文档介绍：什么是仿生学
人类的生存虽然离不开生物界,但人类却不是被动地依赖于生物,听任
大自然的摆布。作为大自然的主人,人类总是在不断地积极主动地认识、改
造和利用着生物。人类在长期艰苦卓绝的劳动中,把许多野生动物驯养成了
家畜(牛、羊、马、猪等)和家禽(鸡、鸭、鹅等),把大片大片的荒地开
垦成良田,又精心培育和种植了农作物,进行辛勤耕耘、防病治虫。人类用
勤劳的双手不断地改善着自己的生活环境和生活条件。
人类是大自然的主人,这并不是说人在所有的方面都高于一切生物。
从身体条件来看,人比许多动物都差。在力气上,人比不上和他身体同
样大小的大多数动物。和动物相比,人的走路显得格外笨拙,人跑不过鹿、
狗和兔子,跑不过其他许多动物。在看东西、听声音、嗅气味等感觉能力上,
人也只能甘败下风,比许多动物确实差得很远。
当想到许多生物的身体在进化过程中所获得的完美结构和具有的特殊本
领时,人们更不能不为之赞叹。鱼儿和许多水生生物游得那么棒;鸟儿和有
翅昆虫飞得那样美;冬眠的刺猬可以睡上多天,不吃也不喝;蝙蝠不用
眼睛,什么都能“看”得见;秋去春来的小燕子,长途飞行几千里,可它从
来不迷路⋯⋯
到了近代,特别是世纪中期,随着科学技术的蓬勃发展,使人们对生
物界的认识深入了一大步。生物界所具有的精确可靠的定向、导航、探测、
控制调节、能量转换、信息处理、生物合成、结构力学和流体力学等生物系
统的新型机能原理,使工程技术人员的耳目为之一新。许多部门的工程师们
开始积极主动地带着技术设计中的难题,到生物界中去寻找答案。生物学家
们也开始有意识地为技术部门提供有价值的研究成果。这样,就在生物科学
与工程技术两门学科的相互渗透、紧密结合的基础上,产生了一门新的边缘
科学——仿生学。
兽类与人工发汗材料
兽类在散热方面有一系列的适应机制。例如有的动物是依靠减少体毛,
增大皮肤表面积来实现的。如大象无毛,体表皮肤多皱纹,耳朵特别大,从
而大大增加散热面。更多的动物是靠出汗来散热的。马皮肤中的汗腺特别丰
富,奔跑中通过出汗可散发大量的热量。狗虽无汗腺,但它会伸出湿润的舌
头靠喘气来散热;河马是耳朵内流汗散热;牛则通过口、鼻和脚趾间流汗散
热。多数兽类全身皮肤都有一些汗腺。兽类出汗可散发大量热量的机理已启
发科学家设计出了一种“人工发汗材料”,它能作为高效的耐高温材料。现
已研制出一种含有金属的陶瓷材料,当温度升到一定范围时,金属就会熔化,
进一步汽化蒸发,就如出汗一样带走大量热量,从而保护材料在高温下不致
被烧毁,保持外形尺寸不变。这种材料在航天等领域内有特殊用途,现已投
入了应用。
响尾蛇与导弹
在美洲、澳洲、非洲的某些地区里,常会听到一种“嘎啦嘎啦”的声音,
没有经验的人以为这是溪水发出来的流水声,可是在这声音的四周,却没有
小河溪。原来这不是什么流水声,而是由一种毒性极强的蛇,用它尾巴剧烈
地摇动而发出的响声。这就是大名鼎鼎的“响尾蛇”。
为什么它的尾巴会发出响声呢?
大家在观看篮球比赛时,注意到裁判吹的哨子了吧!它是一个铜壳子,
里面装上一层隔膜,形成两个空泡,当人用力吹时,空泡受到空气的振动,
就发出响声。响尾蛇尾巴也有类似的构造,不过它的外壳不是金属,而是坚
硬的皮肤形成的角质轮。由这种角膜围成了一空腔,空腔内又用角质膜隔成
两个环状空泡,也就是两个空振器。当响尾蛇剧烈摇动自己尾巴时,在空泡
内形成了一股气流,随着气流一进一出地返回振动,空泡就发出一阵阵声音
来了。
角质轮的生长不是很有规律的,但据动物学家认为,大致上是一年长两
轮。因此,根据轮的多少,就可以比较正确地判断出它的年龄来。
响尾蛇的角质轮所发出的声音,很像溪流的水声,用这种响声来引诱口
渴的小动物,所以这也是一种捕食的方法。但是也有人认为,响尾蛇不会对
敌人发出怒吼的噪声,于是只好用角质轮发出的响声来代替。另外,还有人
认为这是蛇招呼蛇的信号。
响尾蛇经常捕捉耗子等小动物作为食物。奇怪的是,它的眼睛已经退化
得快要成为瞎子了,怎么还能捉住行动那样敏捷的耗子呢?
科学家经过观察研究发现,响尾蛇的两只眼睛的前下方,都有一个凹下
去的小窝,这是一种特殊的器官——探热器,能够接受动物身上发出来的热
线——红外线。这种探热器反应非常灵敏,温度差别只有%摄氏度,它就
能感觉到。所以,只要有小动物在旁边经过,响尾蛇就能立刻发觉,悄悄地
爬过去,并且准确地判断出那个猎物的方向和距离,窜过去把它咬住。
美国有一种“响尾蛇空对空导弹”,上面有一套“红外导引”装置。在
导弹上装上这种装置,就是从响尾蛇的“探热器”得到了启发。飞机的发动
机温度很高,发出很强