9月10日是教師節(jié)。令人想不到的是,自然界中有一些動物雖然不能站在講臺上授課,但是可以為人類提供發(fā)明靈感,幫助科學(xué)家發(fā)明各種各樣的科技產(chǎn)品,造福人類。從某種意義上講,它們也是人類的“老師”。
蝴蝶的擬態(tài):迷彩服
每當(dāng)春天來臨,五顏六色的蝴蝶就會在花叢間翩翩起舞。一些蝴蝶擅長擬態(tài),能利用花紋與某些特定的環(huán)境融為一體,以此保護(hù)自己。比如,枯葉蝶能偽裝成一片樹葉,只要它不動,就不易被天敵發(fā)現(xiàn)。
二戰(zhàn)時期,一位昆蟲學(xué)家從蝴蝶身上得到靈感,他用黃、紅、綠三種顏色的涂料將軍事基地偽裝得像綠植一樣,讓敵人難以發(fā)現(xiàn)。
后來,人們根據(jù)同樣的原理發(fā)明了迷彩服,幫助戰(zhàn)士在野外隱藏自己。
螢火蟲的發(fā)光器:人工冷光
自然界中的許多生物都能發(fā)光,如軟體動物、昆蟲、細(xì)菌和魚類等。它們發(fā)出的光幾乎不產(chǎn)生熱量,所以被稱為“冷光”。螢火蟲正是其中之一,它發(fā)出的冷光十分柔和,對人類的眼睛很友好。
螢火蟲的發(fā)光器位于腹部,由發(fā)光層、透明層和反射層組成。其中發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細(xì)胞,每個發(fā)光細(xì)胞中都含有熒光素和熒光酶。熒光素在熒光酶的作用下,與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),發(fā)出美麗的熒光。
科學(xué)家從螢火蟲體內(nèi)提取出熒光素和熒光酶,并人工合成熒光素,研制出了人工冷光。
蜻蜓的飛行方式:直升機(jī)
蜻蜓是昆蟲中的飛行高手,每秒鐘能飛行10~20米。蜻蜓在飛行的時候,會張開薄如輕紗的翅膀,讓翅膀振動產(chǎn)生局部不穩(wěn)定氣流,并利用氣流產(chǎn)生的渦流上升。
此外,蜻蜓前后翅的前緣有一處深色的斑紋,被稱為“翅痣”。翅痣是一個加厚的、含有液體的空腔。假如沒有翅痣,蜻蜓飛起來會搖搖晃晃,又慢又不穩(wěn),發(fā)出“哧哧”的聲音,甚至導(dǎo)致翅膀斷裂。
科學(xué)家從蜻蜓的飛行過程中得到靈感,研制出了直升機(jī)。直升機(jī)在飛行時,通過主旋翼產(chǎn)生向上的升力,跟蜻蜓振動翅膀產(chǎn)生升力的方式相似。直升機(jī)在高速飛行時,會利用機(jī)翼末端的平衡重錘來解決顫振問題,防止機(jī)翼斷裂。這是受到蜻蜓翅痣的啟發(fā)而發(fā)明的。
電魚的發(fā)電器官:伏打電堆
一提起電鰩、電鲇和電鰻,大家的腦中都會冒出“滋啦滋啦”的聲音。沒錯,這些魚能放電,被稱為“電魚”。比如,電鰻能放出500伏的電壓,有一種南美洲電鰻甚至能放出高達(dá)880伏的電壓。
所有能放電的魚體內(nèi)都有一種奇特的發(fā)電器官,由許多叫“電板”或“電盤”的半透明盤形細(xì)胞構(gòu)成。不同魚類的發(fā)電器官位置不同,比如,電鲇的發(fā)電器官在某種腺體中,位于皮膚與肌肉之間。
這些能放電的魚引起了科學(xué)家的興趣。19世紀(jì)初,意大利物理學(xué)家伏特根據(jù)這些能放電的魚的發(fā)電器官,研制出了世界上最早的電池——伏打電堆。
水母的聽覺系統(tǒng):水母耳風(fēng)暴預(yù)測儀
水母的外形看起來像是一把張開的傘,傘緣生有許多觸手,還有一個長有小球的細(xì)柄,那是水母的耳朵。
水母的耳朵內(nèi)部有一個極小的聽石,能讓水母聽到次聲波。海上的風(fēng)暴來臨前,海浪與空氣摩擦?xí)a(chǎn)生8~13赫茲的次聲波,水母能知曉風(fēng)暴來臨并提前逃離。
為準(zhǔn)確預(yù)知風(fēng)暴,科學(xué)家發(fā)明了水母耳風(fēng)暴預(yù)測儀。當(dāng)這種儀器接收到風(fēng)暴的次聲波時,會讓儀器上能旋轉(zhuǎn)360°的喇叭停止旋轉(zhuǎn)。這時候,喇叭所指的方向正是風(fēng)暴前進(jìn)的方向,十分神奇。