㈠ 根據動物發明的什麼東西
一、烏賊與側壁氣墊船
魷魚是一種神奇的海洋動物,被稱為海洋火箭。它的最高時速可達150公里,這主要取決於它的結構簡單和安全可靠的高速水射流推進器。它被模仿成一個側壁氣墊船,帶有噴水推進器,每秒可達40米,能夠在低於一米深的淺水中加速。
二、魚兒與船
魚有在水中自由移動的能力。人們模仿魚的形狀造船,用槳模仿魚鰭。傳說早在大禹時代,中國古代勞動人民就看到魚用尾巴在水裡盪來盪去,把木槳放在船尾。經過反復的觀察、模仿和實踐,船舶逐漸變為櫓和舵,提高了船舶的動力,掌握了船舶的轉向手段。這樣,即使在翻滾的河流中,人們也能使船隻自由航行。
三、蝴蝶與衛星控溫系統
當人造地球衛星在太空中受到強烈的陽光照射時,衛星上的各種精密儀器儀表很容易「烘烤」或「凍結」。蝴蝶的體表上長出一層薄薄的鱗片,用來調節體溫。科學家們仿照蝴蝶翅膀的結構,為人造衛星的太陽能表面設計載入了一種和蝴蝶鱗片相仿的控溫系統。
四、蒼蠅與照相機
美國斯坦福大學電腦科學系華人博士生吳義仁,與幾名研究員創制出手提「光場相機」又稱蠅眼照相機。蒼蠅的每隻小眼能獨立成像,並能迅速地分辨物體的形狀和大小。科學家模仿蒼蠅的復眼,製成了「蠅眼」照相機。
這種照相機的鏡頭由1329塊小透鏡組成。它還可以拍攝電影的特技畫面,使電影產生神奇的效果。昆蟲的復眼是由千萬個小眼組成的,由於小眼之間的相互抑制,使眼具有突出影像的邊框、增大清晰度的功能。
五、長頸鹿與宇航員
長頸鹿之所以能將血液通過長長的頸輸送到頭部,是由於長頸鹿的血壓很高。據測定,長頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什麼不會導致長頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長頸鹿身體的結構有關。長頸鹿血管周圍的肌肉非常發達,能壓縮血管,控制血流量。
科學家由此受到啟示,在訓練宇航員對,設置特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時,科學家根據長頸鹿利用緊綳的皮膚可控制血管壓力的原理,研製了飛行服「抗荷服」。抗荷服上安有充氣裝置,隨著飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體。
㈡ 人們通過長期的細心觀察發現自然界中常見的動物都有各自的特徵於是創造了許多形象生動的詞句,仿照例子寫
只知道雀躍和蜂擁
㈢ 人類創造除了哪些自然界中不存在的動物
地球上的生物種類,大約已經超過了幾千萬種,人類無法統計,很多種類是人類從未見過的,從微生物到大型動物,它們的形態千奇百怪,甚至能夠適應人類適應不了的環境,正是因為它們的共同存在,組成了一個完整生態系統,讓生態系統更加鞏固,由此可見大自然是一個神奇的存在,在大自然當中有這樣幾種恐怖的生物,它們不是大自然的產物,而是由人類創造出來的生物。
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以上這三種動物全是人類干涉造成,人類過度干涉自然界中的其他生物,或許對人類是一場災難,如果一旦在這其中創造出強大的變異生物,它們會選擇攻擊人類,到時候人類後悔已經晚了。看完這篇文章,你還知道有哪些生物是人類刻意干涉造成?
㈣ 人類模仿動物發明了什麼
比如說醫院裡面的注射器,當時就是根據蚊子的嘴巴而發明出來的,還有相機,同樣也是參考了蒼蠅的復眼特徵,還有在大海上面航行的船隻以及潛水艇,一個是參考了魚類的運動方式和形狀,另一個是模仿了鯨魚在海洋當中的活動特徵,可以說動物的種種生活方式,都給人類的科學研發帶來了啟蒙。
而注射器是通過蚊子的特徵而出現的,雖然大家很討厭蚊子,但是科學家通過研究蚊子的注射方式,在顯微鏡之下了解到了蚊子的嘴巴,於是就發明出來了注射器,因為注射器和蚊子的嘴巴一樣,都是非常尖銳而又細長的,刺入皮膚的速度非常快,所以一般的人感覺不到有多大疼痛感,還有我們家裡的照相機,當時也是借鑒模仿了蒼蠅的復眼,因為蒼蠅的復眼裡面還有很多隻小眼睛,所以看出來的圖像也是很清晰的,因此現在人們發明的照相機一次能照出很多種照片,同樣也是用了蒼蠅復眼透鏡的原理。
㈤ 根據一種動物創造一種發明
飛機--- 鳥
聲納---海豚
在我國,早就有著模仿生物的事例。相傳在公元前三千多年,我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢,以防禦猛獸的傷害;四千多年前,我們的祖先「見飛蓬轉而知為車」,即見到隨風旋轉的飛蓬草而發明輪子,做有裝成輪子的車。古代廟宇中大殿之前的山門的建造,就其建築結構來看,頗有點像大象的架勢,柱子又圓又粗,彷彿像大象的腿。
我國古代勤勞勇敢的勞動人民對於絢麗的天空、翱翔的蒼鷹早就有著各種美妙的幻想。根據秦漢時期史書記載,兩千多年前,我國人民就發明了風箏,並且應用於軍事聯絡。春秋戰國時代,魯國匠人魯班,本名公輸般,首先開始研製能飛的木鳥;並且他從一種能劃破皮膚的帶齒的草葉得到啟示而發明了鋸子。據《杜陽雜編》記載,唐朝有個韓志和,「善雕木作鸞、鶴、鴉、鵲之狀,飲啄動靜與真無異,以關戾置於腹內,發之則凌雲奮飛,可高達三丈至一二百步外,始卻下。」西漢時期,有人用鳥的羽毛做成翅膀,從高台上飛下來,企圖模仿鳥的飛行。以上幾例,足以說明我國古代勞動人民對鳥類的撲翼和飛行,進行了細致的觀察和研究,這也是最早的仿生設計活動之一。明代發明的一種火箭武器「神火飛鴉」,也反映了人們向鳥類借鑒的願望。
我國古代勞動人民對水生動物——魚類的模仿也卓有成效。通過對水中生活的魚類的模仿,古人伐木鑿船,用木材做成魚形的船體,仿照魚的胸鰭和尾鰭製成雙槳和單櫓,由此取得水上運輸的自由。後來隨製作水平提高而出現的龍船,多少受到了不少動物外形的影響。古代水戰中使用的火箭武器 「火龍出水」,多少有點模仿動物的意思。以上事例說明,我國古代勞動人民早期的仿生設計活動,為開發我國光輝燦爛的古代文明,創造了非凡的業績。
外國的文明史上,大致也經歷了相似的過程。在包含了豐富生產知識的古希臘神話中,有人用羽毛和蠟做成翅膀,逃出迷宮;還有泰爾發明了鋸子,傳說這是從魚背骨和蛇的齶骨的形狀受到啟示而創造出來的。十五世紀時,德國的天文學家米勒製造了一隻鐵蒼蠅和一隻機械鷹,並進行了飛行表演。
一八ОΟ年左右,英國科學家、空氣動力學的創始人之一—凱利,模仿鱒魚和山鷸的紡錘形,找到阻力小的流線型結構。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線,對航空技術的誕生起了很大的促進作用。同一時期,法國生理學家馬雷,對鳥的飛行進行了仔細的研究,在他的著作《動物的機器》一書中,介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系。德國人亥姆霍茲也從研究飛行動物中,發現飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的局限。人們通過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿,根據鳥類飛行機構的原理,終於製造了能夠載人飛行的滑翔機。
後來,設計師又根據鶴的體態設計出了掘土機的懸臂,在一戰期間,人們從毒氣戰倖存的野豬身上中獲得啟示,模仿野豬的鼻子設計出了防毒面具。在海洋中浮沉靈活的潛水艇又是運用了哪些原理?雖然我們無據考察潛艇設計師在設計潛艇時是否請教了生物界,但是不難設想,設計師一定懂得魚鰾是魚類用來改變身體同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陸兩棲動物,體育工作者就是認真研究了青蛙在水中的運動姿勢,總結出一套既省力、又快速的游泳動作——蛙泳。另外,為潛水員製作的蹼,幾乎完全按照青蛙的後肢形狀做成,這就大大提高了潛水員在水中的活動能力
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的「探頭」不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
蝙蝠的超聲波,發明雷達
㈥ 哪些是最好的動物照片呢
把黑白動物圖片掛在牆上作為藝術裝飾,會給人一種干凈、有品位、優雅的感覺。雖然它很經典,但仍然很容易放置在任何顏色的房間或任何傢具周圍。這組黑白動物照片完成了任何房間或辦公室,也添加了一個復雜的,豪華的氛圍。這些美麗的動物圖片喚起了人們的情感,比如靈感、動力和正能量。他們培養了一種完全放鬆的禪宗氣氛。難怪我們的客戶總是告訴我們,我們的藝術形象如何給他們的家增添了和平和平靜。
這美麗的當代藝術來到生活在博物館質量真人大小的版畫。我們環游世界,為每隻動物拍攝黑白照片。我們展示我們的黑色和白色的動物圖片與極大的自豪,也致力於創造野生動物意識。我們的冬季動物照片和黑白動物照片都是從北極到智利南部一路拍攝的。
許多創意人士不認為攝影是藝術,但我們強烈反對這種說法。就像一幅不可思議的畫作會讓你流淚一樣,一張不可思議的黑白當代照片也會讓你流淚。一切進入設置和捕獲美麗的動物圖片需要視覺,耐心,決心,紀律,以及藝術家的創造性的眼睛。不是每個人都有黑白動物攝影的眼光。
例如,在拍攝黑白野生動物的照片時,攝影師主要是用光作畫,這就使這些照片成為了當代藝術攝影或美術。你不能只是把單反設置為自動,就期望能拍出令人驚嘆的動物照片。知道什麼時候關閉快門,選擇完美的曝光設置,構圖,並把它變成你自己的,這既是一門藝術,也是一門科學。在拍攝每一張動物照片時,必須給病人黑白照片。它已經發展了一百多年,並不斷完善和發展到今天。我們的藝術攝影在構圖和原始的情感上是很好的平衡。
隨著時間的推移,黑白藝術的復雜性和風格將保持不變。你將能夠享受你的牆上藝術而不用擔心它會過時。
㈦ 動物資料和圖片
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動物
動物的概念動物是生物界中的一大類。一般不能將無機物合成有機物,只能以有機物(植物、動物或微生物)為食料,因此具有與植物不同的形態結構和生理功能,以進行攝食、消化、吸收、呼吸、循環、排泄、感覺、運動和繁殖等生命活動。動物的分類動物學根據自然界動物的形態、身體內部構造、胚胎發育的特點、生理習性、生活的地理環境等特徵,將特徵相同或相似的動物歸為同一類.
動物界可分為兩大門類 在動物界中,根據動物身體中有沒有脊索而分成為脊索動物和無脊索動物兩大主要門類. 動 物 脊索動物無脊索動物 有羽毛 無羽毛 有足 無足鳥類 有鱗片 無鱗片 有翅膀 無翅膀 1. 會飛 原生動物 蠕蟲 2. 不會飛 有鰭 無鰭 有乳腺無乳腺 昆蟲 軟體動物 魚類 爬行類 哺乳類兩棲類 甲殼動物 1. 軟骨 1. 有足 1. 胎生1. 有尾 2. 硬骨 2. 無足 2. 非胎生 2. 無尾 蜘蛛 3. 無足 脊索動物的脊椎動物 特徵: 有由脊椎骨組成的脊柱(脊索只見於胚胎期).脊柱保護脊髓.脊柱與其他骨骼組成脊椎動物特有的內骨骼系統. 有明顯的頭部,背神經管的前端分化成腦及其他感覺器官,例如眼,耳等.腦及感覺器官集中在頭部,可加強動物對外界的感應. 身體由表皮及真皮覆蓋.皮膚有腺體,大部份脊椎動物的皮膚有保護性構造,例如鱗片,羽毛,體毛等. 有完整的消化系統,口腔內有舌,多數有牙齒,亦有肝及胰臟. 循環系統包括有心臟,動脈,靜脈及血管.排泄系統包括兩個腎臟及一個膀胱.有內分泌腺,能分激素(荷爾蒙)調節身體機能,生長及生殖. 脊椎動物 脊椎動物中包括:魚類,爬行類,鳥類,兩棲類,哺乳類等五大網類. 無脊椎動物 無脊椎動物中包括:原生動物,軟體動物,蠕蟲,昆蟲,甲殼動物等門類.所以無脊椎動物佔世界上所有動物的百分之九十以上. 魚類 特徵: 水棲動物(只能生活於水中).皮膚有鱗片覆蓋,屬變溫動物.具有鰭(可以水中游動),用鰓呼吸的變溫動物.體外受精.主要為卵生,部份為胎生及卵胎生. 魚的種類很多,主要分為兩大類別 軟骨類 例: 鯊魚
特徵: 皮膚堅韌,有極細小楯鱗,沒有魚鰾,尾鰭上下不對稱.有五對鰓,沒有鰓蓋. 硬骨類 例: 馬口魚 特徵: 骨骼為硬骨,皮膚有許多黏液腺,為骨鱗片所覆蓋.有魚鰾. 爬行類 特徵:陸生動物.皮膚有鱗片或盾片覆蓋. 具有防水外皮,水份散失. 屬變溫動物(靠外界的溫度或熱源來改變其體溫).主要分布在地球較溫暖的地區.
體內受精,卵生或卵胎生.在陸地產卵,卵有防水外殼包裹.
爬行動物的分類 testbyfindwo
有足類
例:烏龜
特徵:
有堅硬的外殼.上下頷不具齒,但有角質鞘.卵生.可分陸棲,水棲或海洋生活.
無足類
例:眼鏡蛇
特徵:
無四肢,肩帶及胸骨.不具活動的眼臉及外耳孔.舌頭末端分叉,伸縮力強.皮膚有鱗片,可吞咽比自己身體直徑大的獵物.蛇的器官俱特化成長形,左肺退化.蛇會定期蛻皮,以利生長.
鳥類
特徵:
全身披有羽毛,身體呈流線形,有角質的喙.
眼在頭的兩側,頸部長而靈活可270度轉.
前肢特化成翼,後肢有鱗狀外皮,具四趾.
恆溫動物(能通過自身的生理過程產生熱量,即使外界溫度很低,他們也能維持高而恆定的體溫).平均體溫比哺乳動物高出10度左右(平均42度).
卵生.
鳥的分類
會飛
例:燕子
特徵:
有翼,有流線型的身體,新陳代謝旺盛,能在空中自由飛翔,須做較遠距離的遷徙,以適應生存環境.
不會飛
例:企鵝
特徵:
有流線型的軀體,前肢已經退化成游泳的鰭狀肢,而且上面的羽毛幾乎是魚鱗狀的.海中生活,有厚厚的脂肪能抵禦嚴寒.冰面上滑行好手.
兩棲類(Amphilia)
特徵:
需在水中渡過其幼年時期.
具有適應陸生的骨骼結構,有四肢,皮膚濕潤,有很多腺體.
身體無鱗片或體毛.
舌分叉,倒生,能向外伸展.
交配及受精在水中進行.
幼體以鰓呼吸,成體則用皮膚,口腔內壁及肺呼吸.
兩棲動物的分類
無尾
例:蟾蜍
特徵:
有適應陸上生活的骨骼系統,身體分頭,軀乾和四肢.前肢四趾,後肢五趾, 趾間有蹼.後肢適用於游泳及跳躍有肺,但主要呼吸器官為口腔內壁及皮膚.
有尾
例:蠑螈
特徵:
有適應陸上生活的骨骼系統,為身體細長之有尾水陸兩棲類.
無足
例:魚螈
哺乳動物
特徵:
體內有一條由許多脊椎骨連接而成的脊柱;
身體有毛覆蓋,有口腔咀嚼和消化,可提高能量及營養的攝取;
胎生(鴨嘴獸,針鼴除外),哺乳;
恆溫.在環境溫度發生變化時也能保持體溫的相對恆定,從而減少了對外界環境的依賴,擴大了分布范圍;
腦顱擴大,大腦相當發達,在智力和對環境適應上超過其他動物;
內肢強壯靈敏,有快速的活動能力;
心臟左,右兩室完全分開;
牙齒分為門齒,犬齒和頰齒.
哺乳類動物的分類
原獸類 特徵 卵生,卵有殼. (例:鴨咀獸)
後獸類 特徵 不具真正的胎盤,幼兒在育兒袋中發. (例:袋鼠)
真獸類 特徵 有胎盤,胎兒發育完善後才產出,佔哺乳類的絕大部份.並分為十四類別.
食蟲類(例:鼴鼠)
鱗甲類(例:穿山甲)
翼手類(例:蝙蝠)
兔形類(例:兔)
嚙齒類(例:鼠,箭豬)
貧齒類(例:食蟻獸)
食肉類(例:獅,犬,熊貓)
鰭足類(例:海獅,海豹,海象)
海牛類(例:海牛)
鯨類 (例:海豚,鯨
長鼻類(例:象)
奇蹄類(例:斑馬,犀牛)
偶蹄類(例:河馬,牛,豬,鹿,駱駝)
靈長類(例:,猩猩,猴,人)
例:獅子
特徵:
屬食肉目中的貓科動物.大型獸類,爪能伸縮,善於跳躍,犬齒發達,善於伏擊其他動物.
例:大象
特徵:
為現存最大之陸棲動物.耳寬大扁平,鼻特長,可助於取食,體毛退化,腳底有厚彈性組織墊,以承託身體重量.上門牙特別發達,長出體外.食物以植物為主.
例:食蟻獸
特徵:
前肢其中二至三指特長,用以掘開蟻巢.無門齒,吻長呈管狀,舌長呈黏性,能黏附白蟻,尾長而多毛.棲於草原沼澤地,善游泳,以白蟻及蟻為食.
例:蝙蝠
特徵:
前肢特化,指骨特長,指骨與體側及後肢之間生有薄而韌的翼膜,作飛行器官.後肢具爪,可以倒掛身體棲息.胸骨突起,鎖骨發達,以利飛行.大部份蝙蝠喜食蟲,且善於捕食飛行中的昆蟲,少數吃果實.
例:海豚
特徵:
海產哺乳類,亦有淡水品種.海豚屬齒鯨類,身體呈流線性,頸部不能區分,頸椎骨有癒合現象.頭尖而長,具有內質背鰭.前肢特化成闊槳狀.不具後肢,尾長,具水平叉狀尾鰭.
例:猿猴
特徵:
拇指與其他指相對,適於攀緣及握物.鎖骨發達,身有體毛(手掌除外),指具指甲,大腦及感覺器官發達.雙眼向前,有骨質眼窩.行為接近人類.
原生動物
特徵 :
單一細胞動物,身體的構造十分簡單,會吃,會動,會繁殖和死亡.身體非常小,要用顯微鏡才觀察得到的動物.棲息在淡水,海水或者共其他動物的體液內.例如變形蟲.
軟體動物
軟體動物外形多樣化,是十分成功的生物類別,包括所有「貝殼類」動物,八爪魚及墨魚.大部份軟體動物生活在海里,部份生活在鹹淡水交界或淡水,亦有小部份是陸生的.
特徵 :
身體柔軟,不分節,左右對稱,背部皮層向下伸延成外套膜,覆蓋身體的大部份.軟體動物中的貝殼類的貝殼便是由外套膜的上皮細胞分泌而成.
大多數軟體動物有一至兩個貝殼,例如蝸牛、蜆.
另一些則退化成內殼,藏於外套膜之下,例如墨魚.
有些種類的外殼則完全消失,例如裸鰓類.
蠕蟲
特徵 :
身體柔軟,分環節,每一個環節都有一對排泄器.例如蚯蚓和沙蠶.
柔軟圓形的身體,寄生在動物或植物體內.例如蛔蟲和蟯蟲.
節肢動物
節肢動物是動物界最大的一門,品動亦最繁多,約佔全部動物品種的百分之八十五.對環境的適應力特強,生存地方包括海水、淡水、高山、空氣、土壤,甚至是動物及植物的體內及體外.
主要特徵:
身體兩側對稱,身體分節,但部分體節融合成特別部位,如頭部及胸部.有些節肢動物,例如蜘蛛類,頭部及胸部進一步融合成頭胸部.身體的附肢,例如足部、觸角、口器等都分節.
體壁堅硬,主要由幾丁質組成, 可提供保護,亦作為外骨骼之用.由於體壁堅硬,妨礙生長,節肢動物需要在生長期蛻皮多次.
感官系統甚為發達,眼有單眼和復眼兩種.復眼用作視物,而單眼用作感光.另外,還有觸覺、味覺、嗅覺、聽覺及平衡器官,好些昆蟲還有特別的發聲器.
節肢動物的呼吸系統頗為多樣化,可以利用體表, 鰓(水生的)及氣管(陸生的)呼吸.蜘蛛等則利用書肺進行呼吸.
節肢動物的分類:
甲殼類
例:蝦,蟹.
蜘蛛類
例:蜘蛛,蠍子.
昆蟲類
例:蝴蝶
多足類
例:蜈蚣
感想:
在找尋動物的種類和照片的時候,我花了很多時間和精神,但我覺得都是值得的.因為我看了很多動物和昆蟲的書和綱頁,覺得很有趣味和學識到很多動物.
我又知道了動物學家是利用動物不同的特徵和生活習慣來分類的.陸生動物最大的有已經絕種的暴龍,現在最大的是大象,最小的是要用顯微鏡才看得到的變形蟲.我又知道了兩棲動物原來是幼時生長於水裡,長大後才生活在陸地上.有些動物原來我以前把它們分為同類,現在才知道原 是第二類的動物.
我還發覺到原來我們吃的東西都是生物,所有動物都是吃生物的.大部份的動物都是對我們人類有用的,但很多動物因為我們捕捉和殺害,瀕臨絕種,特別是哺乳類動物.
為了可以平衡大自然的生態,我們不要隨意砍伐樹木,要愛護大自然.不要殘害動物,因為所有動物和人類一樣都是有生命的動物.
動物分類
Subkingdom Parazoa - 側生動物亞界
Subkingdom gnotozoa - 原生動物亞界
Protozoa - 原生動物門
Orthonectida - 直泳蟲門
Rhombozoa - 菱形蟲門
Subkingdom Metazoa - 後生動物亞界
Porifera - 多孔動物門(海綿)
Placozoa - 扁盤動物門
Radiata - 輻射對稱動物
Cnidaria - 刺胞動物門
Ctenophora - 櫛水母動物門
Bilateria - 兩側對稱動物
Protostomia - 原口動物超門
Priapulida - 鰓曳動物門
Entoprocta - 內肛動物門
Acoelomorpha -無腔動物門
Platyhelminthes - 扁形動物門(扁蟲)
Nemertina - 紐形動物門(紐蟲)
Pseudocoelomata - 擬體腔動物
Nematoda - 線蟲動物門(蛔蟲)
Nematomorpha - 線形動物門
Rotifera - 輪形動物門(輪蟲)
Acanthocephala - 棘頭動物門
Kinorhyncha - 動吻動物門
Coelomata - 真體腔動物
Gastrotricha - 腹毛動物門
Gnathostomulida - 顎胃動物門
Micrognathozoa - 微顎動物門
Loricifera - 鎧甲動物門
Cycliophora - 環口動物門
Mollusca - 軟體動物門(軟體動物)
Sipuncula - 星蟲動物門(星蟲)
Echiurida - 螠蟲動物門
Pogonophora - 須腕動物門
Pentastomida - 舌形動物門
Annelida - 環節動物門(節蟲)
Tardigrada - 緩步動物門(水熊蟲)
Onychophora - 有爪動物門
Arthropoda - 節肢動物門(昆蟲等)
Lophophorata - 觸手動物
Phoronida - 帚蟲動物門
Ectoprocta - 外肛動物門(苔蘚蟲)
Brachiopoda - 腕足動物門
Deuterostomia - 後口動物超門
Echinodermata - 棘皮動物門
Chaetognatha - 毛顎動物門(箭蟲)
Hemichordata - 半索動物門
Chordata - 脊索動物門(脊椎動物等)
動物界的歷史,就是動物起源、分化和進化的漫長歷程。是一個從單細胞到多細胞,從無脊椎到有脊椎,從低等到高等,從簡單到復雜的過程。最早的單細胞的原生動物進化為多細胞的無脊椎動物,逐漸出現了海綿動物門、腔腸動物門、扁形動物門、紐形動物門、線形動物門、環節動物門、軟體動物門、節肢動物門、棘皮動物。由沒有脊椎的棘皮動物往前進化出現了脊椎動物,最早的脊椎動物是圓口綱,圓口綱在進化的過程中出現了上下頜、從水生到陸生。兩棲動物是最早登上陸地的脊椎動物。雖然兩棲動物已經能夠登上陸地,但它們仍然沒有完全擺脫水域環境的束縛,還必須在水中產卵繁殖並且度過童年時代。從原始的兩棲動物繼續進化,出現了爬行類。爬行動物可以在陸地上產卵、孵化,完全脫離了對水的依賴性,成為真正的陸生動物。爬行類及其以前的動物都屬於變溫動物,它們的身體會變得冰冷僵硬,這個時候它們不得不停止活動進入休眠狀態。
分類階元、命名模本方法和鑒定 分類系統是階元系統,通常包括7個主要級別:種、屬、科、目、綱、門、界。種(物種)是基本單元,近緣的種歸合為屬,近緣的屬歸合為科,科隸於目,目隸於綱,綱隸於門,門隸於界。隨著研究的進展,分類層次不斷增加,單元上下可以附加次生單元,如總綱(超綱)、亞綱、次綱、總目(超目)、亞目、次目、總科(超科)、亞科等等。此外,還可增設新的單元,如股、群、族、組等等,其中最常設的是族,介於亞科和屬之間。通常種下分類,動物只設亞種單元。
動物
●最小的蜘蛛是去年在巴拿馬的熱帶森林裡發現的,它體長0.8毫米。
●世界上最小的鳥兒是「微型」蜂鳥,它體重2克,從嘴尖到尾尖長5厘米。
●在泰國設有「猴子學校」,訓練猴子採摘椰子。一隻訓練有素的豬尾蠻猴一天之內可以摘到1,400個椰子。
前不久,猴子學校的「畢業生」們舉行了比賽,獲勝者在半分鍾里摘下了9個椰子。
●直到不久以前,伊特拉斯坎 都被認為是最小的哺乳動物:成年 體重2克,體長約為5厘米(若連尾則更長一些)。
幾年以前,在泰國的熱帶叢林里發現了「最小哺乳動物」這一稱號的新的爭奪者——小飛鼠。它體重約為2克,體長3厘米,頭長11毫米,翼展5.5厘米,以小昆蟲為食。
●今年春天,世界上最老的「狗壽星」在奧地利的布里斯班去世,終年32歲,相當於人活了224歲。
●產奶量最大的哺乳動物顯然是鯨了。一條藍鯨在哺乳期里每天可產奶430升,相當於最好的奶牛產奶量的5倍。
●辛巴威的三隻非洲象創造了這種動物遠距離游泳的紀錄。它們連續遊了不下於30小時,行程超過35公里。
●在所有動物中,名稱最古怪的要算生活在夏威夷的卡烏阿伊島上某些洞穴里的一種盲蜘蛛了。這就是無眼大眼蛛。原來,根據各方面的特徵它都屬於大眼蛛科,只是由於它喬居洞穴,造成雙目失明,空留下「大眼」之稱。
獵豹 Acinonyx jubatus 英文名:cheetah
一隻成年獵豹能在幾秒之內達到每小時100公里
世界上最大的鳥是
鴕鳥,動物園里有
如果是飛行的鳥,是信天翁。
世界上最小的鳥是蜂鳥
㈧ 我們日常生活中有許多事物的創造靈感都來源於自然界中的動植物你能舉一個例子
竹子...原來是竹,植物,被作成了竹製傢具就是非生物...草本植物,被弄成了葯,也是非生物!
㈨ 大自然給人類的創造發明有哪些動物
大烏龜背小烏龜:轉動炮塔的坦克。
鳥在天空飛翔:製造了各種飛行器。
蜜蜂造巢窩:各種正六邊形的蜂巢結構板材。
每隻蜻蜓的翅膀末端,都有一塊比周圍略重一些的厚斑點,這就是防止翅膀顫抖的關鍵。飛機設計師研究蒼蠅、蚊子、蜜蜂等的飛行方法,造出了許多具有各種優良性能的新式飛機。
鯨:外形是一種極為理想的「流線體」,而「流線體」在水中受到的阻力是最小的。後來工程師模仿(fǎng)鯨的形體,改進了船體的設計,大大提高了輪船舴的速度。
蛋殼:能夠把受到的壓力均勻(yún)地分散到蛋殼的各個部分。建築師根據這種「薄殼結構」的特點,設計出許多既輕便又省料的建築物。
袋鼠:會跳躍的越野汽車,
貝殼:外殼堅固的坦克……
1 蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是「天然導航儀」,人們模仿它製成了「振動陀螺儀」。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種「復眼」,由30O0多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。「蠅眼透鏡」是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。「蠅眼透鏡」是一種新型光學元件,它的用途很多。
2 魚兒在水中有自由來去的本領,人們就模仿魚類的形體造船,以木槳仿鰭。相傳早在大禹時期,我國古代勞動人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而游動、轉彎,他們就在船尾上架置木槳。通過反復的觀察、模仿和實踐,逐漸改成櫓和舵,增加了船的動力,掌握了使船轉彎的手段。這樣,即使在波濤滾滾的江河中,人們也能讓船隻航行自如。
3 鳥兒展翅可在空中自由飛翔。據《韓非子》記載魯班用竹木作鳥「成而飛之,三日不下」。然而人們更希望仿製鳥兒的雙翅使自己也飛翔在空中。早在四百多年前,義大利人利奧那多·達·芬奇和他的助手對鳥類進行仔細的解剖,研究鳥的身體結構並認真觀察鳥類的飛行。設計和製造了一架撲翼機,這是世界上第一架人造飛行器。
4
生物在漫長的年代裡就是生活在被聲音包圍的自然界中,它們利用聲音尋食,逃避敵害和求偶繁殖。因此,聲音是生物賴以生存的一種重要信息。義大利人斯帕蘭贊尼很早以前就發現蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行,既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲,但是堵塞蝙蝠的雙耳後,它們在黑暗中就寸步難行了。面對這些事實,帕蘭贊尼提出了一個使人們難以接受的結論:蝙蝠能用耳朵「看東西」。第一次世界大戰結束後,1920年哈台認為蝙蝠發出聲音信號的頻率超出人耳的聽覺范圍。並提出蝙蝠對目標的定位方法與第一次世界大戰時郎之萬發明的用超聲波回波定位的方法相同。遺憾的是,哈台的提示並未引起人們的重視,而工程師們對於蝙蝠具有「回聲定位」的技術是難以相信的。直到1983年採用了電子測量器,才完完全全證實蝙蝠就是以發出超聲波來定位的。但是這對於早期雷達和聲納的發明已經不能有所幫助了。
5 在利奧那多·達·芬奇研究鳥類飛行造出第一個飛行器400年之後,人們經過長期反復的實踐,終於在1903年發明了飛機,使人類實現了飛上天空的夢想。由於不斷改進,30年後人們的飛機不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類,顯示了人類的智慧和才能。但是在繼續研製飛行更快更高的飛機時,設計師又碰到了一個難題,就是氣體動力學中的顫振現象。當飛機飛行時,機翼發生有害的振動,飛行越快,機翼的顫振越強烈,甚至使機翼折斷,造成飛機墜落,許多試飛的飛行員因而喪生。飛機設計師們為此花費了巨大的精力研究消除有害的顫振現象,經過長時間的努力才找到解決這一難題的方法。就在機翼前緣的遠端上安放一個加重裝置,這樣就把有害的振動消除了。可是,昆蟲早在三億年以前就飛翔在空中了,它們也毫不例外地受到顫振的危害,經過長期的進化,昆蟲早已成功地獲得防止顫振的方法。生物學家在研究蜻蜓翅膀時,發現在每個翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質加厚區——翼眼或稱翅痣。如果把翼眼去掉,飛行就變得盪來盪去。實驗證明正是翼眼的角質組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害,這與設計師高超的發明何等相似。假如設計師們先向昆蟲學習翼眼的功用,獲得有益於解決顫振的設計思想,就可似避免長期的探索和人員的犧牲了。面對蜻蜓翅膀的翼眼,飛機設計師大有相見恨晚之感!
6 從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
㈩ 動物的自然現象
蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是「天然導航儀」,人們模仿它製成了「振動陀螺儀」。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種「復眼」,由30O0多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。「蠅眼透鏡」是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。「蠅眼透鏡」是一種新型光學元件,它的用途很多。
自然界形形色色的生物,都有著怎樣的奇異本領?它們的種種本領,給了人類哪些啟發?模仿這些本領,人類又可以造出什麼樣的機器?這里要介紹的一門新興科學——仿生學。
鳥兒展翅可在空中自由飛翔。據《韓非子》記載魯班用竹木作鳥「成而飛之,三日不下」。然而人們更希望仿製鳥兒的雙翅使自己也飛翔在空中。早在四百多年前,義大利人利奧那多·達·芬奇和他的助手對鳥類進行仔細的解剖,研究鳥的身體結構並認真觀察鳥類的飛行。設計和製造了一架撲翼機,這是世界上第一架人造飛行器。
以上這些模仿生物構造和功能的發明與嘗試,可以認為是人類仿生的先驅,也是仿生學的萌芽。
【發人深省的對比】
人類仿生的行為雖然早有雛型,但是在20世紀40年代以前,人們並沒有自覺地把生物作為設計思想和創造發明的源泉。科學家對於生物學的研究也只停留在描述生物體精巧的結構和完美的功能上。而工程技術人員更多的依賴於他們卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,進行著人工發明。他們很少有意識的向生物界學習。但是,以下幾個事實可以說明:人們在技術上遇到的某些難題,生物界早在千百萬年前就曾出現,而且在進化過程中就已解決了,然而人類卻沒有從生物界得到應有的啟示。
首先是對生物原型的研究。根據生產實際提出的具體課題,將研究所得的生物資料予以簡化,吸收對技術要求有益的內容,取消與生產技術要求無關的因素,得到一個生物模型;第二階段是將生物模型提供的資料進行數學分析,並使其內在的聯系抽象化,用數學的語言把生物模型「翻譯」成具有一定意義的數學模型;最後數學模型製造出可在工程技術上進行實驗的實物模型。當然在生物的模擬過程中,不僅僅是簡單的仿生,更重要的是在仿生中有創新。經過實踐——認識——再實踐的多次重復,才能使模擬出來的東西越來越符合生產的需要。這樣模擬的結果,使最終建成的機器設備將與生物原型不同,在某些方面甚上超過生物原型的能力。例如今天的飛機在許多方面都超過了鳥類的飛行能力,電子計算機在復雜的計算中要比人的計算能力迅速而可靠。
仿生學的基本研究方法使它在生物學的研究中表現出一個突出的特點,就是整體性。從仿生學的整體來看,它把生物看成是一個能與內外環境進行聯系和控制的復雜系統。它的任務就是研究復雜系統內各部分之間的相互關系以及整個系統的行為和狀態。生物最基本的特徵就是生物的自我更新和自我復制,它們與外界的聯系是密不可分的。生物從環境中獲得物質和能量,才能進行生長和繁殖;生物從環境中接受信息,不斷地調整和綜合,才能適應和進化。長期的進化過程使生物獲得結構和功能的統一,局部與整體的協調與統一。仿生學要研究生物體與外界刺激(輸入信息)之間的定量關系,即著重於數量關系的統一性,才能進行模擬。為達到此目的,採用任何局部的方法都不能獲得滿意的效果。因此,仿生學的研究方法必須著重於整體。
仿生學的研究內容是極其豐富多彩的,因為生物界本身就包含著成千上萬的種類,它們具有各種優異的結構和功能供各行業來研究。自從仿生學問世以來的二十幾年內,仿生學的研究得到迅速的發展,且取得了很大的成果。就其研究范圍可包括電子仿生、機械仿生、建築仿生、化學仿生等。隨著現代工程技術的發展,學科分支繁多,在仿生學中相應地開展對口的技術仿生研究。例如:航海部門對水生動物運動的流體力學的研究;航空部門對鳥類、昆蟲飛行的模擬、動物的定位與導航;工程建築對生物力學的模擬;無線電技術部門對於人神經細胞、感覺器宮和神經網路的模擬;計算機技術對於腦的模擬似及人工智慧的研究等。在第一屆仿生學會議上發表的比較典型的課題有:「人造神經元有什麼特點」、「設計生物計算機中的問題」、「用機器識別圖像」、「學習的機器」等。從中可以看出以電子仿生的研究比較廣泛。仿生學的研究課題多集中在以下三種生物原型的研究,即動物的感覺器官、神經元、神經系統的整體作用。以後在機械仿生和化學仿生方面的研究也隨之開展起來,近些年又出現新的分支,如人體的仿生學、分子仿生學和宇宙仿生學等。
總之,仿生學的研究內容,從模擬微觀世界的分子仿生學到宏觀的宇宙仿生學包括了更為廣泛的內容。而當今的科學技術正是處於一個各種自然科學高度綜合和互相交叉、滲透的新時代,仿生學通過模擬的方法把對生命的研究和實踐結合起來,同時對生物學的發展也起了極大的促進作用。在其它學科的滲透和影響下,使生物科學的研究在方法上發生了根本的轉變;在內容上也從描述和分析的水平向著精確和定量的方向深化。生物科學的發展又是以仿生學為渠道向各種自然科學和技術科學輸送寶貴的資料和豐富的營養,加速科學的發展。閃此,仿生學的科研顯示出無窮的生命力,它的發展和成就將為促進世界整體科學技術的發展做出巨大的貢獻。
【仿生學的研究范圍】
仿生學的研究范圍主要包括:力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。
◇力學仿生,是研究並模仿生物體大體結構與精細結構的靜力學性質,以及生物體各組成部分在體內相對運動和生物體在環境中運動的動力學性質。例如,建築上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建築,模仿股骨結構建造的立柱,既消除應力特別集中的區域,又可用最少的建材承受最大的載荷。軍事上模仿海豚皮膚的溝槽結構,把人工海豚皮包敷在船艦外殼上,可減少航行揣流,提高航速;
◇分子仿生,是研究與模擬生物體中酶的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學結構後,合成了一種類似有機化合物,在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克,便可誘殺雄蟲;
◇能量仿生,是研究與模仿生物電器官生物發光、肌肉直接把化學能轉換成機械能等生物體中的能量轉換過程;
◇信息與控制仿生,是研究與模擬感覺器官、神經元與神經網路、以及高級中樞的智能活動等方面生物體中的信息處理過程。例如,根據象鼻蟲視動反應製成的「自相關測速儀」可測定飛機著陸速度。根據鱟復眼視網膜側抑制網路的工作原理,研製成功可增強圖像輪廓、提高反差、從而有助於模糊目標檢測的—些裝置。已建立的神經元模型達100種以上,並在此基礎上構造出新型計算機。
模仿人類學習過程,製造出一種稱為「感知機」的機器,它可以通過訓練,改變元件之間聯系的權重來進行學習,從而能實現模式識別。此外,它還研究與模擬體內穩態,運動控制、動物的定向與導航等生物系統中的控制機制,以及人-機系統的仿生學方面。
某些文獻中,把分子仿生與能量仿生的部分內容稱為化學仿生,而把信息和控制仿生的部分內容稱為神經仿生。
仿生學的范圍很廣,信息與控制仿生是一個主要領域。一方面由於自動化向智能控制發展的需要,另一方面是由於生物科學已發展到這樣一個階段,使研究大腦已成為對神經科學最大的挑戰。人工智慧和智能機器人研究的仿生學方面——生物模式識別的研究,大腦學習記憶和思維過程的研究與模擬,生物體中控制的可靠性和協調問題等——是仿生學研究的主攻方面。
控制與信息仿生和生物控制論關系密切。兩者都研究生物系統中的控制和信息過程,都運用生物系統的模型。但前者的目的主要是構造實用人造硬體系統;而生物控制論則從控制論的一般原理,從技術科學的理論出發,為生物行為尋求解釋。
最廣泛地運用類比、模擬和模型方法是仿生學研究方法的突出特點。其目的不在於直接復制每一個細節,而是要理解生物系統的工作原理,以實現特定功能為中心目的。—般認為,在仿生學研究中存在下列三個相關的方面:生物原型、數學模型和硬體模型。前者是基礎,後者是目的,而數學模型則是兩者之間必不可少的橋梁。
由於生物系統的復雜性,搞清某種生物系統的機制需要相當長的研究周期,而且解決實際問題需要多學科長時間的密切協作,這是限制仿生學發展速度的主要原因。
【仿生學的現象】
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的「探頭」不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
開放分類:
生物、自然科學、自然、仿生學、學科