奇妙的大自然-第5部分

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也特别爱闻花香，像蜜蜂、蝴蝶就是其中的典型代表。

　　　　可是，蜜蜂和蝴蝶的鼻子长在哪儿呢？它们是怎么样闻到花香的呢？原来，蜜蜂在百花丛中采蜜传粉，也是靠它的鼻子——触角来完成的。蜜蜂小小的触角，凸凹不平，在凹面有嗅神经的末梢。当花香刺激了嗅神经末梢的时候，蜜蜂就闻到了香味。蜜蜂的嗅觉有着惊人的辨别能力，它能闻出40多种花的香味。

　　　　对于蜜蜂来说，闻花香就是找食物。可是，蚂蚁不同，它还可以根据嗅觉来辨认自己的同伴。如果在一个蚂蚁窝里放几只另一窝里的蚂蚁，这几只外来的蚂蚁在很短的时间内，就会被咬死。有趣的是，当一只蚂蚁受到伤害或将丧命时，会立即向同伴发出一种叫“警戒素”的传息素，以警告同伴赶快转移或奋起自卫。更有趣的是，有的蚂蚁死了，也会发出一种特殊的气味，同伴闻到这种气味，就会把它抬出去埋掉。如果把这种传息素涂在其他蚂蚁的身上，那么，同伴也会毫不客气地把它抬出去埋掉。昆虫既然有嗅觉，所以也能避开各种它所不喜欢的气味。

　　　　人类根据昆虫能闻气味的特『性』，发明了气味灭虫法，研究制造出了许多有气味的『药』品，像驱蚊香，蚊子不爱闻这种蚊香燃烧所发出的气味，所以点燃蚊香，能够避开蚊子的侵扰；像樟脑丸，散发出一种刺鼻的怪气味，许多对人类有害的昆虫，嗅到这种气味马上逃之夭夭。另外，人类还制造能散发特殊气味的『药』品引诱害虫前来，然后将它们一网打尽。现在，人类研制出了一种小型、快速、灵敏的嗅敏仪，能“嗅”出丙酮、氯仿等40多种气体，嗅苯比人的鼻子还灵，也能发现人鼻子嗅不出来的一氧化碳，这种仪器已经被用于煤气管、氢气管和冷冻机等的检漏。

　　　　【小档案】

　　　　动物的嗅觉器官非常灵敏。例如，稀释至十万亿分之一的***钾能把鱼吓跑，在3500立方千米的湖水中加入1克酒精，鳗鱼仍能嗅出酒精的气味。相比较，人的嗅觉器官也不差。化学工作者在实验室里分析了个把月的复杂化合物，有时用鼻子一嗅就能够分辨出来。人感受物质的气味是由上鼻道的粘膜部分来实现的。这个区域只有5平方厘米大小，却含有5百万个嗅觉细胞，并以其淡黄**别于鼻腔的其余部门。关于嗅觉的原理至今仍是一个不解之谜。有的认为，物质的气味来自分子内的振动；有的认为，嗅觉与某些化学过程有关，是由气味物质的结构及其他『性』质确定的；有的认为，颜『色』视觉是由红、绿、蓝等三种基本『色』构成，在味觉中，也有甜、咸、酸、苦等四种基本味觉成分……等等，约有30种不同的学说观点。

第十九章　会飞的舞蹈家——蜜蜂与电子蜂（）　
小问号

　　　　五颜六『色』的花丛中，会飞的“舞蹈家”——小蜜蜂，扇动着美丽的翅膀尽情地舞蹈着，“嗡嗡”地歌唱着，向同伴们传递着一条条奇妙的消息。那么，科学家们从蜜蜂的舞蹈语言中“学”到了什么？

　　　　蜜蜂是一种可爱的小昆虫。它虽然弱不禁风，可是在漫长的进化中变得很有智慧，竟然能够依靠自身特有的舞蹈动作来表情达意。

　　　　科学家在研究中发现，蜜蜂的舞蹈动作有许多惊人的奥秘：一是有的舞蹈表示蜜源的远近。如果一只工蜂归巢时，先往右飞一个圆圈，再往左飞一个圆圈，这个睡“8”字圆圈舞的动作向伙伴表示，在离巢百米以内有美食呢；如果工蜂回家先飞半圈，然后边摆尾边直飞，换一个方向再飞半圈，跳的是“8”字摆尾舞，表明蜜源在百米开外。更为有趣的是，蜜源的远近与转圈次数有关，假如工蜂每分钟转18圈，就意味着1千米外能找到蜜源。二是有的舞蹈表示蜜源的方向。当蜜蜂跳舞时头上尾下朝天飞，意思是说，朝着太阳的方向飞去，准能找到采蜜的地方；跳摆尾舞时，头下尾上朝地直飞，意思是说，背着太阳方向飞去，就是采蜜的地方。三是有的舞蹈与“心情”有关。当巢里的蜜蜂数量太多时，老蜂后便带领一半部下去建新巢。这时，担任侦察兵的工蜂四处活动，回巢后，将自己看见的情况用舞蹈动作向伙伴们进行描绘，当对新巢很满意时，它跳舞最卖力，相反，它的舞蹈动作变得有气无力，一副闷闷不乐的样子。瞧，这些秘密有谁知道！

　　　　科学家受蜜蜂舞蹈语言的启发，正在设想利用人造的电子蜂来控制蜜蜂的活动，让电子蜂以相应的舞姿引导工蜂，从而按照人类的需要来为植物传授花粉，以此来提高庄稼的产量：当要蜜蜂飞到油菜地里去的时候，人造电子蜂如同侦察蜂一样跳起了有关舞蹈，蜂群就会根据电子蜂的引导成群结队地飞向油菜地里；当人类需要蜂群搬“家”的时候，电子蜂又跳起了另一种舞蹈，把新居的方位、环境等告诉蜂群，再把蜂群引入预定的“新巢”。

　　　　【小档案】

　　　　蜜蜂的家族成员喜欢群居，而且每群蜂里都有三种成员：蜂王、雄峰和工蜂，它们有严密的组织和细致的分工，每个成员各司其职，互相配合。工蜂的职责是用蜂蜡来建设蜂房、采花酿蜜，同时也为农作物传授花粉，是一种对农作物有益的昆虫。

第二十章　天才的建筑师——蜜蜂与蜂窝建筑（）　
小问号

　　　　“采得百花成蜜后，为谁辛苦为谁甜。”这是我们耳熟能详的关于蜜蜂酿蜜的诗句，也正是这样的诗句使蜜蜂酿蜜的美名家喻户晓，让无数人知晓了味道香甜、营养丰富的蜂蜜是蜜蜂“最得意的杰作”。可是，为什么人类又称它是“天才的建筑师”呢？它的建筑本领到底表现在哪儿呢？

　　　　蜂巢的建筑虽然巧夺天工，令人类羡慕不已，可是真正从事建筑蜂巢的只有工蜂。当工蜂长到12～18天后，腹部的蜡腺就发育完全，便可以用蜂蜡来建设它的蜂房了。

　　　　蜜蜂家族在地球上已经生存了至少3500万年，真正关注它的家居生活的，还是近几百年的事情。18世纪初，法国学者马拉尔奇通过仔细测量发现，貌不惊人的小蜜蜂，在设计建造自己的住宅上，有着非常高超的数学天赋：这些蜂巢组成底盘的菱形的所有钝角都是109°28′，所有的锐角都是70°32′；后来经过法国数学家克尼格和苏格兰数学家马克洛林从理论上的计算，如果要消耗最少的材料，制成最大的菱形容器正是这个角度。从这个意义上说，蜜蜂称得上是“天才的数学家兼设计师”。同时，人们还发现，空心的蜂窝夹层结构有很好的隔热、隔音『性』能。

　　　　名不见经传的蜜蜂竟然搞出了具有这样神奇效果的建筑！马拉尔奇的这一发现在当时轰动了整个科学界：蜜蜂采用六角珠状体这种经济的形体来构筑巢『穴』，而且选用了最适宜的菱形面交角，达到了“最经济实惠”的效果。

　　　　后来，生物学家在解剖一些海鸟身体结构时又发现，有一种叫军舰鸟的海鸟，展开一对宽大的翅膀时长达2米多，而全身的骨骼只有100克左右，它的骨骼是由一片一片连接在一起的薄片组成的，薄片与薄片中间是空的，像一个六角形柱，和蜂窝很相似，因而整个身体结构很轻巧，所以能轻快地飞越辽阔的海洋。于是，飞机设计师借鉴军舰鸟的这种蜂窝状结构，把它运用到机身和机翼的制造上，不仅大大减轻了飞机的重量，节省了材料、燃料，增加了飞行的速度和路程，而且减少了飞机飞行时产生的噪声。

　　　　不仅如此，人类受蜂巢建筑的启示，用石棉或陶瓷制造出蜂窝夹层结构材料，能耐得住1000度的高温，是一种既轻便、又耐用的防火材料。现在，由于这种蜂窝结构建筑材料重量轻、强度高和钢度大，已被广泛地用在火箭、坦克、飞机、人造卫星及其他建筑结构上，诞生了“蜂窝建筑”这一专有名词。

　　　　【小档案】

　　　　据专家研究，蜂巢的化学成分很复杂，主要含有蜂蜡、树脂、油脂、『色』素、鞣质、糖类、有机酸、脂肪酸、酶和昆虫激素等。蜂巢富含激素和多种维生素，是调节内分泌和滋补强身的首选上品。蜂巢『药』用价值也很高，常用新鲜干净的蜂巢治疗鼻炎。老旧蜂巢具有治疗肝炎、鼻炎和风湿『性』关节炎等疾病的疗效。蜂巢制剂有促进机体细胞免疫功能的作用，蜂巢浸『液』既对乙型肝炎表面抗原有灭活作用，也对金黄『色』葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌和普通变形杆菌等都有很强的抑制力。蜂蜜、蜂蜡、王桨等都具有很大的经济和『药』用价值。

第二十一章　众里寻它千百度——蜜蜂与集体智慧（）　
小问号

　　　　我们都知道蜜蜂的巢是六角形的，这种六角形所排列而成的结构叫做蜂窝结构。因这种结构非常坚固、节省材料等，而被人类广泛地模仿运用。遗憾的是，没有人知道蜜蜂到底是怎么想的，为什么能建造出这样鬼斧神工的建筑。不过，科学家经过长期的不懈研究，终于发现蜜蜂为了建筑蜂巢，曾费尽心思，“众里寻它千百度”，而且得益于“民主决策”和“集体智慧”……

　　　　在昆虫世界，蜜蜂无疑是大名鼎鼎的。它从比人类历史更悠久的过去一直生存至今、繁衍生息，为我们带来了蜂蜜、蜂王浆、蜂胶、花粉以及蜂蜡等许许多多的恩惠。更为重要的是，从它的身上人类还发现了一些鲜为人知的生存智慧。

　　　　据《新科学家》介绍，每年春暖花开的日子，随着蜜蜂家族成员的增多，健康的蜂群就会分出一半“另立门户”。不过，它们在建造新的家园上是非常慎重、民主、智慧的。首先，离巢的蜂群在树干上聚成一团暂时栖身，为建一个新家做些准备；然后，派几百只工蜂去寻找可能的建巢地点，每个侦察蜂都要花费约30分钟左右的时间，收集洞『穴』的大小、朝向以及有无蚁害等情报；接着，侦察蜂通过绕蜂群飞行以及爬行的圈数来传递信息，绕圈数越多表示对该地点的评价越高，平均圈数是150个；最后，每个侦察蜂招募一两个同伴再次访问该地点，让同伴做出评价，如果喜欢则以同样的方式绕圈，再吸引更多的同伴回访，当某地点回访的“人数”超过“法定人数”，整个蜂群就会做出迁到该地点营建新巢的决定，相反，招募不到同伴的地点就会被无情淘汰。

　　　　蜂群择居的“智慧”对人类至少有两点启示：一是人类在研究中发现，蜜蜂的这种决定过程，与人类大脑作决定的过程类似。大脑神经元的活跃程度，相当于回巢的侦察蜂绕圈的数目，活跃程度高，就有更多的神经元参加进来。二是蜂群择居的“民主决策”已被人们用于市场开发，成为一些新产品占领市场份额的重要“智慧”元素：侦察市场——打开市场——占领市场。

　　　　【小档案】

　　　　蜂巢，是蜂群生活和繁殖后代的处所，由巢脾构成。各巢脾在蜂巢内的空间相互平行悬挂，并与地面垂直，巢脾间距为7～10毫米，称为蜂路。每张巢脾由数千个巢房连结在一起组成，是工蜂用自身的蜡腺所分泌的蜂蜡修筑的。大小六角形的巢房，分别为培育雄蜂和工蜂，底面为3个菱形面。培育蜂王用的巢房，称为王台，形状似下垂的花生，是蜂群在分蜂前临时修筑的，多在巢脾下部和边角上。在雄蜂房和工蜂房之间，以及巢脾与巢框的连接处，出现有不规则的过渡型巢房，用于贮存蜂蜜和加固巢脾。工蜂在巢房中哺育幼虫，贮藏蜂蜜和花粉。巢中被封盖的是自然成熟的蜂蜜，红褐『色』的是花粉。

第二十二章　最完美的降落——蜜蜂与微型降落装置（）　
小问号

　　　　蜜蜂在世人的心中赢得鼎鼎大名的理由很多，如：勤劳的采花酿蜜，让人类无比尊重，引以为勤劳工作的楷模；精致科学的蜂巢建筑技术，在昆虫界出类拔萃，令科学家惊叹不已，纷纷模仿应用；优美的舞姿以及内涵丰富的舞蹈语言，吸引了无数昆虫学家探究的目光……这一切，让人类对弱不禁风的小蜜蜂刮目相看。不仅如此，蜜蜂的飞行技巧在昆虫界也是名列前茅的，而且科学家在研究它的飞行中受到启发，发明了微型航空降落装置。想一想，蜜蜂的飞行有什么特点？为什么要研制微型航空降落装置？

　　　　蜜蜂酿蜜是一件十分辛苦的事情。据专家测算，为了酿造1公斤的蜜，工蜂们就得在成百上万朵的花上采集花蜜，飞返几万到十几万次。蜜蜂在昆虫界，个体并不大，也没有什么力量可言，但是它为了采花酿蜜，整天忙忙碌碌，从蜂房到花丛间飞来飞去，好像一刻也停不下来。让人类特别惊奇的是，不论蜜蜂飞行有多远、多累，甚至遇上风或雨，只要它收敛翅膀降落下来，都不会出现跌跌撞撞、站立不稳的现象。蜜蜂在花蕊上轻轻一立的瞬间，敏捷、轻盈、精致……

　　　　对此，澳大利亚国立大学的一个科学小组在对6只蜜蜂进行了100多次的观察后得出结论：蜜蜂降落时的飞行速度和高度成完美的比例，这样就保证了它安全舒服地降落，称得上是“最完美的降落”。这一点，不仅值得人类深思，人类更应该向蜜蜂学习降落技术。

　　　　一般情况下，当我们高速向前运动时，我们会感觉到近距离物体比远处的物体向前移动得更快些，往往会引起眼花缭『乱』的感觉。可是蜜蜂好像没有这种不适感，它在降落时已经做到自动减速了，最后把飞行速度降到零。蜜蜂这种完美的降落技巧使它成为降落的行家里手。科学家用电子计算机模拟发现，这是一种是最简捷和经济的降落方式。

　　　　受此启发，科学家模仿蜜蜂独特的降落方式，制造出由计算机控制的飞机导航降落装置，并开始进行模拟实验。这项发明被称为微型航空降落装置。只有几厘米宽的微型航空降落装置被安装在微型飞行器的机翼两侧。安置这种微型航空降落装置，小型战斗机在进入战场时可以做到迅速稳定下降，无人侦察飞机在着陆时有了安全保障。这项发明一旦投入使用，将使飞机或航天器的降落既保持了安全稳定，又节省燃料，经济高效。

　　　　【小档案】

　　　　有一年，一位养蜂人揭开箱盖突然发现里面有一只死老鼠，虽然已经干瘪，却没有腐烂发臭。原来，蜜蜂怕死老鼠弄脏了蜂房，用嘴和脚在死老鼠的表面上涂了一层蜂胶，使它变成了木乃伊似的鼠尸。人们从死老鼠不腐烂中得到启示，开始研究养蜂的废弃物——蜂胶，从中发现它含有20多种黄酮类化合物，这种物质能抑制细菌的生长，甚至比医『药』上常用的青霉素和链霉素的效果都理想，而且具有较强的防腐作用。现在，蜂胶已经在医疗、畜牧、果品、食品工业和植物保护等方面得到了广泛应用。

第二十三章　不可思议的纸巢——胡蜂与造纸术（）　
小问号

　　　　我国的河南、山西等地农民经常会采取人工辅助越冬以及人工辅助建巢或迁巢的方法，利用胡蜂来防治棉花害虫，效果良好，经济实用。一般在秋后捕捉雌蜂放入笼内，将笼安置在避风场所，任其抱团，到第二年春季，把这些雌蜂放入田间，任其在田间周围自然筑巢。也可以在大蜂棚内提供食物、饮水和建筑材料，令其在棚内建巢。在需要时，把巢移至田间，每亩3～5巢，有蜂100余头，就能基本控制鳞翅目害虫的为害。可是，为什么人们说胡蜂是“造纸的鼻祖”呢？

　　　　造纸术是中国古代四大发明之一。据考证，中国是世界上最早养蚕织丝的国家，古人以上等蚕茧抽丝织绸，剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕，篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了，篾席上的残絮便积成一层纤维薄片，经晾干之后剥离下来，可用于书写。这说明造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。到了东汉元兴元年（公元105年）蔡伦改进了造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等植物原料，经过挫、捣、抄、烘等工艺制造的纸，是现代纸的渊源。可是，在谈到用木质纤维和粘合材料造纸时，有些仿生学家认为，人类是向胡蜂学来的。

　　　　胡蜂在世界各地都有分布。它的巢与蜜蜂的巢有着明显的不同。蜜蜂的巢是竖式排列，用蜂蜡建造的，而胡蜂的巢通常是水平排列的，是由蜂王收集的木浆制成，即用纸浆糊起来的。胡蜂在造巢时，首先要寻找枯枝朽木，用嘴刮削木屑，再吐出唾『液』混和在一起，制成了速硬纸浆。然后，它们用这些速硬的纸浆做成一个坚韧的“柄”，再悬挂上一个小小的蜂房。胡蜂建造自己的巢『穴』是按照由小到大进行的，是一个典型的实用主义者。起初，胡蜂只建造几个蜂房，等女王在蜂房中产卵生出了工蜂后，小工蜂们再和女王齐心协力地扩建蜂巢。它们从木杆、木板或树枝上刮取木质纤维和木屑，混上唾『液』，制成一张张薄薄的纸片，然后自上而下，用这些纸片一张张地来糊自己的蜂房，逐层增加，终于建造出了神奇得不可思议的“纸巢”。

　　　　胡蜂为什么会用纸浆来建造蜂巢，我们至今无法弄明白。不过，人类受胡蜂建造巢『穴』的启示，从木质材料中学会了造纸，却得到了许多学者的认同。至少，人类的造纸术与胡蜂建造巢『穴』的纸浆来源如出一辙，这是举世公认的。

　　　　【小档案】

　　　　在蔡伦改进造纸术后不久，朝鲜和越南就有了纸张。朝鲜半岛各国先后都学会了造纸的技术。公元610年，朝鲜和尚昙征渡海到日本，把造纸术献给日本摄政王圣德太子，后来日本人民称他为纸神。造纸术传入阿拉伯是在公元751年。那一年唐安西节度使高仙芝率部与阿拉伯军队交战，**大败，被俘士兵中有从军的造纸工人。10世纪造纸技术传到了叙利亚、埃及与摩洛哥。欧洲人是通过阿拉伯人了解造纸技术的，最早接触纸和造纸技术的欧洲国家是一度为阿拉伯人统治的西班牙。公元1150年，阿拉伯人在西班牙的萨狄瓦，建立了欧洲第一个造纸场。到了19世纪，中国的造纸术已传遍世界各地。

第二十四章　美神的化身——蝴蝶与防伪纸币（）　
小问号

　　　　蝶，通称为“蝴蝶”，全世界大约有17000～20000种，大部分分布在美洲，尤其在亚马逊河流域的品种最多，我国的台湾也以蝴蝶品种繁多而闻名于世。蝴蝶一般『色』彩鲜艳，翅膀和身体有各种花斑，让人怜爱，被誉为“美神的化身”。古今中外，关于蝴蝶的传奇故事、诗歌、绘画、音乐等作品非常多，尤其是中国的“化蝶”曾经感动了一代又一代人，成为生死相依的爱情经典。可是，谁也想不到，蝴蝶除了风花雪月之外，竟然有专家把它与纸币防伪、光学上的“超黑『色』”等联系起来。想一想，其间有什么样的奥秘？

　　　　蝴蝶多姿多彩，也多种多样。如果从仿生学的视角来看，其中大凤蝶和山兰凤蝶，给人类带来的惊喜很值得我们一写。

　　　　生活在印度尼西亚的雨林里的大凤蝶，它的翅膀本来有黄『色』和蓝『色』，可用肉眼观察，却变成了闪闪发光的绿『色』。英国物理学家乌维克西和他的同事在用显微镜对大凤蝶的翅膀进行仔细观察之后，发现其结构别具一格——布满了下凹的小坑，每个小坑仅有万分之四厘米大小，坑的底部为黄『色』，它的斜面却是蓝『色』的。

　　　　那么，大凤蝶其翅膀颜『色』本来是黄『色』和蓝『色』的，在一般人看起来，为什么却是绿『色』的呢？乌维克西是这样解释的：当光线照『射』到小坑的底部被反『射』后，呈现黄『色』；而当光线照『射』到小坑的斜面上，会紧接着被反『射』到另一斜面，由于肉眼无法将从坑底反『射』的黄『色』光线和从斜面上两次反『射』的蓝『色』光线加以区别，因此只能产生绿『色』的感觉。

　　　　根据这一奇特现象，防伪专家们设想，只要在纸币或信用卡上面仿照大凤蝶的翅膀结构，制造出相似的小坑，那么就可以达到防伪的目的。即使造假者手段高明，在外表上把假币印刷得与真币极其相似，但他们却没有在假币上制造大小、数量与真币一样的小坑的技术。银行工作人员只要用专门的光学仪器来检测一下，纸币的真伪就一目了然。如果这一设想成为现实，纸币或信用卡的防伪技术将会有一个新突破。

　　　　山兰凤蝶是生活在南半球的岛国澳大利亚的一种蝴蝶，它们在花花绿绿的蝴蝶世界中有独一无二的特『色』——雄『性』山兰凤蝶的翅膀有鲜亮的蓝『色』，周边镶嵌有黑『色』。科学家在研究中发现，山兰凤蝶翅膀上的黑『色』素的微细鳞片结构能够“捕捉”光，由此形成了一种比黑『色』还要黑的“超黑『色』”。这种颜『色』看上去令人恐怖，但它是光学设备的宠儿，因为人类一直很难制造出“超黑『色』”，导致光学设备在应用起来的时候，也常常难随人意。有了山兰凤蝶带来的启发，我们相信“超黑『色』”这道光学上的难题将会最终被人类所破解。

　　　　“留连戏蝶时时