奇妙的大自然-第12部分

快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！



　　　　现在，科学家还发现人体中也存在着这种溶酶体：当我们不小心碰伤了皮肤，皮下的瘀血会形成“乌青块”。一段时间以后，“乌青块”会像小蝌蚪的尾巴一样，自动消失，这就是溶酶体在发挥作用。受此启发，科学家正进一步研究小蝌蚪细胞里的溶酶体，希望从中能找到消灭害虫的新战术以及增进人体健康的新办法，让人类生活得更好。

　　　　【小档案】

　　　　细胞的发现及研究来自于显微镜的发明。1665年英国学者诺波特·胡克用自制的显微镜观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的结构，看到了“类似蜂巢的极小的封闭小室”。荷兰的列文·虎克第一次观察到活细胞，虎克一生制作了400多架显微镜，放大倍数一般在50～200倍之间，1676年他发现了池塘中的原生动物，1683年又发现了牙垢中的细菌，并把它们描绘下来，寄给当时欧洲的科学中心——伦敦皇家学会，刊登在会报上。1838年，德国植物学家施莱登发表了《植物发生论》，指出细胞是构成植物的基本单位。一年之后，德国动物学家施旺也发表论文指出，动植物都是细胞的集合物。施莱登、施旺共同指出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位，这就是著名的“细胞学说”。

第六十章　活化石妙用反差原理——鲎与鲎眼电视机（）　
小问号

　　　　鲎是一种海洋节肢动物，世界上仅有5种，主要分布在太平洋沿海、北爱尔兰沿海、北美洲东部沿海到墨西哥湾，以及我国的东南沿海。它浑身都长着坚硬的甲壳，拖着长长的剑形尾巴，头部和胸部的“盔甲”特别宽大，形状像“马蹄”，腹部还有6对附肢，腹甲呈六角形，有6对片状的游泳肢，还有用来呼吸的5对腮。怪模怪样的鲎，让人类最为惊讶、也最让它名声远播的是那奇特的复眼，为人类研制清晰的电视系统提供了宝贵启示……

　　　　在我国东南沿海，北从浙江省的宁波，南到广东省的汕头，都能够找到一种叫鲎的海洋动物。它时而在浅海里爬行，时而钻进泥沙里，时而在蔚蓝『色』的海水里游泳……这个模样儿有点怪的海洋动物，在硕大无比的恐龙还没有出现时就已经存在了。追溯鲎的生存历史，让人类惊叹不已——它在世界上已经有4亿多年，而且不论外界怎么变化、进化，这家伙仍然我行我素，身体结构以及生活习『性』都没有什么大差异，因此，科学家称它为“活化石”。

　　　　鲎有四只眼睛，其中两只小眼长在头的前部，有两只复眼长在头的两侧。小眼也有自己的视网膜，而且对紫外线的辐『射』特别敏感。但是，真正对它起重要作用的是两只复眼。鲎的复眼很像昆虫的复眼，是由1000多个小眼组成的，每个小眼都能够对投『射』来的光进行聚集，经过神经末梢，而且迅速传递给大脑。这些小眼之间相互联系，又相互制约。当一个小眼受到光照产生兴奋时，周围的小眼就受到抑制，兴奋『性』就降低。这不但不影响鲎对周围世界的观察、感知，相反，却有助于它识别物体。当复眼中的一只小眼得到鱼等物体反『射』来的信息时，其他小眼的兴奋点就迅速降低，甚至降到零，而这只最先捕捉到信号的小眼兴奋点相对扩大，使物体的轮廓变得更突出、更清晰。这就是视觉上的反差原理。可见，“活化石”鲎妙用反差原理已有4亿年的历史，而画家利用反差来增强物体的线条和轮廓的艺术，才仅仅有100多年。

　　　　生物学家把鲎眼这种利用反差来提高视觉效果的本领，称为“侧抑制作用”。受此启发，人类制成的电视机在微弱的光线下，也能提供清晰度非常高的图像。目前，人类正在研制给照相机配上具有鲎眼功能的附件，届时，用这种相机拍摄到的航空照片就不会灰蒙蒙的，月亮和火星上的照片也可能像地上的景物那样清晰可辨啦！

　　　　【小档案】

　　　　电视的发明倾注了许多人的心血。电视是借助无线电波远距离传递图像的通信系统。1873年硒的光电现象发现后，出现了各种各样的用硒片作“视网膜”的“电眼”设计。但是，硒片能感觉到接收光的总量，无法“看”清前面是人，还是房屋。1884年，一种叫尼普科夫盘的装置问世。这盘上沿螺旋线排列开了一些小方孔，盘转动时就把整幅图像分成小孔数那么多行像素，一个光电管、一对导线就能把图像传递出去，这才出现了有实用价值的机械电视系统。据大百科全书记载，电视发明人是俄罗斯工程师弗拉迪米尔·兹沃利金，另一名电视的发明者是美国14岁少年费罗·t·法恩斯沃，实现了画面和声音的一起传送，1971年，《纽约时报》称他是世界上最伟大的科学家之一。当代科学家才开始借助生物学研究成果来提高电视的清晰度，目前的电视的每个画面分成625行、共50多万个像素（点）组成。

第六十一章　鸟类引以为荣的神目——鸽子与警戒雷达（）　
小问号

　　　　提起鸽子，我们有太多的话题。早在几万年以前，野鸽成群结队地飞翔，在海岸险岩或岩洞峭壁筑巢、栖息、繁衍后代。早在5000年以前，埃及和希腊人已把野生鸽训练为家鸽了。它是爱情和友谊的象征。从生理学的角度来欣赏鸽子，也是别有一番情趣。它没有牙齿，喜欢吞吃石子来磨碎贮存在肌胃里的食物；它长着一双黑亮的眼睛，被人们美誉为“神目”。那么，为什么说人类制造的警戒雷达得益于鸽眼呢？

　　　　雷达是指利用无线电波发现目标并测定其位置的设备，主要有发『射』机、天线、接收机和显示器等组成。它利用电波发『射』出去到反『射』回来的时间来确定距离，又根据反『射』波与天线所指方位角来测定方向，并通过距离和天线所指的仰角来测定高度。雷达已被广泛地应用于侦察、警戒、导航、跟踪、瞄准、制导和地形测量、气象探测等。其中，有一种警戒用的雷达的制造与鸽眼的工作原理有着十分密切的关系。

　　　　我们知道鸽子有一双明察秋毫的眼睛，纵目眺望，能够一眼认出翱翔在天外的老鹰，并准确地识别出这只老鹰是吃动物腐尸还是捕捉活物的；即使它离巢很久，一旦归来，仍然能够准确地找到旧居，仍然能够在千百只盘旋的鸽子中亲昵地认出自己的伴侣……瞧，多神奇！可以说，鸽子的眼睛令所有鸟类朋友引以为荣。

　　　　原来，鸽子的眼睛里有成百万根密集的神经纤维，视网膜内有100多万个神经元，能完成一系列复杂的特殊『操』作——可以在极短时间内，准确地判断出物体的亮度、凸边、方向边、垂直边和水平边。科学家根据鸽眼工作原理制成的“鸽眼电子模型”，大大改进了图像识别系统的『性』能。利用鸽眼发现定向运动物体的『性』质，改进了警戒雷达系统，把它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**，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。电子专家还借鉴鸽眼的这种功能，设计制造出一种新的电子计算机系统，使计算机能够自动消除对解题无关的所有信息，极大地方便了数学爱好者利用计算机来学习数学和研究数学。

　　　　【小档案】

　　　　把鸽子作为世界和平的象征，并被世界所公认这是著名画家毕加索的功劳。1940年，以希特勒为首的法西斯匪徒攻占了法国首都巴黎，当时毕加索心情沉闷地坐在他的画室里，邻居米什老人手捧一只鲜血淋漓的鸽子，向毕加索讲述了一个悲惨的故事。原来，老人的孙子养了一群鸽子，平时用竹竿拴上白布条作信号来招引鸽子。当他得知父亲在保卫巴黎的战斗中牺牲时，幼小的心灵里燃起了仇恨的怒火。他想，白布条表示向敌人投降，于是他改用红布条来招引鸽子。显眼的红布条被德寇发现了，惨无人道的法西斯匪徒把他扔到了楼下，惨死在街头，还用刺刀把鸽笼里的鸽子全部挑死。悲愤万分的老人请求毕加索给他画一只鸽子，以纪念被法西斯杀害的孙子。随后，毕加索怀着悲愤的心情，挥笔画出了一只飞翔的鸽子，这就是“和平鸽”的雏形。1950年11月，为纪念在华沙召开的世界和平大会，毕加索又欣然挥笔画了一只衔着橄榄枝的飞鸽。当时智利的著名诗人聂鲁达把它叫做“和平鸽”。从此，鸽子才被正式公认为和平的象征。

第六十二章　永不迷途的使者——鸽子与生物磁罗盘（）　
小问号

　　　　在硝烟弥漫的古战场上，鸽子能突破重围、不畏艰险地传递情报，被人们称为“永不『迷』途的使者”；在当今一些重要的赛事上，鸽子穿云破雾、翻山越岭，一次比赛可飞900千米乃至1000～2000千米，仍能准确无误地返回主人的身旁，令人赞叹不止！那么，鸽子为什么不会『迷』路呢？是因为它有一双明察秋毫的眼睛吗？还是另有其他的特异功能……

　　　　鸽子凭什么认路？它除了有一双神奇的眼睛外，还能借助气味、风向、星空等来识别方向。在长途飞行中，它能利用星空来确定方位，即使万里飞行，穿山越岭，也不会『迷』路。在飞临鸽窝附近时，窝里的那种特殊气息随风飘散，风传导了这种气味，鸽子便敏锐地嗅出来，再把特殊气味和风向联系起来，从而认出自己的旧巢和情侣。

　　　　科学家在进一步的研究中还发现，鸽子的体内有一种精确的导航系统。在好天气时，它能根据太阳的位置大致辨别方向；在阴天或用黑布盖住鸽子眼睛时，它仍不『迷』失方向。但是，如果把一个小磁铁拴在鸽子颈或腿上，减少了地磁场的作用，或使其飞返途中经过强大无线电台或雷达站附近，使地磁场受干扰，这时鸽子就晕头转向地不能飞回鸽舍了。也就是说，鸽子有一种特殊的导航系统，凭自己体内磁场的感应器官，识别方向、位置，准确回到故乡。

　　　　人类为了研究鸽子这种磁感应器，曾进行了许多实验。如：德国一个生化研究所，在供试验的细胞上面放上一种能导电的盐溶『液』，用以测量细胞表面电荷。如果同时在电场之下加一个磁场，测量结果就更正确。于是，细胞会跟着磁场上下移动，盐溶『液』也会跟着流动。这时，测方用的容器里会从磁场引出电流来，电流对磁场的反应极其灵敏。通过这个实验，人们认为，上述系统可能就是磁感应器官的模型，也就是一种生物磁罗盘，而鸽子体内就存在这样的生物磁罗盘，是由一定数量的、平行排列的神经细胞和可以诱导磁场电流的电压接收器官所组成。

　　　　鸽子体内生物磁罗盘的被发现，除了揭开它长途跋涉不会『迷』路的谜团外，对人类还有许多意想不到的帮助：人们观察到地磁场对动植物生长发育都有积极作用，用它可治疗疾病，目前医务科技人员用“磁疗法”制作的磁疗环、康乐磁等许多医疗设备，都是磁场对生物具体作用的应用。

　　　　【小档案】

　　　　据科学家研究，除了蜜蜂、蝴蝶、海豚、家鸽等体内发现有磁『性』物质外，某些水生细菌也有生物磁罗盘。1975年，有人用显微镜研究盐泽的泥浆沉淀物时，观察到有些微生物持续不变地向一个方向游动，它们聚集在一滴污水的某一边缘。进一步研究发现，这不是一种趋光『性』反应，而是一种趋磁『性』行为。实验证明：当把一小滴泥浆用暗场照明的显微镜在低倍率（约80倍）下放大检查时，游动的、折『射』光的细菌看起来像一些游动的小光点。在只有地磁场而没有其他磁场作用时，一些细菌就持续不断地向北游动，并聚集在小水滴的北面的边缘。如果把一条形磁铁放在附近，细菌就游向吸引罗盘针指向北端的那一极。当磁场强到几个高斯时，细菌会很好地选择方向且有较大的波动速度。磁场较弱时，定向能力较弱，细菌在磁场方向中游速就较慢。这一发现令科学家感到惊喜。

第六十三章　不怕患脑震荡的医生——啄木鸟与防震头盔（）　
小问号

　　　　在鸟类中，啄木鸟的知名度非常高，是我们大家熟悉的“树林的医生”。据统计，全世界共有啄木鸟200多种，我国有20多种。不论是哪一种啄木鸟，它们都喜欢用尖尖的嘴巴来掏去藏在树木深处的虫子作为美餐。可是，啄木鸟与人类制造的防震头盔有什么必然联系呢？

　　　　“笃、笃、笃”，天刚亮，寂静的森林里，就传来了一阵阵敲敲打打的声音。这是啄木鸟在凿树捕虫，为树木治病呢。

　　　　啄木鸟的驱体和一般的鸟有一定的差别。它的腿也短，长有一双锐利的爪子，脚上有四趾，两个向前，两个向后，后两趾分开，紧紧地抓住树皮。爬树干时横向伸出，防止身体摇晃。一般的鸟是站在树枝上，而它却是攀援在直立的树干上。它用尾巴撑在身体下面，抵住树干，保持身体平稳。

　　　　啄木鸟用它那又硬又尖的长嘴，不停地这里敲敲，那里击击，通过敲击的声音，啄木鸟能判断出树干中是否有害虫，同时确定害虫躲藏的位置。一旦发现害虫，它便立即用钢锥一样的嘴，把树干凿出洞来，将又尖又软的大长舌头伸进洞里，用舌尖上的小钩子或舌面上的倒刺把幼虫一一卷出来，吞进肚子里，然后，尾巴往上一翘，两脚轻轻地朝旁边一挪，继续诊断另一个地方。啄木鸟从早到晚，不厌其烦地工作着，有了这个“森林医生”，虫子不论躲到哪里，也休想逃脱。据科学家统计，啄木鸟能消灭在树干中过冬的百分之九十五的害虫。

　　　　据调查，啄木鸟为了捕食害虫，在啄树皮的时候，速度令人吃惊。它每天要敲树啄洞成千上百次，每啄一次速度可达每秒555米，比空气中的音速约快1。4倍。头部摇动的速度更快，大约每小时达2080千米，比『射』出的子弹还要快1倍多。那么，在这种连续的震动下，啄木鸟为什么不患脑震『荡』或感到头疼呢？科学家把啄木鸟的头部解剖后，才揭开这一秘密。

　　　　原来，啄木鸟的头部构造与众不同。它的头颅特别坚硬，骨质松而且呈海绵状，里面有『液』体，具有良好的缓冲作用；头部内部有一层坚韧的外脑膜，外脑膜与脑髓之间，有一狭窄的空隙，可减弱震波的流体传播；脑壳外围还长满了能起消除震动的肌肉。此外，科学家还发现，当啄木鸟啄树时，头部是严格地作直线运动的。这样，啄木鸟的脑袋当然就不会被震坏。

　　　　科学家受到啄木鸟头部构造的启示后，研制成了防震头盔。这种安全帽，外壳坚固，但不宜过厚，里层松软，下部还有一个保护领圈，效果比一般的防护帽要好得多。另外，科学家还将啄木鸟的“防震头”工作原理应用于改进人类的其他防震设施中。

　　　　【小档案】

　　　　头盔，也叫钢盔，用于头部免受伤害的一种单兵防护装具。据说法国将军亚得里安受到一个伤兵在战斗中急中生智用铁锅扣在头上，从而保护了头部事例的启发，领导制成了世界上第一代金属材料头盔。第一次世界大战后期，为防高爆**弹片和枪弹的杀伤，头盔改用钢材制作，并正式称为钢盔。据统计，士兵在战场上的伤亡，有75％是由炮弹、手**、**和**的碎片所致。这些碎片的飞速仅为枪弹飞速的l/2，用钢盔是可以防护的。美国人说，在第二次世界大战中，钢盔至少保护了7万名美国士兵的生命。现代头盔的种类繁多，有步兵头盔、炮兵头盔、飞行员头盔、伞兵头盔、坦克乘员头盔、摩托兵头盔、空降兵头盔、海军陆战队员头盔等。现在，头盔已经广泛地被用于军事、建筑、采矿和一些运动项目。

第六十四章　生命的摇篮——鸟巢与体育馆（）　
小问号

　　　　动物进食是为了生命的存活，繁殖是为了生命的延续，巢『穴』则是生命的摇篮。虽然鸟巢形形**，但是都有一个共同特征：凹底，便于卵的聚集和孵化时温度的高效利用，防止卵和雏鸟的逸出。在弱肉强食、危机四伏的大自然中，除了一些鸟儿缺少这方面的技能外，大多数鸟儿都会精心地编织它们的巢『穴』。建筑学家受此启发，为迎接北京2008年奥运会，匠心独运地设计了鸟巢式体育馆。想一想，世界上有哪些奇特的鸟巢？建筑学家是怎样设计鸟巢式体育馆的？

　　　　世界上的鸟巢千差万别。有的很简单，仅在地表挖一个浅坑，也有利用现成地形的，如企鹅、鸵鸟等。鸟卵壳稍弱的鸟种，它们知道怎么样保护脆弱的生命，会细心地在浅坑内再加一点草、叶、绒羽等。当然，巢形也五花八门，球形、桶形、瓶形、皿形等，琳琅满目，异彩纷呈。

　　　　鸟类在建筑巢『穴』的过程中，不仅在建筑技艺上有惊人之处，就是选择建筑地点方面也表现了杰出的才华。猛禽会把巢筑在险绝的地方，如鹰巢多在高山悬崖上的缝隙里，猫头鹰也会尽可能地将巢筑在岩壁石缝里。啄木鸟、犀鸟和许多攀禽则会把巢筑在树洞中，而且尽量把出口弄得小一些，一般是仅可容身，这样会更安全。涉禽和水禽喜欢在近水处的深草丛中筑巢，“近水楼台先得月”，离水近一些，休息、猎食等来去方便呀。有些涉禽的巢会筑在树枝上，部分水禽如鸊鹈目的鸟会利用芦苇作屋架在水面上搭建起漂浮的巢，这种巢多以柔韧『性』植物编织而成，巢形一般是盘状的。

　　　　鸟类中有不少能工巧匠，把巢做得非常精致的也大有鸟在，如灶鸟、攀雀和园丁鸟等，其中姣姣者当属织布鸟和缝叶莺。织布鸟竟然把鸟巢编织成瓶状的，它会撕取长条的树状纤维，像织布工人那样用嘴和脚灵巧地飞针走线，而且会适时地打结而成坚固的编巢，如果在编巢时遇到大风，织布鸟还会衔一些泥团来“镇风”，精湛的筑巢技术让人类为之惊讶！

　　　　鸟是人类的朋友、春天的使者，也是大自然的建筑大使。鸟巢的艺术让建筑师们浮想联翩，也产生了建筑灵感。为了迎接北京2008年奥运会，从2001年起，由普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师合作完成的巨型体育场设计就开始筹划构思了。许多看过“鸟巢”设计模型的人这样形容：那是一个用树枝般的钢网把一个可容10万人的体育场编织成的一个温馨鸟巢，是用来孕育与呵护生命的摇篮。

　　　　北京鸟巢式体育馆，不仅为2008年奥运会树立了一座独特的标志『性』建筑，而且在世界建筑发展史上也将具有开创『性』意义。主要有三大特点。一是鸟巢的结构非常精美。整个体育场结构的组件相互支撑，形成网格状的构架，外观看上去就像织布鸟织成的鸟巢，其灰『色』矿质般的钢网以透明的膜材料覆盖，其中包含着一个土红『色』的碗状体育场看台。在这里，中国传统文化中镂空的手法、陶瓷的纹路、红『色』的灿烂与热烈，与现代最先进的钢结构设计完美地相融在一起。二是鸟巢设计节省了资源和资金。鸟巢式体育馆把整个体育场室外地形微微隆起，将很多附属设施置于地形下面，这样既避免了下挖土方所耗的巨大投资，而隆起的坡地在室外广场的边缘缓缓降落，依势筑成热身场地的2000个『露』天座席，与周围环境有机融合，既减少了土地资源的浪费，又节省了投资。三是鸟巢体现了以人为本的设计理念。整个建筑通过巨型网状结构联系，内部没有一根立柱，看台是一个完整的没有任何遮挡的碗状造型，如同一个巨大的容器，像大海的胸怀，包容一切，赋予体育场博大、精深、无与伦比的震撼力。这种均匀而连续的环形也将使观众获得最佳的视野。这种设计真正体现了以人为本，一切为了人！

　　　　现在，这座简洁而典雅的鸟巢式建筑，被誉为“第四代体育馆”，不仅是首都旅游观光的热门景点，而且它见证了21世纪人类在建筑与人居环境领域的和谐理念以及对建筑高超技艺的不懈追求。

　　　　【小档案】

　　　　杜鹃是鸟中的“异类”，它根本不筑巢。杜鹃在育雏上是“臭名昭著”的雏寄生鸟，会把卵产在苇莺这类鸟的鸟巢中。杜鹃卵孵化比苇莺早一些，雏鸟出壳后，会本能地用嘴向上拱，直到窝中不再有可被顶出物为止，而那些能被顶出的当然是苇莺的后代。遗憾的是，苇莺根本不知道自己辛苦哺育的是杜鹃鸟的后代。金丝燕的巢也最特别——它的巢能吃。金丝燕织巢与众不同，先采海藻飞回峭壁上的洞『穴』中，再分泌唾『液』将海藻混合粘接成巢，这种巢坚固而柔韧。这就是著名的燕窝，它被东方人视为高贵的山珍，价格非常昂贵，其中又以白雨燕的巢最为珍贵，因为颜『色』白，所含的杂质较少。

第六十五章　亿万年前的礼物——恐龙与钻头（）　
小问号

　　　　恐龙是繁盛于中生代的一类爬行动物，与传说中的“龙”无关。它的种类繁多，大小也各不相同。一般是体大头小，大的长约数十米，重可达四五十吨，小的却不到一米，生活于陆上或水中。解放后我国发现了很多完整的恐龙化石，如青岛龙、马门溪龙等。最凶残的恐龙是