㈠ 根据动物发明的什么东西
一、乌贼与侧壁气垫船
鱿鱼是一种神奇的海洋动物,被称为海洋火箭。它的最高时速可达150公里,这主要取决于它的结构简单和安全可靠的高速水射流推进器。它被模仿成一个侧壁气垫船,带有喷水推进器,每秒可达40米,能够在低于一米深的浅水中加速。
二、鱼儿与船
鱼有在水中自由移动的能力。人们模仿鱼的形状造船,用桨模仿鱼鳍。传说早在大禹时代,中国古代劳动人民就看到鱼用尾巴在水里荡来荡去,把木桨放在船尾。经过反复的观察、模仿和实践,船舶逐渐变为橹和舵,提高了船舶的动力,掌握了船舶的转向手段。这样,即使在翻滚的河流中,人们也能使船只自由航行。
三、蝴蝶与卫星控温系统
当人造地球卫星在太空中受到强烈的阳光照射时,卫星上的各种精密仪器仪表很容易“烘烤”或“冻结”。蝴蝶的体表上长出一层薄薄的鳞片,用来调节体温。科学家们仿照蝴蝶翅膀的结构,为人造卫星的太阳能表面设计加载了一种和蝴蝶鳞片相仿的控温系统。
四、苍蝇与照相机
美国斯坦福大学电脑科学系华人博士生吴义仁,与几名研究员创制出手提“光场相机”又称蝇眼照相机。苍蝇的每只小眼能独立成像,并能迅速地分辨物体的形状和大小。科学家模仿苍蝇的复眼,制成了“蝇眼”照相机。
这种照相机的镜头由1329块小透镜组成。它还可以拍摄电影的特技画面,使电影产生神奇的效果。昆虫的复眼是由千万个小眼组成的,由于小眼之间的相互抑制,使眼具有突出影像的边框、增大清晰度的功能。
五、长颈鹿与宇航员
长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部,是由于长颈鹿的血压很高。据测定,长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢?这和长颈鹿身体的结构有关。长颈鹿血管周围的肌肉非常发达,能压缩血管,控制血流量。
科学家由此受到启示,在训练宇航员对,设置特殊器械,让宇航员利用这种器械每天锻炼,以防止宇航员血管周围肌肉退化;在宇宙飞船升空时,科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理,研制了飞行服“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置,随着飞船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的气体。
㈡ 人们通过长期的细心观察发现自然界中常见的动物都有各自的特征于是创造了许多形象生动的词句,仿照例子写
只知道雀跃和蜂拥
㈢ 人类创造除了哪些自然界中不存在的动物
地球上的生物种类,大约已经超过了几千万种,人类无法统计,很多种类是人类从未见过的,从微生物到大型动物,它们的形态千奇百怪,甚至能够适应人类适应不了的环境,正是因为它们的共同存在,组成了一个完整生态系统,让生态系统更加巩固,由此可见大自然是一个神奇的存在,在大自然当中有这样几种恐怖的生物,它们不是大自然的产物,而是由人类创造出来的生物。
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以上这三种动物全是人类干涉造成,人类过度干涉自然界中的其他生物,或许对人类是一场灾难,如果一旦在这其中创造出强大的变异生物,它们会选择攻击人类,到时候人类后悔已经晚了。看完这篇文章,你还知道有哪些生物是人类刻意干涉造成?
㈣ 人类模仿动物发明了什么
比如说医院里面的注射器,当时就是根据蚊子的嘴巴而发明出来的,还有相机,同样也是参考了苍蝇的复眼特征,还有在大海上面航行的船只以及潜水艇,一个是参考了鱼类的运动方式和形状,另一个是模仿了鲸鱼在海洋当中的活动特征,可以说动物的种种生活方式,都给人类的科学研发带来了启蒙。
而注射器是通过蚊子的特征而出现的,虽然大家很讨厌蚊子,但是科学家通过研究蚊子的注射方式,在显微镜之下了解到了蚊子的嘴巴,于是就发明出来了注射器,因为注射器和蚊子的嘴巴一样,都是非常尖锐而又细长的,刺入皮肤的速度非常快,所以一般的人感觉不到有多大疼痛感,还有我们家里的照相机,当时也是借鉴模仿了苍蝇的复眼,因为苍蝇的复眼里面还有很多只小眼睛,所以看出来的图像也是很清晰的,因此现在人们发明的照相机一次能照出很多种照片,同样也是用了苍蝇复眼透镜的原理。
㈤ 根据一种动物创造一种发明
飞机--- 鸟
声纳---海豚
在我国,早就有着模仿生物的事例。相传在公元前三千多年,我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢,以防御猛兽的伤害;四千多年前,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子,做有装成轮子的车。古代庙宇中大殿之前的山门的建造,就其建筑结构来看,颇有点像大象的架势,柱子又圆又粗,仿佛像大象的腿。
我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载,两千多年前,我国人民就发明了风筝,并且应用于军事联络。春秋战国时代,鲁国匠人鲁班,本名公输般,首先开始研制能飞的木鸟;并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载,唐朝有个韩志和,“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状,饮啄动静与真无异,以关戾置于腹内,发之则凌云奋飞,可高达三丈至一二百步外,始却下。”西汉时期,有人用鸟的羽毛做成翅膀,从高台上飞下来,企图模仿鸟的飞行。以上几例,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,进行了细致的观察和研究,这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。
我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿,古人伐木凿船,用木材做成鱼形的船体,仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹,由此取得水上运输的自由。后来随制作水平提高而出现的龙船,多少受到了不少动物外形的影响。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”,多少有点模仿动物的意思。以上事例说明,我国古代劳动人民早期的仿生设计活动,为开发我国光辉灿烂的古代文明,创造了非凡的业绩。
外国的文明史上,大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中,有人用羽毛和蜡做成翅膀,逃出迷宫;还有泰尔发明了锯子,传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。十五世纪时,德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰,并进行了飞行表演。
一八ОΟ年左右,英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线,对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期,法国生理学家马雷,对鸟的飞行进行了仔细的研究,在他的著作《动物的机器》一书中,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,根据鸟类飞行机构的原理,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。
后来,设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂,在一战期间,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理?虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界,但是不难设想,设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陆两栖动物,体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势,总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。另外,为潜水员制作的蹼,几乎完全按照青蛙的后肢形状做成,这就大大提高了潜水员在水中的活动能力
苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
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,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。
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。
原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。
仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
蝙蝠的超声波,发明雷达
㈥ 哪些是最好的动物照片呢
把黑白动物图片挂在墙上作为艺术装饰,会给人一种干净、有品位、优雅的感觉。虽然它很经典,但仍然很容易放置在任何颜色的房间或任何家具周围。这组黑白动物照片完成了任何房间或办公室,也添加了一个复杂的,豪华的氛围。这些美丽的动物图片唤起了人们的情感,比如灵感、动力和正能量。他们培养了一种完全放松的禅宗气氛。难怪我们的客户总是告诉我们,我们的艺术形象如何给他们的家增添了和平和平静。
这美丽的当代艺术来到生活在博物馆质量真人大小的版画。我们环游世界,为每只动物拍摄黑白照片。我们展示我们的黑色和白色的动物图片与极大的自豪,也致力于创造野生动物意识。我们的冬季动物照片和黑白动物照片都是从北极到智利南部一路拍摄的。
许多创意人士不认为摄影是艺术,但我们强烈反对这种说法。就像一幅不可思议的画作会让你流泪一样,一张不可思议的黑白当代照片也会让你流泪。一切进入设置和捕获美丽的动物图片需要视觉,耐心,决心,纪律,以及艺术家的创造性的眼睛。不是每个人都有黑白动物摄影的眼光。
例如,在拍摄黑白野生动物的照片时,摄影师主要是用光作画,这就使这些照片成为了当代艺术摄影或美术。你不能只是把单反设置为自动,就期望能拍出令人惊叹的动物照片。知道什么时候关闭快门,选择完美的曝光设置,构图,并把它变成你自己的,这既是一门艺术,也是一门科学。在拍摄每一张动物照片时,必须给病人黑白照片。它已经发展了一百多年,并不断完善和发展到今天。我们的艺术摄影在构图和原始的情感上是很好的平衡。
随着时间的推移,黑白艺术的复杂性和风格将保持不变。你将能够享受你的墙上艺术而不用担心它会过时。
㈦ 动物资料和图片
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动物
动物的概念动物是生物界中的一大类。一般不能将无机物合成有机物,只能以有机物(植物、动物或微生物)为食料,因此具有与植物不同的形态结构和生理功能,以进行摄食、消化、吸收、呼吸、循环、排泄、感觉、运动和繁殖等生命活动。动物的分类动物学根据自然界动物的形态、身体内部构造、胚胎发育的特点、生理习性、生活的地理环境等特征,将特征相同或相似的动物归为同一类.
动物界可分为两大门类 在动物界中,根据动物身体中有没有脊索而分成为脊索动物和无脊索动物两大主要门类. 动 物 脊索动物无脊索动物 有羽毛 无羽毛 有足 无足鸟类 有鳞片 无鳞片 有翅膀 无翅膀 1. 会飞 原生动物 蠕虫 2. 不会飞 有鳍 无鳍 有乳腺无乳腺 昆虫 软体动物 鱼类 爬行类 哺乳类两栖类 甲壳动物 1. 软骨 1. 有足 1. 胎生1. 有尾 2. 硬骨 2. 无足 2. 非胎生 2. 无尾 蜘蛛 3. 无足 脊索动物的脊椎动物 特征: 有由脊椎骨组成的脊柱(脊索只见于胚胎期).脊柱保护脊髓.脊柱与其他骨骼组成脊椎动物特有的内骨骼系统. 有明显的头部,背神经管的前端分化成脑及其他感觉器官,例如眼,耳等.脑及感觉器官集中在头部,可加强动物对外界的感应. 身体由表皮及真皮覆盖.皮肤有腺体,大部份脊椎动物的皮肤有保护性构造,例如鳞片,羽毛,体毛等. 有完整的消化系统,口腔内有舌,多数有牙齿,亦有肝及胰脏. 循环系统包括有心脏,动脉,静脉及血管.排泄系统包括两个肾脏及一个膀胱.有内分泌腺,能分激素(荷尔蒙)调节身体机能,生长及生殖. 脊椎动物 脊椎动物中包括:鱼类,爬行类,鸟类,两栖类,哺乳类等五大网类. 无脊椎动物 无脊椎动物中包括:原生动物,软体动物,蠕虫,昆虫,甲壳动物等门类.所以无脊椎动物占世界上所有动物的百分之九十以上. 鱼类 特征: 水栖动物(只能生活于水中).皮肤有鳞片覆盖,属变温动物.具有鳍(可以水中游动),用鳃呼吸的变温动物.体外受精.主要为卵生,部份为胎生及卵胎生. 鱼的种类很多,主要分为两大类别 软骨类 例: 鲨鱼
特征: 皮肤坚韧,有极细小楯鳞,没有鱼鳔,尾鳍上下不对称.有五对鳃,没有鳃盖. 硬骨类 例: 马口鱼 特徵: 骨骼为硬骨,皮肤有许多黏液腺,为骨鳞片所覆盖.有鱼鳔. 爬行类 特徵:陆生动物.皮肤有鳞片或盾片覆盖. 具有防水外皮,水份散失. 属变温动物(靠外界的温度或热源来改变其体温).主要分布在地球较温暖的地区.
体内受精,卵生或卵胎生.在陆地产卵,卵有防水外壳包裹.
爬行动物的分类 testbyfindwo
有足类
例:乌龟
特征:
有坚硬的外壳.上下颔不具齿,但有角质鞘.卵生.可分陆栖,水栖或海洋生活.
无足类
例:眼镜蛇
特征:
无四肢,肩带及胸骨.不具活动的眼脸及外耳孔.舌头末端分叉,伸缩力强.皮肤有鳞片,可吞咽比自己身体直径大的猎物.蛇的器官俱特化成长形,左肺退化.蛇会定期蜕皮,以利生长.
鸟类
特征:
全身披有羽毛,身体呈流线形,有角质的喙.
眼在头的两侧,颈部长而灵活可270度转.
前肢特化成翼,后肢有鳞状外皮,具四趾.
恒温动物(能通过自身的生理过程产生热量,即使外界温度很低,他们也能维持高而恒定的体温).平均体温比哺乳动物高出10度左右(平均42度).
卵生.
鸟的分类
会飞
例:燕子
特征:
有翼,有流线型的身体,新陈代谢旺盛,能在空中自由飞翔,须做较远距离的迁徙,以适应生存环境.
不会飞
例:企鹅
特征:
有流线型的躯体,前肢已经退化成游泳的鳍状肢,而且上面的羽毛几乎是鱼鳞状的.海中生活,有厚厚的脂肪能抵御严寒.冰面上滑行好手.
两栖类(Amphilia)
特征:
需在水中渡过其幼年时期.
具有适应陆生的骨骼结构,有四肢,皮肤湿润,有很多腺体.
身体无鳞片或体毛.
舌分叉,倒生,能向外伸展.
交配及受精在水中进行.
幼体以鳃呼吸,成体则用皮肤,口腔内壁及肺呼吸.
两栖动物的分类
无尾
例:蟾蜍
特征:
有适应陆上生活的骨骼系统,身体分头,躯干和四肢.前肢四趾,后肢五趾, 趾间有蹼.后肢适用于游泳及跳跃有肺,但主要呼吸器官为口腔内壁及皮肤.
有尾
例:蝾螈
特征:
有适应陆上生活的骨骼系统,为身体细长之有尾水陆两栖类.
无足
例:鱼螈
哺乳动物
特征:
体内有一条由许多脊椎骨连接而成的脊柱;
身体有毛覆盖,有口腔咀嚼和消化,可提高能量及营养的摄取;
胎生(鸭嘴兽,针鼹除外),哺乳;
恒温.在环境温度发生变化时也能保持体温的相对恒定,从而减少了对外界环境的依赖,扩大了分布范围;
脑颅扩大,大脑相当发达,在智力和对环境适应上超过其他动物;
内肢强壮灵敏,有快速的活动能力;
心脏左,右两室完全分开;
牙齿分为门齿,犬齿和颊齿.
哺乳类动物的分类
原兽类 特徵 卵生,卵有壳. (例:鸭咀兽)
后兽类 特徵 不具真正的胎盘,幼儿在育儿袋中发. (例:袋鼠)
真兽类 特徵 有胎盘,胎儿发育完善后才产出,占哺乳类的绝大部份.并分为十四类别.
食虫类(例:鼹鼠)
鳞甲类(例:穿山甲)
翼手类(例:蝙蝠)
兔形类(例:兔)
啮齿类(例:鼠,箭猪)
贫齿类(例:食蚁兽)
食肉类(例:狮,犬,熊猫)
鳍足类(例:海狮,海豹,海象)
海牛类(例:海牛)
鲸类 (例:海豚,鲸
长鼻类(例:象)
奇蹄类(例:斑马,犀牛)
偶蹄类(例:河马,牛,猪,鹿,骆驼)
灵长类(例:,猩猩,猴,人)
例:狮子
特徵:
属食肉目中的猫科动物.大型兽类,爪能伸缩,善于跳跃,犬齿发达,善于伏击其他动物.
例:大象
特征:
为现存最大之陆栖动物.耳宽大扁平,鼻特长,可助于取食,体毛退化,脚底有厚弹性组织垫,以承托身体重量.上门牙特别发达,长出体外.食物以植物为主.
例:食蚁兽
特征:
前肢其中二至三指特长,用以掘开蚁巢.无门齿,吻长呈管状,舌长呈黏性,能黏附白蚁,尾长而多毛.栖于草原沼泽地,善游泳,以白蚁及蚁为食.
例:蝙蝠
特征:
前肢特化,指骨特长,指骨与体侧及后肢之间生有薄而韧的翼膜,作飞行器官.后肢具爪,可以倒挂身体栖息.胸骨突起,锁骨发达,以利飞行.大部份蝙蝠喜食虫,且善于捕食飞行中的昆虫,少数吃果实.
例:海豚
特征:
海产哺乳类,亦有淡水品种.海豚属齿鲸类,身体呈流线性,颈部不能区分,颈椎骨有愈合现象.头尖而长,具有内质背鳍.前肢特化成阔桨状.不具后肢,尾长,具水平叉状尾鳍.
例:猿猴
特征:
拇指与其他指相对,适于攀缘及握物.锁骨发达,身有体毛(手掌除外),指具指甲,大脑及感觉器官发达.双眼向前,有骨质眼窝.行为接近人类.
原生动物
特征 :
单一细胞动物,身体的构造十分简单,会吃,会动,会繁殖和死亡.身体非常小,要用显微镜才观察得到的动物.栖息在淡水,海水或者共其他动物的体液内.例如变形虫.
软体动物
软体动物外形多样化,是十分成功的生物类别,包括所有「贝壳类」动物,八爪鱼及墨鱼.大部份软体动物生活在海里,部份生活在咸淡水交界或淡水,亦有小部份是陆生的.
特征 :
身体柔软,不分节,左右对称,背部皮层向下伸延成外套膜,覆盖身体的大部份.软体动物中的贝壳类的贝壳便是由外套膜的上皮细胞分泌而成.
大多数软体动物有一至两个贝壳,例如蜗牛、蚬.
另一些则退化成内壳,藏于外套膜之下,例如墨鱼.
有些种类的外壳则完全消失,例如裸鳃类.
蠕虫
特征 :
身体柔软,分环节,每一个环节都有一对排泄器.例如蚯蚓和沙蚕.
柔软圆形的身体,寄生在动物或植物体内.例如蛔虫和蛲虫.
节肢动物
节肢动物是动物界最大的一门,品动亦最繁多,约占全部动物品种的百分之八十五.对环境的适应力特强,生存地方包括海水、淡水、高山、空气、土壤,甚至是动物及植物的体内及体外.
主要特征:
身体两侧对称,身体分节,但部分体节融合成特别部位,如头部及胸部.有些节肢动物,例如蜘蛛类,头部及胸部进一步融合成头胸部.身体的附肢,例如足部、触角、口器等都分节.
体壁坚硬,主要由几丁质组成, 可提供保护,亦作为外骨骼之用.由于体壁坚硬,妨碍生长,节肢动物需要在生长期蜕皮多次.
感官系统甚为发达,眼有单眼和复眼两种.复眼用作视物,而单眼用作感光.另外,还有触觉、味觉、嗅觉、听觉及平衡器官,好些昆虫还有特别的发声器.
节肢动物的呼吸系统颇为多样化,可以利用体表, 鳃(水生的)及气管(陆生的)呼吸.蜘蛛等则利用书肺进行呼吸.
节肢动物的分类:
甲壳类
例:虾,蟹.
蜘蛛类
例:蜘蛛,蝎子.
昆虫类
例:蝴蝶
多足类
例:蜈蚣
感想:
在找寻动物的种类和照片的时候,我花了很多时间和精神,但我觉得都是值得的.因为我看了很多动物和昆虫的书和纲页,觉得很有趣味和学识到很多动物.
我又知道了动物学家是利用动物不同的特徵和生活习惯来分类的.陆生动物最大的有已经绝种的暴龙,现在最大的是大象,最小的是要用显微镜才看得到的变形虫.我又知道了两栖动物原来是幼时生长于水里,长大后才生活在陆地上.有些动物原来我以前把它们分为同类,现在才知道原 是第二类的动物.
我还发觉到原来我们吃的东西都是生物,所有动物都是吃生物的.大部份的动物都是对我们人类有用的,但很多动物因为我们捕捉和杀害,濒临绝种,特别是哺乳类动物.
为了可以平衡大自然的生态,我们不要随意砍伐树木,要爱护大自然.不要残害动物,因为所有动物和人类一样都是有生命的动物.
动物分类
Subkingdom Parazoa - 侧生动物亚界
Subkingdom gnotozoa - 原生动物亚界
Protozoa - 原生动物门
Orthonectida - 直泳虫门
Rhombozoa - 菱形虫门
Subkingdom Metazoa - 后生动物亚界
Porifera - 多孔动物门(海绵)
Placozoa - 扁盘动物门
Radiata - 辐射对称动物
Cnidaria - 刺胞动物门
Ctenophora - 栉水母动物门
Bilateria - 两侧对称动物
Protostomia - 原口动物超门
Priapulida - 鳃曳动物门
Entoprocta - 内肛动物门
Acoelomorpha -无腔动物门
Platyhelminthes - 扁形动物门(扁虫)
Nemertina - 纽形动物门(纽虫)
Pseudocoelomata - 拟体腔动物
Nematoda - 线虫动物门(蛔虫)
Nematomorpha - 线形动物门
Rotifera - 轮形动物门(轮虫)
Acanthocephala - 棘头动物门
Kinorhyncha - 动吻动物门
Coelomata - 真体腔动物
Gastrotricha - 腹毛动物门
Gnathostomulida - 颚胃动物门
Micrognathozoa - 微颚动物门
Loricifera - 铠甲动物门
Cycliophora - 环口动物门
Mollusca - 软体动物门(软体动物)
Sipuncula - 星虫动物门(星虫)
Echiurida - 螠虫动物门
Pogonophora - 须腕动物门
Pentastomida - 舌形动物门
Annelida - 环节动物门(节虫)
Tardigrada - 缓步动物门(水熊虫)
Onychophora - 有爪动物门
Arthropoda - 节肢动物门(昆虫等)
Lophophorata - 触手动物
Phoronida - 帚虫动物门
Ectoprocta - 外肛动物门(苔藓虫)
Brachiopoda - 腕足动物门
Deuterostomia - 后口动物超门
Echinodermata - 棘皮动物门
Chaetognatha - 毛颚动物门(箭虫)
Hemichordata - 半索动物门
Chordata - 脊索动物门(脊椎动物等)
动物界的历史,就是动物起源、分化和进化的漫长历程。是一个从单细胞到多细胞,从无脊椎到有脊椎,从低等到高等,从简单到复杂的过程。最早的单细胞的原生动物进化为多细胞的无脊椎动物,逐渐出现了海绵动物门、腔肠动物门、扁形动物门、纽形动物门、线形动物门、环节动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物。由没有脊椎的棘皮动物往前进化出现了脊椎动物,最早的脊椎动物是圆口纲,圆口纲在进化的过程中出现了上下颌、从水生到陆生。两栖动物是最早登上陆地的脊椎动物。虽然两栖动物已经能够登上陆地,但它们仍然没有完全摆脱水域环境的束缚,还必须在水中产卵繁殖并且度过童年时代。从原始的两栖动物继续进化,出现了爬行类。爬行动物可以在陆地上产卵、孵化,完全脱离了对水的依赖性,成为真正的陆生动物。爬行类及其以前的动物都属于变温动物,它们的身体会变得冰冷僵硬,这个时候它们不得不停止活动进入休眠状态。
分类阶元、命名模本方法和鉴定 分类系统是阶元系统,通常包括7个主要级别:种、属、科、目、纲、门、界。种(物种)是基本单元,近缘的种归合为属,近缘的属归合为科,科隶于目,目隶于纲,纲隶于门,门隶于界。随着研究的进展,分类层次不断增加,单元上下可以附加次生单元,如总纲(超纲)、亚纲、次纲、总目(超目)、亚目、次目、总科(超科)、亚科等等。此外,还可增设新的单元,如股、群、族、组等等,其中最常设的是族,介于亚科和属之间。通常种下分类,动物只设亚种单元。
动物
●最小的蜘蛛是去年在巴拿马的热带森林里发现的,它体长0.8毫米。
●世界上最小的鸟儿是“微型”蜂鸟,它体重2克,从嘴尖到尾尖长5厘米。
●在泰国设有“猴子学校”,训练猴子采摘椰子。一只训练有素的猪尾蛮猴一天之内可以摘到1,400个椰子。
前不久,猴子学校的“毕业生”们举行了比赛,获胜者在半分钟里摘下了9个椰子。
●直到不久以前,伊特拉斯坎 都被认为是最小的哺乳动物:成年 体重2克,体长约为5厘米(若连尾则更长一些)。
几年以前,在泰国的热带丛林里发现了“最小哺乳动物”这一称号的新的争夺者——小飞鼠。它体重约为2克,体长3厘米,头长11毫米,翼展5.5厘米,以小昆虫为食。
●今年春天,世界上最老的“狗寿星”在奥地利的布里斯班去世,终年32岁,相当于人活了224岁。
●产奶量最大的哺乳动物显然是鲸了。一条蓝鲸在哺乳期里每天可产奶430升,相当于最好的奶牛产奶量的5倍。
●津巴布韦的三只非洲象创造了这种动物远距离游泳的纪录。它们连续游了不下于30小时,行程超过35公里。
●在所有动物中,名称最古怪的要算生活在夏威夷的卡乌阿伊岛上某些洞穴里的一种盲蜘蛛了。这就是无眼大眼蛛。原来,根据各方面的特征它都属于大眼蛛科,只是由于它乔居洞穴,造成双目失明,空留下“大眼”之称。
猎豹 Acinonyx jubatus 英文名:cheetah
一只成年猎豹能在几秒之内达到每小时100公里
世界上最大的鸟是
鸵鸟,动物园里有
如果是飞行的鸟,是信天翁。
世界上最小的鸟是蜂鸟
㈧ 我们日常生活中有许多事物的创造灵感都来源于自然界中的动植物你能举一个例子
竹子...原来是竹,植物,被作成了竹制家具就是非生物...草本植物,被弄成了药,也是非生物!
㈨ 大自然给人类的创造发明有哪些动物
大乌龟背小乌龟:转动炮塔的坦克。
鸟在天空飞翔:制造了各种飞行器。
蜜蜂造巢窝:各种正六边形的蜂巢结构板材。
每只蜻蜓的翅膀末端,都有一块比周围略重一些的厚斑点,这就是防止翅膀颤抖的关键。飞机设计师研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行方法,造出了许多具有各种优良性能的新式飞机。
鲸:外形是一种极为理想的“流线体”,而“流线体”在水中受到的阻力是最小的。后来工程师模仿(fǎng)鲸的形体,改进了船体的设计,大大提高了轮船舴的速度。
蛋壳:能够把受到的压力均匀(yún)地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”的特点,设计出许多既轻便又省料的建筑物。
袋鼠:会跳跃的越野汽车,
贝壳:外壳坚固的坦克……
1 苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
2 鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。
3 鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
4
生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利人斯帕兰赞尼很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是堵塞蝙蝠的双耳后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,帕兰赞尼提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵“看东西”。第一次世界大战结束后,1920年哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。
5 在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感!
6 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,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。
㈩ 动物的自然现象
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。
【发人深省的对比】
人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示。
首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。
仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。
仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。
总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。闪此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。
【仿生学的研究范围】
仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。
◇力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
◇分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;
◇能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;
◇信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。
模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。
某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。
仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。
控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。
最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。
【仿生学的现象】
苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
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,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。
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。
原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。
仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
开放分类:
生物、自然科学、自然、仿生学、学科