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奇妙的大自然-第13部分
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恐龙在地球上曾经生活了1亿3千多万年,种类繁多,是当时地球的统治者。现在,恐龙已经绝了种,人们只能从恐龙的一些遗迹,如化石等了解它的情况。
恐龙是史前巨型爬行动物,为了维持生命,这种庞然大物每天至少得吃好几吨的食物,但是,它却长着一张小嘴。大家不禁要问:这个大型动物是怎样解决摄食问题的呢?鸭嘴龙是恐龙的一种,科学家在研究它的化石后发现,鸭嘴龙头骨前部和下颌骨向前延长,从而形成了扁阔的嘴,同鸭嘴非常相似,因此而得名。鸭嘴龙的嘴巴里长着很多牙齿,牙齿的结构非常特殊,一排排的,在牙床上重叠地长着,大约有400~600颗。这一排排的牙齿,可以在水中铲食植物。这种特殊的器官,是它长期对生活环境适应的结果。有趣的是,如果上面的牙齿磨去,下面的牙齿依次递补上去。鸭嘴龙的一生中至少要消耗掉上千颗牙齿。更有趣的是,为了防止牙齿磨损后无法吃东西,它的牙齿还是双层的。外层的牙齿不能使用了,内层的牙齿就自动递补上去,照常使用。
这种牙齿结构真是举世无双!人们受到鸭嘴龙牙齿结构的启示后,模仿鸭嘴龙牙齿的排列形状,设计制造了一种恐龙钻头。这种钻头装成两层,内层的齿嵌在较软的材料上,当外层的齿磨坏了不能使用时,钻头继续旋转,就会将这层软材料磨掉,『露』出内层的齿,于是钻头又可以继续钻进了,不需要经常调换钻头可以继续钻探,钻进的速度是一般钻头的1。5~2倍。
真想不到,史前生物鸭嘴龙也能为现代科学技术做出贡献,或者说,亿万年前的恐龙家族成员给现代人送来了一件价值不可估量的“礼物”。
【小档案】
早在1000多年前我国的晋朝时代,四川省五城县就发现过恐龙化石。但是,当时的人们并不知道那是恐龙的遗骸,而是把它们当作是传说中的龙所遗留下来的骨头。举世公认的恐龙化石发现年代是19世纪,是一条禽龙。1822年3月的一天,法国医生曼特尔的夫人在一条新修的公路旁,发现了一些奇特的动物化石。曼特尔先生看到这么大的牙齿化石惊呆了。为了弄清这些化石到底属于什么动物,曼特尔先生把这些化石带给了法国博物学家居维叶,请这位在全世界都是最有名的学者鉴定。居维叶根据他掌握的动物学知识,判断牙齿是犀牛的,骨骼是河马的,它们的年代都不会太古老。后来,曼特尔偶然结识了一位在伦敦皇家学院博物馆工作的博物学家,认为这些化石属于已经绝灭了的古代爬行动物,并把它命名为“鬣蜥的牙齿”,中文名称则被译成为禽龙。这是科学史上最早记载的恐龙。
第六十六章 战场上的幸运儿——野猪与防毒面具()
小问号
许多人都知道,防毒面具按原理分为隔绝式和过滤式两种。隔绝式面具,是使人的呼吸同污染空气隔绝,依靠面具本身提供的氧气来满足呼吸需要;过滤式面具,是通过过滤毒罐将污染空气过滤干净后,供人体呼吸。其实,最早的防毒面具,是受野猪的启示才发明出来的。野猪是一种凶猛的哺『乳』动物,一般生活在山林中,不受驯养,又是怎么样使人类有了这项伟大的发明?
大约在3600万~2500万年前,野猪的祖先就出现了。它体形较大、脸部较长,四个脚趾中,有两个特别发达。一般来说,雄野猪比雌野猪长得膘悍,同时,我们用眼睛还能看到雄野猪长着一对长长的、凶猛而尖利的镣牙。它喜欢生活在森林里,用鼻尖寻找和掘取各种食物是它的特技。就是被人类驯养的家猪,至今还有这样的习『性』和本领呢。
那么,野猪与防毒面具又是怎么一回事?
在第一次世界大战中,德国军队非常凶残。他们向英法联军喷洒毒气,英法联军防不胜防,大批士兵因此而丧失了生命。第一次毒气战发生后,英、法、俄等协约国立刻组织了最优秀的化学专家、医生赶赴战场,研究对策。在调查中,俄国的化学家泽林斯基发现,还有许多动物也相继中毒死亡,只有野猪成了“战场上的幸运儿”,奇迹般的活着。英法联军发现了这一奇怪的现象后,立即派科学家去战地考察。研究发现,野猪特别喜欢用嘴巴拱地,在拱地时,土壤的颗粒变得松散,而松散的土壤颗粒吸附和过滤了毒气,所以,野猪一旦嗅到强烈的刺激气味时,它就把嘴巴拱进地里,来躲避刺激,因此免受一难。科学家由此还想到,早在130年前,就有学者提出炭有吸收气体的能力,这种物质是多孔结构,空气可以从肉眼看不见的小孔里畅通无阻。于是,科学家从幸存的野猪上找到了防御毒气的钥匙。经过反复试验,泽林斯基研制成了一种具有很好的防毒效果的“活『性』炭”。泽林斯基和他的同事们决定把防毒面具制成野猪的“面孔”:前面安有一个粗短的罐子,弯弯的,像野猪的嘴巴高高翘起来,罐子里装有活『性』炭,当毒气袭来的时候,就被活『性』炭吸收了……
从野猪把嘴拱进土里防护毒气的侵袭,到科学家获得启示发明防毒面具,时间并不长,投入也不多,却能够在第一时间使战士或无辜的平民免受毒气的侵害,可谓功德无量。
【小档案】
1915年4月,德军与英法联军在比利时的伊普尔地区相持不下。4月22日,一大片的黄『色』的烟雾从德国军队的上空向英法联军的前沿阵地弥漫而来,一会儿,这阵阵烟雾笼罩了英法联军的阵地,士兵们一个个变得呼吸困难,睁大了一双双惊恐的眼睛……原来,无耻的德军施放了180吨**,使英法联军伤亡1。5万人。这是人类历史上第一次毒气战。同年5月,在华沙西侧的博利矛夫附近,德军又连续对俄军进行了三次毒气袭击,造成2500名俄军伤亡。1917年,德军在伊普尔战役第三次对英军进行化学战,导致1。4万人中毒。
第六十七章 能上能下的脖子——长颈鹿与机器长颈鹿()
小问号
长颈鹿是现在世界最高大的动物,也是非洲的代表『性』野生动物。但是,它的祖籍却在亚洲。据古生物学家研究认为,长颈鹿起源于亚洲。特别是中国和印度的一些地方,从两千多万年至二三百万年前,曾经生活着长颈鹿的祖先,不过颈和腿没有现在那么长。后来,由于地球生态环境和气候的变化,食物缺乏,脖子短点的长颈鹿因为够不着高树上的树叶而相继死去,脖子长点的则顽强地生存下来,并最终迁移到食物丰富的非洲安家落户。可见,长颈鹿的生存自始至终与它的长颈紧紧相连的。那么,它的长长的脖颈对人类有什么启迪作用呢?
长颈鹿以身高出众而享誉世界。它的身高一般5米左右,最高的可达6米。平时,长颈鹿身穿浅黄『色』的外衣,外衣上还印有红褐『色』的斑纹,看上去非常秀丽,给人一种文静高雅的感觉。它生活在非洲草原上,是一种食草动物。它长长的前腿和短一些的后腿,使它站立时像一座高高的瞭望台。它有一双棕『色』的眼睛,两个眼珠向外突出,能上下左右旋转,视野非常开阔。
当然,长颈鹿最吸引人类眼球的,还是它那硕长无比的脖子,约有2米长,是其他动物无法相比的。2米高的树叶,头仰起来就能轻而易举地吃到嘴里。它的长脖子既能顺利地吃到树梢上的叶子,也能低下头饮水、吃草。
长颈鹿“能上能下”的脖子,给人们带来了很大的启发。
在日常生活中,工程技术人员,常常要到“上不着天,下不着地”的地方去修理一些设备,非常不方便。人们便模仿长颈鹿“能上能下”的脖子,制造出了一种“机器长颈鹿”。这种机器长颈鹿是无线电遥控『操』作的,『操』作人员只要通过电视屏幕就能对工作情况了如指掌。机器长颈鹿的脖子,可以随心所欲地俯仰、转动。它那由夹持器组成的嘴,能把50公斤的物体衔起来,升到9米高的地方。如果将夹持器换成一个斗状物或者滑轮,就可以载人悬空装修设备,或吊运物品。
现在,机器长颈鹿的用途十分广泛,它不仅用于造船厂吊运物品,还用于维修和安装一些悬空『操』作的电气和通信等设备。总之,机器长颈鹿给工程技术人员从事悬空作业带来了很大方便。
【小档案】
长颈鹿不会鸣叫,很多人认为它是哑巴,说它没有声带,其实这种说法是不正确的。现在的长颈鹿之所以不会叫有两个原因:一是它的脖子变得越来越长,发音的振动器官(声带)与发声的动力器官(肺、胸腔、膈肌),因颈长而相距太远,所以发声就十分困难;二是它的声带逐渐退化,跟人类的正常声带不一样,长颈鹿的是较小、较厚,长约25mm的中央有纵行浅沟的沟状声带,不容易发声。因此,长颈鹿一般不叫。在长颈鹿幼年的时候,常常会发出像牛犊一样“哞,哞,哞”的叫声,发出这种声音,说明小长颈鹿在找它的妈妈。
第六十八章 救命的花衣裳——长颈鹿与抗荷服()
小问号
长颈鹿在漫长的生物进化中,能够幸存下来的原因很多,如:它能够快速奔跑,以每小时50千米的速度疾驶而去,即使跑不掉,那铁锤似的巨蹄就是很有力的武器;它的皮肤上的花斑网纹,也是一种天然的保护『色』。除此而外,长颈鹿的长颈也是它猎取食物的得力工具,许多食草动物无法得到的鲜嫩树叶,它却唾“颈”可得。那么,长颈鹿长着那么长的脖颈,是否患高血压呢?自身的生理上有什么特殊构造?
长颈鹿的脖颈虽然很长,颈椎骨却同所有的哺『乳』动物一样,只有7个。长颈鹿不仅个子高,而且血压也高。如果没有高的血压,是不可能将血『液』输送到距离地面四五米的头部的。当它的心脏收缩时,血压高达47千帕(350毫米汞柱),比人的正常血压高出2倍,是地球上有名的高血压动物。其他动物血压如果升到这么高的话,就会立即因脑溢血而死去。
可是,长颈鹿为什么不会发生脑溢血而死亡呢?
原来,长颈鹿那层紧绷在身上的花“衣服”,除了能在树林和草丛中隐蔽外,还有一个特殊的作用,就是能抵抗突然升高的血压。长颈鹿不时地抬头吃树梢上的叶子,还不时地摇摆着头向四周观察动静,也不时地低下头来饮水。一高一低,头颈摆动的范围成了一个半径2米的半圆,血管一会儿松开,一会儿弯曲,但它是不会因血『液』的冲击而昏『迷』过去。因为它的动脉在颈部就分成了几百条小血管,血『液』循着这些小血管流到脑部,这样血压就降低了。也就是说,当长颈鹿低头饮水的时候,它那件救命的“花衣裳”——紧绷在身上的皮『毛』,能牢牢地箍住血管,所以血管就不会因血压突然增高而被胀破。
科学家从长颈鹿的皮肤结构中获得灵感,发明了一种仿造长颈鹿皮肤的飞行服——“抗荷服”。这种“抗荷服”能起到控制血管的作用。抗荷服上还有一套充气装置,这种装置能随着飞机速度的增快,使抗荷报也充入一定数量的气体,压缩空气对血管产生一定的压力,从而保持飞行员的正常血压。飞行员穿上这种“抗荷服”在一定程度上起到了限制血压的作用,就再也不用担心飞机在从静止状态到超音速飞行状态时,那种惯『性』作用对身体产生的重大压力了,当飞机加速爬升的时候,飞行员也不至于发生大脑缺血的现象,使飞行员的生命安全得到了有力保障。
【小档案】
600多年前明代的郑和远航世界,史有定论的远达非洲,据说也是为寻找中国人心目中的吉祥神兽“麒麟”。明永乐十二年(公元1414年)九月二十日,郑和手下的杨敏带回榜葛剌国(今孟加拉)新国王赛弗丁进贡的一只长颈鹿,明朝举国上下为之喧腾,成为国人心目的“麒麟”。众所周知,中国自古不出产长颈鹿,但是1979年在徐州贾旺发现的东汉画像石上绘有多只“麒麟”,其中至少三只具有非洲长颈鹿的典型特征。1985年7月11日,邮电部发行《郑和下西洋五八零周年》纪念邮票一套4枚,最后一枚“航海史上的壮举”描绘的是郑和一行在非洲的场景,其中出现了两只长颈鹿,这是中国邮票上首次出现长颈鹿的图案。为纪念郑和下西洋600周年,国家邮政局、香港和澳门特别行政区邮政部门在2005年6月28日联合发行了同主题纪念邮票一套3枚及小型张,各自设计了不同的图案和内容。这套纪念邮票的第二枚不约而同地都用长颈鹿来表明郑和船队的非洲之行。
第六十九章 揭开忍饥耐渴之谜——骆驼与耐渴蛋白()
小问号
在茫茫戈壁滩上,烈日炎炎,热浪灼人,素有“沙漠之舟”美称的骆驼,依靠宽大、扁平的脚掌,在又厚又软的沙漠里一步一步地跋涉,既不会陷入沙中,也不会因干渴而辍行。骆驼虽然走得很慢,但可以驮很多东西,是沙漠里重要的交通工具,人们把它看做是“一艘渡过沙漠之海的永不颠覆的航船”,这就是“沙漠之舟”的来历。那么,骆驼为什么能够忍饥耐渴,生理机能上有什么特殊构造,对人类有什么启发?
在很长一段时间里,科学家都认为,骆驼耐渴与它的肉峰有关,认为那是一个贮水器,里面装满了水,可以在口渴时使用,并能不断地满足身体的需要。后来,美国的一位生理学家在研究时发现,骆驼驼峰里装的并不是水,而是胶质脂肪。双峰驼的两个驼峰里足足可以贮存40千克的脂肪。艰苦的长途跋涉,常常使骆驼处在饥渴交迫的境地,每当这时,驼峰里的脂肪便会逐渐起化学变化,氧化分解后供给骆驼体内所需要的营养、能量和水分。据计算,每100克脂肪在氧化时可以产生107克水。驼峰中的40千克脂肪氧化时,会产生40多升水。由此可见,驼峰并不是普通的贮水器,而是化学贮水池,它是通过消耗脂肪来应对饥渴的。
又过了一段时间,日本的学者还发现,骆驼的蓄水不仅依靠它的双峰,它的鼻子也是贮水的工具之一。骆驼的鼻腔很大,有着很大的呼吸面,每当它呼出气后,鼻腔便会把混在空气中的水分重新吸收回来。也就是说,它在呼吸时呼出的气体中的水分,被它那多皱的鼻孔全部截住,通过鼻沟又流进了嘴里。另外,在炎热的沙漠里,骆驼的排『尿』量也非常少。其他的动物如果因小便不多,不能排出『尿』素等废物,就会中毒。骆驼却不是这样,它却可以通过肝脏,将快要排出的『尿』,在体内“加工”变成蛋白质。骆驼还很少出汗,它不仅能贮存水,而且还善于保水。
现在,科学家在破解骆驼忍饥耐渴之谜的进程中,又有新的重要发现:在骆驼的血浆中,有一种特殊的蛋白质,它可以保持血『液』中的水分;每当体内的水分明显损耗时,这种蛋白质仍能维持血『液』中的水分,保证血『液』循环正常进行。对此,科学家还做了一个试验,把骆驼血浆中的这种蛋白质,注『射』到兔子体内,结果这些兔子在沙漠中断水7天,体内水分丧失30%的情况下,照样活着,而没有注『射』过蛋白质的兔子,在失水10%时,就一命呜呼了。
这一发现令科学家欣喜万分,也萌生了科学发明的灵感:研制一种骆驼血浆注『射』剂,注『射』在人身上,人类将会同骆驼一样,去征服沙漠,也有望踏上缺水的星球,重新开辟新的生存空间。这一美妙的设想,对于缺水的地球、对于热爱旅行的人类来说,无疑最具诱『惑』力。我们相信,总有一天,它会变成现实的。
【小档案】
1000万年前,骆驼生活在北美洲,其远祖越过白令海峡到达亚洲和非洲,并演化出双峰驼和人类驯养的单峰驼。骆驼也是一种非常有智慧的动物。在地球表面上,物体重量是由地心引力所产生的。同一种物体,在不同的经纬度地区,重量也不同。这种细微的差别是人感觉不到的而骆驼却能感觉到,骆驼为了能减轻它背上物体的重量,使自己体内的能量消耗降到最低程度,所以,它总是挑重力最小的路线行走,以适应在沙漠上长途跋涉。这就是著名的“骆驼曲线”。
第七十章 独一无二的工具——大象与机器象鼻子()
小问号
生活在陆地上的动物谁的个头最大?无疑是大象。它那庞大的身躯,长长的鼻子,巨大的耳朵,让人一睹难忘。我国西双版纳自然保护区的大森林,至今仍是大象生活的天堂,它们在那里繁衍生息,过着“与世隔绝”的日子。不过,大象的知名度在我们国家是很高的:古代《三国志》上记载的“曹冲称象”被写进儿童的启蒙教材,“盲人『摸』象”的寓言故事让大象走进千家万户,20世纪70年代外国人把大象作“国礼”送给我们国家领袖,在全国上下刮起了一股“大象旋风”……那么,这种庞然大物在地球上幸存下来的生活“工具”是什么?对人类有什么启示?
在充满竞争的大自然中,要生存下来,没有点“硬”功夫是不行的,特别是身躯庞大的动物。大象是陆地上最大的哺『乳』动物,体形高大,皮厚『毛』少,两只扇子似的耳朵,四条大柱子般的粗腿,鼻子和嘴的上唇连成一体,像一根长长的管子。它的生存本领靠什么?生物学家们说,“大象的鼻子是世界上独一无二的全能工具”。
是啊,大象的鼻子虽然看上去很笨拙,却能运用自如。它那长长的鼻子一直可垂到地上,嗅、吸、卷、打,几乎无所不能。在动物界中,功能如此完善的器官实在罕见。
大象只要把鼻子高高地举起,可辨出5千米外的气味,嗅觉特别灵敏。尤其在干旱的季节,象群能嗅到很远地方的雨味,立即奔向下雨的地方,享受一下天然淋浴。它还会将水吸进鼻子里,然后举起长鼻子,将水喷在身上进行洗澡,再用鼻子吸些泥沙涂在身上,以防止蚊蝇的叮咬。
生物学家和工程师对大象鼻子的这种洒水和喷土的功能产生了浓厚的兴趣。在现代建筑中,许多房基、屋梁和地坪都需要浇注混凝土,能否模仿大象鼻子喷泥水的本领进行施工呢?现在,这种设想已成为现实。国外已研制成功假象鼻子——一种喷注混凝土的机器。这种柔软的“象鼻子”是由电子计算机控制的,只需要一个人管理。当混凝土经过搅拌后用压缩空气压入机器的“象鼻子”,就可以喷到40多米高的地方,还可以按需要自行移动,改变喷『射』的地点。它1分钟可以喷注2。5吨混凝土,一块重千吨的地基,只需要几个小时就可大功告成,大大提高了工作效率。
不仅如此,工程学家还制造出机器“象鼻子”用来清掏,伸进管口“洗肠”。这种清掏车的顶部有条长长的铁臂,铁臂下是条10多米长、直径20厘米的吸污管,就像大象的鼻子,能屈能伸:将“象鼻子”伸进管口,调压、对位、启动,随着车“肚子”里真空的形成,“象鼻子”吸污管发出“呼呼”的声音,将水面上的污物和淤泥全部吞了进去。过去人工要花上很长时间才能完成的疏淘工作,现在仅仅几分钟就能大功告成。
“存在就是合理的”。大象的鼻子那么长,并不是多余的。相反,它的长鼻子不仅对自身来说非常重要,而且对人类也产生了很多有益启示。
【小档案】
大象身上最珍贵的是象牙。可是,我们常常会看到一些故意做旧的象牙雕刻品,其材料本身是象牙,但属于新象牙。为了冒充旧牙雕,有的人通过各种手段,使新象牙牙『色』变得旧黄,以期假冒古董而获取厚利:有的新象牙沉浸在浓茶水中加热,或置于咖啡汁中浸泡数周或数月之久;有的将象牙制品浸泡在松节油中,在阳光下曝晒三四天;有的把新象牙放在烘炉和冷冻柜里交互烘烤和冻结,通过热胀冷缩过度而产生裂痕,冒充古旧象牙的自然裂缝;有的把新象牙置于烟中熏烤,使新象牙的颜『色』与旧象牙的相似。因此,在鉴别牙『色』时,我们可以察看一片牙的底部或内部,观其『色』泽变化程度与表面是否一致。经人工染『色』做旧的象牙,一般在处理过程中无法将器表和内部深处的『色』泽做成两样,而自然老旧变『色』的象牙却在这方面存在差异。
第七十一章 布满锯齿的长臂——螳螂与铁螳螂()
小问号
“螳臂当车”这个成语比喻一个人行为做事不自量力。其实,在适者生存的大自然竞争中,螳螂自有它的“绝活儿”。它穿着一身绿『色』的战袍,隐蔽在植物丛中,随时都将发起向害虫的进攻。它的脖子长长的,身躯也特别修
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