Ⅰ 動植物的知識
魚類
特徵:水棲動物(只能生活於水中)。皮膚有鱗片覆蓋,屬變溫動物。具有鰭(可以水中游動),用鰓呼吸的變溫動物。體外受精,主要為卵生,部分為胎生及卵胎生。 魚的種類很多,主要分為兩大類別 軟骨類例:鯊魚 特徵皮膚堅韌,有極細小楯鱗,無魚鰾,尾鰭上下不對稱,有五對鰓,沒有鰓蓋。 硬骨類 例:馬口魚 特徵:骨骼為硬骨,皮膚有許多黏液腺,為骨鱗片所覆蓋,有魚鰾。
兩棲類
(Amphilia) 特徵: 需在水中渡過其幼年時期。 具有適應陸生的骨骼結構,有四肢,皮膚濕潤,有很多腺體。 身體無鱗片或體毛。 舌分叉,倒生,能向外伸展。 魚類
交配及受精在水中進行。 幼體以鰓呼吸,成體則用皮膚,口腔內壁及肺呼吸。 兩棲動物的分類 無尾 例:蟾蜍 特徵: 有適應陸上生活的骨骼系統,身體分頭,軀乾和四肢.前肢四趾,後肢五趾, 趾間有蹼.後肢適用於游泳及跳躍有肺,但主要呼吸器官為口腔內壁及皮膚. 有尾 例:蠑螈 特徵: 有適應陸上生活的骨骼系統,為身體細長之有尾水陸兩棲類. 無足 例:魚螈
爬行類
特徵:陸生動物.皮膚有鱗片或盾片覆蓋. 具有防水外皮,水份散失. 屬變溫動物(靠外界的溫度或熱源來改變其體溫).主要分布在地球較溫暖的地區. 體內受精,卵生或卵胎生.在陸地產卵,卵有防水外殼包裹. 爬行動物的分類 testbyfindwo 有足類 例:烏龜 特徵: 有堅硬的外殼.上下頷不具齒,但有角質鞘.卵生.可分陸棲,水棲或海洋生活. 無足類 例:眼鏡蛇 特徵: 無四肢,肩帶及胸骨.不具活動的眼臉及外耳孔.舌頭末端分叉,伸縮力強.皮膚有鱗片,可吞咽比自己身體直徑大的獵物.蛇的器官俱備特化成長形,左肺退化.蛇會定期蛻皮,能使自己不斷進行成長,便於繁衍.
鳥類
特徵: 全身披有羽毛,身體呈流線形,有角質的喙. 眼在頭的兩側,頸部長而靈活可270度轉. 前肢特化成翼,後肢有鱗狀外皮,具四趾. 恆溫動物(能通過自身的生理過程產生熱量,即使外界溫度很低,他們也能維持高而恆定的體溫).平均體溫比哺乳動物高出10度左右(平均42度). 卵生. 1.主要特徵 (1)體表被羽毛,有翼,能飛翔。皮膚薄而軟,便於肌肉的劇烈運動。 (2)新陳代謝旺盛,體溫恆定。高而恆定的體溫,促進體內新陳代謝的速度。恆溫減少了動 物對外界溫度條件的依賴性,獲得夜間活動的能力和在極地大陸上存活的能力。 (3)具有發達的神經系統和感官。鳥類的大腦、小腦、中腦都很發達。大腦半球較大,這主 要是由於大腦底部紋狀體的增大。在鳥類,紋狀體是管理運動的高級部位,也和一些復雜的生 活習性相關。實驗證明:切除鳥的一部分紋狀體後,它的正常的興奮和抑制就被破壞,視覺受 影響,求偶、營巢等習性喪失。鳥類的大腦皮層並不發達,小腦很發達,這與鳥類飛翔運動的 協調和平衡相關。 (4)具有較完善的繁殖方式和行為(築巢、孵卵和育雛)。 2.鳥綱的分類 (1)平胸總目 主要特徵是:後肢強大,胸扁平, 無龍骨突,不具飛翔能力;羽毛分布全 身,無羽區及裸區之分,羽枝不具羽小 鉤,因而不形成羽片。常見種類有鴕鳥、 見雛鳥。 (2)企鵝總目 潛水生活的中、大型鳥類,具有一系列適應潛水生活的特徵。前肢鰭狀,適於劃水。具鱗 片狀羽毛(羽軸短而定,羽片窄),均勻分布於體表。尾短,腿短而移至軀體後方,趾間具饃, 適應游泳生活。在陸上行走時軀體近於直立,左右搖擺。皮下脂肪發達,有利於在寒冷地區及 水中保持體溫。骨骼沉重而不充氣。胸骨具有發達的龍骨突起,這與前劃水有關。游泳快速。 該目分布限在南半球。代表為王企鵝。 (3)突胸總目 通常翼發達,善於飛翔,龍骨突發達,最後 4~6 枚尾椎癒合為一塊尾綜骨。一般具有充 氣性骨骼,正羽發達,構成羽片,體表有羽區、裸區之分。雄鳥絕大多數不具交配器官。 該總目的鳥類種類繁多,為了研究方便,可以從兩個方面來討論它們的類群。 一個方面是根據生態類型分為游禽、涉禽、鶉雞、鳩鴿、攀禽、猛禽和鳴禽七個生態類型。 游禽:喙扁闊或尖長,腿短而具蹼,翼強大或退化。 涉禽:喙細而長,腳和趾均很長,蹼不發達,翼強大。 鶉雞:啄短而強,足和爪強健,翼短圓。 鳩鴿:喙短、基部具蠟膜,足短健,翼發達。 攀禽:喙強直,足短健、對趾型,翼較發達。 猛禽:喙強大呈鉤狀,足強大有力,爪銳鉤曲,翼強大善飛。 鳴禽:喙外形不一,足短細,翼較發達。 另一個方面是根據形態結構特點分成若干個目來進行研究。以下介紹一些常見的目。 鵜形目:四處向前,處間具全噗;嘴端成鉤狀,具發達的喉囊,雛鳥屬於晚成鳥,游禽類, 如鸕鶿等。 鶴形目:頸長、喙長、腿長、趾三前一後,四趾在同一平面上,幼鳥屬晚成烏,涉禽類, 常見種類有白鷺等。 雁形目:嘴扁平,具加厚的嘴甲,邊緣具櫛狀突起;腿短後移,趾三前一後,前趾間具蹼, 雄性翼上常具翼鏡;雄鳥具交配器;雛鳥為早成鳥,游禽類。常見種類有天鵝、綠頭鴨。 隼形目:嘴具利鉤,爪發達,飛翔力強;視覺敏銳,猛禽類,雛鳥為晚成鳥。常見種類有 鳶、紅隼、金雕等。 雞形目:體結實;喙短,為圓錐形;翅短圓,善走;雄鳥頭頂有肉冠,羽色鮮艷;繁殖期 行為復雜,鶉雞類,幼鳥屬早成鳥。如褐馬雞、紅腹錦雞等。 鶴形目:喙長,頸長和腿長,趾三前一後,趾間蹼不發達,後趾著生位置較高,與其他三 趾不在同一平面上,幼鳥為早成鳥,涉禽類。常見種類有丹頂鶴、灰鶴等。 鴿形目:嘴短、具蠟膜;四趾位於同一平面上,足短健、善走;嗉囊發達,雛鳥為晚成鳥 或早成鳥,鳩鴿類。常見種類有原鴿、毛腿沙雞等。 鴞形目:嘴爪強大而鉤曲;頭大,眼大向前,眼周羽毛形成面盤;耳孔大,具耳羽,聽覺 敏銳; 第四處能向後反轉; 幼鳥屬晚成鳥, 屬猛禽類。 主要種類有長耳鴞、 短耳鴞 等。 鴷形目:嘴呈錐狀,適於啄木;舌長具角質小鉤;趾兩前兩後;幼鳥屬晚成鳥,攀禽類。 常見種類如斑啄木鳥。 雀形目:鳴管及鳴骨發達;足趾三前一後,在一個平面上,適於營巢,幼鳥屬晚成鳥,鳴 禽類。常見種類有雲雀、家燕等。
哺乳動物
特徵: 體內有一條由許多脊椎骨連接而成的脊柱; 身體有毛覆蓋,有口腔咀嚼和消化,可提高能量及營養的攝取; 胎生(鴨嘴獸,針鼴除外),哺乳; 恆溫.在環境溫度發生變化時也能保持體溫的相對恆定,從而減少了對外界環境的依賴,擴大了分布范圍; 腦顱擴大,大腦相當發達,在智力和對環境適應上超過其他動物; 內肢強壯靈敏,有快速的活動能力; 心臟左,右兩室完全分開; 牙齒分為門齒,犬齒和頰齒. 哺乳類動物的分類 1.主要特徵 (1)全身被毛,具有陸上快速運動的能力。毛是哺乳動物所特有的,哺乳動物一般每年換 毛兩次:春季和秋季換毛。換毛是哺乳動物對季節變化後的適應。 (2)出現口腔咀嚼和消化。消化管分化程度較高,消化腺較發達,消化酶多樣化。哺乳動 物的牙齒分為門齒(切牙)、犬齒(尖牙)和臼齒(磨牙),齒型和齒數是哺乳動物分類的依據 之一。 (3)體溫恆定,對環境依賴性減少。 哺乳動物
(4)具有高度發達的神經系統和感官,協調能力強。哺乳類神經系統主要表現在大腦和小 腦體積增大、神經細胞聚集、皮層加厚。表面出現了皺褶(溝和回)。 (5)胎生、哺乳,後代成活率高。 原獸類 特徵 卵生,卵有殼. (例:鴨嘴獸) 後獸類 特徵 不具真正的胎盤,幼兒在育兒袋中發. (例:袋鼠) 真獸類 特徵 有胎盤,胎兒發育完善後才產出,佔哺乳類的絕大部分.並分為十四類別. 食蟲類(例:鼴鼠) 鱗甲類(例:穿山甲) 翼手類(例:蝙蝠) 兔形類(例:兔) 嚙齒類(例:鼠,箭豬) 貧齒類(例:食蟻獸) 食肉類(例:獅,犬,熊貓) 鰭足類(例:海獅,海豹,海象) 海牛類(例:海牛) 鯨類 (例:海豚,鯨 長鼻類(例:象) 奇蹄類(例:斑馬,犀牛) 偶蹄類(例:河馬,牛,豬,鹿,駱駝) 靈長類(例:,猩猩,猴,人) 例:獅子 特徵: 屬食肉目中的貓科動物.大型獸類,爪能伸縮,善於跳躍,犬齒發達,善於伏擊其他動物. 例:大象 特徵: 為現存最大之陸棲動物.耳寬大扁平,鼻特長,可助於取食,體毛退化,腳底有厚彈性組織墊,以承託身體重量.上門牙特別發達,長出體外.食物以植物為主. 例:食蟻獸 特徵: 前肢其中二至三指特長,用以掘開蟻巢.無門齒,吻長呈管狀,舌長呈黏性,能黏附白蟻,尾長而多毛.棲於草原沼澤地,善游泳,以白蟻及蟻為食. 例:蝙蝠 特徵: 前肢特化,指骨特長,指骨與體側及後肢之間生有薄而韌的翼膜,作飛行器官.後肢具爪,可以倒掛身體棲息.胸骨突起,鎖骨發達,以利飛行.大部分蝙蝠喜食蟲,且善於捕食飛行中的昆蟲,少數吃果實. 例:海豚 特徵: 海產哺乳類,亦有淡水品種.海豚屬齒鯨類,身體呈流線性,頸部不能區分,頸椎骨有癒合現象.頭尖而長,具有內質背鰭.前肢特化成闊槳狀.不具後肢,尾長,具水平叉狀尾鰭. 例:猿猴 特徵: 拇指與其他指相對,適於攀緣及握物.鎖骨發達,身有體毛(手掌除外),指具指甲,大腦及感覺器官發達.雙眼向前,有骨質眼窩.行為接近人類.
無脊椎動物
原生動物 特徵: 單一細胞動物,身體的構造十分簡單,會吃,會動,會繁殖和死亡.身體非常小,要用顯微鏡才觀察得到的動物.棲息在淡水,海水或者共其他動物的體液內.例如變形蟲. 軟體動物 軟體動物外形多樣化,是十分成功的生物類別,包括所有「貝殼類」動物,八爪魚及墨魚.大部分軟體動物生活在海里,部分生活在鹹淡水交界或淡水,亦有小部分是陸生的. 特徵: 身體柔軟,不分節,左右對稱,背部皮層向下伸延成外套膜,覆蓋身體的大部分.軟體動物中的貝殼類的貝殼便是由外套膜的上皮細胞分泌而成. 大多數軟體動物有一至兩個貝殼,例如蝸牛、蜆. 另一些則退化成內殼,藏於外套膜之下,例如墨魚. 有些種類的外殼則完全消失,例如裸鰓類. 蠕蟲 特徵 : 身體柔軟,分環節,每一個環節都有一對排泄器.例如蚯蚓和沙蠶. 柔軟圓形的身體,寄生在動物或植物體內.例如蛔蟲和蟯蟲. 節肢動物 節肢動物是動物界最大的一門,品動亦最繁多,約佔全部動物品種的百分之八十五.對環境的適應力特強,生存地方包括海水、淡水、高山、空氣、土壤,甚至是動物及植物的體內及體外. 主要特徵: 身體兩側對稱,身體分節,但部分體節融合成特別部位,如頭部及胸部.有些節肢動物,例如蜘蛛類,頭部及胸部進一步融合成頭胸部.身體的附肢,例如足部、觸角、口器等都分節. 體壁堅硬,主要由幾丁質組成, 可提供保護,亦作為外骨骼之用.由於體壁堅硬,妨礙生長,節肢動物需要在生長期蛻皮多次. 感官系統甚為發達,眼有單眼和復眼兩種.復眼用作視物,而單眼用作感光.另外,還有觸覺、味覺、嗅覺、聽覺及平衡器官,好些昆蟲還有特別的發聲器. 節肢動物的呼吸系統頗為多樣化,可以利用體表, 鰓(水生的)及氣管(陸生的)呼吸.蜘蛛等則利用書肺進行呼吸. 節肢動物的分類: 甲殼類 例:蝦,蟹. 蜘蛛類 例:蜘蛛,蠍子. 昆蟲類 例:蝴蝶 多足類 例:蜈蚣 感想: 在找尋動物的種類和照片的時候,我花了很多時間和精神,但我覺得都是值得的.因為我看了很多動物和昆蟲的書和綱頁,覺得很有趣味和學識到很多動物. 我又知道了動物學家是利用動物不同的特徵和生活習慣來分類的.陸生動物最大的有已經絕種的暴龍,現在最大的是大象,最小的是要用顯微鏡才看得到的變形蟲.我又知道了兩棲動物原來是幼時生長於水裡,長大後才生活在陸地上.有些動物原來我以前把它們分為同類,現在才知道原 是第二類的動物. 我還發覺到原來我們吃的東西都是生物,所有動物都是吃生物的.大部分的動物都是對我們人類有用的,但很多動物因為我們捕捉和殺害,瀕臨絕種,特別是哺乳類動物. 為了可以平衡大自然的生態,我們不要隨意砍伐樹木,要愛護大自然.不要殘害動物,因為所有動物和人類一樣都是有生命的動物. 動物界下42個門 1 原生動物門 全都是單細胞動物,是最原始的動物,其中我們熟悉的有眼蟲、草履蟲 2 菱形蟲門 結構簡單的內寄生動物,有記錄的種類不多 3 直泳蟲門 與菱形蟲類似的動物 4 多孔動物門 又稱海綿動物門。海綿是原始的多細胞動物 5 扁盤動物門 到目前為止,此門被絲盤蟲一種動物獨占~~~厲害,不得不服~~ 6 古杯動物門 顧名思義,「古」意思是此類動物已滅絕了,「杯」就是說它們長得像杯子 7 腔腸動物門 這里有水螅、水母、海葵和珊瑚,很熟悉吧,不多說了 8 櫛水母動物門 也有人把這個門歸入腔腸動物門,作為櫛水母綱 9 扁形動物門 有渦蟲、吸蟲、絛蟲等我們常聽說的寄生蟲 10 螠蟲動物門 海洋底棲動物,身體呈柱形或長囊形 11 舌形動物門 全都是「吸血不眨眼」的寄生蟲,分類地位尚難確定 12 微顎動物門 在1994年新發現的一類動物,人類對它們所知甚少 13 紐形動物門 比扁形動物略高等的類似動物 14 顎胃動物門 體形很小,生活在淺海的細沙中,人們了解得不多 15 線蟲動物門 一個龐大的家族,包含有很多人肚子里長過的——蛔蟲 16 腹毛動物門 身體腹面長有纖毛的一類動物 17 輪蟲動物門 很小,與原生動物類似 18 線形動物門 與線蟲動物類似的一類動物 19 鰓曳動物門 生活在靠近兩極的冷水中的海洋底棲動物,有記載的種類極少 20 動吻動物門 和鰓曳動物類似 21 棘頭蟲動物門 身體前端有吻的一類動物 22 鎧甲動物門 1983年才發現的一個新門,目前沒有準確分類 23 內肛動物門 苔蘚狀的小動物 24 環節動物門 蚯蚓、螞蟥、沙蠶……都是身體呈環節狀,這還用說? 25 環口動物門 最近新發現的一類動物 26 星蟲動物門 與前面說的螠蟲動物相似 27 軟體動物門 包含有大量常見動物,我將在後面詳細解說 28 軟舌螺動物門 已滅絕 29 葉足動物門 寒武紀的奇蝦等 30 緩步動物門 很強的一類動物,能忍受高溫、絕對零度、高輻射真空和高壓 31 有爪動物門 身體呈蠕蟲狀,足呈圓柱形,末端有爪,近乎滅絕 32 節肢動物門 動物界中種類佔三分之二以上的動物,留到下面介紹這個龐大的家族 兩棲動物
33 腕足動物門 有時你會在街頭地攤上看見一些像貝殼的化石就是這類動物留下的 34 外肛動物門 曾經與內肛動物為同一門合稱苔蘚動物,現已分開 35 帚蟲動物門 又一個很小的門,又是只有10幾種動物,又都是海洋底棲動物 36 古蟲動物門 在5.3億年前的生命大爆發中早就滅絕了,在近幾年才發現 37 棘皮動物門 一個我們熟悉的門,有海星、海膽、海參和海百合 38 須腕動物門 沒有嘴和消化管的非寄生動物,生活在深海中,分類地位有爭議 39 異渦動物門 僅2種,在波羅的海附近分布 曾先後被認為扁形動物和軟體動物 40 毛顎動物門 只有50種左右,還是海洋動物 41 半索動物門 身體呈蠕蟲形,有人將它們歸入脊索動物門 42 脊索動物門 所有的脊椎動物
編輯本段繁殖與發育
幾乎所有的動物都會進行某種類型的有性生殖。成熟的個體是雙倍體或多倍體的。它們有一些特化的生殖細胞,行減數分裂以產生較小可游動的精子或較大不可動的卵子。精子和卵子會結合成為受精卵,且發育成新的個體。 許多動物也能夠行無性生殖。這可能發生在孤雌生殖(成熟卵沒有經過交配而產生),或一些經由斷裂生殖。 受精卵一開始會發育成一個小球,稱之為胚胎,在此進行重整和分化。在海綿里,胚胎幼體會游到一個新的位置上並發育成一個新的海綿。而在其他大多數的類群中,胚胎則會進行更為復雜的重整。胚胎一開始會內套以形成具有消化腔的原腸胚和兩個各別的胚層-外胚層和內胚層。在大多數的情況下,還會有個中胚層在兩者之間。這些胚層接著分化成各式組織和器官。 大多數動物間接利用太陽光的能源來生長。植物利用太陽光來轉化出簡單的糖類,以一種稱之為光合作用的過程。一開始是二氧化碳和水,經由光合作用後,太陽光的能源被轉化成葡萄糖中鍵結的化學能,並釋放出氧來。這些糖類接著被用來當做供植物生長的建材。當動物吃下這些植物(或吃下其他吃了植物的動物),由植物產生出來的糖便會被動物利用。這些糖或者直接利用來幫助動物生長,或者被分解掉,釋放出儲存的太陽能,以供動物活動的能量。此一過程稱之為糖酵解。 生活在靠近海床上的深海熱泉和海底冷泉等地的動物不依靠太陽能。而是由化能合成的古菌和細菌形成其食物鏈的基部。
編輯本段分類階元命名模本方法和鑒定
Ⅱ 動植物有哪些自然現象
植物葉片大多數是深色(例如綠色、藍色等).深色的葉片吸收光和熱的本領較強.植物通過光合作用可產生澱粉、脂肪、蛋白質等有機物,實現光能轉化為化學能,這正好符合能量守恆定律.
植物的根具有向地生長的特性。這是植物對重力發生的反應.土壤中礦物質營養成分必須溶於水後才能被根吸收,這就是擴散現象.
有些植物的花瓣內有芳香腺,通過擴散放出特殊香味,花冠的芳香與彩色適應於昆蟲采粉.
植物吸收的水分絕大部分從葉面蒸發到空中,這樣可形成一種蒸騰拉力.這種拉力是根系對水分、礦物質養分吸收以及礦物質在植物體內傳導的主要動力.植物通過蒸發吸熱還可以調節葉面溫度,這樣,樹葉不致於因溫度過高而灼傷.
仙人掌生活在乾旱的荒漠,它的葉變化成葉刺,通過減小蒸發表面積大大降低水分蒸發.
有些植物的生長還依賴大氣壓:爬山虎莖上的卷須頂端變成吸盤,依靠大氣壓吸附在牆壁上或大樹上向上生長.
有些植物果實的果皮向外延伸形成翅狀,藉助風能,飄搖到遠方.椰子的果實內,中果皮富有纖維且充滿了空氣,這樣可以藉助浮力飄洋過海、定居彼岸.
Ⅲ 什麼叫動植物
動植物是生態系統的重要組成部分。它不僅對人類的生存和發展起著重要作用,同時也造就了多姿多彩的大自然。野生動植物不僅具有重要的經濟、科學、生態、文化及美學等方面的價值,也大大豐富了人類的文化生活。
中國獨有動植物
生長於中國的動植物。諸如大熊貓(熊科的一種哺乳動物),白鰭豚(淡水鯨類),揚子鱷(珍稀保護動物),白唇鹿等等。
動植物:
1,大熊貓
大熊貓,屬於食肉目、熊科、大熊貓屬的一種哺乳動物,體色為黑白兩色,它有著圓圓的臉頰,大大的黑眼圈,胖嘟嘟的身體,標志性的內八字的行走方式,也有解剖刀般鋒利的爪子。
是世界上最可愛的動物之一。大熊貓已在地球上生存了至少800萬年,被譽為「活化石」和「中國國寶」,世界自然基金會的形象大使,是世界生物多樣性保護的旗艦物種。
大熊貓屬於中國國家一級保護動物。大熊貓最初是吃肉的,經過進化,99%的食物都是竹子了,但牙齒和消化道還保持原樣,仍然劃分為食肉目。野外大熊貓的壽命為18~20歲,圈養狀態下可以超過30歲。是中國特有種,現存的主要棲息地是中國四川、陝西和甘肅的山區。
2,白鰭豚
白鰭豚亦稱:白鰭鯨、白鰭、白旗、白夾、青鰭、江馬、中華江豚、揚子江豚及長江河豚等,是中國特有的淡水鯨類,僅產於長江中下游。在20世紀80年代由於種種原因,白鰭豚種群數量銳減,2002年估計已不足50頭,被譽為「水中的大熊貓」。
白鰭豚自成一科,被列為國家一級野生保護動物,也是世界上12種最瀕危的動物之一。2007年8月8日,《皇家協會生物信箋》期刊內發表報告,正式公布白鰭豚功能性滅絕。
3,銀杏
銀杏(Ginkgo biloba L.),為銀杏科、銀杏屬落葉喬木。銀杏出現在幾億年前,是第四紀冰川運動後遺留下來的裸子植物中最古老的孑遺植物,現存活在世的銀杏稀少而分散,上百歲的老樹已不多見,和它同綱的所有其他植物皆已滅絕,所以銀杏又有活化石的美稱。
變種及品種有:黃葉銀杏、塔狀銀杏、裂銀杏、垂枝銀杏、斑葉銀杏等26種。
銀杏樹的果實俗稱白果,因此銀杏又名白果樹。銀杏樹生長較慢,壽命極長,自然條件下從栽種到結銀杏果要二十多年,四十年後才能大量結果,因此又有人把它稱作「公孫樹」,有「公種而孫得食」的含義,是樹中的老壽星,具有觀賞,經濟,葯用價值。
Ⅳ 動,植物生物節律
生物節律現象直接和地球、太陽及月球間相對位置的周期變化對應。①日節律。以24小時為周期的節律,通稱晝夜節律(如細胞分裂、高等動植物組織中多種成分的濃度、活性的24小時周期漲落、光合作用速率變化等)。②潮汐節律。生活在沿海潮線附近的動植物,其活動規律與潮汐時相一致。③月節律。約29.5天為一期,主要反映在動物動情和生殖周期上。④年節律。動物的冬眠、夏蟄、洄遊,植物的發芽、開花、結實等現象均有明顯的年周期節律。除天體物理因子外,光線、溫度、餵食、葯物等因素在一定程度上可起調時作用。此外,還有一些生物節律不受外界影響,正常成人心搏每分鍾70次,酶合成和酶活性的振盪周期為1到幾十分鍾,神經電位發放頻率則可達101~102赫。通常把生物體內激發生物節律並使之穩定維持的內部定時機制稱為生物鍾。對生物鍾有兩種假說:一種認為生物體系根據外界自然周期現象定時,因而產生了與天體物理因子等同步的節律;另一種認為生物鍾是先天性和遺傳性的,是一種內在的振盪機制。
美國加利福尼亞州有個奇特的農場,100多匹毛驢是這個農場的職工,它們承擔了那兒所有的農活。有趣的是,正午時所有的毛驢都會自動停止工作,到了中午12點,誰也無法強迫它們繼續幹活。而到了下午6點,它們又會重新干起活來。
除此之外動物還懂得日程,燕子每年都要進行一次「長途旅行」。冬天,燕子南飛,到南洋群島、印度和澳大利亞等地「避寒」;春暖花開的時節,它們又成群結隊地北上,早春二月,它們飛到我國的廣東,3月間到達福建、浙江及長江下游,4月初就可以在秦皇島看到它們的蹤跡。
在墨西哥的下加利福尼亞半島沿海,一年一度總有一群來自北冰洋的灰鯨前來「拜訪」。北半球漫長的冬天開始後,成百頭灰鯨告別北冰洋,以每小時6.4千米的速度南遊,穿越白令海峽,橫渡浩瀚的太平洋,在2月初到達墨西哥,旅程長達1萬千米。它們從不「失約」,每年到達的時間,最多相差四五天。
最奇妙的要算一種叫琴師蟹(也叫招潮小蟹)的動物了,這是生活在海灘上的一種小蟹,它的雄蟹有一隻巨大的螫,使雄蟹看上去就像一位正在拉小提琴的琴師,為此人們就把它叫做琴師蟹。白天,琴師蟹藏在暗處,這時它們身體的顏色會變深;夜晚,它們四齣活動,身體的顏色又會變淺。引人注目的是,琴師蟹體色最深的時間,每天會推遲50分鍾。要知道,大海漲潮和落潮的時間,每天也恰好推遲50分鍾。看來,動物與大海之間也有著某種默契。
每年5月,在月圓以後,美國太平洋沿岸會出現一次最大的海潮。閃閃發光的銀魚,就是被這一年一次的巨大海潮沖上海岸的。在海岸上,銀魚完成了傳宗接代的任務後,又被海浪卷回大海。
究竟動物們的時間觀念來自何處?原來,在動物的體內有一種類似時鍾的結構,這就是生物鍾,正是它使動物的活動顯示出了極強的規律性。
科學家用蟑螂做了一個實驗。每當傍晚時分,它們都顯得特別活躍。科學家把蟑螂關在一個黑暗的籠子里,發現它們的活動周期是23小時53分,和地球的自轉周期非常相近!那麼蟑螂的生物鍾在哪裡呢?科學家在蟑螂的食道下方,終於找到了這個生物鍾,它是一種神經組織,這一組織能在體內有節律地產生控制蟑螂活動的激素。
如果把一種綠蟹的眼柄摘除,它們的體色隨晝夜變化的規律就會消失,這說明綠蟹控制這一規律的生物鍾就在眼柄內。
近年來發現,鳥兒的生物鍾就在它腦子的松果腺細胞里。一到黑夜,雞的松果腺細胞便分泌一種叫黑色緊張素的激素,使雞知道該去睡覺了;如果把一隻麻雀的松果腺摘除,這只麻雀每天的活動周期就消失了,這時若將別的麻雀的松果腺移植進去,活動周期便恢復了。
現在已經知道,生物鍾五花八門,多種多樣:有和晝夜相適應的日鍾,有和潮汐相適應的潮汐鍾,還有和地球公轉、季節變化相適應的年鍾。正是這些生物鍾,使動物能在大自然中,正常地生活、覓食和活動
Ⅳ 人類從動植物身上揭開了許多奇妙現象的奧秘,你還知道那些動植物給人類的生存和發展提供了幫助
你指的是仿生學吧,網上有很多:蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅是天然導航儀,蒼蠅的眼睛是一種「復眼」,由3000多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。「蠅眼透鏡」是一種新型光學元件,它的用途很多。「蠅眼透鏡」是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量;發現魚類的沉浮系統比人們的發明要簡單得多,魚的沉浮系統僅僅是充氣的魚鰾。鰾內不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧氣進入鰾內或是重新吸收鰾內一部分氧氣來調節魚鰾中氣體含量,促使魚體自由沉浮。然而魚類如此巧妙的沉浮系統,對於潛艇設計師的啟發和幫助已經為時過遲了;海豚的「回聲定位」聲納系統;生物學家在研究蜻蜓翅膀時,發現在每個翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質加厚區——翼眼或稱翅痣。如果把翼眼去掉,飛行就變得盪來盪去。實驗證明正是翼眼的角質組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害,這與設計師高超的發明何等相似。假如設計師們先向昆蟲學習翼眼的功用,獲得有益於解決顫振的設計思想,就可似避免長期的探索和人員的犧牲了。面對蜻蜓翅膀的翼眼,飛機設計師大有相見恨晚之感;航海部門對水生動物運動的流體力學的研究;航空部門對鳥類、昆蟲飛行的模擬、動物的定位與導航;工程建築對生物力學的模擬;無線電技術部門對於人神經細胞、感覺器宮和神經網路的模擬;計算機技術對於腦的模擬以及人工智慧的研究;如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」,人們因此創造了日光燈;19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏特電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決;由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波(頻率為8~13赫茲),是風暴來臨之前的預告。這種次聲波,人耳是聽不到的,而對水母來說卻是易如反掌。科學家經過研究發現,水母的耳朵里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石。科學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官;首先,長頸鹿血管周圍的肌肉非常發達,能壓縮血管,控制血流量;同時長頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜綳得很緊,利於下肢的血液向上迴流。科學家由此受到啟示,在訓練宇航員對,設置一種特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉幾小時,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時,科學家根據長頸鹿利用緊綳的皮膚可控制血管壓力的原理,研製了飛行服——「抗荷服」。抗荷服上安有充氣裝置,隨著飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體,從而對血管產生一定的壓力,使宇航員的血壓保持正常。同時,宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的,這樣可以減小宇航員腿部的血壓,利於身體上部的血液向下肢輸送;蛋殼呈拱形,跨度大,包括許多力學原理。雖然它只有2 mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建築學家模仿它進行了薄殼建築設計。這類建築有許多優點:用料少,跨度大,堅固耐用。薄殼建築也並非都是拱形,舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆……還有很多:http://ke..com/view/803.htm
Ⅵ 科學家通過動植物發明的東西(具體點)
類的發明——來自動物的靈感 船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。科學家根據火野豬的鼻子測毒的奇特本領製成了世界上第一批防毒面具。火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。科研人員通過研究變色龍的變色本領,為部隊研製出了不少軍事偽裝裝備。科學家研究青蛙的眼睛,發明了電子蛙眼。美國空軍通過毒蛇的「熱眼」功能,研究開發出了微型熱感測器。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang)。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」。
仿生與高科技 現代的雷達,一種無線電定位和測距裝置:科學家研究發現蝙蝠魔不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統。因為蝙蝠魔在飛行時發出超聲波,又能覺察出障礙物反射回來的超聲波。科學家據此設計出了現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置 …科學家通過對海豚游泳阻力小的研究發明了能提高魚雷航速的人工海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠運動形式的無輪汽車(跳躍機)等。
前蘇聯科學院動物研究所的科學家在企鵝王的啟示下,他們設計了一種新型汽車--「企鵝王」牌極地越野汽車。這種汽車的寬闊的底部,直接貼在雪面上,用輪勺撐動著前進,行駛速度可達50公里/小時。
科學家模仿昆蟲製造了太空機器人。
澳大利亞國立大學的一個科研小組通過對幾種昆蟲的研究,已經研製出一個小型的導航和飛行控制裝置。這種裝置可以用來裝備用於火星考察的小型飛行器.
魯班有一次被鋸齒草割破了手以後,得到靈感,發明了現在我們用的鋸子
模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
從蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣
根據蒲公英種子的構造發明了降落傘
愛迪生看到竹子聯想到燈泡的燈絲。後來發明燈絲就是從竹子上獲得的靈感。
對於構件,在截面面積相同的情況下,把材料盡可能放到遠離中和軸的位置上,是有效的截面形狀。有趣的是,在自然界許多動植物的組織中也體現了這個結論。例如:「疾風知勁草」,許多能承受狂風的植物的莖部是維管狀結構,其截面是空心的。支持人承重和運動的骨骼,其截面上密實的骨質分布在四周,而柔軟的骨髓充滿內腔。在建築結構中常被採用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結構、空間薄壁結構等都是根據這條結論得來的。
植物學細胞膜結構對景觀設計的啟示,以使景觀設計更合理,給人類帶來更多的享受和愉悅。
車前草是一種很普通的小草,它的葉子是按螺旋形來排列的,這種排列方式,使每片葉子都能得到充足的陽光,有利於植物的生長。建築師們依照車前草葉子的形狀,設計建造了螺旋狀排列的樓房,使每個房間都能享受到明亮、溫暖的陽光,避免了普通樓房在這方面的不足。
高山上的雲杉長年累月都經受著狂風的襲擊,樹乾的底部變得又粗又大,整個樹干成了圓錐形。這種形狀使雲杉牢牢地挺立在山頂之上。人們模仿雲杉建立的廣播電視塔,即使遭到強台風的襲擊,也不會有倒塌的危險。
Ⅶ 動植物怎麼傳遞信息
植物相互之間傳遞信息是比較少見的。植物像動物傳遞的信息有氣味和顏色,比如鮮花就是這樣想昆蟲傳遞信息的。
動物之間信息的傳遞可以概括為三種形式——動作(比如蜜蜂通過舞蹈告訴同伴蜜源在哪裡)、氣味(比如雌雄昆蟲靠性外激素相互吸引)、聲音(比如鳥兒在繁殖季節經常會用動聽的聲音來吸引異性)。
Ⅷ 動植物呼吸是化學變化還是物理變化
動植物呼吸是化學變化。生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳、水或其他產物,並且釋放出能量的總過程,叫做呼吸作用。
呼吸作用,是生物體在細胞內將有機物氧化分解並產生能量的化學過程,是所有的動物和植物都具有的一項生命活動。生物的生命活動都需要消耗能量,這些能量來自生物體內糖類、脂類和蛋白質等的能量,具有十分重要的意義。
化學變化是指相互接觸的分子間發生原子或電子的轉換或轉移,生成新的分子並伴有能量的變化的過程,其實質是舊鍵的斷裂和新鍵的生成。
(8)動植物包含有哪些物理知識擴展閱讀
1、燃燒必然伴隨發光、放熱的現象,但是不一定有火焰。如果是可燃性氣體燃燒,就會產生火焰,如:氫氣、一氧化碳、甲烷的燃燒,硫磺和蠟燭在燃燒時會產生硫蒸氣和石蠟蒸氣,也有火焰;但是木炭在燃燒過程中始終是固態,不能產生可燃性蒸氣,所以沒有火焰。
其中,爆炸較復雜,有兩種情況。一種是由於燃燒放熱散不掉,在有限空間內體積膨脹產生的爆炸,它是化學變化,例如:H2與O2混合點燃爆炸,爆竹爆炸等;另一種是由於氣壓引起的爆炸,例如:氣球爆炸,輪胎爆炸等,是物理變化。
吸熱反應和放熱反應可通過反應條件判斷。「點燃」為放熱;「高溫」為吸熱。有些反應中條件還需「催化劑」才能進行,但不論什麼反應,都必然遵守質量守恆定律。
2、物理變化:沒有其他物質生成的變化 。化學變化:有其他物質生成的變化。所以要判斷一個變化是化學變化還是物理變化,只需抓住一點:是否有新物質的生成。
3、酒精揮發、乾冰升華、石蠟融化都是物質的狀態發生了變化,物質本身並未發生變化,氣球爆炸是由壓強變化引起的,蔗糖溶解的過程只是將蔗糖分子擴散在水中,並未生成新的物質,所以都是物理變化。
Ⅸ 從動植物身上得到哪些啟發,想發明什麼
飛機--- 鳥
聲納---海豚
在我國,早就有著模仿生物的事例.相傳在公元前三千多年,我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢,以防禦猛獸的傷害;四千多年前,我們的祖先「見飛蓬轉而知為車」,即見到隨風旋轉的飛蓬草而發明輪子,做有裝成輪子的車.古代廟宇中大殿之前的山門的建造,就其建築結構來看,頗有點像大象的架勢,柱子又圓又粗,彷彿像大象的腿.
我國古代勤勞勇敢的勞動人民對於絢麗的天空、翱翔的蒼鷹早就有著各種美妙的幻想.根據秦漢時期史書記載,兩千多年前,我國人民就發明了風箏,並且應用於軍事聯絡.春秋戰國時代,魯國匠人魯班,本名公輸般,首先開始研製能飛的木鳥;並且他從一種能劃破皮膚的帶齒的草葉得到啟示而發明了鋸子.據《杜陽雜編》記載,唐朝有個韓志和,「善雕木作鸞、鶴、鴉、鵲之狀,飲啄動靜與真無異,以關戾置於腹內,發之則凌雲奮飛,可高達三丈至一二百步外,始卻下.」西漢時期,有人用鳥的羽毛做成翅膀,從高台上飛下來,企圖模仿鳥的飛行.以上幾例,足以說明我國古代勞動人民對鳥類的撲翼和飛行,進行了細致的觀察和研究,這也是最早的仿生設計活動之一.明代發明的一種火箭武器「神火飛鴉」,也反映了人們向鳥類借鑒的願望.
我國古代勞動人民對水生動物——魚類的模仿也卓有成效.通過對水中生活的魚類的模仿,古人伐木鑿船,用木材做成魚形的船體,仿照魚的胸鰭和尾鰭製成雙槳和單櫓,由此取得水上運輸的自由.後來隨製作水平提高而出現的龍船,多少受到了不少動物外形的影響.古代水戰中使用的火箭武器 「火龍出水」,多少有點模仿動物的意思.以上事例說明,我國古代勞動人民早期的仿生設計活動,為開發我國光輝燦爛的古代文明,創造了非凡的業績.
外國的文明史上,大致也經歷了相似的過程.在包含了豐富生產知識的古希臘神話中,有人用羽毛和蠟做成翅膀,逃出迷宮;還有泰爾發明了鋸子,傳說這是從魚背骨和蛇的齶骨的形狀受到啟示而創造出來的.十五世紀時,德國的天文學家米勒製造了一隻鐵蒼蠅和一隻機械鷹,並進行了飛行表演.
一八ОΟ年左右,英國科學家、空氣動力學的創始人之一—凱利,模仿鱒魚和山鷸的紡錘形,找到阻力小的流線型結構.凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線,對航空技術的誕生起了很大的促進作用.同一時期,法國生理學家馬雷,對鳥的飛行進行了仔細的研究,在他的著作《動物的機器》一書中,介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系.德國人亥姆霍茲也從研究飛行動物中,發現飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比.亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的局限.人們通過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿,根據鳥類飛行機構的原理,終於製造了能夠載人飛行的滑翔機.
後來,設計師又根據鶴的體態設計出了掘土機的懸臂,在一戰期間,人們從毒氣戰倖存的野豬身上中獲得啟示,模仿野豬的鼻子設計出了防毒面具.在海洋中浮沉靈活的潛水艇又是運用了哪些原理?雖然我們無據考察潛艇設計師在設計潛艇時是否請教了生物界,但是不難設想,設計師一定懂得魚鰾是魚類用來改變身體同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官.青蛙是水陸兩棲動物,體育工作者就是認真研究了青蛙在水中的運動姿勢,總結出一套既省力、又快速的游泳動作——蛙泳.另外,為潛水員製作的蹼,幾乎完全按照青蛙的後肢形狀做成,這就大大提高了潛水員在水中的活動能力
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了.
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡.蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到.但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上.
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞.若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦.大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質.因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀.
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀.這種儀器的「探頭」不是金屬,而是活的蒼蠅.就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報.這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分.
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體.利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中.
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了.但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼.那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然.
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」.
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類.螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同.螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高.因此,生物光是一種人類理想的光.
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部.這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成.發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質.在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光.螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程.
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化.近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素.由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈.由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作.
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用.
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 .人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」.
各種電魚放電的本領各不相同.放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻.中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物.
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官.這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的.由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣.電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板.單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了.
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣.19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池.因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」.對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決.
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴.」生物的行為與天氣的變化有一定關系.沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨.
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了.這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了.
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲.這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感.仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲.
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官.把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度.這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義.
蝙蝠的超聲波,發明雷達
昆蟲個體小,種類和數量龐大,占現存動物的75%以上,遍布全世界.它們有各自的生存絕技,有些技能連人類也自嘆不如.人們對自然資源的利用范圍越來越廣泛,特別是仿生學方面的任何成就,都來自生物的某種特性.
蝴蝶與仿生
五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其後翅在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍.科學家通過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的裨益.在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施.蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝.因此,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍安然無惹,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎.根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰斗中的傷亡.
人造衛星在太空中由於位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三網路,嚴重影響許多儀器的正常工作.科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發,將人造衛星的控溫系統製成了葉片正反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調節窗的開合,從而保持了人造衛星內部溫度的恆定,解決了航天事業中的一大難題.
甲蟲與仿生
屁步甲炮蟲自衛時,可噴射出具有惡臭的高溫液體「炮彈」,以迷惑、刺激和驚嚇敵害.科學家將其解剖後發現甲蟲體內有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶.二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,並迅速射出.這種原理目前已應用於軍事技術中.二戰期間,德國納粹為了戰爭的需要,據此機理製造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重.美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發研製出了先進的二元化武器.這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發射後隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內混合並發生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人.它們易於生產、儲存、運輸,安全且不易失效.螢火蟲可將化學能直接轉變成光能,且轉化效率達100%,而普通電燈的發光效率只有6%.人們模仿螢火蟲的發光原理製成的冷光源可將發光效率提高十幾倍,大大節約了能量.另外,根據甲蟲的視動反應機制研製成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中.
蜻蜓與仿生
蜻蜒通過翅膀振動可產生不同於周圍大氣的局部不穩定氣流,並利用氣流產生的渦流來使自己上升.蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向後和左右兩側飛行,其向前飛行速度可達72km/小時.此外,蜻蜒的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打.科學家據此結構基礎研製成功了直升飛機.飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事.蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時安然無恙,於是人們仿效蜻蜒在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題.
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率,一個四葉驅動,用遠程水平儀控制的機動機翼(翅膀)模型被研製,並第一次在風洞內測試了各項飛行參數.
第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀,達到每秒18次震動的速度.有特色的是,這個模型採用了可變可調節前後兩對機翼之間相差的裝置.
研究的中心和長遠目標,是要研究使用「翅膀」驅動的飛機表現,以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等.
蒼蠅與仿生
家蠅的特別之處在於它的快速的飛行技術,這使得它很難被人類抓住.即使在它的後面也很難接近它.它設想到了每一種情況,非常小心,並能快速移動.那麼,它是怎麼做到的呢?
昆蟲學家研究發現,蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒.當它飛行時,平衡棒以一定的頻率進行機械振動,可以調節翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平衡的導航儀.科學家據此原理研製成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大大改進了飛機的飛行性能,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡,即使是飛機在最復雜的急轉彎時也萬無一失.蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360.范圍內的物體.在蠅眼的啟示下,人們製成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高解析度照片的蠅眼照像機,在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用.蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應.科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構,把各種化學反應轉變成電脈沖的方式,製成了十分靈敏的小型氣體分析儀,目前已廣泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產的安全系數更為准確、可靠.
蜂類與仿生
蜂巢由一個個排列整齊的六稜柱形小蜂房組成,每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成,這些結構與近代數學家精確計算出來的——菱形鈍角109°28』,銳角70°32』完全相同,是最節省材料的結構,且容量大、極堅固,令許多專家贊嘆不止.人們仿其構造用各種材料製成蜂巢式夾層結構板,強度大、重量輕、不易傳導聲和熱,是建築及製造太空梭、宇宙飛船、人造衛星等的理想材料.蜜蜂復眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽准確定位.科學家據此原理研製成功了偏振光導航儀,早已廣泛用於航海事業中.
其它昆蟲與仿生
跳蚤的跳躍本領十分高強,航空專家對此進行了大量研究,英國一飛機製造公司從其垂直起跳的方式受到啟發,成功製造出了一種幾乎能垂直起落的鷂式飛機.現代電視技術根據昆蟲單復眼的構造特點,造出了大屏幕彩電,又可將一台台小彩電熒光屏組成一個大畫面,且可在同一屏幕上任意位置框出某幾個特定的小畫面,既可播映相同的畫面,又可播映不同的畫面.科學家根據昆蟲復眼的結構特點研製成功的多孔徑光學系統裝置,更易於搜索到目標,已在國外一些重要武器系統中應用.根據某些水生昆蟲的組成復眼的單眼之間相互抑制的原理,製成的側抑制電子模型,用於各類攝影系統,拍出的照片可增強圖像邊緣反差和突出輪廓,還可用來提高雷達的顯示靈敏度,也可用於文字和圖片識別系統的預處理工作.美國利用昆蟲復眼加工信息及定向導航原理,研製了具有很大實用價值的仿昆蟲復眼尋的末制導導引頭的工程模型.日本利用昆蟲形態及特性開發研製了六足機器人等工學機器和建築物的新構造方式.
未來展望
昆蟲在億萬年的進化過程中,著環境的變遷而逐漸進化,都在不同程度地發展著各自的生存本領.隨著社會的發展,人們對昆蟲的各種生命活動掌握得越來越多,越來越意識到昆蟲對人類的重要性,再加上信息技術特別是計算機新一代生物電子技術在昆蟲學上的應用,模擬昆蟲的感應能力而研製的檢測物質種類和濃度的生物感測器,參照昆蟲神經結構開發的能夠模仿大腦活動的計算機等等一系列的生物技術工程,將會由科學家的設想變為現實,並進入各個領域,昆蟲將會為人類做出更大的貢獻