神奇的海洋仿生學

廣闊無垠的大海孕育了豐富多彩的海洋生物，它們早在人類誕生之前就生活在那里。漫長的進化過程賦予了它們五花八門、各不相同的求生本領，其獨特的習性和功能也極大地啟示著人們深入探索它們的奧秘，從而在許多方面改變和正在改變著人類的文明生活。

海洋仿生學是海洋生物學與技術工程科學之間的邊緣學科，是20世紀60年代才興起的一門極其重要的學科。它通過研究某些生物的構造原理和機能，在工程技術上加以模仿，進而得到應用。

實際上，早在遠古時代，人們就已懂得模仿生物了。舟船、舵和槳，就是古人依照魚的形狀以及魚尾、魚鰭發明出來的；就連人們的游泳技術也是向海洋生物學來的，至今人們不是還使用“蛙泳”、“豚泳”嗎？當然這還只是簡單的模仿學，算不上是仿生學的研究。只有今天，在科學技術高度發展的時代，我們才有可能真正掌握生物的“秘方”，進而變為發展新科技的“良策”。

生物的奇功與人類的仿生

劍魚與超音速飛機

人人都知道，劍魚有著標準的流線型身體，它頭上長著長而尖的上頜，如同一柄鋒利的寶劍，能沖破水流的阻力，使其快速游泳，而強壯的尾巴則提供了強大的推動力。受劍魚長長的頜劍的啟發，科學家們在飛機的前方安裝了一根長“針”，這根長針沖破了飛行中產生的“音障”，于是，超音速飛機誕生了。

水母與風景報警儀

大部分水母都具備一套預測風暴的本領。因為在狂風怒吼、海浪咆哮之前，大海中會產生一種次聲波，傳播速度比風浪快。人的耳朵是聽不見次聲波的，但是水母體內的特殊感受器卻能感覺得到。這時，水母便會迅速遠離海岸，以免被風浪卷到岸上。根據水母接收低聲波的機制，人們制造出了一種風暴警報儀，能提前15個小時預測出來自某一方向的風暴。

鱟與電視、雷達系統

海底動物中，有一種相貌丑陋的甲殼動物，叫“鱟”。自4億年前誕生后，至今仍模樣不變，被稱為活化石。科學家們經研究發現，鱟的血液是藍色的，富含銅離子，一遇細菌，血液就會凝固。于是，人們將它提取出來，做成“鱟制劑”，用來檢測血液中的細菌，為人類的醫療和食品生產帶來了很大的方便。另外，鱟的復眼還有一種側抑制現象，能使物體圖像更加清晰。人們將它應用于電視和雷達系統，大大提高了電視成像的清晰度和雷達的顯示靈敏度。

魚與潛艇、魚雷

你知道魚兒是怎樣在水中上升和下沉的嗎？大多數魚類體內有一種調節身體比重的器官，叫鰾。當魚排出魚鰾內的氣體時，魚便下沉；當充入氣體時，魚就浮起。根據這一原理，人們制造了潛水艇，它的人造“魚鰾”便是艙兩側的水艙。于是，現代化的水下武器出現了。另外，鯊魚不僅具有近乎完美的流線型體形，它的皮膚上還長著許多齒狀的突起。這些突起構成銳利的鱗片，像一把把刀子一樣破開水流，減少在水中的阻力，達到快速游泳的目的。而海豚的身體真皮內具有海綿狀的突起，突起之間充滿流動的液體，所以難以產生阻礙運動的渦流，從而可以快速前進。根據這樣的原理，科學家們給水下潛艇及魚雷穿上了一層類似鯊魚和海豚結構的衣服，提高了潛艇和魚雷的速度。

鯨與聲響系統

科學家們發現，鯨聯絡同伴、尋找獵物不是通過眼睛而是通過回聲定位法。它從鼻下產生聲波，在海中遇到障礙物后再返回耳朵。因而，不論是清澈的深海，還是渾濁的淺海，鯨都可以準確無誤地確定位置，獲得獵物。科學家們認為，鯨的回聲定位法所產生的圖像，遠比人類醫學上最現代化的超聲波掃描儀的圖像更清晰。受此機理的啟示，人類發明了聲吶系統，安裝在艦艇和潛艇上，在海上作戰時廣泛使用。

企鵝與極地越野汽車

人類在陸地的交通工具，除了最新式的氣墊車和磁懸浮列車以外，其他各種車輛都離不開一個關鍵部件——輪子。在疏松的雪地和沙漠地帶，因為摩擦力太小，車輪只能不停地空轉，車輛很難前進。

可是，在終年漫天冰雪的南極，常常可見蹣跚而行的企鵝，它們在緊急情況下卻能以30千米/小時的速度在雪地上飛馳。企鵝之所以能快速滑行，是因為它有一套特殊的運動方式：它把肚皮貼在雪地上，并快速蹬動雙腳。人們由此得到啟示，制成了一種極地越野汽車。它用寬闊的底部貼在雪地上，用轉動的輪勺扒雪前進，每小時的速度可達50千米。這種汽車還可以在泥濘地帶快速行駛。

電魚與伏特電池

自然界中有許多生物都能產生電，僅僅魚類就有500余種，人們將其統稱為“電魚”。電魚放電的奧秘究竟在哪里？經過對電魚的解剖研究，發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器官是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。電魚這種非凡的本領引起了人們極大的興趣。19世紀初，意大利物理學家伏特，以電魚發電器官為模型，設計出了世界上最早的伏特電池，稱之為“人造電器官”。

未解之謎與未來的仿生之路

以上都是人類經過對海洋動物的研究之后，模仿其生理結構獲得的成果。而在海洋動物中，還有許許多多未解之謎等待著我們去探索和利用。

魚類可以依靠魚鰓上的微血管攝取溶解在水中的氧氣，同時把體內的廢氣——二氧化碳排出。而人類卻只能用肺呼吸空氣中的氧氣，無法在水中生存。或許有一天，人們發明了人造鰓，能像魚一樣吸取水中的氧氣，開啟水下生活的新篇章。

我們知道，地球上有大量的海水，而淡水資源奇缺。由于缺水，地球沙漠化嚴重。而利用海水提取淡水的費用高卻效率低。其實，大多數硬骨魚類都有很強的排鹽能力，因為在魚的鰓片上有一器官，它像一個淡化車間，其淡化效率之高是世界上最先進的海水淡化器也望塵莫及的。假如我們能了解這一機理，不就可以用化學方法進行低成本海水淡化了嗎？

比目魚能分泌出一種乳白色的劇毒液體。一份比目魚毒液，用5000份水稀釋，就足以毒死周圍的海星等小動物。當大鯊魚進攻時，比目魚放出毒液，使大鯊魚麻痹，張開大口不能合攏。假如人們經過研究，合成了這種毒素，就可以利用這種化學武器來保護自己。

北極熊的毛發細密，在顯微鏡下看是一個個中空的透明管，每個管可以吸收來自太陽的光能，阻止內部熱量的散失。而毛發下黑色的皮膚又可以將穿過毛發的光能吸收至體內。因而，即使在-40℃的北極，北極熊還常常因為“大衣”太熱而臥在冰上乘涼。假如人們制作出這樣的衣服，不是可以很好地御寒嗎？

有些動物有很強的再生本領，如海參、海星、海蟹等。如果把它們的肢體切斷，它們便藏在巖縫中，不用多久，就會長出完整的肢體。假如人們能揭開再生本領的謎底，研制出再生肢體，那將是生物學界的一大飛躍。

今天聽我們講故事的孩子們，未來或許就是相關領域的科學家和創造者，許許多多的新研究、新科技將在你們的手中誕生。到那時，可以想象，人們嘴上套著人造腮，直接吸收水里的氧氣；眼睛上戴著根據鯨、海豚的回聲定位原理發明的微型超聲波探測儀，直接在眼前呈現出清晰的立體彩色圖像：身上穿著用于絕熱的橡膠衣裳：隨身裝著小型海水艙以充入或排出海水、自由升降：手里握著根據劇毒魚類生理機能發明的化學武器以抵御大魚和海獸的襲擊；并攜有一臺小型微機和發聲裝置，隨時利用它們與海洋魚類和海獸交流對話……該是多么神奇而美好的景象。我們甚至可以更大膽地設想，人們直接在海洋中生活，調遣著整個水下生命的覓食、繁殖、養殖和捕撈，進行海洋“牧場”的放牧工作，為人類未來的生活創造越來越多的機遇……