9月10日是教師節。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明靈感,幫助科學家發明各種各樣的科技產品,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:迷彩服
每當春天來臨,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,能利用花紋與某些特定的環境融為一體,以此保護自己。比如,枯葉蝶能偽裝成一片樹葉,只要它不動,就不易被天敵發現。
二戰時期,一位昆蟲學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,讓敵人難以發現。
后來,人們根據同樣的原理發明了迷彩服,幫助戰士在野外隱藏自己。
螢火蟲的發光器:人工冷光
自然界中的許多生物都能發光,如軟體動物、昆蟲、細菌和魚類等。它們發出的光幾乎不產生熱量,所以被稱為“冷光”。螢火蟲正是其中之一,它發出的冷光十分柔和,對人類的眼睛很友好。
螢火蟲的發光器位于腹部,由發光層、透明層和反射層組成。其中發光層擁有幾千個發光細胞,每個發光細胞中都含有熒光素和熒光酶。熒光素在熒光酶的作用下,與氧氣發生化學反應,發出美麗的熒光。
科學家從螢火蟲體內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
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,讓翅膀振動產生局部不穩定氣流,并利用氣流產生的渦流上升。
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,發出“哧哧”的聲音,甚至導致翅膀斷裂。
科學家從蜻蜓的飛行過程中得到靈感,研制出了直升機。直升機在飛行時,通過主旋翼產生向上的升力,跟蜻蜓振動翅膀產生升力的方式相似。直升機在高速飛行時,會利用機翼末端的平衡重錘來解決顫振問題,防止機翼斷裂。這是受到蜻蜓翅痣的啟發而發明的。
電魚的發電器官: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880伏的電壓。
所有能放電的魚體內都有一種奇特的發電器官,由許多叫“電板”或“電盤”的半透明盤形細胞構成。不同魚類的發電器官位置不同,比如,電鲇的發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家的興趣。19世紀初,意大利物理學家伏特根據這些能放電的魚的發電器官,研制出了世界上最早的電池——伏打電堆。
水母的聽覺系統:水母耳風暴預測儀
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柄,那是水母的耳朵。
水母的耳朵內部有一個極小的聽石,能讓水母聽到次聲波。海上的風暴來臨前,海浪與空氣摩擦會產生8~13赫茲的次聲波,水母能知曉風暴來臨并提前逃離。
為準確預知風暴,科學家發明了水母耳風暴預測儀。當這種儀器接收到風暴的次聲波時,會讓儀器上能旋轉360°的喇叭停止旋轉。這時候,喇叭所指的方向正是風暴前進的方向,十分神奇。