苍蝇与 仿生学
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”。
令人望而生厌的苍蝇无论如何也不能与现代科学技术事业联系起来,但 仿生学 却使得它们紧紧地联系在一起。
一只灰色的苍蝇在桌面上,如果你用手去捕捉它,那么始终是你的手还未落下,它早已飞离了这“是非之地”。这是什么原因呢?人们通过对苍蝇的眼睛的研究发现,原来苍蝇的眼,睛是由许多六边形的视觉单位(即小眼)构成的。这种复眼具有很高的时间分辨率,它能把运动的物体分成连续的单个镜头,并由各个小眼轮流“值班”。人们根据苍蝇复眼的构造,仿制了‘蝇眼”照相机,其镜由1329块小透镜黏合而成,其分辨率达4000线/厘米。这种照相机被应用来复制计算机的显微电路。另外,人们还仿制了测量运动物体速度的 光学测速仪 。苍蝇的眼睛能看见紫外线,但人和其他热敏元件却感觉不到它。所以,人们又仿制了“紫外眼”,这种“紫外眼”在国防上有重要作用。
前面说到苍蝇在危急时刻,能很快脱离危险。这又是什么原因呢?原来是楫翅在起作用。楫翅位于苍蝇的后翅位置,是后翅退化后形成的,形状与哑铃有些相似,它能够使苍蝇往后“开倒车”,并能使它很快飞离“危险之地”。楫翅的作用不仅能使苍蝇脱离危险,还能为它导航呢!它能够保持苍蝇的飞行方向,使它不至于在原地兜圈子。人们根据这个原理仿制了振动弦角速度陀螺仪,后又成功地研制了振弦角速度陀螺和振动梁角速率陀螺,这种导航仪现已用于高速飞行的火箭和飞机,使飞行着的飞机和火箭的稳定度提高。
从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢?
人类又把目光投向了大自然。
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1
500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,旦哗测狙爻缴诧斜超铆光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。