文档介绍：向生物学习
水族世界
海豚与水下回声探测器
海豚不仅以快速游泳著称,而且不管白天黑夜,水质清澈混浊,都能准
确地捕到鱼。这是因为海豚具有超声波探测和导航的本领。无线电波在水中
会被吸收,故无线电探测装置在水下无用武之地。相反超声波却在水下能远
距离传播,且传播速度是空气中传播速度的倍半,因此水下超声波探测装
置的效能极高。海豚没有声带,其声音源来自它头部内的瓣膜和气囊系统,
海豚把空气吸入气囊系统,连接它们的瓣膜,空气流过瓣膜的边缘发生振动,
便会发出声波。海豚头的前部还有“脂肪瘤”,它紧靠瓣膜和气囊的前面,
起着“声透镜”的作用,能把回声定位脉冲束聚焦后再定向发射出去,因此
海豚的定位探测能力极强。它能分辨公里以外鱼的性质;能侦察到米外
浑水中厘米长的小鱼。现在模拟的海豚回声探测器已用于海洋舰船的航
行,帮助轮船绕过浅滩和暗礁,探测海底深度,搜索潜艇,寻找打捞沉船,
导航和探测鱼群等。潜水员随身携带的轻便回声探测器也已经诞生,利用耳
朵就能探测水下的目标,就好像长了“第六种感觉器官”一样。
动物“淡化器”与海水淡化
电影《上甘岭》中有一组令人动容的镜头:坑道中的中国人民志愿军战
士已两天没有水喝了,一个个都渴得口干唇裂,连吞咽都感到困难。为了夺
取反攻的胜利,指导员命令战士们以惊人的毅力去吃饼干。战士们每咽下一
口饼干都要费好大的劲,忍受着喉咙撕裂般的疼痛,小小的一块饼干,也不
知要吃多久才能把它吃完。如果这时送来一口水,实在要比那饼干好得多。
由此可见口渴比饿更难熬。年麦克斯威奈在为爱尔兰独立的斗争中被逮
捕,他在狱中绝食以示抗议。最终他饿了天而牺牲。当然,在这天内
他必须喝水,如果没有水喝,他几天也活不成。因为生物体内含量最多的是
水,一切正常的生命活动都是在水中进行的,没有水,养料不能吸收,废物
不能排出。口渴就是表明生物体已经失去一部分水,并刺激生物去补充水。
地球上的水并不少,海洋面积就占地球总面积的%,陆地面积仅占
%,而且其中还包括了许多江、河、湖、泊、溪、涧等。地球上的水%
是海水,海水中溶解有复杂的化学成分,每升海水所含的各种离子、分子和
化合物的总量(矿化度)在克以上的是咸水。航海者都知道海水是不能喝
的。海水非但苦涩,难以下咽,而且越喝越渴。所以远航必须带足淡水,途
中补充给养时,第一件事就是补足淡水。由于海水含有大量的盐类,就连用
来灌溉农作物也不能。因此,生物体能直接利用的是矿化度每升小于克的
淡水。主要分布在江、河、湖、泊、地下水、高山积雪和冰川等。仅占全球
总量的%。随着现代工业、农业的飞快发展和人民生活需要用水量的日
益增加,如果不注意节约用水,再肆意破坏水的资源,那么地球上淡水的危
机就会到来。为了避免这种灾难的发生,人们一方面要节流,另一方面要开
源。首先想到的当然是海水淡化。设法将海水脱除盐分变为淡水。世界上许
多国家都建立了海水淡化工厂。通常用的传统方法是蒸馏法,使海水急速蒸
发,蒸发产生的水蒸汽冷凝后得到淡水。目前采用的一些新方法是从一些动
物中得到启示而研制成功的。
有一种海鸟叫信天翁,分布于太平洋,冬季也可见于我国东北及沿海各
地。成熟的信天翁全身纯白,仅翼端及尾端呈黑色,翅膀很长,伸展开来,
两翅可达米。它们能一连数月,甚至成年在海上生活,累了在水面上歇
息,饿了捕食海中的鱼,喝的当然是海水,因为它们只有在繁殖的时候才返
回荒岛和陆地。信天翁能喝海水当然会引起人们的注意,人们急于了解它们
是怎样解决海水中的盐分问题。经过研究,发现信天翁的鼻部构造与其他鸟
类不同,它的鼻孔像管道,所以称为管鼻类。在鼻管附近有去盐腺,这是一
种奇妙的海水淡化器,去盐腺内有许多细管与血管交织在一起,能把喝下去
的海水中过多的盐分隔离,并通过鼻管把盐溶液排出。以后人们相继发现许
多海洋动物都有把海水淡化的本领,如海燕、海鸥、海龟和海水鱼等。
海水鱼终生生活在海水里,喝的当然是海水,而且全身都浸没在海水中,
它们又是如何解决海水中的盐分的问题呢?人们当然也不会放过对这一问题
的研究。水生动物的体表通常是可渗透的,鱼体内的渗透压和水环境的渗透
压差别很大,鱼类与体外水环境的水分动态平衡是通过渗透压调节和体液中
盐分含量的渗透作用调节来维持的。海水盐量高,海水硬骨鱼血液和体液的
浓度比海水要低,因此体内水分就会不断地从鳃和身体其他表面渗出,为的
是保持体内水分代谢的动态平衡。一方面海水鱼必须大量吞饮海水,这样体
内盐分就会增加。那么,又如何解决这个矛盾呢?