昆蟲留給人類的啟示

開心問答

螢火蟲不斷地多次發(fā)光的能量是從何而來的？

昆蟲飛行帶給我們的啟示

在空氣動力學當中，有一種物理現(xiàn)象叫做“顫振”，這是飛行中的一種有害的振動。當飛機飛得太快時，機翼就會產生這種現(xiàn)象，嚴重時甚至會造成機毀人亡。但是某些會飛的昆蟲卻早已解決了這個問題。蜻蜓翅膀末端的前緣有一塊深色加厚的色素斑，好像一塊黑痣（昆蟲學上叫翅痣），這就是蜻蜓用來克服飛行時產生“顫振”的裝置。如果我們把這塊黑痣切除后再放飛，就會看到它飛得蕩來蕩去，沒有原先那樣平穩(wěn)了。人們發(fā)現(xiàn)了蜻蜓的這個秘密以后，就把它借用到飛機上，在飛機兩翼末端的前緣，制成一塊加厚區(qū)，或者加上“配重”裝置，這樣就消除了有害的“顫振”現(xiàn)象。

在科技現(xiàn)代化的時代，要逐步提高人類的航空技術，昆蟲對于我們也有更進一步的啟發(fā)。研究仿生學的科學家們已經把它列為重要的課題了。會飛的昆蟲如蜜蜂、黃蜂、蚊子、蒼蠅等會巧妙的飛行，它們可以向上飛，可以垂直下降，可以定懸空中，也可以突然側飛或者回頭飛行，其靈活程度是目前任何飛機都做不到的。蝴蝶和蛾子在飛行時還能在翅膀表面產生一種波來增加推力和升力，或者促使身體繞著一根軸線翻轉。很顯然，研究昆蟲飛行的這些特點，弄清它們的原理，對于改進人類的航空技術是非常有好處的。

昆蟲的翅膀很單薄。例如蜻蜓的翅膀薄得像葦膜兒，它的長度只有5．1毫米，面積只有4．6平方厘米，重量只有0．005克。如此單薄的翅膀，卻擁有足夠的強度和剛度，它每秒鐘可以煽動16到40次，使飛行速度達到每秒鐘18～20米。真是超輕結構飛行的奇跡！這難道不值得工程師們悉心地研究嗎？

蠅眼照相機的由來

昆蟲的復眼是由千萬個小眼組成的，由于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。人們仿效蒼蠅腹眼中小眼的蜂窩型結構制成了用于科研的“蠅眼照相機”，一次就能拍攝1329張照片，其分辨率達4千條線。

日光燈的工作原理

夏日的晚上，在樹林里、草原上、花園里或小溪旁你會看到螢火蟲像一盞盞小燈籠似的在眼前飛來飛去，你這時肯定會高興的叫起來，“??！螢火蟲！”

螢火蟲怎樣發(fā)光？發(fā)光的用意是什么？這些恐怕都是少年朋友們最為感興趣的問題。

螢火蟲的發(fā)光器官，生長在腹部的第6節(jié)和第7節(jié)之間；從外表看只是銀灰色的透明薄膜，如果把這層薄膜揭開在放大鏡下觀察，便可見到數(shù)以千計的發(fā)光細胞，再下面是反光層，在發(fā)光細胞周圍密布著小氣管和密密麻麻的纖細神經分支。發(fā)光細胞中的主要物質是熒光素和熒光酶。當螢火蟲開始活動時，呼吸加快，體內吸進大量氧氣，氧氣通過小氣管進入發(fā)光細胞，熒光素在細胞內與起著催化劑作用的熒光酶互相作用時，熒光素就會活化，產生生物氧化反應，導致螢火蟲的腹下發(fā)出碧瑩瑩的光亮來。又由于螢火蟲不同的呼吸節(jié)律，便形成時明時暗的“閃光信號”。

螢火蟲體內的熒光素并不是用之不竭的，那么它們不斷地多次發(fā)光，能量又是從何而來的呢？

原來能量來自三磷酸腺苷（簡稱ATP），它是一切生物體內供應能源的物質。螢火蟲體內有了這種能源，不但能不間斷地發(fā)光，而且亮度也較強。只有發(fā)光結構還不能發(fā)光，還要有腦神經系統(tǒng)調節(jié)支配。如果做個實驗，將螢火蟲的頭部切除，那么發(fā)光的機制也就失去了作用。

螢火蟲發(fā)光的效率非常高，幾乎能將化學能全部轉化為可見光，是現(xiàn)代電光源效率的幾倍到幾十倍。由于光源來自于體內的化學物質，因此，螢火蟲發(fā)出來的光雖亮但沒有熱量，人們稱這種光為“冷光”。由于螢火蟲的光不帶輻射熱，所以物理學家們認為這是非常理想的燈光，因一般東西發(fā)光時，同時也要發(fā)熱，如同點著了的蠟燭。又如電燈開亮后燈泡也熱得發(fā)燙。然而人們并不需要燈光發(fā)熱，假使能創(chuàng)造出像螢火蟲一樣不發(fā)熱的光來那將是非常理想的。后來，人們模擬了螢火蟲發(fā)光的原理創(chuàng)造出日光燈（熒光燈）來，基本上達到了這種要求。

觸角的功能

令人討厭的蒼蠅和宏偉的航天事業(yè)，兩者聽起來似乎是風馬牛不相及，但科學家注意到聲名狼藉的“逐臭之夫”蒼蠅有著驚人的嗅覺。它們能在非常遠的地方發(fā)現(xiàn)微乎其微的氣味。蒼蠅的嗅覺感受器分布在觸角上，每個感受器是一個小腔，它與外界相通，含有感覺神經元的嗅覺桿突入其中。由于每個小腔內都有上百個神經元，所以這種感受器非常靈敏。用各種化學物質的蒸氣刺激蒼蠅的觸角，從頭部神經節(jié)引導生物電位時，可記錄到不同氣味的物質產生的電信號，并能測量出神經脈沖的振幅和頻率。認識了蒼蠅嗅覺器官的奧秘之后，科學家們得到了啟發(fā)，他們利用蒼蠅嗅覺靈敏、快速的特性，仿制成了十分靈敏的小型氣體分析儀。這種儀器現(xiàn)已經裝置在航天飛船的座艙內，正為揭示宇宙的奧秘而工作。小型氣體分析儀也可用來測量潛水艇和礦井里的有毒氣體，以便及時發(fā)出警報。蒼蠅嗅覺器官的功能原理，還可以用來改進計算機的輸入裝置，以及應用在氣體色層分折中。

答：螢火蟲發(fā)光的能量來自三磷酸腺苷（簡稱ATP），它是一切生物體內供應能源的物質。