人与自然 系列丛书-第231章
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人们研究动物的味觉器官和嗅觉器官对研制理想的气体分析仪器是有益的。人们研究和模拟苍蝇的这些感觉器官而制成小巧而灵敏的气体分析仪，已被应用于宇宙飞船的座舱中，用来监测气体；也应用于分析气体的电子计算机上，对气体进行精密的分析；还用来监测潜水艇和矿井等逸出的气体，以便及时发出警报。
动物“热感受器”的启示
夏天的夜晚，甲乙两人同睡在一间房内，灯刚关掉，讨厌的蚊虫就嗡嗡地在人耳边侵扰，一只蚊虫刚停落在甲的脸颊上，甲觉得被叮了一下，立即用手打去，将蚊虫打死。甲高兴地喊道：“哈！我打死了一只雌蚊虫。”乙听罢，不能理解，认为房间内是黑暗的，伸手不见五指，又怎能看清蚊虫的雌雄，甲说打死一只雌蚊虫，纯粹是胡乱瞎猜，便嘲笑甲道：“老兄的眼睛真行，竟然能在黑暗中看清蚊虫的雌雄！”事实上，甲打死的确实是只雌蚊虫，不过甲不是用眼去看清，而是用他掌握的知识去作出的正确判断，因为只有雌蚊虫才吸血，而雄蚊虫只是吸吮植物的汁液。在黑暗中甲是看不见蚊虫的，他所以能发觉有蚊虫，首先是蚊虫发出的嗡嗡声，然后是脸上被蚊虫叮咬的感觉。蚊虫在黑暗中同样也看不见甲，然而蚊虫又是怎样会发觉甲的呢？不是甲发出的声音，也不是甲的气味，更不是蚊虫瞎碰乱撞，而是蚊虫对甲身上发出的热的感应。
人和所有温血动物一样，体温都是相对恒定的。也就是说机体所产生的热和散发的热基本相等，由于温血动物产热率相对稳定，因此有皮肤、汗腺和肺等散热调节与产热恒定相适应，从而使体温保持在相对恒定的、稍高于环境温度的水平，这是由于机体在冷环境温度下散热容易，在低于环境温度下生活，会引起“过热”而致死。人体散热主要是皮肤的辐射热和汗腺的蒸发热，其次是肺通过呼吸散发部分热。温血动物的辐射热其实是一种红外线，亦称红外光，在电磁波谱中，波长介于红光和微波间的电磁辐射，它是一种肉眼看不见的光，但是有显著的热效应，人们用特殊的灯照射物体，用滤镜挡住所有肉眼可见的光，只让红外线透出，通过红外线望远镜，如军用窥探望远镜和瞄准望远镜等才可看见。但是，在自然界，有不少动物具有能接收红外线信息的结构。雌蚊虫的红外线探测器是它的触角，呈环毛状。雌蚊虫觅食时，不断地转动一对触角，当两条触角接收到的辐射热相同时，就知道可被吮血的温血动物就在正前方，雌蚊虫就朝目标飞去。根据离热源愈近，所接收到辐射热愈多的原理，就能准确地测知辐射热源的方位。蛇类中有一些蛇，如产于美洲、尾端有角质环、摆动时能作响声的响尾蛇，广布于我国的蝮蛇，吻鼻部向上翘起的五步蛇，美丽的竹叶青蛇和头似烙铁的烙铁头等，在眼睛与鼻孔之间有一凹窝叫颊窝，就具有极灵敏的红外线感受作用。将一条蒙住双眼的响尾蛇放在两只灯泡的下面，灯泡不亮时，响尾蛇毫无反应，显得很安静，当开亮其中一只灯泡时，响尾蛇立即昂首张口朝着它，显得异常兴奋，而对那只不亮的灯泡不予理睬。将颊窝神经暴露出来，插上微电极，将颊窝神经细胞的电变化引导出来，显示在示波器上，然后给颊窝加以化学、声音和机械等多种刺激，在示波器上没有显示出脉冲变化。但是，当用手或热的物体去靠近它时，示波器上立即显示出强烈的脉冲变化，表明它处于兴奋状态。颊窝能感受到千分之一度的温度升高，并在35毫秒内作出反应，而且具有极高的抗干扰能力和分辨能力，并能在环境温度下起作用。颊窝被一层薄膜分隔成内外两个小腔。内腔以小孔开口于皮肤，使内腔与环境的温度一致，并可调节内外腔间的压力。颊窝上密布有三叉神经末梢质体，为红外感受单位，包含有许多线粒体。颊窝膜表面每平方毫米约有1000个红外感受单位。外腔方向指向前方，当热量到达颊窝时，窝内的空气膨胀，颊窝膜两侧温度就不同，神经末梢便兴奋，刺激神经细胞，产生脉冲传给脑中枢，信息加工后，脑中枢便发出攻击猎物的命令。在电子显微镜下，可以见到神经末梢受刺激后，线粒体的形态发生改变，线粒体可能构成初级红外感受器。
目前对颊窝的灵敏度已能测检，但对其机制还不完全了解，有颊窝的蛇靠它的颊窝感觉在黑夜中猎食，颊窝接受来自前方的辐射热，左右两个颊窝的感觉场是重叠的，并且有一定的感觉距离。通常蛇体盘起时比游动中感觉距离要远一些，只要感觉到有比环境温度稍差异的物体都会引起蛇的注意。蟒蛇的红外感受器在头的正面和唇边，叫唇窝。深海乌贼的红外感受器在尾部的下表面，叫热视眼。此外，鸡虱、臭虫、蚂蚁等动物都能感受红外辐射的能力。
人们已经制造出灵敏的量热、温度计和红外探测装置等。例如响尾蛇导弹，是一种空对空导弹，就是将红外探测器配备在歼击机的弹头上，它可以追踪敌机发动机散发热和喷出的废气时所发出的红外线而准确地击中敌机。
以红外、电子等技术为依据的公共安全技术产品是目前世界上发展最快的新兴产业之一。中国科学院上海技术物理研究所已研制出红外入侵探测器系列产品。可安装在室内、户外或屋顶、门窗、走廊等处，它们具有24个感应现场，相当于24只眼睛全方位探测，可起监视防盗作用。但是，人类目前制造成功的测温仪器，从普通的人体温度计到复杂的红外探测仪，同已知的一些动物对温度变化的感觉相比，无论从灵敏度或感热器官的结构的轻巧上都是显得不足的。你不会不知道一支普通的医疗体温计有多大，也不会不知道一只叮人的蚊虫有多大，可以想象得出长在蚊虫头上的触角又是多么细校两者一比较，就不难看出雌蚊虫的热感应器是多么精致，而仪器小型化正是宇宙航天科学研究所追求的。按现代的科学水平，人类还制造不出像雌蚊虫热感器那样大小的测温仪。
动物“生物钟”的启示
在印度班加罗尔城，有一只猴子和一条狗经常按时定点在一起相会。每天上午9时30分，猴子就先来到路旁的树荫下等着了；接着，一条狗也摇着尾巴跑来。于是，猴子就骑上狗背，一起上街游逛。这一对奇怪的伙伴，吸引着人们跟着围观。说来有趣，它们天天聚会，老时间，老地方，从不失约，也不迟到，好像它们都懂得看钟表似的。
这件有趣而古怪的事儿是怎么一回事呢？科学家认为，这一对伙伴的协调行为，是由于它们身上有一种“生物钟”在指导着各自的行动。
“生物钟”长在哪儿？科学家经过多次实验，在蟑螂的咽下找到一种神经节。它的侧面和腹面有一群神经分泌细胞，分泌激素，指示蟑螂的活动和休息。哺乳动物的生物钟结构就更复杂了。科学家认为，在延髓和下丘脑里的神经细胞是“钟”的主体，而身体其他部分的组织细胞中，也有独立运转的“子钟”，它们同时在摆动和变化中。
人们在探索生物钟的秘密中，发现各种生物的习性和生活功能，都受着自然节律的支配。大西洋的沙蚕，每年常常群集在百慕大附近海面，时间都是在满月后3天，日落后54分，不早也不迟。招潮蟹能根据阳光来改变颜色，又能按照月亮升落，随潮汐涨退来支配觅食或休息的时间。最近的研究还表明，“生物钟”对光线固然有重要关连，同黑夜却有着更紧密的联系。生物在长期的生活过程中，生理上不断调节，逐渐形成了昼夜和季节性的节律。
猴子和狗的准时约会，就是它们身上的“生物钟”相适应的结果。
在实验中，人们还发现，用人造的昼夜来改变“生物钟”的摆，会产生意想不到的效果。人工缩短黑夜时间，能使母鸡多产蛋三四成，鹅鸭产蛋量多2～3倍；使牛羊发情期延长，交配的次数和繁殖的数量增多，牛奶的产量也提高了。而人工缩短白天时间，能使鸡长肥，猪长膘，使羊和狼狐等长毛快。
科学家正在试图利用“生物钟”的作用来控制有害昆虫的生存。如调拨蚊子的生物钟，使他们在缺乏食物和温度不适宜的季节里成熟，从而不能生存。用杀虫剂喷洒苍蝇，下午喷洒，死亡率最高，这正是它们一天最活跃的时间。
动物“化学通信”的启示
地球上的动物，如果在其个体之间不能交流寻找食物、逃避敌害和选择配偶等重要信息，它们就不能生存。因此，每种动物都有一套通信联系的独特办法。动物通信使用的“语言”是多种多样的。有些动物使用的是一种“气味语言”。它们发出的有味化学物质，可以用来标明地点、鉴别同类与敌人、引诱异性、寻找配偶、发出警报或者集合群体。我们称这种利用化学物质传递信息的方式为“化学通信”。
但是，负责这项工作的，却不都是鼻子。比如，昆虫是用头上的触角来分辨气味，而海洋哺乳动物鲸都是靠舌头来感知气味的。
前苏联科学家用臭虫做实验。臭虫稍一受压，即散发出臭哄哄的“芳香”质，剂量不大，但足以使周围的“同胞”不再爬向它所在的地方。如果压得重一点，发出的“芳香”质浓度便增大，表示：“我要死啦！”这时附近的臭虫“弟兄们”就屏息静伏，庆幸自己没有落难。
前苏联科学家分离出一种耗子芳香质，表明“老鼠先生到此一游”，涂在鼠夹鼠笼上，前来送死的老鼠大增。后来又分离出另一种芳香质，表明“鼠君游此，心旷神怡”，这下子连警惕性最高的老耗子也顿释疑窦，欢欢喜喜地落入圈套。
昆虫用来吸引异性的“性引诱素”是最有效的传信素，这是保证昆虫延续后代的重要手段之一。借助于性引诱素，雄舞毒蛾能被半公里外的雌蛾所吸引；雄蚕蛾则可找到两公里半以外的雌蛾。而天蚕蛾、枯叶蛾的雄蛾，则能被四公里以外的雌蛾引诱去进行交配。
性引诱素是一种极其微量的化学物质。一只雌舞毒蛾仅能分泌0。1微克性引诱素，但这已足够诱来100万只雄蛾。30个性引诱素分子便能促使一只雄美洲蟑螂产生性兴奋。一只关在笼子里的雌松树锯蝇，其气味能招引约1亿只雄锯绳。由此可见，雄虫的性引诱素接收器是极其灵敏的。雄虫的接收器就是触角上的嗅觉感受器。就作用距离、精确性和反应敏捷等方面来说，昆虫触角要比目前的机载雷达的性能好。可以设想，昆虫触角的结构特征和功能原理将为新型的航空雷达提供设计原理。
经过多年的研究，人们终于搞清了家蚕蛾、舞毒蛾、棉铃虫等昆虫性引诱素的结构，并人工合成了多种“人造性引诱素”。这就给人类提供了一种新型捕杀害虫的有效方法。只要把一种昆虫的人造性引诱素置于涂有虫胶的捕虫器中，这种昆虫的雄虫便会兴冲冲地飞来自投罗网。还可采用一种“扰乱法”来消灭害虫，就是使性引诱素充满有害虫危害地域的空气中，雄虫便无法辨别单个雌虫放出的性引诱素了。雄虫找不到雌虫交配，害虫也就断子绝孙。用这些办法防治害虫，可以避免长期使用化学杀虫剂（农药）所引起的许多不良后果。因此，它同绝育素、拒食素等人工合成的昆虫激素一道，被人们称为先进的“第三代农药”。
海洋动物的启示
事实上，海洋动物已经告诉了我们许许多多有用的知识。以海洋生物为模型，我们已经知道了人体的许多生物过程，知道许多疾病的发病机理及治疗方法。海洋动物和人有着许多相同之处，例如也有DNA、神经系统、血液、激素等，但也存在着某些差异，例如，它们比人体更为简单。正是基于这种相同及差异，科学家们从中获得了许多宝贵的知识。
海虾
新英格兰海虾的整个神经系统非常简单，也是十分理想的实验标本。科学家发现，5—羟色胺，这种与人的极端暴力行为有关的化学物质也存在于海虾体内，研究者也已经从海虾体内分离出能把5—羟色胺输入其血液的神经细胞。有理由相信，一旦科学家知道整个系统和生物化学过程，就能控制海虾的行为，或许有一天还能有效地控制人的极端暴力行为。
鲍鱼
细胞的渐进死亡——老化的细胞必须不断死亡把空间腾让给新生细胞，这是人类想知道的另一个重要的研究课题，其结果会使得人们能更有效地治疗与细胞渐死功能失调有关的某些疾病，如帕金森氏综合症、阿耳茨海
