仿生学小故事

　　雷达是一种神奇的电学器具,它由电磁波往返时间,测得阻波物的距离.假如你问雷达是谁发明的?在芬克的雷达机械中说,“雷达的发明,不能专归于某一位科学家,乃是许多无线电学工程师努力研究,加以调准而成.”在战时,美国麻省理工学院由五百位科学家和工程师致力于雷达的研究.希奇得很,在自然界中,你找得到神为某种动物所豫备的雷达.在一九四七年一月号的英国奋勉杂志上,科学家B. Vesey-Fitzgerald 发表了一篇很有趣的文本,给我们解释蝙蝠在黑暗中如何指导自己飞行,不论如何黑暗,如何狭窄的地方,绝不碰壁,这是什么原因?它怎样知道前面有无障碍呢?关于这事有两位美国生物学家格利芬和迦朗包在一九四○年已经证明,蝙蝠能够避免碰撞,是藉一种天然雷达,不过是声波代替电磁波,在原理方面完全相仿.从蝙蝠口中发出一种频率极高的声波,超过人类听觉范围以外,二位科学家藉着一种特制的电力设备,在蝙蝠飞行时,将它所发的高频率声波记录出来.这种声波碰到墙上,必然折回,它的耳膜就能分辨障碍物的距离远近,而向适宜方向飞去.蝙蝠传输声波也像雷达一样,都是相距极短的时间而且极有规则,并且每只蝙蝠,有其固有的频率,这样蝙蝠可分清自己的声音,不至发生扰乱.因这缘故,蝙蝠飞行之时,常是张口,假如你将它口紧闭,它便失去指挥作用,假如堵上它的耳朵,便要撞到墙上,无法飞行.这个有趣的实验,道破了它的秘密.
　　会飞的“活雷达”
　　蝙蝠善于在空中飞行,能作圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多种“特技飞行”.白犬,隐藏在岩穴、
　　树洞或屋檐的空隙里；黄昏和夜间,飞翔空中,捕食蚊、蝇、蛾等昆虫.蝙蝠捕食大量的害虫,对人有益,理应得
　　到保护.
　　到了夏季,雌蝙蝠生出一只发育相当完全的幼体.初生的幼体长满了绒毛,用爪牢固地挂在母体的胸部吸乳,
　　在母体飞行的时候也不会掉下来.
　　蝙蝠有用于飞翔的两翼,翼的结构和鸟翼不相同,是由联系在前肢、后肢和尾之间的皮膜构成的.前肢的第二、
　　三、四、五指特别长,适于支持皮膜；第一指很小,长在皮膜外,指端有钩爪.后肢短小,足伸出皮膜外,有五趾,
　　趾端有钩爪.休息时,常用足爪把身体倒挂在洞穴里或屋檐下.在树上或地上爬行时,依靠第一指和足抓住粗糙物
　　体前进.蝙蝠的骨很轻,胸骨上也有与鸟的龙骨突相似的突起,上面长着牵动两翼活动的肌肉.
　　蝙蝠的口很宽阔,口内有细小而尖锐的牙齿,适于捕食飞虫.它的视力很弱,但是听觉和触觉却很灵敏.一些
　　实验证明,蝙蝠主要靠听觉来发现昆虫.蝙蝠在飞行的时候,喉内能够产生超声波,超声波通过口腔发射出来.当
　　超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接受,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它
　　有多远.人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式,叫做“回声定位”.蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由
　　类似语言音素的超声波音素组成.蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后,
　　才能决定下一步采取什么行动.
　　靠回声测距和定位的蝙蝠只发出一个简单的声音信号,这种信号通常是由一个或二个音素按一定规律反复地出
　　现而组成.当蝙蝠在飞行时,发出的信号被物体弹回,形成了根据物体性质不同而有不同声音特征的回声.然后蝙
　　蝠在分析回声的频率、音调和声音间隔等声音特征后,决定物体的性质和位置.
　　蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分.蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感,而另一些则对二个
　　连续声音之间的时间间隔敏感.大脑各部分的共同协作使蝙蝠作出对反射物体性状的判断.蝙蝠用回声定位来捕捉
　　昆虫的灵活性和准确性,是非常惊人的.有人统计,蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到一只昆虫,一分钟可以捕捉十几只
　　昆虫.同时,蝙蝠还有惊人的抗干扰能力,能从杂乱无章的充满噪声的回声中检测出某一特殊的声音,然后很快地
　　分析和辨别这种声音,以区别反射音波的物体是昆虫还是石块,或者更精确地决定是可食昆虫,还是不可食昆虫.
　　当2万只蝙蝠生活在同一个洞穴里时,也不会因为空间的超声波太多而互相干扰.蝙蝠回声定位的精确性和抗
　　干扰能力,对于人们研究提高雷达的灵敏度和抗干扰能力,有重要的参考价值.
　　回答者： kgdxk - 探花 十一级 3-15 17:36
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　　雷达是一种神奇的电学器具,它由电磁波往返时间,测得阻波物的距离.假如你问雷达是谁发明的?在芬克的雷达机械中说,“雷达的发明,不能专归于某一位科学家,乃是许多无线电学工程师努力研究,加以调准而成.”在战时,美国麻省理工学院由五百位科学家和工程师致力于雷达的研究.希奇得很,在自然界中,你找得到神为某种动物所豫备的雷达.在一九四七年一月号的英国奋勉杂志上,科学家B. Vesey-Fitzgerald 发表了一篇很有趣的文本,给我们解释蝙蝠在黑暗中如何指导自己飞行,不论如何黑暗,如何狭窄的地方,绝不碰壁,这是什么原因?它怎样知道前面有无障碍呢?关于这事有两位美国生物学家格利芬和迦朗包在一九四○年已经证明,蝙蝠能够避免碰撞,是藉一种天然雷达,不过是声波代替电磁波,在原理方面完全相仿.从蝙蝠口中发出一种频率极高的声波,超过人类听觉范围以外,二位科学家藉着一种特制的电力设备,在蝙蝠飞行时,将它所发的高频率声波记录出来.这种声波碰到墙上,必然折回,它的耳膜就能分辨障碍物的距离远近,而向适宜方向飞去.蝙蝠传输声波也像雷达一样,都是相距极短的时间而且极有规则,并且每只蝙蝠,有其固有的频率,这样蝙蝠可分清自己的声音,不至发生扰乱.因这缘故,蝙蝠飞行之时,常是张口,假如你将它口紧闭,它便失去指挥作用,假如堵上它的耳朵,便要撞到墙上,无法飞行.这个有趣的实验,道破了它的秘密.
　　会飞的“活雷达”
　　蝙蝠善于在空中飞行,能作圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多种“特技飞行”.白犬,隐藏在岩穴、
　　树洞或屋檐的空隙里；黄昏和夜间,飞翔空中,捕食蚊、蝇、蛾等昆虫.蝙蝠捕食大量的害虫,对人有益,理应得
　　到保护.
　　到了夏季,雌蝙蝠生出一只发育相当完全的幼体.初生的幼体长满了绒毛,用爪牢固地挂在母体的胸部吸乳,
　　在母体飞行的时候也不会掉下来.
　　蝙蝠有用于飞翔的两翼,翼的结构和鸟翼不相同,是由联系在前肢、后肢和尾之间的皮膜构成的.前肢的第二、
　　三、四、五指特别长,适于支持皮膜；第一指很小,长在皮膜外,指端有钩爪.后肢短小,足伸出皮膜外,有五趾,
　　趾端有钩爪.休息时,常用足爪把身体倒挂在洞穴里或屋檐下.在树上或地上爬行时,依靠第一指和足抓住粗糙物
　　体前进.蝙蝠的骨很轻,胸骨上也有与鸟的龙骨突相似的突起,上面长着牵动两翼活动的肌肉.
　　蝙蝠的口很宽阔,口内有细小而尖锐的牙齿,适于捕食飞虫.它的视力很弱,但是听觉和触觉却很灵敏.一些
　　实验证明,蝙蝠主要靠听觉来发现昆虫.蝙蝠在飞行的时候,喉内能够产生超声波,超声波通过口腔发射出来.当
　　超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接受,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它
　　有多远.人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式,叫做“回声定位”.蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由
　　类似语言音素的超声波音素组成.蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后,
　　才能决定下一步采取什么行动.
　　靠回声测距和定位的蝙蝠只发出一个简单的声音信号,这种信号通常是由一个或二个音素按一定规律反复地出
　　现而组成.当蝙蝠在飞行时,发出的信号被物体弹回,形成了根据物体性质不同而有不同声音特征的回声.然后蝙
　　蝠在分析回声的频率、音调和声音间隔等声音特征后,决定物体的性质和位置.
　　蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分.蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感,而另一些则对二个
　　连续声音之间的时间间隔敏感.大脑各部分的共同协作使蝙蝠作出对反射物体性状的判断.蝙蝠用回声定位来捕捉
　　昆虫的灵活性和准确性,是非常惊人的.有人统计,蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到一只昆虫,一分钟可以捕捉十几只
　　昆虫.同时,蝙蝠还有惊人的抗干扰能力,能从杂乱无章的充满噪声的回声中检测出某一特殊的声音,然后很快地
　　分析和辨别这种声音,以区别反射音波的物体是昆虫还是石块,或者更精确地决定是可食昆虫,还是不可食昆虫.
　　当2万只蝙蝠生活在同一个洞穴里时,也不会因为空间的超声波太多而互相干扰.蝙蝠回声定位的精确性和抗
　　干扰能力,对于人们研究提高雷达的灵敏度和抗干扰能力,有重要的参考价值.
　　回答者： 5个花8个门 - 助理 二级 3-15 19:22
　　人们常用“飞禽走兽”一词来形容鸟类和兽类,但这种说法有时却并不一定正确,因为有一些鸟类并不会飞,如鸵鸟、鸸鹋、几维和企鹅等；同样也有一些兽类并换嶙撸?缟?钤诤Q笾械木ɡ嗟龋?鹄嗖坏?换嵯褚话懵狡苁蘩嗄茄?诘厣闲凶撸?茨芟衲窭嘁谎?诳罩蟹上琛?
　　蝙蝠类是唯一真正能够飞翔的兽类,它们虽然没有鸟类那样的羽毛和翅膀,飞行本领也比鸟类差得多,但其前肢十分发达,上臂、前臂、掌骨、指骨都特别长,并由它们支撑起一层薄而多毛的,从指骨末端至肱骨、体侧、后肢及尾巴之间的柔软而坚韧的皮膜,形成蝙蝠独特的飞行器官—翼手.
　　蝙蝠的胸肌十分发达,胸骨具有龙骨突起,锁骨也很发达,这些均与其特殊的运动方式有关.它非常善于飞行,但起飞时需要依靠滑翔,一旦跌落地面后就难以再飞起来.飞行时把后腿向后伸,起着平衡的作用.
　　蝙蝠一般都有冬眠的习性,冬眠时新陈代谢的能力降低,呼吸和心跳每分钟仅有几次,血流减慢,体温降低到与环境温度相一致,但冬眠不深,在冬眠期有时还会排泄和进食,惊醒后能立即恢复正常.它们的繁殖力不高,而且有“延迟受精”的现象,即冬眠前交配时并不发生受精,精子在雌兽生殖道里过冬,至翌年春天醒眠之后,经交配的雌兽才开始排卵和受精,然后怀孕、产仔.
　　蝙蝠是哺乳类中古老而十分特化的一支,因前肢特化为翼而得名,分布于除南北两极和某些海洋岛屿之外的全球各地,以热带、亚热带的种类和数量最多.它们由于奇貌不扬和夜行的习性,总是使人感到可怕,外文中名字的原意就是轻佻的老鼠的意思,不过在我国,由于“蝠”字与“福”字同音,所以在民间尚能得到人们的喜爱,将它的形象画在年画上.
　　蝙蝠类动物全世界共有900多种,我国约有81种,是哺乳类中仅次于啮齿目的第二大类群.它们可以大体上分成大蝙蝠和小蝙蝠两大类,大蝙蝠类分布于东半球热带和亚热带地区,体形较大,身体结构也较原始,包括狐蝠科1科.小蝙蝠类分布于东、西半球的热带、温带地区,体型较小,身体结构更为特化,包括菊头蝠科、蹄蝠科、叶口蝠科、吸血蝠科、蝙蝠科等十余科.
　　蝙蝠类动物的食性相当广泛,有些种类喜爱花蜜、果实,有的喜欢吃鱼、青蛙、昆虫,吸食动物血液,甚至吃其他蝙蝠.一般来说,大蝙蝠类一般以果实或花蜜为食,而大多数小蝙蝠类则以捕食昆虫为主.
　　以昆虫为食的蝙蝠在不同程度上都有回声定位系统,因此有“活雷达”之称.借助这一系统,它们能在完全黑暗的环境中飞行和捕捉食物,在大量干扰下运用回声定位,发出超声波信号而不影响正常的呼吸.它们头部的口鼻部上长着被称作“鼻状叶”的结构,在周围还有很复杂的特殊皮肤皱褶,这是一种奇特的超声波装置,具有发射超声波的功能,能连续不断地发出高频率超声波.如果碰到障碍物或飞舞的昆虫时,这些超声波就能反射回来,然后由它们超凡的大耳廓所接收,使反馈的讯息在它们微细的大脑中进行分析.这种超声波探测灵敏度和分辩力极高,使它们根据回声不仅能判别方向,为自身飞行路线定位,还能辩别不同的昆虫或障碍物,进行有效的回避或追捕.蝙蝠就是靠着准确的回声定位和无比柔软的皮膜,在空中盘旋自如,甚至还能运用灵巧的曲线飞行,不断变化发出超声波的方向,以防止昆虫干扰它的信息系统,乘机逃脱的企图.
　　同其他动物一样,许多蝙蝠也在自然界越来越少,趋于灭绝.用于消灭昆虫的毒剂和木材保护药剂等把它们在冬眠的时候药死,许多错误的观念也使人类大批地捕杀它们.一些种类栖居的空心树木被伐掉了,废墟被拆除或者被重修得严丝无缝,使其无法生存.蝙蝠在维护自然界的生态平衡中起着很重要的作用,各种食虫类蝙蝠能消灭大量蚊子、夜蛾、金龟子、尼姑虫等害虫,一夜可捕食3000只以上,对人类有益.蝙蝠所聚集的粪便还是很好的肥料,对农业生产有用.经过加工的蝙蝠粪被称为“夜明砂”,是中药的一种.蝙蝠还是研究动物定向、定位及休眠的重要对象,对它们辐射技术的秘密还没有完全搞清楚,人类仅仅只是知道了蝙蝠能够做些什么了,但仍然不知道它们是怎样做的,所以拯救那些濒临灭绝的种类势在必行.