人与自然 系列丛书-第183章
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研制阶段，离实际应用还有不小的距离。
现代仿生技术
企鹅——越野车，
袋鼠——汽车，
水母——风暴预测仪，
蝙蝠——雷达，
王莲——展览馆，
鲸鱼——潜艇，
苍蝇——照相机，
。。
这一串两个一组的名词，也许会使你有点莫明其妙；每一组里的那两个名词，似乎是风马牛不相及。
其实，这是一份现代仿生技术的成果索引。
企鹅在冰天雪地里行走，看似步履蹒跚，滑稽可笑，其实却是又稳健又快速，因为它的脚下毕竟是滑溜溜的冰雪。模仿企鹅的行走动作而设计制造的极地越野车，移植了企鹅的特长，在冰雪上行驶不会打滑、下陷，速度可达到每小时50千米。
袋鼠的跳跃能力在哺乳动物里出类拔萃。连续不停地跳跃是它独具一格的行走方式，正是这种行走方式使它能在难以迈步的沼泽和沙漠中健步如飞。如今，一种没有轮子的跳跃式汽车已经诞生了。在沼泽和沙漠中，这种以袋鼠为鼻祖的汽车比有轮子的汽车管用多了。
水母能听到快速气流与海水磨擦所产生的次声波，所以它在10个多小时之前就能预感到风暴的来临。这是因为次声在空气中的传播速度达到每小时200多千米，比风暴移动的速度快得多。受到这个启示，人们制成了“水母耳风暴预测仪”，可提前15小时预报海上风暴的强度和方向。
蝙蝠在飞行时，喉内发出20000赫兹以上的超声波，并根据目标情况随时调整脉冲参数和调制方式。它能在比自己发出的声音大2000倍的噪声背景中接受到蚊子身上反回来的信号，也能轻易地穿过几乎和它身体同样大小的、由0。1毫米粗的线织成的网的网孔。现代的雷达吸收了蝙蝠的回声定位系统的许多优点，大大提高了灵敏度和抗干扰能力。
一张浮在水面上的王莲叶子可以托住一个小孩而不致下沉，这得益于王莲叶子叶脉的特殊网状结构。建筑大师据此而设计了展览馆屋顶的网状骨架，既轻巧又坚固。
鲸鱼要浮出水面呼吸时，可以毫不费劲地用背脊撞开30厘米厚的冰层。
它那背脊的造型成了设计现代潜艇顶部的样板。这种潜艇在冰封的海域能迅速浮出水面发射导弹。
苍蝇的复眼由上千个单眼组成，能全方位捕捉视觉信号。对蝇眼的研究促成了“蝇眼”照相机的问世。它可以一次拍下1000多张照片，分辨率高达每厘米4000条线。
大自然中的生物可谓千姿百态、千奇百怪。经过亿万年时间长河的大浪淘沙，这些“适者生存”的生物各有各的绝技，各有各的神通。庞大的生物王国显得奥妙无穷。现代生物技术在改造、利用生物的同时，又孕育出一支以模仿生物为能事的分支——仿生技术，并且取得了一系列的成果。
微生物的妙用
微生物同人类生活的关系密切，甚至起着人们意想不到的许多作用。
关于微生物可以制造味精在前面已介绍过，这里说的是微生物其他的一些用途。
用微生物可制取防腐剂，用作竹木工艺品、电线、塑料和纤维制品的涂料和填充料，可以起很好的保护作用。
在植物纤维加工时，微生物可以帮助脱胶，进一步提高纤维的产量和质量。
皮革经过鞣制，使表面变得柔软光滑，既提高了质量，又增加了美观。
利用细菌鞣制皮革，收到了良好的效果。
人们发现，各种微生物都或多或少地含有不等的油脂。细菌家族中的大肠杆菌、巨杆菌和白色葡萄球菌等都是产油的能手。可是，它们都很“娇生惯养”，要用甘油、蛋白胨等来培养，还要用牛肉浸汁、葡萄糖等来喂养，花费过大，很不合算。
霉菌类的成员中，青霉、镰刀霉等出油“本领”都比细菌强，毛霉更是佼佼者，而且都吃得很粗，容易供养。它们只需糖类、硝酸铵和硫酸铵等就满足了，那些农副产品加工后的废料，它们也不嫌弃。酵母菌类的兄弟中，红酵母创造了最佳的出油成绩，高达74％，连油料之王的油棕也望尘莫及。
微生物生产的油脂，除了含有动、植物油脂中的软脂酸、硬脂酸的油酸等成分外，还含有其他成分，营养价值比其他油脂高，而且使用时对人体没有不良影响。这样，它为人类展现了大规模生产油脂的广阔前景。
细菌里的能工巧匠
说起细菌，我们几乎都会谈虎变色，不寒而栗，什么霍乱菌、痢疾菌。。等等都是面目可憎的恶魔，人们撞着它，小则疾病缠身，重则死于非命，因此人们一向视它们为洪水猛兽，细菌是“万病之源”已经深深地印在人们的脑海中。
其实，在这个种类繁多的细菌王国里，并非清一色的都是人类的天敌，有许许多多种细菌不但不会危害人类，相反十分有用，能够为我们做很多有益的事情。它们是细菌里的能工巧匠。
细菌织布工
英国的一些科学家已经利用细菌织出了世界上第一块这样的布。
这种织布方法非常特别，既不用棉纱，也不用梭子，它用葡萄糖和其他养料作原料，然后放入菌种，配以合适的温度，细菌就会迅速繁殖生长。每个细菌每小时可以繁殖一亿个新的细菌，每天能织出3、4厘米长的布来。只要细菌不死，织布就一直继续下去。当老的细菌死去时，新的细菌会接替它的工作继续织下去，就这样织出“天衣无缝”的布来了。
用细菌织出的布有很多优点：比如布纤维长、结实牢固，比通常的布密度高得多。由于这种无棉纱的布是由细菌织成的，所以最适宜作为医疗上的绷带，它能够使伤口形成一种与人的皮肤细胞组织相似的柔软的“皮肤”来，促使伤口加快愈合，疗效非常显著。另外，这种布十分细密，用它来过滤杂质效果极佳。科学家乐观地预言：这种不用棉纱织出来的布，不仅用于医疗卫生和工业上，而且可以用于人类的衣着上，前途十分光明。
不过细菌织布所用的葡萄糖价格很昂贵，所以要实现大规模的细菌织布，还有一定困难。科学家提出了一种新的设想，希望利用遗传工程，把合成纤维束带的基因转移到光合细菌的细胞内，那就可以利用太阳能直接生产纤维束带。这个愿望如果一旦实现，那么传统的纺织品——棉、麻等纤维织物就要相形见拙了。
细菌发电工
世界上有没有真能发电的细菌呢？回答是肯定的。最近，有家工艺研究所的设计人员设计出一种细菌电池。在这种电池中，电子是靠那些生活在阳极的细菌进行生物化学反应而产生的。当微生物吸收碳水化合物（例如糖）的时候，就产生电子。通常电子是只供细菌自己生长用的。但科学家们发现：如果将一种叫做二胺苯胼噻■的化合物加到糖水里，电子就能从细菌体上分离出来，聚集到电池的阳极上，接上导线就形成从阳极流向阴极的源源不断的电流。这种生物化学电池，就是“细菌电池”。
英国牛津大学根据这一原理，研究试制成功一种酶电池，它采用醇脱氢酶铂金做电极，以甲醇作原料产生电能。
这种细菌电池很有实用价值，它已经在通讯航标上进行试验，证明性能很好。以这种电池供应电能的发报机也已在太空中使用。而且，科学家正在为宇宙飞船设计一个密闭的生态循环系统，其主要组成就是采用酶细菌电池。目的是在太阳能光合作用的配合作用下，将宇航员呼出的二氧化碳和排出的粪便重新组合，产生的氧气供呼吸，排泄的尿也进入酶细菌电池，产生电力，形成一个“生态链”。
另外，在某些偏远地区供电得不到保证的重要部门，也可以采用这种电池供电，养料可以应地制宜，就地取材。例如利用当地的一些废物如食品工业和污水处理厂的废料，就可以供给细菌食物，从而得到廉价的电流。
不仅如此，细菌还有捕捉太阳能并把它转化成电能的本领。过去人们只知道植物的叶绿素能够吸收阳光、捕捉阳光，通过光合作用，叶绿素能从空气、水和阳光作用下制造出可供我们利用的物质。现在细菌也具有这种本领。
细菌安全员
有一些细菌的食谱非常奇特，例如有一类细菌以食甲烷为生。
甲烷是地下煤矿最危险的敌人。世界上每年死于煤矿爆炸的人不知有多少。目前正在研究利用这种细菌来担任煤矿井下的“安全员”，用来防止矿井中的瓦斯爆炸。
印度有家中央矿山研究所，他们希望借助一大群甲烷单毛杆菌来防止矿井中的瓦斯爆炸。这种杆菌就是以甲烷为食物的。
科学家们进行的初步试验证明：甲烷单毛杆菌在一周内就能从含有99％的瓦斯的矿井中，吃掉65％的甲烷。因此煤矿工程师们现在正在设法把这种细菌通过钻孔注入充满瓦斯的矿井中，消除煤层里的瓦斯。
前苏联的一些微生物工厂正在挑选以矿井瓦斯为生的菌种，模拟细菌生物的习性和生活条件，制成一种盐溶液，在矿井即将开发的前半年，将这种盐溶液注入煤层，结果甲烷在“上阵”以前就被消灭了；或者在采煤机工作的同时，将这种溶液喷洒在工作面上和采掘出来的煤层上，让它加速消除甲烷。这样一来矿内甲烷总含量可以降低一半以上。
细菌采油工
家畜和部分野生动物经过驯化，可以为人类服务，现在科学家也利用驯化的细菌，帮助人类工作。利用微生物帮助采油就是一种。
英国在新泽西州进行了初步试验，他们把油沙浸入水中两小时后，经过细菌的劳动，全部石油都漂浮在表面上。因为细菌能够中和石油质子和沙粒联系在一起的电荷。
为了“教会”细菌完成这一工作，事先要用小剂量的辐照来改变他们的遗传密码。
这些“石油工人”的最可贵之处是它们劳动时，不计任何条件，一无所求，他们能在最艰苦的300米深的地下工作。科学家们还进一步探索、研究这种细菌能否在更深的地下——譬如3500米以下，或在高温中劳动。
澳大利亚堪培拉地质生物学实验室的研究人员也发现：以按树草为生的毛虫体的细菌能够帮助人们开采出更多的石油。他们发现这种细菌能够分泌出大量的天然去垢剂——表面活性剂。这种表面活性剂使原油的表层变得“柔软”，富于“润滑性”，因而更加容易流出油井。
细菌冶金工
某些细菌则能回收矿物里的一些重金属。
过去在处理含有重金属的矿山废水时，多年采用物理方法或者化学方法。例如，采用中和反应的方法，将重金属作为氢氧化合物的“沉淀物”积沉下来，这种方法一直被人们所采用。但近年来人们对保护环境，防止污染、节约能源等问题越来越重视，所以，很希望利用细菌进行回收合金、银溶液里的重金属的工作。
目前，这项工作大体上已经实现。比如采用一种硫磺细菌可以将铜矿提纯。因为这种细菌嗜食铜矿石中的硫磺。这种硫磺细菌还可用于提炼锰、铅、锌、镍等金属。同样是提取烟灰中的锌，用过去的老方法回收率只有40％左右，而用细菌回收的新方法则可以提高到80％，整整提高了一倍。
日本宫崎医科大学化学研究室还研究成功“放线菌”从海水中提取贵重的原子核燃料“铀”。因放线菌吸附能力很强；它的吸着速率比过去研究的用氧化钛等无机物的吸着方法快一倍，而且吸着剂的成本是廉价的自然界的生物，成本很低，这是其他方法无法比拟的。
细菌侦探
一种无害的细菌微生物，可以成为帮助人们破案的侦探。
只要在经常失窃的东西上喷上带有这种细菌的无色、无味，又是无嗅的液体，那么可以借助细菌侦查出谁是窃贼。
侦查经过很简单，只要用钢片把怀疑对象的手或其他部位轻轻刮一下，再把钢片放在盛有培养液的碟子里，不用多久，细菌就会“告诉”人们谁是真正的窃贼，因为窃贼作案时，手或身上已经沾上防窃用的这种细菌。
一次，美国一家银行有一批旅行支票突然失踪了，根据种种迹象，行方认为是自己内部人偷的。于是警察在银行的另一批旅行支票上喷上这含有细菌的液体，使这批旅行支票布满了肉眼看不见的细菌。数天以后，这家银行又发生了旅行支票的失窃案，警察用一块块不锈钢片轻轻刮一下每位银行职员的手，再把这些钢片分别放到盛有细菌培养液的碟子里，不久，培养液的碟子就出现了细菌，窃贼亨利就这样被捕了。
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