奇妙的大自然-第25章
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冲聚焦后再发『射』出去。当超声信号遇到目标时,产生的回波被耳或头部的其他部分接收。
人类受到海豚的启示,对它进行人工训练,能帮助人们寻找和回收*和*,侦察海底潜水艇的踪迹;让海豚发出类似潜艇的声音,来『迷』『惑』敌人,或者让海豚带上*去炸沉潜艇。不仅如此,科学家还模仿海豚制造了一种水下探测器材——声纳。这种仪器发出的声波或超声波在水中传播,在遇到障碍物时发生反『射』,经接收器的作用,在指示器上就得知障碍物的位置;它也可以用来接收水中物体发出的声音,以测定物体的方位,有时也用来进行水中通信;把它安装在舰船上,能在水中搜索、侦察目标,并能准确地测量目标位置,从而使舰船绕过暗礁,安全航行;如果将它安装在渔船上,还能及时地发现鱼群的动向、数量及种类呢。
【小档案】
为了躲避敌人声纳系统的追踪,科学家还为潜艇安装了另一种“外套”,即消声瓦。它一般是橡胶制成的,厚约30毫米,内部是直径3~4毫米的空心。最先为潜艇装上消声瓦的是德国。第二次世界大战期间,德国的潜艇损失惨重,为了减少被对方发现跟踪的概率,潜艇设计专家尝试着给潜艇穿上了一层“外套”,果然有效,以后各个国家纷纷效仿。它的主要作用:一是能吸收对方雷达发出的声纳波,让对方的声纳波只发,不回,敌人的探测雷达就无法发挥作用;二是能够隔离潜艇内部发出的噪声,减少潜艇在航行中的噪声,能够有效地保护自己,不被对方发现;三是能够抑制潜艇的震动,在快速航行时,由于海浪的冲击,潜艇会“情不自禁”地摇晃,有了消声瓦,就可以大大降低潜艇的震动,从而提高航行速度。
第八十九章 海洋里的千里耳——水母与风暴预测仪()
小问号
生活在大海边,或者喜欢吃海产品的,都知道海蜇。其实,它是水母家族中最普通的一员。水母是一种非常低等的腔肠动物,低得让人心生悲悯,感叹造物神的不公:它没有眼睛,没有耳朵,没有手,也没有脚,在我们人类看来,连最基本、最简单的生存条件都不具备。然而,水母在漫长的进化中,学会了很多海洋生物所不具备的本领,甚至人类也望尘莫及:它能打着巨伞在海面上悠然漫游,在狂风巨浪袭来之前的十几个小时安然逃离……这难道不是奇迹?人类对风暴预测常常一筹莫展啊!那么,水母是怎样预测风暴的,对人类有什么启发?
在蓝『色』的海洋上,风暴形成时,空气和海浪相互摩擦会产生次声波,频率为每秒8~13次。这种次声波比风暴和海浪传播得都快,在空气中每小时是1200千米,在水中更快,每小时是6000千米,并且在千里之外也只是稍稍减弱。可见,风暴发出的次声波比风暴更早、更快地来临,只是人耳对频率每秒低于20次的声音听不见而已。
于是,舰船长年累月在大海上航行,经常会遇到狂风暴雨的袭击。如果不能准确地预测风暴的来临,就无法采取有效的保护措施,要是在作战期间遇上了风暴,往往是不战自败,甚至稍有不慎也会被风暴吹得舰沉人亡。因此,不论是军事家,还是航海家,都一直渴望气象部门能有“千里耳”,在风暴没有来临之前就可以预测出来,以便及时防范。
然而,科学家们发现,大海在变脸前,海豚往往先知先明,自动远离海岸,从来不会被风暴掀起的巨浪抛到礁石上摔死,也不会被无情地扔到岸边搁浅。这说明海豚能预知海上风暴的来临。后来,从事海洋捕捞的渔民也发现水母虽然喜欢在海面漫游,而且游得不快,但是也从来不会遭遇风暴的袭击。那么,说明水母也有预测风暴的能力,也有神奇的“千里耳”。对此,海洋生物学家开始关注这一现象。
在海洋生物中,海豚的智慧是人类公认的。可是,与海豚相比,水母无疑是愚笨的,那它为什么能对风暴特别敏感?为什么能在风暴还没有到来之前,就迅速逃之夭夭,根本不会被风浪卷到岸边,更不会在狂风巨浪中仓促逃生,而是早早躲到了安全的深海?科学家在长期的研究中发现,水母虽然没有耳朵,可是在它的触手中间的细柄上有个小球,里面有粒小小的听石,仿佛是水母的“耳朵”。由海浪和空气摩擦而产生的冲击波冲击听石时,就会立即刺激球壁上的神经,然后听觉神经迅速把这一消息传到大脑里。于是,水母提前十几个小时知道了风暴的走向、强弱等,好像接到命令似的,在海边突然神秘消失。
科学家仿照水母听到次声波原理,设计制造了“风暴预测仪”。它是由接受次声波的喇叭、共振器、电压变换器、指示器等组成。这种风暴预测仪安装在军舰或船只的甲板上,喇叭能作360°的旋转,当它接受到频率为20赫以下的次声波时,旋转立即停止,喇叭所指的方向就是风暴来临的方向,指示器上的指针还显示风暴的强弱。风暴预测仪可以提前15个小时预知风暴,为海上运输、作战等提供了极大的方便。
【小档案】
在希腊神话中,女妖美杜莎,头发是一条条缠绕的毒蛇,面孔狰狞,叫做“水母”。这是很有道理的。水母在海里慢慢地漂来泊去,看上去很文弱、温顺,其实它的浮囊下面垂着一条条长长的触手。囊内有种特别的腺,可以发出一氧化碳使它膨胀,为它旅游撑起了一把巨伞。在希腊文中,水母的意思就是“气泡”。当它遇到敌人时,会自动将气放掉,沉下水底,逃之夭夭。如果逃离不了,水母也不是没有抵御办法的,它的触手上有许多带刺螫的细胞,有着毒『液』,小动物被刺螫后会立即死去。即使人被刺螫了,也会遭到致命的打击。中外历史上都有人被水母刺螫而死的先例,有的刚刚逃离大海,便倒在沙滩上昏『迷』不醒,有的虽经抢救也不治而亡。
第九十章 无悲无痛的眼泪——鳄鱼与海水淡化()
小问号
人们的心目中,鳄鱼就是“恶鱼”。一提到鳄鱼,立刻就会想到尖牙利齿、血盆大口以及坚硬的盔甲,时刻准备吃人的可怖神态。事实也正是如此,鳄鱼长这副模样就是为了吃肉,所有的动物包括人都是它的食物,再凶猛的动物见了它也只能主动避让,绝不敢轻易招惹它。然而,它在吞食猎物时,总是流着“悲痛的眼泪”。那么,难道它在吞食猎物时大发慈悲?或者,它的眼泪与内心的情感世界没有关系?
我们知道,海水又苦又涩,含盐量非常高,如果人喝了海水,会越喝越渴,最后甚至渴死。可是,生活在海洋中的鳄鱼却不会有这种危险。这是为什么呢?
我们常说“鳄鱼的眼泪”,与慈悲、痛苦等情感都没有关系,这是它从盐腺中排出的含盐量很高的溶『液』。鳄鱼的盐腺构造很简单:当中有一根管子,向四周辐『射』出几千根细管。这些细管与许多血管交织在一起,它们把血『液』中的多余盐分离析出来,经过当中的那根管子排到身体外面去。盐腺除去海水中的多余盐分,鳄鱼得到的是淡水。这样,盐腺是鳄鱼的天然“海水淡化器”。也就是说,鳄鱼流眼泪的时候是在向体外排盐。
不仅鳄鱼有盐腺,生活在海洋或海边的爬行动物如龟、蛇等也有盐腺。另外,海鸟也有盐腺,它位于眼窝上部,而排出口位于鼻孔内。海鸟不时会从喙上部的鼻孔中排出一个亮晶晶的水滴,摆摆头抖掉。这种水滴就是盐腺排出的含有大量盐分的粘『液』。还有,生活在海水里的鱼,它的鳃里有一种特殊细胞(叫排盐细胞)可以把大量的盐分从血『液』中不间断地提取出来,随同粘『液』以高浓度状态传到鳃腔里,再流出体外。所有这些,都是生物们的天然“海水淡化器”,有了这套特殊装置,生活在海水中就不会因身体摄入过多的盐分而死去。
科学家受鳄鱼、鱼、蛇、海鸟等生物的启示获得灵感,模拟鳄鱼、海鱼等动物的海水淡化技术,正在研制一种体积小、重量轻、效率高的“海水淡化器”,这种仿生海水淡化器,能从根本上解决海水淡化的难题。有朝一日,这种携带方便的小型海水淡化器诞生,从事海洋捕捞或其他生产的人将会迎来新生活。
【小档案】
海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在世界大航海时代,英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。今天,虽然海水淡化的方法有了数百种之多,生产出的淡水也风味各异,但是从经济合算的标准来衡量,仍不尽如人意。1954年,第一个海水淡化工厂在美国诞生,现在仍在得克萨斯的弗里波特运转着。佛罗里达州的基韦斯特市的海水淡化工厂是世界上最大的一个,它供应着城市用水。在西亚盛产石油的国度,往往土地“富得流油”,却打不出一口淡水井。水比油贵的现实,使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年,西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂;在另一个西亚国家科威特,现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区,有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%~90%。目前,海水淡化已遍及全世界125个国家和地区,淡化水大约养活世界5%的人口。
第九十一章 开在礁石上的小花——牡蛎与特种粘合剂()
小问号
牡蛎是一种固着在海滨岩礁上生活的海洋贝类,种类很多,分布在我国沿海的约有20多种。当你去海边游玩时,在海水退『潮』后,你会发现,海边的礁石上总是开满了灰白中带有黑紫『色』斑点的“小花”。这些“小花”就是生活在海洋的甲壳动物牡蛎了。牡蛎牢牢地固定在岩壁上,能经得起狂涛巨浪的猛烈冲击。那么,看上去很不起眼的牡蛎为什么能牢牢地抓住岩石?难道它有一双特殊的手?它与人类开发的特种粘合剂有什么联系?
牡蛎有两个贝壳,壳形不规则,右壳较小,覆盖着身躯,左壳较大、较凹,固着在岩石或其他物体上生长。它既无眼睛,又无耳朵,原本是一位“瞎子”和“聋子”,却有一张覆盖在身体上的白『色』透明的皮肤,叫做“外套膜”。在它的边缘还长着许多柔软的小触手,这就是牡蛎感觉最灵敏的器官,具有强烈的感光『性』能,能为它传递信息,包括敌情等。它紧紧地吸附在岩石上,并不是依靠那些小小的触手,而是因为牡蛎能分泌出一种胶粘物质把贝壳牢固地固着在附着物上,一旦固着后,就永远不再挪动一步。它一生就凭着右壳上下启闭来摄食、呼吸、御敌和繁殖。
生物学家研究发现,在牡蛎成熟的初期,它就会分泌出一种粘『液』。这种粘『液』可以把它终身固定在岩石上或舰船的底部。这种粘『液』是由24种氨基酸和氨基糖组成的,具有很高的抗张强度,若要把它从船壳上除掉,往往会把钢屑也带了下来。
于是,人类模仿牡蛎的粘『液』,制成了一种“特种粘合剂”。它适用在零度到二百零五度的范围内,能使蛋白质固化,从而起到防水作用。同时,这种粘合剂,还具有很高的抗张强度,除了铜和汞以外的金属都可以连接。因此,用它来粘接建筑结构单元,可以说是“超级水泥”。也可以用它来造船和机械制造,甚至航天器。在大海中航行的舰船遇到风浪导致钢板断裂,船体渗水,用这种粘合剂,能在5~10分钟的时间,便可在水下将钢板粘在漏洞和裂缝上,使舰船化险为夷。
这种粘合剂和现在的几百种粘合剂相比,还有一个优点:这就是需要粘合的物体表面,不一定要清洁,也不需要干燥。这一点在医学上也有广泛的应用,眼科医生用它来修补眼睑、眼球,牙科医生用它来填空、封闭和粘接牙齿等。
【小档案】
牡蛎由于比鱼类容易捕获,早在新石器时代,我们的祖先就已经开始采食野生牡蛎了,我国的考古学家从原始人类的遗迹中曾发现牡蛎的贝壳,这就是很好的见证。后来,随着捕捞技术的发展和人类生活的不断进步,人们就像陆地上养蜂、池塘里养鱼一样,在海滩上人工养殖牡蛎了。我国是世界上最早养殖牡蛎的国家,据记载,我国自汉朝以前就开始“『插』竹养蛎”,至今已有两千多年的历史。若一粒外物侵入牡蛎的壳内,牡蛎即分泌一种真珠质将异物层层包起而形成珍珠。食用牡蛎产生的珍珠不光泽,价值不高。只有少数东方的种类,特别是波斯湾的珠母贝所产的珍珠质量最高。现在,用手工方法将小粒珍珠植入珠母贝内,便在其周围形成养殖的珍珠,这就是人工珍珠养殖。目前,日本、澳大利亚等国家的沿岸水域都有人工养珠场。
第九十二章 风里浪里把花开——珊瑚与前列腺素()
小问号
一曲《珊瑚颂》甜美动听,脍炙人口,至今为人们传唱:“一树红花照碧海,一团火焰出水来,珊瑚树红春常在,风里浪里把花开。哎!云来遮,雾来盖,云里雾里放光彩。风吹来,浪打来,风吹浪打花常开。”嘿,珊瑚被写得多美、多『迷』人!那么,珊瑚是一种什么样的生物,是植物,还是动物?对人类的医学研究有什么特殊贡献?
珊瑚,通常包括软珊瑚、柳珊瑚、红珊瑚、石珊瑚、角珊瑚、水螅珊瑚、苍珊瑚和笙珊瑚等,是一种海生圆筒状腔肠动物,名叫“珊瑚虫”。它体态优雅,就像一棵五彩缤纷、枝丫丛丛的花树。有人把它作为装饰物,也有人把它当作植物去观赏。所以,生活在大海边的人常常把它称作是美丽的“珊瑚花”。
其实,珊瑚不仅可以作为观赏品,还有其他一些让我们想不到的医学妙用呢!
不久前,墨西哥大学教授德拉摩拉,对一种黑珊瑚进行研究后发现,珊瑚这种低等的腔肠动物体内,居然含有一种“神『药』”——前列腺素。这个发现在全球生物界立即产生了极大的轰动,因为人们一直认为,前列腺素是只有高等动物