昆虫留给人类的启示

昆虫留给人类的启示

开心问答

萤火虫不断地多次发光的能量是从何而来的？

昆虫飞行带给我们的启示

在空气动力学当中，有一种物理现象叫做“颤振”，这是飞行中的一种有害的振动。当飞机飞得太快时，机翼就会产生这种现象，严重时甚至会造成机毁人亡。但是某些会飞的昆虫却早已解决了这个问题。蜻蜓翅膀末端的前缘有一块深色加厚的色素斑，好像一块黑痣（昆虫学上叫翅痣），这就是蜻蜓用来克服飞行时产生“颤振”的装置。如果我们把这块黑痣切除后再放飞，就会看到它飞得荡来荡去，没有原先那样平稳了。人们发现了蜻蜓的这个秘密以后，就把它借用到飞机上，在飞机两翼末端的前缘，制成一块加厚区，或者加上“配重”装置，这样就消除了有害的“颤振”现象。

在科技现代化的时代，要逐步提高人类的航空技术，昆虫对于我们也有更进一步的启发。研究仿生学的科学家们已经把它列为重要的课题了。会飞的昆虫如蜜蜂、黄蜂、蚊子、苍蝇等会巧妙的飞行，它们可以向上飞，可以垂直下降，可以定悬空中，也可以突然侧飞或者回头飞行，其灵活程度是目前任何飞机都做不到的。蝴蝶和蛾子在飞行时还能在翅膀表面产生一种波来增加推力和升力，或者促使身体绕着一根轴线翻转。很显然，研究昆虫飞行的这些特点，弄清它们的原理，对于改进人类的航空技术是非常有好处的。

昆虫的翅膀很单薄。例如蜻蜓的翅膀薄得像苇膜儿，它的长度只有5．1毫米，面积只有4．6平方厘米，重量只有0．005克。如此单薄的翅膀，却拥有足够的强度和刚度，它每秒钟可以煽动16到40次，使飞行速度达到每秒钟18～20米。真是超轻结构飞行的奇迹！这难道不值得工程师们悉心地研究吗？

蝇眼照相机的由来

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。人们仿效苍蝇腹眼中小眼的蜂窝型结构制成了用于科研的“蝇眼照相机”，一次就能拍摄1329张照片，其分辨率达4千条线。

日光灯的工作原理

夏日的晚上，在树林里、草原上、花园里或小溪旁你会看到萤火虫像一盏盏小灯笼似的在眼前飞来飞去，你这时肯定会高兴的叫起来，“啊！萤火虫！”

萤火虫怎样发光？发光的用意是什么？这些恐怕都是少年朋友们最为感兴趣的问题。

萤火虫的发光器官，生长在腹部的第6节和第7节之间；从外表看只是银灰色的透明薄膜，如果把这层薄膜揭开在放大镜下观察，便可见到数以千计的发光细胞，再下面是反光层，在发光细胞周围密布着小气管和密密麻麻的纤细神经分支。发光细胞中的主要物质是荧光素和荧光酶。当萤火虫开始活动时，呼吸加快，体内吸进大量氧气，氧气通过小气管进入发光细胞，荧光素在细胞内与起着催化剂作用的荧光酶互相作用时，荧光素就会活化，产生生物氧化反应，导致萤火虫的腹下发出碧莹莹的光亮来。又由于萤火虫不同的呼吸节律，便形成时明时暗的“闪光信号”。

萤火虫体内的荧光素并不是用之不竭的，那么它们不断地多次发光，能量又是从何而来的呢？

原来能量来自三磷酸腺苷（简称ATP），它是一切生物体内供应能源的物质。萤火虫体内有了这种能源，不但能不间断地发光，而且亮度也较强。只有发光结构还不能发光，还要有脑神经系统调节支配。如果做个实验，将萤火虫的头部切除，那么发光的机制也就失去了作用。

萤火虫发光的效率非常高，几乎能将化学能全部转化为可见光，是现代电光源效率的几倍到几十倍。由于光源来自于体内的化学物质，因此，萤火虫发出来的光虽亮但没有热量，人们称这种光为“冷光”。由于萤火虫的光不带辐射热，所以物理学家们认为这是非常理想的灯光，因一般东西发光时，同时也要发热，如同点着了的蜡烛。又如电灯开亮后灯泡也热得发烫。然而人们并不需要灯光发热，假使能创造出像萤火虫一样不发热的光来那将是非常理想的。后来，人们模拟了萤火虫发光的原理创造出日光灯（荧光灯）来，基本上达到了这种要求。

触角的功能

令人讨厌的苍蝇和宏伟的航天事业，两者听起来似乎是风马牛不相及，但科学家注意到声名狼藉的“逐臭之夫”苍蝇有着惊人的嗅觉。它们能在非常远的地方发现微乎其微的气味。苍蝇的嗅觉感受器分布在触角上，每个感受器是一个小腔，它与外界相通，含有感觉神经元的嗅觉杆突入其中。由于每个小腔内都有上百个神经元，所以这种感受器非常灵敏。用各种化学物质的蒸气刺激苍蝇的触角，从头部神经节引导生物电位时，可记录到不同气味的物质产生的电信号，并能测量出神经脉冲的振幅和频率。认识了苍蝇嗅觉器官的奥秘之后，科学家们得到了启发，他们利用苍蝇嗅觉灵敏、快速的特性，仿制成了十分灵敏的小型气体分析仪。这种仪器现已经装置在航天飞船的座舱内，正为揭示宇宙的奥秘而工作。小型气体分析仪也可用来测量潜水艇和矿井里的有毒气体，以便及时发出警报。苍蝇嗅觉器官的功能原理，还可以用来改进计算机的输入装置，以及应用在气体色层分折中。

答：萤火虫发光的能量来自三磷酸腺苷（简称ATP），它是一切生物体内供应能源的物质。