探索自然奧秘

【讀練導(dǎo)引】

這個(gè)世界上有沒有“光合動(dòng)物”？未來(lái)的人們能否依賴無(wú)需進(jìn)食的“光合動(dòng)物”而緩解食物短缺？人們由昆蟲的復(fù)眼得到怎樣的啟示？導(dǎo)航系統(tǒng)又是如何產(chǎn)生的？自然界中有太多問題等著我們?nèi)ふ掖鸢?。今天就讓我們一起去探索自然的奧秘。

【閱讀選文一】

神奇的“光合動(dòng)物”

□張唯誠(chéng)

這個(gè)想法聽起來(lái)很可笑，大自然卻并不覺得有什么不可以，因?yàn)樗呀?jīng)向我們提供了一些有趣的“范本”——依賴陽(yáng)光而生存的“光合動(dòng)物”。這些動(dòng)物用光合作用獲取“食物”，其中，有為人們所熟悉的熱帶珊瑚、海綿、?？?、海鞘、水螅以及一些雙殼類動(dòng)物，這些動(dòng)物都能部分地從太陽(yáng)那里獲取能量。

“光合動(dòng)物”的外表和行為是不是很像植物呢？其實(shí)并非如此。很多“光合動(dòng)物”是行動(dòng)自如的，例如“光合”扁形蟲，它們的身長(zhǎng)可超過(guò)15毫米，在很多地方都大量存在；再比如倒立水母和海蛞蝓，它們也依賴陽(yáng)光獲得能量。

科學(xué)家們很早就發(fā)現(xiàn)有些兩棲動(dòng)物卵的黏稠物質(zhì)上生長(zhǎng)著一些藻類，這些藻以兩棲動(dòng)物胚胎的廢棄物為食物，又為這些胚胎提供氧氣，藻和胚胎在這里相互受益，形成了一種完美的“雙贏”局面?，F(xiàn)在，人們又發(fā)現(xiàn)一種螈走得更遠(yuǎn)。雌性的斑點(diǎn)真螈將藻細(xì)胞儲(chǔ)存在它們的輸卵管里，有些還附著在卵上；更不可思議的是，這些藻并不是僅僅在卵外生長(zhǎng)，還進(jìn)入蠑螈正在發(fā)展著的胚胎細(xì)胞中，貪婪地吸取藻細(xì)胞上的糖和氧。

科學(xué)家們還沒有肯定蠑螈胚胎是從藻上獲取食物，看上去成年的蠑螈也不大可能從藻那里“討生活”，它們整天待在苔蘚和石塊下，皮膚也很黑，不大容易被陽(yáng)光穿透。不過(guò)這種現(xiàn)象畢竟顯示，“光合”過(guò)程出現(xiàn)在了一種脊椎動(dòng)物身上，盡管這個(gè)過(guò)程可能僅僅只占整個(gè)生命周期的一個(gè)短小部分。

由此看來(lái)，動(dòng)物們似乎并不是不懂得“光合作用”，但是，它們?yōu)槭裁床幌裰参锬菢酉矚g這種生活方式呢？有些科學(xué)家說(shuō)，對(duì)于大多數(shù)動(dòng)物來(lái)說(shuō)，“光合作用”不

是一個(gè)劃算的“買賣”，付出超出了所得，對(duì)于這種吃力不討好的事，進(jìn)化是不會(huì)認(rèn)可的。但是，也有一些科學(xué)家持不同的看法。

可以肯定的是，一些“光合動(dòng)物”已經(jīng)適應(yīng)了待在陽(yáng)光下的生活方式，其中的一些，例如，水螅和水母甚至為了接受陽(yáng)光進(jìn)化出了半透明的身體；還有海葵、珊瑚等進(jìn)化出了類似植物的枝狀結(jié)構(gòu)；扁形蟲、海蛞蝓也有了扁平的形狀，像樹葉一樣可以集中吸收陽(yáng)光。這些都是為了最大限度地接收陽(yáng)光，并從陽(yáng)光中得到能量。但是，動(dòng)物的光合作用面臨著很多障礙，例如，即使成年的斑點(diǎn)真螈能用光合作用從陽(yáng)光中獲得一些能量，它們由此而承載的風(fēng)險(xiǎn)也是不容忽視的，這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)就是它們白天必須暴露在陽(yáng)光下，這是一種在生存競(jìng)爭(zhēng)中得不償失的行為，所以進(jìn)化不會(huì)讓它走得更遠(yuǎn)。

即便如此，光合作用依然在動(dòng)物中有限地存在著，海天牛整天把身子埋在沙中，它們的光合細(xì)胞存在于皮下，它們的身體也不是枝狀和扁平的，但是，它們還是從光合作用中得到了益處。

（選自《讀覽天下》2011年9月1日，有刪改）

鑒賞品讀

光合作用適用于植物，但適用于動(dòng)物嗎？讀完本文，你會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)：原來(lái)，一些水生物也能利用陽(yáng)光的輻射，獲取自身所需要的能量。但是，動(dòng)物的“光合作用”存在一定的障礙，如果長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光下，反而變得危險(xiǎn)起來(lái)。

閱讀思考

1.能進(jìn)行光合作用的“動(dòng)物”具體指哪一類？請(qǐng)舉例說(shuō)明。

2.文中畫線句子運(yùn)用了什么說(shuō)明方法？有何作用？

3.作者為什么說(shuō)動(dòng)物的“光合作用”不是一個(gè)劃算的“買賣”？

【閱讀選文二】

昆蟲的感官仿生

□冉 浩

昆蟲是生命演化歷史上種類最為繁多的動(dòng)物類群，它們遍布除南極洲以外的各個(gè)大陸，它們的總重量超過(guò)了其他所有動(dòng)物（包括人類）的總和。它們是陸地的霸主，具有改變地球面貌的力量。如此興盛的生物類群，成為人類的老師，而人類也正在追隨昆蟲演化的腳步，不斷完善著自身的科技和產(chǎn)生新的發(fā)明。下面，就來(lái)說(shuō)一說(shuō)昆蟲的感官仿生吧。

復(fù)眼是昆蟲最重要的視覺器官，它由多個(gè)小眼組成。小眼呈正六邊形，邊緣重疊組成正六邊形陣列。每一個(gè)小眼的視野都很小，很多小眼組成的復(fù)眼其視野就很大了。①一些昆蟲的水平視野可以達(dá)到240度、垂直視野可達(dá)360度，人的視野范圍只有180度。②昆蟲的復(fù)眼對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體很敏感，以蜜蜂為例，其對(duì)突然出現(xiàn)的物體反應(yīng)時(shí)間為0.01秒，人卻需要0.05秒。

這種復(fù)眼系統(tǒng)對(duì)于測(cè)量距離和估算運(yùn)動(dòng)速度具有良好的能力。由于昆蟲的視覺系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以發(fā)揮出卓越的性能，因此，也就成為了現(xiàn)代飛行設(shè)備的重要仿生對(duì)象。早在1980年，美國(guó)科學(xué)家就試圖將昆蟲復(fù)眼的原理應(yīng)用于空對(duì)地導(dǎo)彈的制導(dǎo)研究并制成了工程模型?，F(xiàn)在，人們則傾向于將其作為機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)，以提高機(jī)器人的自主功能水平?；趶?fù)眼原理的各種測(cè)速和測(cè)距儀也已開始應(yīng)用。不僅如此，人們還研制出了一次能拍攝1329張高清照片的蠅眼照相機(jī)，廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)學(xué)、航天等領(lǐng)域。

昆蟲的觸角是嗅覺器官，還能起到味覺和聽覺的作用。在昆蟲的觸角上有很多毛狀感受器，它們可以感受到環(huán)境的刺激，并將這些刺激轉(zhuǎn)化成神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)到腦。③以蜜蜂為例，其觸角上的嗅覺感受器就多達(dá)3000~30000個(gè)，而一些蛾子則更多，它們甚至能對(duì)周圍幾個(gè)氣體分子做出反應(yīng)。再如，雄蚊通過(guò)雌蚊飛行聲音的頻率尋找配偶，即使相隔數(shù)十米，周圍噪聲如雷，它依然可以準(zhǔn)確找到目標(biāo)。這種靈敏度和抗干擾力讓人嘆為觀止。目前，仿生學(xué)在這方面已經(jīng)取得一些成績(jī)，比如，仿蒼蠅嗅覺器制成的靈敏度很高的氣體分析儀，已被用于分析宇宙飛船座艙中的氣體成分。此外，各種類似原理的嗅敏儀也在礦井瓦斯監(jiān)測(cè)和火警報(bào)警中得以應(yīng)用。

（選自《百科知識(shí)》2011年第23期，有刪改）

鑒賞品讀

昆蟲是人類的伙伴，不僅給大自然增添了繽紛色彩，還給人們帶來(lái)許多啟示。人們利用昆蟲的生理機(jī)能，研發(fā)出相關(guān)的科技產(chǎn)品，推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展。本文重點(diǎn)介紹昆蟲的“感官仿生”，為科學(xué)研究提供了佐證。

閱讀思考

1.文中有三處使用了列數(shù)字的說(shuō)明方法，分別說(shuō)一說(shuō)它們的好處。

2.本文主要圍繞哪兩個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明？采用了什么說(shuō)明順序？

3.請(qǐng)聯(lián)系實(shí)際，舉一個(gè)與“昆蟲感官仿生”有關(guān)的例子。