中小学生课堂故事博览_发明物中来—生物仿生的故事.pdf

发明物中来 从蛛丝说开去 小小诸葛亮，独坐中军帐， 布下八卦阵，捉住飞来将。 稍有一些常识的人，一定不难猜出这则谜语的谜底是蜘蛛。蜘蛛排丝张 网捕虫，几乎是家喻户晓的事。但是，蜘蛛是怎样排丝结网的，知道的人就 不多了。除了营游猎生活的蜘蛛外，大多数的蜘蛛都会结网，不同的蜘蛛结 不同形状的网。圆蛛在江南是一种常见的蜘蛛，体型较大，全身灰黑色，常 常在庭园楼阁、树木之间、屋角檐下，张结巨型的车辐状网。这种网是蜘蛛 网中最精巧的一种，网的半径一般可达50厘米，有的网横挂空间，跨越小溪。 有人测量过一只圆蛛网，从网的一端到另一端的距离竟达7米左右，网的结 构主要由若干条辐射线和围绕其间的环绕线构成，网上尚有数条白色波状 带，起着加强网的作用。蜘蛛结网时，先选好地点，然后爬到高处，抽出蛛 丝任其随风飘荡，当蛛丝飘至彼处粘附在某点时，蜘蛛就以此为基础先结外 围网架线，然后拉丝结幅射线，圆蛛的网辐射线通常为25根左右。而横带黄 金蛛一般为45根左右，多的可达60余根，辐射线结好后，蜘蛛从网中心向 外结螺旋线，最后再由外向内结环绕线，直至网的结成。 蜘蛛能抽丝结网，是因为蜘蛛腹腔内含有一些腺体，叫作丝腺。目前已 知有8种丝腺，但是，一种蜘蛛只具有其中的数种，如圆蛛有梨状泡腺、圆 管腺、前壶腹腺、后壶腹腺和凝结腺5种丝腺。网架线的丝是由前壶腹腺分 泌而来，由梨状腺分泌胶液粘附网架线。在蜘蛛的近腹部末端气门后方有 3 对纺绩器，前纺绩器上有一个呈瓶塞状的巨纺绩管和约180个小纺绩管；中 纺绩器具有6个巨纺绩管，没有小纺绩管；后纺绩器有5个巨纺绩管和 180 个小纺绩管。丝腺分泌一种骨蛋白通过纺绩器上的许多微小的纺绩管排出体 外，在空气中凝结，再经过蜘蛛的步足梳理成的细丝就是蛛丝。蛛丝比蚕丝 还要纤细得多，粘性很好，韧性极大，弹性很强。如此纤细的蛛丝可以吊着 蜘蛛升降自如，随风飘荡，有时蜘蛛抽出一条很长的游丝可随风飘移到离陆 地好几百公里的海面上而不折断。蛛丝的这种优异性能，引起了仿生学家的 极大兴趣。美国军事研究部门将蛛丝和目前作防弹衣的纤维B作比较试验， 结果证明蛛丝在延伸到15％的长度时才折断，而纤维B当延伸到4％的长度 时就被折断了，也就是说用蛛丝做的防弹衣的防弹性能要比用纤维B做的防 弹衣强得多。 蛛丝还有一种可贵的性能是它的 “玻璃化转变温度”比一般的聚合物的 “玻璃化转变温度”低得多，蛛丝在-50℃时才会变脆，这表明用蛛丝编结的 救生绳索即使在冰点温度下仍然具有弹性，并说明它能承受突然而来的重物 冲击，一只疾飞的蛾突然碰撞到蜘蛛网上，马上会被粘住，网并没有被撞破。 蛛丝的纤细，早被人们用于测微器或光学仪器的刻度与划线。由于蛛丝 产量不高，不易多得，价格昂贵，因此尚不能像蚕丝那样被用作大规模纺织 工业生产。但是，人们是不会甘心轻易放弃利用蛛丝的，世界很多国家都在 开展对蜘蛛的研究。美国马萨诸塞州研究中心已能用精巧的纺锤设备成功地 从一种来自巴拿马的大蜘蛛腹内抽出蛛丝，每次可抽取蛛丝3～5毫克，每股 蛛丝可达300余米长。抽过丝的蜘蛛第二天又可照样抽丝。这就不禁使人想 到，既然人们能培育出产乳量高；质量好的乳牛和产丝量高；质量好的家蚕， 为什么不能像培育乳牛和家蚕那样去人工培育蜘蛛，使其蛛丝的产量和质量 都得到大大地提高呢。 美国科学家正在通过对蜘蛛的研究，去了解蛛丝蛋白质的化学性质、结 构单元和它们转化成晶体聚合物以及形成蛛丝的过程，以便能用仿生学的手 段制造出人造蛛丝。 蜘蛛在我国被称为五毒之一。它的头胸部有6对附肢，第一、第二对为 头部的附肢，第一对叫螯肢，其端部的螯钳尖利，用以刺杀粘在网内的小昆 虫，螯肢近末端处有一毒腺开孔，毒液从这里注入被刺动物的体内，使猎物 逐渐麻醉。人们发现被注入蜘蛛毒液的昆虫在两三周内只是不能动弹，而正 常的新陈代谢仍在继续进行，这就给人一种启示，如果能将蜘蛛毒液制成麻 醉剂，可能会是一种理想的新型麻醉剂，它具有操作简单和麻醉时间长的优 点。英国利物浦大学有机化学系的约翰斯通教授成功地从蜘蛛毒液中分离出 一种毒素，这就为弄清蜘蛛毒素的分子结构和研制新型蜘蛛麻醉剂打下了良 好的基础。我国早就利用蜘蛛治病，据李时珍 《本草纲目》记载，用蜘蛛可 医治的疾病就有数十种，例如用蜘蛛代替奎宁医治疟疾。 动物是如何适应咸水的 电影 《上甘岭》中有一组令人动容的镜头，坑道中的中国人民志愿军战 士已两天