵敏；当外界磁场强度增大时；分辨方向的能力就会很快消失。一般的蠕虫；当外界磁场超过10高斯时；其辨别方向的能力也会消失。
地球诞生以来；地球磁场不但改变方向；而且经常倒转。螃蟹是一种对磁场十分敏感的动物；面对着磁场不断变化的情况；它不得不采取一种折衷的办法；以不变应万变；既不向前走也不向后走；而是横着走。地球的倒转对这种老资格的动物来说；就没有什么影响了。
生物中的光学现象
光是太阳辐射到地球上来的一种能量。人类视觉能看到的光；其波长一般在7；7000～400；000A（1A＝1×10－8厘米＝0。0001微米）之间。虽然这段光波的光；也能产生热量；但没有红外线产生的热量大。红外线的波长在0。1毫米～7700埃之间；紫外线的波长在4000～3000埃之间；它们都位于人类的视觉范围之外；但动物（特别是昆虫）的视觉范围比较广；常常能延伸到短光波之中。
生物在亿万年的进化过程中；由于受到太阳光长期的直接作用；所以其生命活动和光有着密切的关系；即光对于加速或降低生物的新陈代谢和习性；都会产生很大的影响。
大多数鸟类在春季进行营巢、产蛋、育雏等等；那是因为这个季节是一年中日照逐渐增长的美好时光。许多鸟类从秋季就开始停育、换羽、育肥、流浪或迁徙；那是因为这个季节；是一年中日照逐渐缩短的时期。
在一般情况下；大多数鸟类必须在光照时间为14～16小时的白天下进行繁殖。为了改变这种情况；人们在鸟类停育的冬季；每天晚上给它们补充光照；使白天的时间延长到14～15小时；则有趣地发现已经停止的生殖腺又能重新活动。
根据这个特点；人们常采用补充光照的方法来提高家禽的产蛋量。如在14～15小时的光照条件下；夏德林种鹅的产蛋率能提高70％；土伦兹品种鹅的产蛋率能提高20％；罗马尼亚种鹅的产蛋率能提高25。9％；普通信鸽的产蛋率能提高64。6％；火鸡和朱鸡的产蛋率能提高40％；普通家鸡的产蛋率能提高25。3％～77。6％。
为什么采用补充光照的办法能提高家禽的产蛋量呢？经过研究发现；家禽生蛋与它的脑垂体有很大关系。当脑垂体分泌催卵激素时；就能促进家禽的卵巢生蛋。实践证明；要使脑垂体分泌这种催卵激素；就一定要有比较长的光照时间；所以一般家禽在春季的产蛋量要比冬季多。
不同波长的光线；对生物的生命活动也会产生一定的影响。人们又用家禽做试验；结果发现受到红光照射的家禽；它的产蛋量增加很少；有的甚至没有增加。
自从科学工作者揭开了家禽产蛋量与光照之间的秘密之后；人们一方面在选择鸡种和饲料上面下功夫；另一方面利用光对家禽生理活动的影响；加以精心的饲养和管理；结果使家禽的产蛋量大幅度提高。有些良种母鸡；已经达到每年下蛋360～370个的新水平。
光对于鱼类的生活习性；也能产生明显的影响。人们一方面观察在自然光线照射下；鱼类在早晨和晚上的活动情况；另一方面研究了在用人工光线的照射下；鱼类的反应情况；结果发现随着光线颜色的不同；被照射的鱼类（特别是鳗鱼、鲭鱼等）会表现出不同的反应。
当光的颜色从波长较短的青色光变换到波长较长的红色光时；发现光的波长愈短；鱼的活动愈活泼；相反；当光的波长愈长；则鱼的行动愈迟钝。
在蓝色光和绿色光的照射下；鱼可以做大范围的活动；在黄色光的照射下；鱼群开始集结到照射灯的附近；行动变得不活跃；在红色光线照射下；鱼群密集在一起；行动大为迟钝。
人们又用虾做实验；结果发现；当用红灯照射时；它们会一动不动地浮到水面上来。
鱼类分布在海洋中各个不同的水层。人们一般习惯地把生活在海洋较底层的鱼类；称为底层鱼类；如我国的大黄鱼、小黄鱼、鲳鱼等；而把生活在接近海面或海面以下的鱼；称为中上层鱼类；如我国的马鲛鱼、鲐鱼（俗称油筒鱼）、太平洋鲱鱼（俗称青鱼、青条鱼等）。中上层的鱼类一般都具有敏锐的视觉；发达的测线以及适应迅速游动的体型；所以捕捉比较困难。
自从人们发现光对鱼的生活习性能产生影响之后；近年来世界各国在充分利用底层鱼类资源的同时；积极发展〃灯光围网渔业〃。这是一种先进的捕鱼方法；利用灯光把鱼诱集起来；然后用围网进行捕捉。
昆虫的生长发育和生活习性；与光也有密切的关系。生活在苍郁的林中；植物的茎（或根）中、地下或大多数仓库中的昆虫；由于它们习惯于弱光；所以若增强其生活环境的光度；则它们的活动就会受到抑制。而许多有翅的昆虫就具有很强的趋光性；它们在夜间飞行时；都是利用光线辨别方向的。
利用这个特性；人们常常用橙、黄、绿、蓝、紫和紫外光（因为昆虫看不见红光；所以一般不采用红光）来诱捕大量有害昆虫；侦察虫害发生的时期和数量。
人们曾用不同波长、强度和照射周期的光做试验；结果有趣地发现；家蚕的幼虫在白色光线照射下（红色光次之）生长最快；起眠也比较整齐；当用绿色的光线照射时；发现家蚕的结茧很大；用短波光照射能促进蚕的生长；而长光照射能迟延蚕的生长。
光的颜色；除了对昆虫的生长发育产生影响之外；还能在一定程度上改变其生活的习性。如用黄色的光线照射蚂蚁时；发现它们在受到刺激后能立即去搬移蚁卵；当用绿色的光照射竹节虫时；发现它们受到刺激后能立刻变色。植物和光的关系；可以追溯到远古的年代。在白垩纪中叶以前；根据当时植物的特征进行判断；地球上还没有直射的阳光；那时地球的表面是一片水汽雾和密密层层的云海。但自从白垩纪中叶起；地球上开始有直射的阳光后；这种浑浊的局面才逐步澄清；大地也渐渐变得暖和起来了。
环境的改变；对于植物的进化起着决定性的作用。一种完全新颖的植物类型——被子植物；就是在这种形势下诞生的。它一经出现；就非常迅速地在地球大陆上排挤裸子植物而大量地进行繁殖。
对于植物来说；光的作用是一种非常有用的刺激剂。它不仅对于植物茎的大小、形状、生长方向、生长程度以及茎上芽和分枝的产生能起到很大的影响；而且能以直接的光压和辐射能；为植物的生长创造最适宜的条件；促使植物两种最基本的生命活动过程——同化作用（光合作用）与蒸腾作用（水分的吸收和蒸发）顺利的进行。植物生命和光的关系；还表现在其他的许多方面。如植物的开花时节；与光照的关系就很密切：为什么鲜艳华丽的桃花；必须在春回大地、群营乱飞的清明时节开放？
为什么雅致素淡的荷花和灿烂多娇的兰花；必须在炎热的夏季开放？
为什么馥郁芬芳的桂花和瑰丽多姿的菊花；必须在秋高气爽的中秋佳节开放？
为什么清香贞洁的梅花；必须在已是悬崖百丈冰的数九寒天开放？
这种情形的出现除了和温度、水、肥料等因素有密切的关系之外；有关的研究表明；在很大的程度上；光照的周期、光照的颜色对开花的时节；能起到决定性的作用。
生物界的热现象
任何一个化学反应过程；都因为参加反应的物质中；原子最外层电子的运动状态改变而伴随有温度的变化。这个过程中温度的变化可能是负值（吸收热量）；也可能是正值（放出热量）。温度变化是物质分子热运动的表现形式。分子运动愈快；物质温度就越高。生物界的热——动物的体温；主要是由生物能（生命物质的化学能）提供的。这里；我们既不讨论由体内分子热运动所表现出来的能量；也不讨论生命过程中化学能的变化；而主要讨论生物体热力学和生物对热信息的感觉器两个问题。
在炎热的夏天；南方的水牛喜欢到池塘浸泡；鸡会张开嘴不停地喘息；山羊躲藏在树荫下面……这都是因为它们没有汗腺来调节体温。但人们除了寻找和制造凉爽的条件之外；还可以通过汗腺来进行体温调节。
在研究活机体与其环境间的热相互作用的时候；可以沿用工程系统热力学的某些概念。活机体的热力学与化学过程的热力学差别很大；而活机体与热机系统的热力学差别就更大。之所以产生这种差别；是因为被看作热力学系统的活机体不断地发生产热的可逆反应；而非生命热系统中若发生产热；总可以看作是处于平衡的可逆反应。
有些动物的体温；是随环境温度的变化而变化的；这类动物叫冷血动物；有些动物的体温不大受环境的影响；体温保持相对恒定；叫恒温动物。体温是决定活机体内化学反应速度率的一个主要因素；体温升高一度时；基础代谢强度增加7％。大多数高等动物的体温是恒定的；其调节体温不是控制产热；而是调节散热机能。恒温动物的散热主要是以红外线辐射的形式进行；又因为红外线辐射携带大量的信息；于是一些动物（特别是夜行动物）进化出了能接收红外线信息的器官；例如蛇就是利用红外探测器在夜间捕食小鸟的。下面我们就顺便介绍一下动物的体外感受器。
人们发现；蟒蛇科的蛇的唇口和响尾蛇亚科的蛇的颊窝红外感觉器的效率超过了它的视觉；其方向性和选择性比人造红外线探测器精确很多。因此；瞎眼睛的蛇也能根据红外线辐射来追踪和捕获猎物。蛇还能在来自太阳、热石头等干扰场中；识别活的动物；对死鼠则不予理会。可见；生物界的红外装置抗干扰和识别能力是很高的。
感受红外辐射的还有深水乌贼。深水乌贼的热视眼分布在乌贼尾部的整个下表面。当热视眼接收到红外线信息后；引发视觉神经产生脉冲；脉冲信号被送入神经中枢加工、处理。此外；蚂蚁、蚊子也对红外辐射很敏感。研究生物界的红外探测器；探索生物界利用红外感受器接收、加工处理红外线信息的秘密；将有助于研究、设计和制造新型的红外装置；增强人类认识和改造自然的能力。
电光鹰眼
侵略者为向外扩张领土；不断地在边境制造事端。一天拂晓；狡猾的敌人以强大的集群坦克对我边境发起了进攻；我指挥员获取情报后；立即命令高空侦察机飞临敌方上空侦察。
侦察机刚一飞入目标区；就被敌人雷达发现；他们刚要使用高炮射击；侦察机突然跃升至l万米高空；连敌人刚装备的新式防空导弹也望尘莫及。
侦察机在高空启用电光鹰眼系统；地面的河流、山峦、桥梁、建筑物在电光鹰眼的荧光屏上一览无余。突然；飞行员发现公路上出现许多绿色亮点；侦察员调节仪器精心观察；荧光屏上显示出一群正在缓慢爬行的坦克；于是立即把这一情况报告给司令部。不到10分钟；空军强击机群立即起飞；据空中侦察员提供的方位；很快捕捉到了目标；还在坦克群毫无察觉中；装有电光鹰眼系统的导弹纷纷射击；顿时；一团团火球四起；先头坦克当即被击毁；后尾坦克也被击中；其余车辆前进不能；后退不得；只好等着挨打。不到1小时；敌坦克群全部被歼。
在这场战斗中；立下大功的电光鹰眼就是仿照鹰眼的结构原理制成的。
鹰眼有两个中央凹；一正一侧；其中正中央凹能接收鹰头前面的物体像。中央四中的光感受器叫视锥细胞；它的密度高达每平方毫米100万个；比人眼的密度要高677倍。感光细胞越多；分辨物体的本领就越大。此外它还有叫做梳状突起的特殊结构、能降低视觉细胞接收的强光。所以；在强光下鹰眼不用缩小瞳孔；也不感到眼花；而仍然具有很高的视觉灵敏度。
由于具备这些特点；鹰眼能在空中迅速准确地发现和识别地面目标；井能判断出目标的运动方向和速度大小；这是人眼和普通雷达都望尘莫及的。
因此；人们根据鹰眼结构制造出了电光鹰眼系统；这种电子光学装置配备有装上望远镜的电视摄像机和电视屏；飞行员在高空中只要盯住电视屏；就可以在飞机上看到宽阔的视野中的所有物体。
生物界化学现象的启迪化学仿生学简介
仿生学是一门妙趣横生的科学；它既古老又年轻。说年轻；是因为它在1960年才正式成为一门科学；历史还不长；说古老；是因为几千年前就有人模仿生物的特点来制造工具。传说我国古代有个叫鲁班的木工；模仿茅草边缘的缺口制成了锯子。近百年来；人类向生物取得的学习成就就更多了；例如飞机仿蜻蜓、潜水艇仿鱼、雷达仿蝙蝠等。这种对生物体形和机能的模仿是物理（机械）仿生学研究的领域；这是人类第一次向生物学习。
科学的发展日新月异；生物学进入了分子生物学的时代。从分子水平上看；生物本领之大；更是人们见所未见；闻所未闻。于是科学家们又开始x向生物学习化学功能；这是人类第二次向生物学习。这次学习使人们在生物学、化学等领域创造了数不清的奇迹；形成了一门新的科学——化学仿生学。
生物体内的魔术师——酶
生物体内有一种奇妙的蛋白质叫做酶；生物体内发生的一切化学反应都是在酶的催化作用之下实现的。酶是一种催化剂。
说起催化剂；少年朋友们也许会感到陌生；举个例子就明白了。一块糖用火是烧不着的；可是；如果在糖块的一角撒一些烟灰；一点火；糖便可以烧起来。烧完以后；烟灰还是烟灰；并没有变化。在这里；烟灰起了催化剂的作用。催化剂能促进化学变化；但是在化学变化的前后；它本身的量和化学性质并不改变。酶在生物体内；也能起促进化学变化的作用；所以我们可以把它叫作生物催化剂。
酶是1815年由一个俄国人发现的。但是；人类有意识的利用酶的历史则要长得多。我们的祖先远在4000多年前就知道利用霉菌的淀粉酶来酿酒。我国是世界上第一个使用酶的国家。
酶字的一半是〃每〃字；正巧说明了最早的酶是从霉菌来的；也说明了酶的广泛存在和广泛用途。〃每〃种生物；〃每〃个器官；〃每〃个细胞里都有酶；生物体内的〃每〃种生化反应都需要酶。酶的品种很多；像个小王国；目前的〃人口〃有两千左右。它们分工严格；专一性很强；一种酶品只能催化一种反应；就像一把钥匙只能开一把锁一样。
人和动物身体里有着各种各样的酶。一条蟒蛇囫囵吞下一只完整的小动物；居然能把它消化掉；这就是酶的作用。酶把这只小动物的身体分解成几种化学成分；又把它们重新组合；变成蛇的肌肉。这情形就像一队建筑工人拆了一栋旧房子；然后又利用拆下来的砖瓦和木料建成一栋新房子一样；在这一拆一建之中；酶立下了�
