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奇妙的大自然-第20部分
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鱼不论生活在水下或水面，都要捕捉食物，而且各有所长。生活在南亚海洋中的『射』水鱼，身子是银『色』的，身体侧面有黑『色』的纹路，以“百发百中”的『射』技著称。它们经常在水面上游动，一旦发现水面附近有小虫就立刻调整姿势，把嘴尖微微『露』出水面，迅速喷出一股很急的水注，把低飞的小虫子瞬间“击落”。由于『射』水鱼有这种奇妙而高超的技能，人们都称它为水中的“神枪手”。科学家发现，『射』水鱼能够准确击落猎物，得益于它那不寻常的眼睛。原来，『射』水鱼的眼睛不仅大，而且鼓鼓的，能够自由转动，视网膜也特别发达，甚至在黑暗中都能看见物体，再加上『射』水鱼还有一套精巧的喷『射』机构，这使得它能够“百发百中”。受此启发，*发『射』专家把『射』水鱼的这套本领移植到水下工程中，改进了水下*发『射』技术，提高了水下发『射』*对目标的命中率。
水下世界并不是寂静无声的。鱼儿在水下唱歌、讲话，要传递各种各样的复杂信息，尽管内容复杂，我们人类听不懂，可它是客观存在的。如：青花鱼，它能发出一种信号，和百米之外的同伴说“悄悄话”，甚至有时候还能把信号从水中发『射』到空中！鱼儿的这种高超本领让人类自叹不如，目前我们虽然可以用无线电波联络到地球上任何地方的人，但是在水下通信的成功率就差得多，效果不如人意。受青花鱼在水下发『射』信息的启发，人类模仿出一种水下电波发『射』机，这种发『射』机能够与250米远的水下目标建立联系，从而提高了水下通信技术水平。
鱼儿有自己的“语言”。人类在研究鱼的生活习『性』时还发现，它们善于发出独特的声音以宣泄情感。如：小黄鱼发出的声音像青蛙叫一样，大青鱼会发出像小鸟一样的声音，鳓鱼发出的声音好像刚刚学二胡的人所拉出来的声音，箭鱼和鲨鱼在搏斗时会发出惊天动地的厮杀声，令人恐怖不安……受此启发，仿生学家在努力破解鱼儿的“语言”，希望解开鱼儿情感世界的奥秘，现在已设计出一种音响集鱼装置。它由钢丝录音带、电力增幅器、扬声器等部件组成，这种装置能根据不同的捕鱼需要，发出不同的声音，让鱼儿误以为是同伴在召唤它，于是“自投罗网”。尽管这种引诱在鱼的世界是“不道德”的，可是对于提高渔业捕捞水平，还是发挥了一定作用。
有趣的是，美国佛罗里达州中央大学计算机工程系研制的自动电子机器鱼，动力装置采用太阳能充电，当动力不足时可以浮出水面自行充电。机器鱼的尾翼由一种可变换形状的特殊金属制成。当电流通过时，金属发生收缩反应，尾翼向一边摆动，电流被阻断后尾翼又会恢复原状。科学家通过控制这一金属尾翼中的电流强弱，就能使机器鱼最大限度地模仿鱼类的游动姿态。
鱼，对人类来说，永远是诱人的，研究和开发的前景十分广阔。
【小档案】
大千世界，无奇不有。有的鱼没有头，如：文昌鱼是我国特产，它的美味享誉世界，但是从形象上来看，它并不雅观，既没有头，也没有鳞片，身躯是半透明的，正处于从无脊椎动物进化到脊椎动物的一个中间阶段，是动物进化史研究中的活化石。有的鱼头长角尾长刺，如：犀鱼，从红海、印度洋到太平洋的热带海域的珊瑚礁丛间，都会发现它的身影，头上长着长长的角，尾巴上长着尖尖的刺，喜欢成百上千地群集在一起，以头上的角和尾上的刺作为进攻和防守的利器。有的鱼长着四只眼，如：生活在中美洲和南美洲河流里的这种鱼，两眼突出在头部，每只眼睛由一条水平的黑『色』的带分隔成两半，各个部门各有不同的构造，各有自己的焦距，上眼能够看到天空的东西，下眼能够发现水里的物体，真是奇妙无比。
第一百〇六章 揭开鱼儿游泳的奥秘——鱼与轮船推进器（）
小问号
大约在5亿年前，地球上出现了最早的鱼形动物。真正的鱼类最早出现于3亿余年前，今天生存在地球上的鱼类仅是后来出现、演化而来的极小的一部分种类。现知最早的鱼类化石，发现于距今约5亿年前的寒武纪晚期地层中，但只是一些零散的鳞片，没有能给我们一个有关鱼类身态的轮廓。到距今4亿年至3亿5千万年前的志留纪晚期和泥盆纪时，才有大量鱼化石被发现。可见，鱼的历史有多么漫长，它几乎栖居于地球上所有的水生环境，从淡水的湖泊、河流，到咸水的大海和大洋，都可以找到鱼的踪影。全世界的鱼类约2万4千种，在海水里生活的占2/3，其余的生活在淡水中。我国约有3000种。鱼，相伴人类走过了5000多年历程，与人类结下了不解之缘，成为人类日常生活中极为重要的食品与观赏宠物。可是，鱼儿为什么能游泳，奥秘在哪儿？
夏天，站在水质澄清的鱼塘边，便可以看到鱼在水中自由自在游来游去，而且，游泳方式各式各样：一会儿跳跃腾空，一会儿陡然转向，一会儿骤然停动……
生活在大海中的鱼儿，更是如此，它们形态各异，五光十『色』，游姿万千。那么，在这波涛汹涌的大海中，鱼儿是怎样保持平衡的呢？
原来，鱼的胸鳍和腹鳍能在游动时上下摆动，配合身体改变前进方向，调节身体的沉浮。鱼的背鳍和尾鳍能防止身体向两侧倾斜，避免摇摆。也就是说，鱼鳍能使在海水中游泳的鱼儿身体保持平衡，它也是主要的运动器官，特别是尾鳍，尾鳍也能起舵的作用，鱼前进主要靠的是尾鳍的摆动，尾鳍的摆动，就能将鱼体向前推动。
总之，鱼不论采用哪种游泳方式，它的身体都要弯曲，尾部都要摆动，这样才可以向身体后面抛出一定量的水，鱼体就靠这种水的流动力向前推进。
鱼儿游泳的奥秘被揭开后，舰船设计师根据鱼尾鳍的摆动能推动鱼前进的原理，发明一种“推进器”。这种“推进器”是利用机械装置使它来回摆动，代替螺旋桨。轮船安装了这种推进器就不用为搅起泥沙发愁了，更不用担心被杂物所堵塞。因此，装备这种推进器的船，不仅可以轻松地通过含有漂浮物和水草的浅水域，而且还能越过让其他船搁浅的沙洲，把沙子从船首抽到船尾去，顺利前进。
另外，鱼摆尾的推进方式也部分影响了飞机的制造，飞机的发动机安装在机尾上，能产生更有效的推力，有利于飞机的飞行。
【小档案】
什么动物是“鱼”？不同的年代有不同的划分。古希腊哲学家柏拉图对鱼类所下的定义充满了神创论的观点，已被近代科学彻底否定。我国汉代初期的《尔雅》把动物分为虫、鱼、鸟、兽4类，其中鱼包括了鱼类、两栖类、爬行类等低等脊椎动物及鲸和虾、蟹、贝类等。18世纪瑞典博物学家林奈（1707～1778）创立了现代分类学，他在所著的《自然系统》一书中，把动物界分为哺『乳』、鸟、两栖、鱼、昆虫及蠕虫等6纲。1859年，英国生物学家达尔文出版了《物种起源》一书，诞生了系统分类学。从此，鱼类的定义及包含范围也就确定下来：终生生活在水里、用鳃呼吸、用鳍游泳的脊椎动物。
第一百〇七章 水里的精灵——鱼与浮箱（）
小问号
中国是最早模仿鱼类制造木帆船的国家之一，可是潜艇制造技术远远落后西方强国，而且起步较晚。在第二次世界大战中，潜艇成为海战中一支重要的力量，研制潜艇的国家从40个猛增到130多个。就像人类模仿鸟的飞行制造了飞机、模仿鱼的游泳制造了船一样，潜艇的制造也是得到多种水生动物启发后才完成的。众所周知，海豚是潜艇制造的良师，但是制造潜艇中的沉浮技术，即浮箱，与鱼儿还是有一段割不断的联系。那么，两者有什么样的关系呢？
鱼儿离不开水。不论是在微波『荡』漾的小溪，还是一碧万顷的湖泊，或者是险象环生的大海，鱼儿在水里快活地游动，甚至大鱼之间的无情追杀，鱼儿在我们人类的心中也永远是可爱的“精灵”：它们在水里游泳，像鸟儿在天上飞翔……仅凭这一点，就让人类爱慕极了！那么，鱼儿为什么能够在水里这样自由地上下游动，奥秘在哪里？
1680年，意大利发明家博列里通过对鱼的长期研究，终于揭开了鱼的沉浮秘密。原来，鱼身上的鱼鳞有充气、排气作用，通过鳔的缩小和膨胀来调节身体的比重，可以帮助鱼在水中下沉或上浮。最重要的是，鱼的食道上长有鱼鳔，含有氧、氮和少量的二氧化碳。如果用脚轻轻一踩，就会发出“啪”的一声响。不同的鱼，它鳔中所含的氧气也不一样多，深水鱼的鱼鳔中含氧气大约占90％。鱼就是依靠调节鱼鳔中的气体多少来控制自己在水中沉浮的。鱼鳔中气体较多，鱼体的比重就减轻，鱼就能自动地浮起来；鱼鳔内的气体减少，鱼的比重大，就沉下去。如果使身体的比重与环境水的比重相等，就不沉不浮，保持一定的位置。鱼是依靠调节鱼鳔中的空气来沉浮升降、自由游动的。
根据鱼鳔的工作原理，博列里希望改进潜艇的沉浮功能。最早的潜艇在沉浮上是很麻烦的：要想沉下去，必须在潜艇里装石头或铅块，浮起来则要把石头或铅块慢慢抛出去；要再次沉下去，还要到岸边重新装上石头或铅块。想想看，潜艇的沉浮多不容易。破解了鱼鳔的秘密后，博列里制成了一个皮革袋，用它排出或注入水来控制潜水艇的沉浮。后来，潜艇制造专家又给潜艇设计了一种像鱼鳔一样的浮箱来取代石头或铅块：当压缩空气通入浮箱，浮箱中的水被排出，潜艇就上浮；相反，潜艇就下沉；潜艇比重与周围海水比重相同时，就可以保持潜艇在一定的深度不沉不浮。这样，只要读出浮箱中的空气含量，驾驶人员就可以安全地控制潜艇的沉浮了。现代潜水艇的外壳与内壳之间有专门的水舱，称为压载水舱，这是潜水艇的沉浮装置。近年来，潜水艇发展很快，有的已经能下潜11000米，而且在不断地刷新潜水艇的沉浮纪录。
嘿，从鱼鳔到浮箱，思维横向移植一下，革新了潜艇的沉浮技术，对人类全面了解海洋环境做出了新贡献。
【小档案】
鱼儿在水里要不要喝水？爱养鱼的人一定会说，鱼儿在水里经常把嘴巴一开一合的，当然是在喝水。其实，那是为了让水快速流过它的呼吸器官——鳃，以便吸取水中的氧气，放出体内的二氧化碳。也就是说，鱼儿嘴巴不停地张合，是在呼吸，不是在喝水。研究表明，生活在淡水里的鱼，确实终生都不喝水，只有生活在大海里的鱼需要喝水。这是因为淡水鱼的血『液』和组织『液』中含有很多盐和蛋白质，溶『液』浓度比周围的淡水高，身体周围的水会从四面八方向体内渗透，鱼儿还必须不停地向外排水，否则会被水活活胀死。相反，海水中的含盐量要比鱼体『液』中的含盐量高，大海在不断地吮吸着鱼儿的体内水分，使得鱼儿不得不经常喝水（经淡化后才能保证身体所需的水分供应）。当然，鲨鱼、鳐鱼等在长期进化中已适应海洋环境，不需要喝水来补充水分。
第一百〇八章 让我们看得更广——鱼与鱼眼镜头（）
小问号
“眼观六路，耳听八方”，生命像一部高速运转的机器，每分钟都在接受外界的信号刺激，而且以感觉器官接受信息最敏感，也最多。人和动物眼睛的视网膜是典型的生物信息加工系统，而且人的眼睛是生物界发育最完善的眼睛，能确定深度、距离、物体大小及相对形状等一系列参量。可是“寸有所长，尺有所短”，人的眼睛与鱼眼相比，还有逊『色』之处。大名鼎鼎的鱼眼镜头照相机就是受鱼眼的启发才发明出来的。想一想，人眼与鱼眼有什么区别或差异？为什么要模仿鱼眼来发明这种镜头？
科学家在改造照相机的进程中，从鱼眼中得到了新发现。原来，在动物世界中，鱼眼的视角最大，看得最广，一般都在160°～180°之间。于是，科学家模仿鱼眼制造了一种视角为180°的超广角镜。这就是鱼眼镜头，它能够使整个空间物像“尽收眼底”！
鱼眼镜头照相机在军事上用途十分广泛，军事指挥员、特工和军事教员都离不开它。如果用它来进行军事测绘，能减少拍摄的次数，迅速获得大面积的地貌照片，加快我们制图速度，特别是对于急需了解的地形地貌，用它最为便捷。不论是敌后侦察还是航空侦察，用鱼眼镜头照相机都可以拍摄到敌人大范围的阵地和兵力部署情况，从而为军事指挥员制定科学、正确的作战方案提供必要的参考。
鱼眼镜头照相机发明后，人类不光用它在军事上发挥作用，也不仅仅用它来完成普通的摄影，还把它派上了其他特殊用场：一是在水下摄影。在水下摄影时，鱼眼镜头视角大，可以尽量靠近准备拍摄的物体，这就减少了镜头和被拍摄物体之间的遮隔，使水下的照片十分清晰。二是用于场景监视。当人们用电视来监视某个场景时，普通的摄影镜头由于视角太小，要附加一个装置，使镜头不停地来回扫描才能完成这一任务，鱼眼镜头发明后，用上它能够使整个场景一目了然，可以把整个场景都『逼』真地拍摄下来。三是鱼眼镜头照相机也可以用来制作教学幻灯片，把广袤的地幅缩小在小小的胶片上，讲解起来极为形象生动。
鱼啊，在水里生活着，让陆上的人类向往着、模仿着，并创造出新的工具，不断地改善着人类的生活质量，让生活变得更美好。
【小档案】
鱼儿身上为什么会有粘『液』？起什么作用？我们都知道，鱼的皮肤上有一种粘『液』腺，不断分泌粘『液』，使鱼儿全身都包裹着粘『液』层。对鱼的粘『液』，我们不能小看，它对鱼的生活影响巨大：一是鱼的粘『液』有保护作用。鱼的这种沾『液』能够防止细菌、霉菌、寄生虫和其他微生物的侵蚀，防止有害物质进入体内。二是粘『液』能起到皮肤不透水的作用，维持体内渗透压的恒定，帮助那些江河洄游的鱼类适应水中的盐度变化。三是逃生的法宝。有的鱼身上粘『液』特别多，特别滑，像泥鳅、鲶鱼等，有了这层粘『液』在受到敌害捕捉时就可以顺利逃生。四是这种粘『液』能够对浑浊的水起到澄清作用，帮助鱼眼观察周围情况。五是鱼身上的粘『液』可以减少鱼与水的摩擦力，使鱼儿游得更快、更灵活自如。
第一百〇九章 水中的女儿国——银鲫与人工杂交（）
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在鱼的世界里，银鲫是一种很特殊的鱼，它体长10～30厘米，黑『色』的尾巴，侧面和腹面都是银白『色』的。这种鱼，是1937年苏联的一位生物学家发现的。一开始人们还以为是雄『性』数量太少，但通过实际调查才发现，确实一条雄鱼都没有。那么，银鲫怎么样“生儿育女”呢？科学家在对它的研究中有了什么样的启发？
生物的进化基本上遵循着这样一条规律：从低等到高等，从无『性』生殖到有『性』生殖。可是，银鲫不是这样，它是一种奇妙的单『性』繁殖。原来，这种银鲫群中，都是清一『色』的雌『性』，没有一个雄『性』“公民”。这就是我们所说的水中“女儿国”。
那么，银鲫的这个水中“女儿国”又是怎样形成的呢？原来，雌『性』银鲫在繁殖后代的时候，水域中一定要有其他雄鱼存在。雄鱼的精子虽然在这里不参加真正的受精过程，但它起到激活雌『性』银鲫的卵子作用，使卵子能够自我分裂，从而发育成为雌『性』后代。银鲫所生的后代，它们的外部形态和内部结构都与母亲完全相同，因此，是不可能有雄鱼产生的。
银鲫这种繁殖方式，人类把它叫做“异精雌核发育”。其中虽然没有受精作用，但精子对后代的生长是有影响的。它是介于有『性』繁殖和孤雌生殖的中间类型。
水中“女儿国”的研究成果对人类启发作用很大，一些渔业专家正在抓紧进行人工远缘杂交的试验，希望能够培育出优质高产的经济鱼类，并提高优质经济鱼的产量。这一研究如果能够获得成功，不仅能创造许多财富，而且能为我们的餐桌上提供许多味美『色』佳的珍稀鱼类。
【小档案】
杂交，是遗传『性』不同的生物体相互进行交配或结合而产生杂种的过程。经过『性』细胞结合的叫有『性』杂交，经过体细胞结合的叫无『性』杂交，如：动物中的骡子（马与驴的杂交），植物中的杂交水稻等。18世纪，欧洲科学家开始了植物杂交实验。1856年，奥地利的生物学家孟德尔从事豌豆杂交实验，提出了遗传因子可以自由组合规律。1866年，孟德尔在《自然科学研究学会会报》上发表了在遗传学上具有重大意义的论文——《植物杂交试验》。1909年，丹麦遗传学专家约翰森提出了“基因”这一新术语。此后，杂交、基因、遗传等词语渐渐开始被人们所熟知。
第一百一十章 树上没有两片相同的叶子——果蝇与遗传学（）
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我们知道，每个人体细胞中都含有约5万个已知的基因及其组合。人体内的一种叫单核苷酸多态『性』（snp）的物质决定了肤『色』不同、面貌不同、种族不同、各种遗传特征不同，而且即使是同一个种或者有着亲缘关系的人，也存在着snp的差异，就像树上没有两片相同的树叶一样。那么，人类是怎样揭开这一秘密的？为什么要从果蝇身上寻找答案？
1900年，生物学界发生了一件大事，就是三个不同国度的科学家同时发现了植物遗传规律，而这一发现与孟德尔在《植物杂交试验》中阐述的遗传规律是一致的。孟德尔在文章中说，遗传和变异是遗传单位所决定的。那么遗传单位是什么呢？当时的科学家猜测，这种遗传单位可能与染『色』体有关，可是，没有一个能提供有力的证据来为它下结论。
美国生物学家摩尔根决定饲养果蝇来开展这项专题研究，弄清楚遗传规律的来龙去脉。
1908年，他在自己的实验室里养了上千果蝇，因为这种小昆虫占地方小，饲养的成本低，而且繁殖快，比饲养牛羊来研究更方便。他的实验室里，除了几张旧桌子外，就是几千个用来培养果蝇的牛『奶』罐。他把果蝇饲养在有香蕉渣的牛『奶』罐中。因此，同事们都讥笑他的实验室是“蝇室”。不过，摩尔根不在乎这些，他和助手佩恩整天为这些小果蝇忙得不亦乐乎。一只牛『奶』罐里可以养成千上万只小果蝇呢。这样，摩尔根和他的助手们天天饲养，天天观察，把所有的希望都寄托在饲养果蝇身上。
1910年5月的一天，摩尔根惊奇地发现，果蝇很快产出了第一代果蝇，而且一代一代的繁衍，成了一个大家族，共有1240只。后来，摩尔根又使第一代红眼蝇与别的果蝇交配后产出了第二代果蝇，既有红眼蝇又有白眼蝇，其比例非常接近3比1，与莫德尔的理论正好应证。同时，摩尔根还在果蝇身上找到了染『色』体上的基因，终于用事实证明了孟德尔的理论。第二年（1911年），摩尔根提出了著名的“染『色』体遗传理论”。他的另一名学生斯特蒂文特还绘制了一张果蝇染『色』体图。摩尔根发现了遗传的奥秘，把男女『性』别之谜彻底揭开，并通过对果蝇的研究，写出了专著《基因论》，提出了“染『色』体遗传理论”，诞生了基因学说。现代生物技术中的dna重组、“克隆技术”等，都是建立在摩尔根的遗传学大厦基础上的。
果蝇，是一种繁殖极快的小昆虫，科学家从它的身上发现了遗传密码，揭开了现代生物学的新篇章，使生物科学和人类生活发生了历史『性』的巨变。
【小档案】
1924年，摩尔根和他的助手们在加利福利亚工学院建立了生物学专业，创设了一所生物科学实验室，这也是世界上惟一研究遗传学的科学中心。1932年，第一届国际遗传学大会终于在纽约召开，对摩尔根创立的遗传学给予了高度评价。1933年，摩尔根获得了诺贝尔生理学及医学奖。不过，他没有独自享受这一成果，而是把助手们都找来，把诺贝尔奖金跟他们共享，并拿出自己的那份奖金为助手们的子女建立助学基金，供他们的子女读书学习。摩尔根的这一善举，在科技界一时传为佳话。
第一百一十一章 春蚕到死丝方尽——蚕与叶绿素（）
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唐朝大诗人李商隐《无题》中有两个名句：“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”。诗人借蚕抒情，表达了坚贞不移�
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