人与自然 系列丛书-第190部分

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　　细胞的渐进死亡——老化的细胞必须不断死亡把空间腾让给新生细胞，这是人类想知道的另一个重要的研究课题，其结果会使得人们能更有效地治疗与细胞渐死功能失调有关的某些疾病，如帕金森氏综合症、阿耳茨海默氏综合症及肌肉萎缩等。科学家选择鲍鱼进行研究，幼鲍可以在海水中流动，在发育成熟之后，鲍鱼落到海底，并生出新的肌肉系统把自己固着在礁石上。　
　　目前已培养出在这个过程中控制细胞死亡及生长的基因，并找到一种与细胞渐进死亡有关的酶。　
　　海鞘　
　　即便是那种一簇簇附着船底令人生厌的海鞘，也被科学家派上用常和人等哺乳动物一样，海鞘的肾脏也会蓄积尿酸和草酸钙结晶，从而形成肾结石。有趣的是，海鞘通体透明，无须解剖就可以观察到肾结石的形成。但与人不同的是，这种动物的肾——实际上是肾囊，并没有把草酸钙结晶当作废物蓄积下来，显然，它的肾囊可以对草酸钙结晶进行循环处理。研究发现，海鞘肾囊中有某种化学物质，有很强的抑制草酸钙结石形成的能力，因此，海鞘肾囊流质中的草酸钙几乎不会形成结石。科学家还发现，在海鞘囊中寄居着两种微生物，其中一种似乎能够帮助海鞘的肾囊代谢凝聚成草酸钙晶体，这真是一种奇特的共生现象，如果能分离出这种可能是由微生物制造的化学物质，就有望找到治疗肾结石的特效药。　
　　海洋动物还能告诉我们些什么？这的确令人倍感兴趣。科学家正在进行各种研究，他们都同意这种观点：了解海洋动物，我们就能更好地了解我们自己！　
　　章鱼　
　　生活在水中的章鱼，长有8只长脚，活像8条带子，人们也叫它“人带鱼”。别看章鱼叫鱼，它其实不是鱼，而是一种贝类。　
　　在章鱼的脚上，长有强有力的吸盘，靠吸盘来摄取食物。它们平时嗜好器皿，喜藏匿其中，吸附不出。人们利用它这个怪癖，得益不浅。　
　　希腊的克里特岛，由于煤船的频繁往来装卸，海底堆积了厚厚一层煤。　
　　渔民们常常捉来章鱼，拴在长绳子上丢进海里，让章鱼到海底去抓煤块，然后再把绳子拉上来，煤块也就捞上来了。　
　　章鱼抓煤块靠的是脚上的吸盘，吸盘的构造和人们治病用的拔火罐相似。拔火罐里的燃烧物消耗了罐中的氧气，使罐内外产生了压力差，这就是拔火罐有吸力的原因。章鱼则是利用肌肉收缩排出吸盘内的水，造成吸盘的压力差而产生吸劲的。章鱼吸盘的吸附能力很强，有时甚至能吸住比自己体重大20倍的煤块。　
　　据说，上世纪日本皇室一艘满载朝鲜贵重瓷器的货轮在日本海沉没，尽管知道沉船准确地点，但因潜水员下潜不了那么深，于是求助于章鱼。人们把章鱼系上细绳投入大海，沉至海底，章鱼便觅罐而卧。随后，人们拉起绳子，顽固的章鱼死死吸住器皿不放，于是一个个贵重瓷器被吸拉上来。　
　　章鱼吸盘产生巨大吸力的道理，使研究人员极受启发，他们根据这个原理，制成了真空起重机。这种起重机用吸盘代替了普通起重机的吊钩，工作时像章鱼一样，把装有吸盘的吊臂对准起吊物的光滑部位，就能牢牢地抓住起吊物。用这种起重机，可吊起重30吨的水泥预制板。　
　　在日常生活中，人们也利用了章鱼吸盘的原理。比如我们常见的“真空吸盘式”塑料挂衣钩，这种塑料吸盘只要往玻璃或平整的木板上一按，挤出盘内空气，就能牢牢地吸在上面，一个小小的衣钩可擎住一件大衣的重量呢！




鸟类的启示
　　自古与人类生活于同一天地的鸟类，是自然的产物。在亿万年的演化进程中，为适应自然界各种复杂的环境条件，鸟类形成特殊的生理构造和生活习性，这对人类的创造发明和科技发展有着启示作用。　
　　鸟与飞机　
　　约在公元1800年，气体动力学创始人之一的英国科学家凯利，曾深入地研究过飞行动物的形态，寻找最具流线型的结构。他模仿鸟翼设计了一种机翼曲线，与现代飞机机翼截面曲线几乎完全相同。法国生理学家马雷曾写过一本研究鸟类飞行的《动物的机器》的书，介绍了鸟的体重与翅膀负荷（即单位翅膀面积所负的重量）的知识。后来，俄国科学家茹可夫斯基在研究鸟类飞行的基础上，提出了航空动力学的理论，正是通过对鸟类的一系列的研究，终于找到了人类上天的关键所在。在人们模仿鸟类翅膀，采用大功率轻便发动机带动螺旋浆之后，美国莱特兄弟终于在1903年发明了飞机，实现了人类梦寐以求的飞上天空的愿望。　
　　现代航空技术飞速发展，先进的飞机时速可达3700公里，但飞机的飞行本领有许多方面不及飞鸟。有一种“军舰鸟”，它的翅膀骨骼仅有100克重，而两翅展开却有两米多长，因此，它飞行时消耗的能量和动力非常少。比“军舰鸟”更节拾燃料”的是一种叫作金色鹬的小鸟，它从加拿大越海连续飞到南美洲，行程3900公里，而体重只减轻60克。现代航空技术若能赶上这种效率，那么一架轻型飞机飞行30公里，只需耗用0。5升汽油，仅相当于目前用量的1/9。　
　　在西印度洋群岛上的蜂鸟，身长不过5厘米左右。就是这种小鸟，竟会做现有的任何飞机都做不到的各种机动灵活的飞行：向上高飞升至2000米的高空接着垂直下降，陡然起飞，掉头飞行，向后退着飞以及悬停空中等。如果一旦把它的飞行奥秘破译出来，对改善飞机性能将有宝贵的借鉴作用。　
　　鸟类的飞行，还有其他许多优异特性是现代化飞机所不具备的。可以乐观地预测，继续深入地研究鸟的飞行并从中得到有益的启示，一定可以进一步改进现有飞机的性能，给未来新型飞机的设计增添异彩。　
　　鸟与电子眼　
　　科学家在研究中发现，许多鸟类都有高度敏锐的视觉，对运动物体简直是“明察秋毫”。如鸽子，它能在人眼视力所不及的距离上发现飞翔的老鹰。　
　　科学家根据鸽眼机能原理制成的“鸽眼电子模型”，将可改进图像识别系统的性能。利用鸽眼发现定向运动物体的性质而改进的雷达系统，可设置在机场边缘和国境线上，它只能发现飞进来的敌方飞机和导弹，对飞出去的则不起反应。这样，便提高了发现目标的选择性和准确度。电子鸽眼还可用在计算机系统中，可自动消去与解题无关的那些数据。　
　　鹰眼的敏锐度在鸟类中名列前茅，它比人眼敏锐1～2倍，而且视野非常开阔。展翅翱翔于两三千米高空的雄鹰，一下子便能发现地面上的小兔子和老鼠；而在高空飞行的飞行员用肉眼是很难发现和识别地面目标的。科学家正根据鹰眼的构造原理，研制类似鹰眼的搜索观测系统，即电子鹰眼。这项技术不仅能使飞行员的视野和视敏度得以扩大，还将会提高地质勘探、海洋救生、遥感探测等方面的工作效率，同时也可用来控制远程激光制导武器的发射。如果能制出具有“鹰眼系统”的导弹，它就能像鹰一样自动寻找和识别目标，并自动跟踪目标直至攻击成功。　
　　鸟与天文罗盘　
　　许多鸟类以及一些昆虫，具有利用天空偏振光来导航的本领，即使飞行几千公里，仍能准确无误地到达目的地或回巢。原来，这些鸟类感觉细胞的感光部分，使它们能够感觉天空偏振光的偏振面，因而也就可以定方向了。　
　　人们由此得到启示，制成了用于航空和航海的“偏振光天文罗盘”。这种偏振光罗盘的优越之处在于，即使乌云遮日，或者在太阳处于地平线以下时，仍然可以利用天空偏振定向。在不能使用磁罗盘的高纬度的地区，就更显出这种偏振光罗盘的好处。　
　　科学技术的发展是没有止境的。鸟类的特殊本领正在为科学家所不断认识、模仿、借鉴，从而造福于人类。　
　　鸟与戈　
　　大家对电视或电影中的古战争场面比较熟悉吧！万马奔腾，狼烟滚滚，士兵们高举戈矛，奋声呐喊，跟随主将冲突。　
　　戈是古代战争中一种非常重要的武器，也是最早的进攻性武器。可是，你大概不会想到，戈是我们聪明的祖先受到鸟嘴和兽角的启发制造出来的。　
　　啄木鸟尖尖的长嘴巴是那样的锋利，可以啄穿树木，秃鹰铁钩子一样的嘴巴可以致敌人于死地，犀牛的独角让兽中之王感到害怕，斗鸡在战斗中将对手啄得鲜血淋漓，鸟嘴和兽角保护了它们自身，是它们生存的必不可少的工具。　
　　在石器时代，我们的祖先过着群居生活，靠打猎为生。刚开始的时候，他们围住野兽，用石块和木棒攻击野兽。但是，如果遇到巨大和凶猛的野兽，石块和木棒往往不能制服它们。祖先们发现，禽兽们常用嘴、角进行攻击和防御，因而受到启发，开始将兽角绑在木棒上，制成兵器，这就是戈的雏形。　
　　后来，他们又用石头做成禽兽嘴或角的样子来制造戈。原始的戈虽然很粗糙，使用也不方便，但却体现了兵器制造较为先进的仿生工艺，是中国古代人的一大贡献。




兽类骨胳的启示
　　兽类在长期进化中，形成了适合生存环境的种种形态，而保持这种形态的骨骼系统在强度、硬度和稳定性等方面是很完美的。中国的古建筑人字形屋盖与兽类的脊柱有点相像；房屋的大梁好像牛、马的背椎骨；椽子（桁桷）好像牛、马的肋骨。　
　　现代建筑普遍采用的“钢筋混凝土”结构，其中钢筋在建筑物中的作用，跟骨骼在动物身体中的作用一样。　
　　艾菲尔铁塔是一座耸立在巴黎市中心的高达300多米的金属塔，它是法国著名工程师艾菲尔在1889年为巴黎博览会设计的，这座宏伟的铁塔是当时世界上最高的建筑，也是巴黎的象征。但其结构是艾菲尔不自觉地模拟和重复了灵长类小腿骨（胫骨）的结构，两者的表面角度完全相符。　
　　古往今来，人类建造了无数桥梁，但细细分析，四足着地的兽类，前后肢好像一座桥的桥墩，脊椎骨又恰似桥身。有些生活习性特殊的动物，如跳鼠，后肢特别长，它靠后肢跳跃和站立，整个身体的结构就跟单桥墩的悬臂桥相像。而吊桥跟终年在树上悬挂生活的树懒样子一样。




动物前爪的启示
　　二趾树懒的两只弯长利爪能牢牢地钩住树枝倒挂身体，不仅睡觉时不会坠落，就是它死后也还牢牢地挂在树上，主要原因就是它能依靠自身的重力使弯爪越钩越紧。这种结构为设计起重机挂钩提供了很好的模型，具有科学的力学原理。　
　　食蚁兽的前爪可以轻易地刨开坚硬的地面，模仿食蚁兽的前爪制造出一种轻便的耕作机，肯定会大受农民的欢迎。犰狳、穿山甲、鼹鼠都是打洞的好手，根据它们的打洞方式去设计制造新型打洞机械，人们开掘隧道、采矿、挖煤将变得轻而易举。河狸是兽中的筑坝能手、“水利专家”，其效率和精巧程度令人叹为观止，值得人们借鉴。




昆虫隐身术的启示
　　昆虫的隐身术是相当高明的。一只蝴蝶落到花朵上，看上去好像是为花朵增加了一个花瓣；酸苹果树上的蜘蛛从不结网，只是静静地躲在花上，变成跟花一样的颜色，轻而易举地捕捉前来栖息的幼虫。　
　　在军事技术当中，也有类似的隐身技术。像侦察中的化装术和通讯中的干扰术，飞机和导弹的隐身术等，都是隐身技术。不过，这里的“隐”字，不是对眼睛说的，而是对雷达、红外电磁波和声波等探测系统说的。目前，军用飞行器的主要威胁是雷达和红外探测器。　
　　用什么办法对付这种威胁呢？科学家们经过刻苦地研究，隐形材料应运而生了。隐形材料是指那些既不反射雷达波，又能够起到隐形效果的电磁波吸收材料。它是用铁氧体和绝缘体烧结成的一种复合材料。这种材料是由很小的颗粒状物体构成的。电磁波碰到它以后，就在小颗粒之间形成多次不规则的反射，转化成热能被吸收了。这样，雷达就收不到反射波，也就发现不了飞行器。　
　　到本世纪80年代初，神秘的飞行器隐身技术有了新的突破。它跟高能激光武器和巡航导弹列为军事科学技术上的三大革新。美国计划投入使用的B—LB战略轰炸机，就用上了一些重要的隐身技术。其雷达反射截面不到1平方米，是B－52型轰炸机的1％。这种飞机将取代目前的B—52战略轰炸机。　
　　1983年底，日本防卫厅宣布，它跟美国国防部合作研制出了一种雷达发现不了的新导弹。这种新导弹上面涂有含有特殊合金的铁酸盐涂料，它可把雷达的电磁波迅速转化成热能。　
　　目前，除了先进技术轰炸机正在试飞行外，实用的隐身巡航导弹、隐身飞机等都将问世。




昆虫楫翅的启示
　　苍蝇等双翅目昆虫后翅的痕迹器官——楫翅，不但能使昆虫不用跑道而直接起飞，而且是使昆虫保持航向的天然导航器官，因此又称为平衡棒。昆虫飞行时，楫翅以330次/秒的频率不停地振动着。当虫体倾斜、俯仰或偏离航向时，楫翅振动平面的变化便被其基部的感受器所感觉。昆虫脑分析了这一偏离的信号后，便向一定部位的肌肉组织发出指令去纠正偏离的航向。　
　　人们根据昆虫楫翅的导航原理，研制成功了一种“振动陀螺仪”。它的主要组成部件形似一个双臂音叉，通过中柱固定在基座上。音叉两臂的四周装有电磁铁，使其产生固定振幅和频率的振动，以模拟昆虫楫翅的陀螺效应。　
　　当航向偏离时，音叉基座随之旋转，致使中柱产生扭转振动，中柱上的弹性杆亦随之振动，并将这一振动转变成一定的电信号传送给转向舵。于是，航向便被纠正了。由于这种“振动陀螺仪”没有普通惯性导航仪的那种高速旋转的转子，因而体积大大缩校受到这类生物导航原理的启示，人们逐渐地发展了陀螺的新概念，还制成了高精度的小型“振弦角速率陀螺”和“振动梁角速度陀螺”。这些新型导航仪现已用于高速飞行的火箭和飞机，能自动停止危险的“翻滚飞行”，自动平衡各种程度的倾斜，可靠地保障了飞行的稳定性。




蝇眼的启示
　　人的眼睛是球形的，苍蝇的眼睛却是半球形的。蝇眼不能像人眼那样转动，苍蝇看东西，要靠脖子和身子灵活转动，才能把眼睛朝向物体。苍蝇的眼睛没有眼窝，没有眼皮也没有眼球，眼睛外层的角膜是直接与头部的表面连在一起的。　
　　从外面看上去，蝇眼表面（角膜）是光滑平整的，如果把它放在显微镜下，人们就会发现蝇眼是由许多个小六角形的结构拼成的。每个小六角形都是一只小眼睛，科学家把它们叫做小眼。在一只蝇眼里，有3000多只小眼，一双蝇眼就有6000多只小眼。这样由许多小眼构成的眼睛，叫做复眼。　
　　蝇眼中的每只小眼都自成体系，都有由角膜和晶维组成的成象系统，有由对光敏感的视觉细胞构成的视网膜，还有通向脑的视神经。因此，每只小眼都单独看东西。科学家曾做过实验：把蝇眼的角膜剥离下来作照相镜头，放在显微镜下照相，一下子就可以照出几百个相同的象。　
　　世界上，长有复眼的动物可多了，差不多有1/4的动物是用复眼看东西的。像常见的蜻蜓、蜜蜂、萤火虫、金龟子、蚊子、蛾子等昆虫，以及虾、蟹等甲壳动物都长着复眼。　
　　科学家对蝇眼发生兴趣，还由于蝇眼有许多令人惊异的