仿生學教學課件

仿生學

仿生學（Bionics）這個名詞來源于希臘文“Bion”，其含意是生

命的單位，并不是大家所想象的那樣認為仿生學就是把生物學和電子

學兩門學科合并起來。事實上，仿生學的研究涉及到其它許多學科。

具體地講，仿生學主要是觀察，研究和模擬自然界生物各種各樣的特

異本領，諸如生物本身特殊的結構，各種器官的功能，體內(nèi)物理和化

學的過程，能量的供給，信息的加工，記憶與傳遞等等，以便將這

些優(yōu)異的性能移植到科學技術中去，來改善老的，創(chuàng)造新的各式各樣

自動裝置，調(diào)節(jié)系統(tǒng)；提供效率高，可靠性好，動作靈活，結構簡單，

體積小重量輕，價格4氐，最接近于生命系統(tǒng)的技術裝置。

應該注意的是，仿生學不只是單純地模仿生物的卓越功能，并巧

妙和精確地應用到工程技術上。同時，仿生學又通過對自然界所發(fā)生

的現(xiàn)象進行探索，究其因果，思索對策，設法人為預測預防乃至控制

危及人類文明社會的嚴重災害。應該說現(xiàn)代仿生學已不僅僅是電子

學，工程機械學與生物學的結合，而和幾乎當今所有理工學科都有著

密切的關系，已經(jīng)形成了多學科邊緣上的一門沒有學科邊界的大學

科。很難舉出一個例子說明一個學科是與仿生學沒有關系的，生物學

就不去說了，生理學，神經(jīng)學，心理學，流行病學，電子學，物理學，

生物物理學，醫(yī)學，化學，數(shù)學，空氣動力學，計算技術，通訊，自

動化學，控制論，航空和航海工程都和仿生學有密切的關系，并形成

了一批新型專業(yè)，諸如仿生化學，仿生機械學，仿生設計學，機器人

學等等。

分析和回顧十八至二十世紀科學技術發(fā)展的歷程，我們不難發(fā)現(xiàn)

許多重大發(fā)明創(chuàng)造都得益于仿生學，盡管早期沒有一位學者給它一個

確切的定義，但是人類的天性就是善于探索和模仿，沒有這一條恐怕

人類的進步就沒有那么快了。仿生學與人類社會的進步切切相關，它

是一門促進人類進步和發(fā)展的學科。在接近二十一世紀時，人類進入

到科學技術高度發(fā)達的程度，要想解決許多諸如完全智能化的機器

人，與人體相融合的人造器官，細胞死亡的程式及至生命起源等大難

題,首先還是要探索自然界中生物最高的活動形式一生命活動的全過

程，重視對生物原型的研究，探討和學習其中的奧妙。為什么呢？其

實我們仔細想一想，我們目前所碰到的問題，對生物界本身而言是很

早以前就解決了的。生物界為了解決這些問題幾乎化了十億年的時

間。這些問題的解決已經(jīng)不是能不能或行不行的問題，因為解決這些

問題的方法早就存在了。剩下的問題倒是我們?nèi)绾螐纳锝绫旧砗痛?/p>

自然上去尋找，去學習和模仿，然后再能解出如何解決問題的答案和

方法，這就是現(xiàn)代仿生學所面臨的艱巨任務。

圖1

圖1-1昆蟲身體結構；1-2仿生昆蟲翅膀

科普知識:

昆蟲是自繪界中種類景多、數(shù)量景大、今布景廣的一類2物。

說它種類多，是因，全球已經(jīng)笈道的代物種類，/勿乃種，已知

禺蟲種類占了60%之為。

說它數(shù)量大，是國名有時一個禺蟲樨體的個體數(shù)量可達幾十萬，，

象小麥唳漿蟲或皮大面積龍害時，一奇也可有然多方個個體,在熱

帶雨林中每平方米的土壤中可有M方H株尾目昆蟲。所山從某種意

會上來說，昆蟲也是地嫁的;人。

說它合啼廣，是因％它系僅幺活在我們假或得的地方，就是人類

無法皮病的地區(qū)，都有昆蟲的痛在。以禰道到兩極，從河流到沙溪，

M幾米源的土壕刎世界的洋等--球幫助媽峰，都有昆蟲的府皮。

昆蟲實驗室：

昆蟲的身體合名要、購、朦三梆今。頭梆是它的感覺右取金中芯，

有觸角、復眼、口器等。購都是它的運劭中芯，帝3對足，2

對翅膀。腹部是咳殖中，0,宜耍有藝殖系統(tǒng)我大梆今內(nèi)臟器官。

伶如現(xiàn)察野外的各種昆蟲的形態(tài)和特征。

動腦筋:

在現(xiàn)實?活中，馀知道哪些與昆蟲相關的仿藝物品或例37

昆蟲的形態(tài)與仿生

1.昆蟲的復眼與目標跟蹤系統(tǒng)

幾個世紀以來，眼睛的特異功能引起了眾多生物學家和生理學們

的興趣。因為動物眼睛的靈敏度和分辨率遠比人類視覺高。

昆蟲的眼睛在動物界中占有獨特的地位。一般昆蟲都在頭部長著

單眼和復眼兩種眼睛，當然也有個別昆蟲種類頭上長好幾個眼睛。昆

蟲的單眼在視覺中一般僅起辨別明暗；復眼是昆蟲的主要視覺器官，

具有識別物體的形象和辨別色彩。每個復眼都由幾千個小眼所組成。

螞蟻的復眼一般只有50個左右的小眼所組成，它的視覺比較差些。

蜻蜓的視覺比較發(fā)達，復眼呈不同顏色，有綠色，有褐色，有一萬多

個小眼所組成。它的眼睛分上下二部分，分別由不同的小眼所組成，

有著不同的視覺功能。蜻蜓的眼睛能見到6米內(nèi)的運動物體，還具有

測速功能。又因頭部能任意轉(zhuǎn)180度，所以它的視野就比較寬。

昆蟲的復眼按其生活習性的不同而差異很大。根據(jù)成像方式的不

同，復眼一般分成三類：白天活動的昆蟲，如蜻蜓，各個小眼的視細

胞緊挨著角膜體光學系統(tǒng)，外界的光只能經(jīng)由一個小眼的角膜體光學

系統(tǒng)達到該小眼的視覺細胞。對于外界的一切物體，這類復眼的每個

小眼都能成像，整個復眼形成的是由許許多多部分組合起來的物體的

聯(lián)立鑲嵌像，這類復眼稱為“聯(lián)立型復眼”。夜間活動的昆蟲，如螢

火蟲，各個小眼的視覺細胞距它的角膜體光學系統(tǒng)有一段距離，外界

的光經(jīng)過許多小眼的角膜體光覺系統(tǒng)而達到一個小眼的視覺細胞，從

而起到光放大作用，這是適應夜晚光線微弱的生活環(huán)境的。這類復眼

每個小眼的角膜體光學系統(tǒng)可以形成一個像，在視覺細胞水平上又都

重疊在一起成為一個綜合像，因此稱為“光學重疊型復眼”。蒼蠅的

復眼與上述兩種復眼不同，它兼顧了聯(lián)立型和光學重疊型兩類復眼的

特點。它的角膜體光學系統(tǒng)類似于前者，而視覺效果又類似于后者，

只是在蠅眼中不是光信號的重疊，而是神經(jīng)電信號在視中樞水平上的

疊加。因此，蒼蠅的復眼稱為“神經(jīng)重疊型復眼”。

將一只蒼蠅放在高倍解剖鏡下仔細觀察一下它的頭部，將會看到

它原來長著五只眼睛；頭頂部的三只稍小，是“單眼”；另兩只在頭

部兩側，又大又漂亮的紅色眼睛，是“復眼”，它由密密麻麻，一個

挨一個排列的六邊形和四邊形“小眼”組成的。蒼蠅的一只復眼中有

三千多只小眼。

蒼蠅的三只單眼構造比較簡單，由珠形角膜體（光學系統(tǒng)），視

覺細胞和視神經(jīng)構成。一般來講，單眼只能感覺光的強弱，而擔當主

要視覺功能的是它的復眼。蒼蠅的復眼是半球形的，不能轉(zhuǎn)動，而是

靠脖子大角度的靈活轉(zhuǎn)動朝向物體，其視野可達到360度。蠅眼能夠

分辨天空中的偏振光，還能看到紫外光。

蠅復眼的空間分辨率比人眼低，景物的細節(jié)沒有人眼看得清楚。

但蠅眼卻有比人眼要高得多的時間分辨率。人眼要0.05秒鐘才能看

清楚物體的輪廓，而蠅復眼只要0.01秒就夠了。因此，深入研究蒼

蠅的跟蹤本領的機理，為研制軍事上的跟蹤，制導技術提供了有益的

幫助。高能物理的研究中，一個重要的課題是最高能宇宙射線成分及

其起源的研究。這項研究借助于人造的高能加帶器是無能為力的，只

能在自然環(huán)境中進行。然而，由于視野的限制，探測到這種最高能宇

宙射線的幾率很小。一些科學家就開始模仿蠅復眼中小眼的排列及其

光學特性，設計并安裝了命名為“蠅眼”的探測系統(tǒng)。整個系統(tǒng)共有

67個直徑為1.5米的反射鏡，分布在一座山上，每個反射鏡的焦平

面上裝有12至14個光電倍增管。每個光電倍增管的功能均相當于復

眼中的一個小眼，是一個獨立的探測單元，各有其自身的電子通道來

記錄接收信號的時間和強度，從而探測并記錄天空宇宙射線產(chǎn)生的空

氣簇射火球。整個系統(tǒng)中共有880個小眼，相互連接，其視野足以監(jiān)

視整個天空。這種新的設計使探測器的速率提高了十倍。同時，軍事

科研部門模仿蠅眼設計成的“多元相陣蠅眼雷達”，可以監(jiān)視整個天

空的飛行物。

蒼蠅復眼有著三千多只小眼，如果把照相機的鏡頭換上剝離下來

的蠅眼角膜的話，可照出上千個相同的像。因此，人們根據(jù)蠅眼光學

系統(tǒng)的這種結構和功能的特點，研制出一種具有特殊用途的新型光學

元件，叫做“蠅眼透鏡”。它是用很多塊小的光學透鏡或自聚焦玻璃

纖維透鏡，按蠅眼小眼的角膜晶體排列方式構成的。用蠅眼照相機對

同一景物照相，一次能照出多個相同的像。用這種照相機進行印刷制

版和復制微小的集成電路，工效和質(zhì)量都可大大提高。

德國麥克斯普蘭克研究所有一個由動物學家，電學工程師，物理

學家和數(shù)學家組成的研究小組專門研究一種甲蟲的眼睛，結果發(fā)現(xiàn)這

種甲蟲是根據(jù)目標從它復眼的一點移動到另一點所需要的時間，來測

量它自己的速度。科學家們就模仿這種甲蟲的測速原理，在飛機頭部

外設置一個光電管，而在機尾處再放一個光電管，兩個光電管都連接

到計算機上，結果就制成了飛機速度指示器。

圖2

圖2：蠅的復眼

|相關聯(lián)接：

可讓金惚武器更聰闞的“仿女眼”

下一代智猊灰器可怩利用仿制的昆蟲復眼來看到目標。

受蒼蠅令其他昆蟲的復眼系統(tǒng)啟發(fā)，美國幾所大學和研究所的所

究人員正左研制用孑窗怩忒器的仿女眼。在偉羅里達大學，由美國國

防梆方公研究計劃局贊助的“或物視覺稼合京統(tǒng)”的中芯向客是，杷

稱作"光3篩”的裝置用于視覺目的。

潁導核項目的著名材料科學和工程學數(shù)授保羅,霍洛不說：“我

們伏名，利用途一概念他使智盛武器史聰.明?！闭鹇宓矍锩?冬冬的

葡優(yōu)忒器?？恼凵鋺棇W系統(tǒng)或者使光偏斜的選就累魚目標。得刎的畫

像就像通過婺逐我看到的一件，即目標清晰，便是急公看不見周固的

期象。送小礙武器幡確瞄灌移劭目標，也修礙武器對抗閃光令其他干

擾的猊力。此外，折射系統(tǒng)8,使用機械系統(tǒng)科勁逸就來看清目標而

較壹。額外的變量需要更多的推進劑令更大體積，從而使戚赤情加。

霍洛帝所皴導的由工程師和物理學家做鼠的小姐所送群的替代

辦法是像嫌桁射光皆，中利用干擾敵反使光彼射向系同方向，而不是

使光彼偏斜。他們的這一技術構想杷/世紀的物理學家奧若斯丁?雷

內(nèi)爾的發(fā)闞鳥現(xiàn)代對昆蟲眼睛工作機理的欣鈉融合在一起。

第雷內(nèi)爾發(fā)明了布雷向缶波辭片，也稱作布雷南京透鏡，運種選

就利用透明和不透明材料的同區(qū)圖使光發(fā)塵桁射，形周光束邊狼狼魚

的憲彼。成很多耳里，弗雷內(nèi)爾透皺成名燈塔上的普通馥置。布雷向

本及其同事改述了波帶片，用一系列做品確合隔，從而怩槽強光撥累

魚質(zhì)?#的乳取代盅闞壞。及隹山嘛就發(fā)明了稱作“光3篩”的相他裝

置，但是它們一糠用于/光令其他可見先德““卜的電磁輻射。

昆蟲實驗室：

在野外用昆蟲網(wǎng)捕捉一的蜻蜓、卷蠅、蝗蟲，將他們漫在酒器中，

等它們死亡后，及在斛劇就干伶佃現(xiàn)察昆蟲的復眼，畀根據(jù)所看到的

給累修或簡畫。

2.昆蟲的觸角與生物天線

翻開近期出版的韋伯斯特大辭典，對“天線”的英文字記載了兩

個詞義⑴節(jié)肢動物頭部一對可活動的感覺器官；⑵發(fā)射或接收無線

電波的金屬裝置。這個詞對昆蟲來講稱為“觸角”，而在無線電發(fā)明

之后,通常又會使帶二根金屬桿的作為接收天線，因而也模擬地利用

了這個詞義作為技術裝置的名稱。

大家很清楚，無線電天線是用于發(fā)射或接收無線電波的裝置，昆蟲

的觸角是一種物理和化學刺激的感覺器，兩者似乎毫無共同之處。然

而，美國學者卡倫漢根據(jù)幾十年的研究，發(fā)現(xiàn)昆蟲觸角感覺器的形態(tài)，

感覺毛的排列以及尺寸大小之比例，卻與目前無線電天線技術中各種

天線極為相似,非常有趣。特別耐人尋味的是昆蟲的各種奇異形狀的

感覺器，可以在現(xiàn)今天線設計手冊找到它的副本。

天線用金屬或金屬導線制成是大家所熟悉的，此外,天線也可由低

介電常數(shù)的介質(zhì)材料做成，稱為介質(zhì)天線。介電常數(shù)約為2.5-4.0,

可以認為是低介電常數(shù)的介質(zhì)，恰巧符合構成介質(zhì)天線的要求，所以

說昆蟲的觸角相似于介質(zhì)天線，并不言過其實。

這里順便說一下,在天線技術里,導體天線與介質(zhì)天線是兩種類型,

但有相似之處，在技術上稱之謂等效關系，因此對于昆蟲觸角的介質(zhì)

天線，可以用導體天線來等效.那未昆蟲觸角的尺寸大小，口徑與天

線的關系怎樣呢？

大家知道，天線具有方向性質(zhì)，要得到良好的方向特性必須適當

地選擇天線的幾何形狀和尺寸。昆蟲觸角的介質(zhì)天線，往往是長度小

于兩個波長，而且設計得很好，具有良好的方向特性的錐形天線，真

是十分奇妙。昆蟲的毛形感覺器一般長6-160微米，錐形感覺器一

般長2-8微米，在前面說過，昆蟲觸角上的感覺毛和相當于諧振器，

一般在1/2-1/4波長上諧振，由此可以推測，昆蟲接收遠紅外的波長

為1-30微米和中近紅外范圍，這與昆蟲信息素分子所發(fā)射的遠紅外

范圍也是完全相吻合。

觸角感覺器的外形特征是錐形化。此外普遍呈彎曲形狀。從天線

技術而言，彎曲的程度和位置，是改變天線方向特性的一種方法，象

我們電視機用的羊角天線那樣，通過改變天線的角度和位置，獲得滿

意的接收效果。當進一步觀察感覺器的表面時，可以發(fā)現(xiàn)，它具有光

滑，等角，波化，螺旋形和溝道型等特點，這些表面的不同結構有助

于改變昆蟲介質(zhì)天線接收或者發(fā)射和能力。

感覺器的天線陣對諧振或吸收氣體分子的電磁波能量也許還有更

重要的意義。目前僅僅從觸角的外部特征作了一些研究，尚未涉及

到內(nèi)部細胞和受體部位的密碼信息?？傊?，對觸角形態(tài)科學的研究

將會給其它科學帶來啟示；例如發(fā)現(xiàn)一種玉米穗形表面結構的感覺

器，目前天線設計中還不曾有過這類設計，而這種仿生型的天線也一

定會在不遠將來出現(xiàn)。

圖3

圖3-1蛾子的羽狀觸角；3-2絲狀觸角;

3-3膝狀觸角；3-4鯉狀觸角

相關聯(lián)接:

“超級耳”的竊聽器

在代物界，人耳聽覺的靈敏度開不是徽方的。人耳聽覺范園中景

靈敏的區(qū)域僅在及至3加赫端之間。破而帝盛劭物，及蚣聽覺器

官極其微小，卻具有極裔的靈敏點。

在劭物界，就算是昆蟲的聽覺景名靈敏。而左昆蟲界中聽覺量靈

破就算是蝗蟲了。它的耳云帝三個梆今，第一梆合是衣在腹梆第一節(jié)

的南側，外表象是有用形的鼓膜器，里面■嵌接著一個由許，特殊感

覺狗胭娘戚的窖勒氏器官。送公器官有一莖聽神經(jīng)右中柩種狡系瘡相

觥通，用于杷聲音產(chǎn)塵的神經(jīng)沖劭傳遢刎腦。第二梆合是觸角上的一

種“江氏聽覺器”，位于觸角的第二節(jié)。第三梆合則是聽覺毛，是一

種糊裝的毛，基梆都市感覺他胭，可將它所感覺刎的聲波被劭傳遞,到

中柩神經(jīng)。許多禺蟲都密送種聽覺毛。又的蚊3的聽覺也是十臺掠人,

它健骸覺察節(jié)米外另一只蚊3的嘴嘴聲。它的聽覺器官是塵在頭梆的

兩根觸角上。

人類研究劭物界的各種聽覺系疣，其：要目的是揍仿它而制造出

更靈敬的收聽系統(tǒng)。美國一家公司開發(fā)出一種名叫“超狼耳”的窈聽

器，它就像婺逐轅一群，惚窈聽到近7勿米外或短物面的篌話或聲音。

運種窈聽器伍使用二節(jié)5號電，所搖出的聲音達冗臺貝。運類超極

耳在破案和偵察時熊有省用。

科普知識：

7,觸角的皮衣佐置：昆蟲的決課/搦根像"天孩”一科的須，叫做觸

角，形波各異，十臺奇特。由于昆蟲種類、梯別不同，它們觸角的執(zhí)

短、租狗和形次各不相同。觸角一糠今;5大節(jié)，遮接觸角甯基梆的

一節(jié)籟短較粗，用來文攆上面兩節(jié)的活劭，形波右作用像樹葉的葉柄

一科，叫柄節(jié)。邇接它上面的第2節(jié)較細而短，叫粳節(jié)。第3節(jié)更佃，

可合,許多小短節(jié)，由幾個到幾十個系等，依在同一種向一薇有國定

的數(shù)目,統(tǒng)稱鞭節(jié)。

2觸角的作用：觸角是禺蟲壹耍的感覺器官，：要司嗅覺和觸覺作用，

藥的迷藥聽覺作用，可△蹄助昆蟲進行通訊藤格、等競異槌、等找金

物和運科產(chǎn)卵場所等活劭。通帝昆蟲總是左左右上下不停電椎劭觸

角，略像南根夫依或雷達時刻戒接受電波和追蹤目標。因為觸角上有

許多感覺器和嗅覺器，與觸角竄內(nèi)的許多感覺種狡未橢相逢，又直接

身寺根神經(jīng)建網(wǎng)，旅有靈徼，就能感觸物體、感覺上流，又惋嗅刎各

種氣味，甚至是逐質(zhì)離微發(fā)出束的。蟲受到外界刺激后，中柩神經(jīng)便

可立配昆蟲迷竹各種活劭。的二化螟的觸角，可憑借水稻的氣味刺激

導找刎它的食物水稻，菜將蝶的觸角可根據(jù)接受到的芥3油氣味很快

發(fā)現(xiàn)它的食物十莊羌科植物。嗔覺景靈徼的是印第安區(qū)亮蛾，加歐〃

不來。外的地方察覺到配偶的嘏外激素。/的腋蜂的觸角可依借害蟲

體上散發(fā)出的微箱叁外依，源確無篌地搜導到寐在作物或構木莖桿中

的寄豆。對于京城昆蟲，觸角逐有其他作用，例如水皮的仰螺在仰泳

時，將觸角展開帝華衡身體的作用，水龜蟲用觸角蹄助吟吸。

昆蟲實驗室:

左顯微銳干理察“工干運也昆蟲，不徐比它們的各種彬收、節(jié)數(shù)。

蠢斯、蝴蝶、蚊3、金龜3、蛾3、螞蟻。

動腦筋：

的累乂螞蟻巢穴中取出一個螞蟻，然后將它的觸角小梆像去，再

放人展光的巢穴中，馀伏名會或叱什么現(xiàn)象7

3.蜜蜂的康順磁鐵與導航

在許多生物體內(nèi)，包括人類在內(nèi)，其體內(nèi)都存在有感應地球磁場

的細胞，這些細胞均曾被發(fā)現(xiàn)帶有順磁性顆粒，這些顆粒由氧化鐵組

成，被認為是感覺地球磁場，用以辨別方向?？茖W家過去曾猜測，生

物體內(nèi)必定含有某些磁性物質(zhì)，而該物質(zhì)因受到地球磁場的影響，因

此生物的行為，應該受磁場感應的很大影響。我們早就知道候鳥及處

魚每年長距離的遷徙，不論天候陰晴都能依循固定的路線進行，現(xiàn)在

看來很可能是其體內(nèi)的某種磁性物質(zhì)與地球磁場為“路標”有很大的

關聯(lián)。

蜜蜂是有方向感的生物，眾多科學家認為影響蜜蜂行為的最重要

因素是日照方向，利用偏振光進行定向?，F(xiàn)在有人發(fā)現(xiàn)工蜂腹部的滋

養(yǎng)細胞內(nèi)含有平均約8粒，直徑非常小的磁鐵顆粒，而每顆粒子內(nèi)含

有8500個超順磁粒子，每粒超順磁粒子的直徑大小平均是7.5毫微

米。工蜂體內(nèi)的滋養(yǎng)細胞是唯一含有磁鐵顆粒的細胞；一些神經(jīng)元的

未端與滋養(yǎng)細胞相連，這些神經(jīng)元連接于腹部神經(jīng)索。因此，推測這

些帶有磁鐵性的細胞確可影響蜜蜂的神經(jīng)系統(tǒng)，而引導蜜蜂的飛行。

科學家們曾觀察到，蜜蜂喜歡“南北座向”的筑巢方式，似乎跟

超順磁鐵有些關系。如果我們在工蜂身上綁上磁鐵，當然是很小很小

一塊磁鐵，再將它們釋放于數(shù)公里外，結果蜜蜂回巢的判斷力受到干

擾，無法正常地返回蜂巢。那么蜜蜂體內(nèi)的超順磁鐵如何來引導它們

定向的呢？如果超順磁粒子受到外加磁場的影響而互相吸引，那么含

有超順磁粒子的磁鐵顆粒結構就會收縮在一起;反之,如果互相排斥，

磁鐵顆粒則膨脹。這些超順磁粒子的排列方式所造成的收縮或膨脹，

細胞就會將這些信號通過神經(jīng)元傳送至腦部，進行方向的辨別。生物

體內(nèi)的這種細胞內(nèi)指南針式的導航系統(tǒng)可能在許多生物中都存在，但

在軍事和民航的導航系統(tǒng)中就顯得非常重要。

圖4

圖4-1蜜蜂采蜜；4-2蜂箱

科普知識：

蜜蜂的產(chǎn)品

蜜蜂的產(chǎn)品：耍】.?蜂蜜、去漿、先行、蜂蠟、蜂胺、蜂劣等。

蜂蜜；是蜜蜂乂楨物上采來的先蜜或合泌物，經(jīng)過特殊物質(zhì)加工、

釀制、限合不賅唐于蜂巢中的一種甜物質(zhì)。

7.蜂蜜，酷喇蜂蜜的：要原斜來源孑羌蜜，其法是蜜露和甘露。是蜜

是植物先用蜜腺的今泌物；蜜露是卷外蜜腺的今泌物/甘露：更是指

場蟲、介殼蟲、葉蟬、木虱等同翅目昆蟲娜泄■于牧場表面的含糖代謝

產(chǎn)物。.蜂蜜的今類：要按蜜蜂采集的蜜源植物種類劃合，合名單先

蜜我混合蜜（節(jié)禿蜜、善先蜜）。各種單先蜜又。楨物名稱今，柑桔

蜜、＞龍眼蜜等。蜂蜜的五要鼠臺：蜂蜜中：耍戚臺是葡萄糖

和累糖，灼占蜂蜜總量65—W%；其次是水臺，占16—25%；愚糖含量

居第三佐，系蕤過5%。此外，迷金帝^量的麥芽糖與其他二糖、多

糖、效蛋白、礦物質(zhì)、旗塵素、酸類、褥、包素右芳香物質(zhì)。

2支漿；蜂支漿是蜂士幼蟲整個或有期的碓一食物，由工蜂頭梆的咽

干腺今泌，類何孑哺乳劭場的乳汁，所“4又稱蜂扎。，乳白包至淡磺:

包，形他跳油，吐酸灌略帶庠糅，是一種方袱營泰滋補品。羅馬人；

敖皇府十二世曾一度癡q,醫(yī)皮/比令他服用蜂品漿，竟很快恢復

了愜康；癡愈后，他左/砧6年國際春蝶會儀的演耕中，強碉了蜂呈漿

的作用。我國本蜂歷史悠久，蝶產(chǎn)品惋槽比人體健康一說早在民間流

傳，如玄南少數(shù)民族中就■"蜂意惋治節(jié)痛”的傳說，"蜂卒"，

就是指鮮品漿。蜂土漿的1要鼠令，水合：65—68%,旁白質(zhì):〃一4%,

碳水化合物；1—17%,脂類；6%,礦物質(zhì)；0.7—0.?2%,其余物質(zhì)；

2.34—3.00%o

M蜂羌夷【是蜜蜂從植物上采集先將后形鼠的龍構出。蜜蜂在采集的

先將中加入了一些*羌蜜和唾液，使非存現(xiàn);集戚用。蜂先將我植物先

將的W要戚合相同，只是蜂葩將的含糖量神態(tài)，施老物可供食用右卷

用。自力盤來，人們就笈道利用先將進行食療令姜客。我國是應用先

存量早的國家，早在兩千多算嘛的《神家/草經(jīng)》中就祀載了看病龍

存，列名上品。明代有時價的《洋草桐目》和戰(zhàn)：“極先令白糖印戚

崔、餅，食之其住”。兔將的二要化名戚臺：■較大量的蛋白質(zhì)、游離

教基酸、糖類物質(zhì)“?及報醫(yī)素、脂類物質(zhì)、微量無素、激素等多種物

質(zhì)。

萬花筒：

昆蟲鳥戰(zhàn)爭

〃世紀，英國國呈理至德一世率橫上軍攻打耶路撤壽若減讓達

克時，遇到守軍的新死抵抗。由孑城磕為陡，守軍居方臨下，用投槍、

書嗡等俎戚了密集的火力網(wǎng)，使英軍在城千寸步雍曲，死傷十臺慘童。

正咨理至德一世名城久攻不破而著急時，一旦蜜蜂收到了他的手上，

穆松也改了一下。成著一陣銘芯的疼痛使他芯中一劭，一個神秘的攻

域計劃在其腦陳形戚,，他咬即命公士衾去收集蜂箱。士衾們杷收集到

的蜂蒲遂個數(shù)到擲石器上，一箱箱的蜜蜂隨弟擲石器的祥力，塞過械

博，雷到了守城士兵們的中間，無數(shù)的良士被受刺激的蜜蜂嚶傷，4

痛睢忍，一個個艷星鼠竄，械員上頓時亂戚一出，無法投愴放希。英

軍乘機暨福蜂擁而上，很快便占潁了讓達克城。

相同的戰(zhàn)例在塞南戰(zhàn)爭中也有運用。越南游擊火經(jīng)帝用密林寺的

野蜂對美軍邊行昆蟲戰(zhàn)，使美軍吃了許多的苦。不過，在基南運用的

系是蜜蜂，而是一班馬蜂。

4.知了的發(fā)音構造與音響

夏日的蟬聲令人討厭,其中叫聲最響的蟬要算是澳大利亞蟬。該蟬

所發(fā)出的叫聲，頻率達4.3千赫，在一米范圍內(nèi)達100分貝，其音量

和強度類似于人類所發(fā)出的驚叫聲。然而這種雄蟬并不單獨唱歌，而

是數(shù)十只及乃至數(shù)百只雄蟬一起齊聲唱歌。

蟬是吸食植物漿汁的昆蟲，體長有的只有10毫米短，最大的競

有100毫米長。雌蟬將卵產(chǎn)于植物的莖桿或樹中，其后，新孵出的幼

蟲爬到地面并鉆入地下，尋找植物根部取其汁液。其整個幼蟲生長期，

它們一直都留在地下，幼蟲生長期可持續(xù)多年。當其幼蟲破土而出時，

它們便蛻皮而成為有翅成蟲，成蟲僅能存活幾周時間。在這段時間里，

雄蟬盡情高歌，以吸引雌蟬。

雄蟬會發(fā)出如此響亮的叫聲，關鍵在于它的發(fā)聲結構。它的主要

發(fā)聲器官是一對半球形鼓室，即鼓膜結構，位于蟬的腹部兩側。這兩

個富有彈性的共鳴器官表面都有一排突出狀肋。這些肋相互間為彈性

連接。附在每塊卵圓形鼓室板上的是一大塊肌肉，肌肉收縮便會使

半球形鼓室變形，發(fā)出聲脈沖。由于這兩塊鼓室肌分別以240赫茲的

頻率交替收縮，因而由鼓室發(fā)生的聲音具有一種240赫茲的變調(diào)。蟬

腹部內(nèi)有一氣囊，腹部表面有一對薄薄的耳鼓，像我們常見的喇叭。

當然，蟬腹部的氣囊和耳鼓不只是直接將聲音向外播放，它們還可保

持交配通訊的質(zhì)量。如果我們把現(xiàn)代的音響和它在功率上來作比較

的話，一般家里的音響設備遠遠不如蟬所發(fā)出的功率。

圖5

圖5：蟬

科普知識:

蟬的取食別具一輅，咨它杷唳管波的噴刺比植物的枝條中時，

會吐出金/漪化瓶的唾液，破壞植物的陽胭座，便于自己吸取入臺，

送科會造戚楨物的傷口或磺■荽端，甚至引蒸楨物的死亡，因此蟬也是

一種農(nóng)業(yè)上的害蟲。

蟬一糠用產(chǎn)卵瓣初開楨物的表皮，森將卯產(chǎn)在表皮南，卵孵化

后就鉆入土中過冬。待第二年的未夏之會，雨水過后，就匆出上面，

爬上箱枝比行蛻皮。蛻下的皮就是著名的中容，蟬蛻。

蟬在老代是作名吉祥、為難的象征。經(jīng)帝將會雌我的蟬林在身上，

有時也將它作名一種殉鼻品數(shù)人死者的口中，祈求死者屈順利地介人

天堂。左宋代，河南開封一帶每年正網(wǎng)迷要過蟬節(jié)。

萬花筒:

在美國，帝一種被稱作"77耳蟬”的昆蟲。這種蟬名吐美制獨帝,

紅眼睛、黃腿.、小況較大、2命周期表達77耳。

自7儂耳起，.美國就有運種蟬*規(guī)的和泉，每77耳錦名“一代”。

美國東部75個州的噪音水平，將因蟬臾的襲擊而急劇上升。據(jù)悉，

蟬所發(fā)出的單碉的"扣了"聲，實際是雄蟬的“求愛之歌”o每只雄

娣的“求愛之歌”聲音之大，足藥影臺貝至被臺貝，和劣孑一個港

車或劭機或一臺噌草機的京音。乂5回侑升胎的6個星期里，專家估

計華物每公頃土地上就會哧M萬8至7勿乃旦蟬同時"合唱"o

不過，也有系夕美國人舔著他們的嘴唇，等痔弟送的小昆蟲的人

侵。蟬，系僅是鳥類、狗等劭物的可口食物，也是很多美國人的美匾

毒k品O

很多美國人稱，蟬全身都是蛋白質(zhì)，沒藥脂肪，營泰價值很方，

而且，蟬的臉道就像蟹累仁一格，缽救了。迷帝腸事病梃出了一侑要

價上姜完的蟬套餐計劃：將蟬莪上面將、下錦油炸，配心白福、黃

油右蔥蜀。

昆蟲實驗室：

在捕捉到的蟬放在解剖鏡下，仔細觀察它們腹面的發(fā)音構造，同

時多觀察幾個標本，看看雌雄的腹面有什么不同。

三、昆蟲的信息素與作用

1.蛾子的信息素

自十九世紀開始，昆蟲學家就對昆蟲怎么會尋找到配偶的問題感

到極大的興趣。他們把雌蛾關在一個小鐵絲籠里，放在農(nóng)田里，結果

在晚間就有許多雄蛾飛往小鐵絲籠，并圍著小籠飛。然后，他們再把

雌蛾放在密封的小紙盒里，同樣放在田間，但卻沒有一個雄蛾會飛過

來。最妙的是他們把雌蛾研碎，放在一片紙上，在晚間仍然有許多雄

蛾向涂有雌蛾殘體的紙片飛來。早期的昆蟲學家就推測昆蟲可能是采

用化學氣味信號進行通訊的。事隔百年，才由德國化學家布特納德

(A.Butenandt)從五十萬頭雌性家蠶腹端的溶劑粗提物中分離和鑒

定出第一個昆蟲交配化學通訊氣味物質(zhì)的化學結構，先后竟化了二十

年的時間。這種由同種個體釋放并引起同種其它個體行為反應的化學

物質(zhì)稱為"信息素"(Pheromone)。這個定義是由卡爾生等(P.KarIson)

提出來的。這個英語術語取自希臘語“Pherein"(運載之意)和

"Hormone"(興奮之意)的組合。

在靜靜的夜晚，棲息于作物葉片上的雌蛾會抬起腹部，伸出位于

腹部的腺體，釋放一種求愛的氣味物質(zhì)至空間，此時彷徨而隨意飛行

的雄蛾則不斷地擺動位于頭部的一對觸角，尋求配偶體，一旦雄蛾嗅

到雌蛾所釋放的求愛氣味物質(zhì),就會循著這種氣味的氣跡,找到雌蛾。

中國科學院上海昆蟲研究所杜家緯教授領導的研究小組在十五年前，

就利用痕量化學結構分析技術剖析了十多種農(nóng)業(yè)害蟲的化學通訊語

言，例如危害水稻的三化螟，由雌蛾腹端釋放由三種極微量化合物所

組成的通訊系統(tǒng)來招引雄蛾。又如，嚴重危害我國三北防護林楊樹的

楊樹透翅蛾，雌蛾釋放僅一種化學氣味物質(zhì)，有意思的是雌蛾釋放的

化學通訊系統(tǒng)，要求幾個化學組分有精確的比例。好像是無線電通訊

一樣，頻率要對準，不然接收不到信號。

科學家們把昆蟲的化學語言翻譯清楚后，就人工模擬合成了這些

氣味物質(zhì)，并把這些氣味化合物調(diào)配得像雌蛾釋放出來的化學語言一

樣，隨后把這些人工配制的化學語言加到硅橡皮塞中去，利用溶劑把

這些化合物滲透到橡皮內(nèi)部，這樣就可以使這些氣味物質(zhì)均勻地從橡

皮表面釋放出來，完全模仿得像個真正的雌蛾在釋放它的化學語言一

樣。科學家們通常把這種橡皮塞稱作“信息素誘芯”。如果在害蟲發(fā)

生期的一個晚間，把這種人工模仿的信息素誘芯放到農(nóng)田中去，你就

會發(fā)現(xiàn)大批的雄蛾會一個接一個地向這個人工誘芯飛來。當然，如果

在誘芯下面放置一個水盆，這些害蟲就會落水而死。

怎樣將這些人工化學語言用到農(nóng)林害蟲的防治中去呢？他們首

先試蹌和研究的第一種技術是“大量誘殺或大量誘捕法”。這種技術

就是在田間設置大量置有人工模擬誘芯的誘捕器來誘殺雄蛾,他們利

用這種技術防治三北防護林中的重要害蟲楊樹透翅蛾獲得完全成功。

第二種技術是迷向法。如果在一間沒有光線的房間里，灑上一種

香水，房間里充滿了這種香水氣味，隨后你能靠你的鼻子來找到裝滿

香水的小瓶嗎？回答是不可能的。因為在充滿香水氣味的環(huán)境中，鼻

子是無法區(qū)別從香水瓶中散發(fā)出來的香味。科學家們利用這種嗅覺的

迷惑作用，設想在田間釋放大量的這種人工模擬的信息素氣味，那未

雄蛾一定找不到雌蛾了。事實也是如此。美國就用飛機大量噴灑一種

微型毛細管氣味釋放器到棉花田中，成千上萬根這種微型釋放器在棉

花田中釋放人工模擬的氣味，擾亂了雄蛾的尋找雌蛾的能力，切斷了

雌雄交配的通訊，達到了防治害蟲的目的。

第三種技術是將信息素誘芯與其它生物技術聯(lián)合使用的技術。科

學家們設想如果能把雄蛾誘來，讓它接觸昆蟲病毒或化學不育劑而返

回田間，這些雄蛾會將所攜帶的病毒通過交配傳給下一代，造成整個

種群得病死亡。如果讓它接觸化學不育劑而使它成為不育個體，返回

田間后通過交配會使下一代不育，這樣害蟲的數(shù)量就會大量下降。

中國科學院上海昆蟲研究所杜家緯教授等還通過仔細的交配行為

觀察發(fā)現(xiàn)，當雄蛾找到雌蛾后，雄蛾就會撒開位于腹端的味刷。這是

為什么呢？通過研究發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲雄蛾所釋放的多種氣味物質(zhì)都有它

的特定行為通訊含意。一種醇類氣味物質(zhì)是對同種雄蛾的飛行定向起

抑制作用，似乎它要告訴其它雄性同伙“我已找到女朋友了，你們再

也不要打擾我們”了。雄蛾同時還釋放另一種酸類氣味物質(zhì)來要求雌

蛾停止求偶，似乎雄蛾要求雌蛾不再發(fā)求愛信號，那么雄蛾釋放的這

些微量化學氣味物質(zhì)有什么用處呢？

他們的模擬試驗表明，在田間噴灑對雄蛾飛行起抑制作用的人工

合成化合物，就能使雄蛾定向飛行受到抑制而起到防治害蟲的作用。

如果在田間噴灑干擾雌蛾求偶的人工合成物也能使田間的雌雄間交

配受到干擾而達到防治效果。目前，他們正在進一步研究能實際使用

的劑型和施用技術，不久就能在害蟲防治中使用。

圖6

圖6-1棉鈴蟲；6-2誘芯；6-3三角形誘捕器

科普知識：

7.蛾3號蝴蝶的區(qū)別，

蝴蝶易蛾3都隸屬于皤翅目，但兩滂之間是有麥別的,蝴蝶的觸

角的同根林次，一糠白天活劭，而蛾3的觸角的同羽毛次，一般在笈

冏話劭。同時，蛾31很強的超憲嘏，氣蛾撲火就是一個翼型的3。

2,蛾3的一旅：

蛾3的一2要經(jīng)過四個時期：卵、幼蟲、螭右或蟲。

期期，蛾3的那多種多抖，顏包也不奇節(jié)艷，帝將以名的，?淡

每包的，密乳白包的，逐有黃包的，形收有衣莖波，■圓形，■卵形，

帝也卯上■龍較，帝城市條故。

帝的卵產(chǎn)在楨物葉片的正面，帝的卵井在葉片的背面，迷帝的卵

產(chǎn)在楨物的箱皮里。

幼蟲期；蛾3左幼蟲時期的模科比較￡胸，讓人害相，人們有稱

之名毛毛蟲。它們的身體上有時執(zhí)滿衣衣的毛刺，或著具密鮮槍的包

熱。運時它們?yōu)闈M足自己身體皮衣的需要，將命取金楨物的葉片、莖

杵或者事實，所“工在退一階段，它們是我們?nèi)祟惖囊淮蠛οx。一里它

們吃飽唱足，就會變得抽來抽懶，從而證人另一個或執(zhí)階段。

蛹期；在這一階段是它們相對較老實的時期，系心系W國,身體的

表面彬戚一層堅硬的外殼，通過柩海我吐出的必將自己囪足成植物

上。送時它們的身體里面卻在發(fā)或很大的變化，直到有一天，外殼裂

升一莖健，一只機房漂亮的翅膀、具有力莖腿.的蛾3羽化也束。

鼠蟲期；運是蛾3—女中量美系的階段，也是它2命精束的時期。

逢一時期，它改變了它的菜譜，用它特有的吸管式的嘴，唳取走蜜或

其它汗液，撲克智泰。雄槌系新地上下翩翩起有，吸引雌植易它共度

金甯，一里完戚但務，雄槌很快就會死去，而唾仁就會尋找一個適合

它孩孑取金、而且較，安全的地方產(chǎn)下它們愛情的秸晶；卵。

蛾3的一或是美褊的，也是短壽的。它的壽命一般名一耳左右。

每冬冬季來臨，它們就會死去，但是它們的卯右蛹和妮抵抗尹寒，t

過臾雍，使修命不新地英俊下去。

3.蛾3的取金方法：

蛾3的取金比較特別，在幼蟲階段，它的嘴是咀嚼式的，豆要味

金植物的葉片、莖桿打累實。而左鼠蟲階段，它的嘴是虹吸式的，就

象一根唳管，：要吸取楨物的是蜜、合泌的汗液，有的蛾3甚至吸取

劭物糞便中的計水。一代之中，要經(jīng)歷兩種不同的取食過程，運在劭

物界中是旅帝罕見的。

萬花筒:

在自政界中有一種蛾3,叫拈葉蛾。它的麻、后翅膀的顆包就的

同一禰柑苑的樹葉，更妙的是左翅膀中間迷■一莖投料的葉豚，由它

在樹枝上休息時，就的同一禰秋葉桂在樹枝上。

動腦筋：

姑葉蛾名何要有送禪的唳飾7它的作用是什么7人類健借鑒這

種方式運用在哪盛方面7

2.白蟻的路途標記信息素

日常生活中，經(jīng)常可以看到白蟻在搬食，齊心協(xié)力，一絲不茍。

這些白蟻跑那么遠，能找回家嗎？這是小孩常問的問題。很多家長都

會這樣親切地回答孩子：“他們很聽話，跟著爸爸媽媽走，不亂跑，

不會迷路的"事實上，白蟻是一種社會性昆蟲，它的化學通訊系統(tǒng)

已達到非常發(fā)達的程度。白蟻在外出覓食時，總是沿途從腹端腺體中

分泌和撒放一種氣味物質(zhì)作標記，好像它們到處在豎路牌，作為返回

蟻巢時識別道路而用。這種起路途標記作用的化學信息物質(zhì)稱為“路

途標記信息素”。每個種類的白蟻都沿途釋放它們自己的路牌標記，

絕不會迷失路途。

你也可以做個小實驗來證明白蟻的路途標記信息素。取一塊玻璃

板，捉些白蟻并將它們搗碎，再放少許氯仿溶劑研勻，隨后用毛筆沾

上上述氯仿勻漿物，在玻璃板上畫個圈。接著你就把幾個同一類群的

活白蟻放在玻板上，當白蟻走上這圈后，一個一個白蟻都沿著這個圈

在爬，從不爬到外面去。

有個問題還是要請大家想一下，科學家們研究出這些結果有什么

用呢？其實這種路途標記信息化合物是很有用的。我們大家知道白蟻

是房屋建筑，運河大堤，橋梁，地下通訊電纜的大敵，危害性很大。

由于白蟻筑巢于彳■發(fā)現(xiàn)的隱蔽處，因此白蟻防治難度很大，一般只

能進行表面性處理?，F(xiàn)在就可以把白蟻的路途標記物質(zhì)和一些內(nèi)吸性

殺蟲劑混合，放在白蟻經(jīng)常出入處。一些白蟻沾著這些特殊藥劑，就

會把殺蟲劑帶入巢內(nèi)。由于藥劑內(nèi)混有路途標記物質(zhì)，所以其它白蟻

也會跑到藥劑處來，甚至于把這些藥劑也搬回巢內(nèi)，引起整個蟻巢毀

滅。這可能是白蟻仿生防治的最新技術了。

圖7

圖7-L白蟻的兵蟻和工蟻；7-2白蟻蟻后；7-3螞蟻

科普知識：

白蟻和螞蟻

白蟻是一種小老的昆蟲，景早的白蟻化石發(fā)掘在在柜令2億多年

嘛的地層中。在昆蟲當今類上，白蟻屬等翅目昆蟲，而螞蟻屬于膜翅

目昆蟲。

一糠可”4雙”4下幾個方面區(qū)令白蟻和螞蟻；

7.乂食假上區(qū)別，白蟻：要取金木軒然的物質(zhì)、一薇汶哧贓后食物的

司慣。而蛆蟻金嘏很廣，肉食仁或春金槌、帝賅嘉食物的燈慣。

2M建疑秸構上區(qū)別；白蟻的良蟻和工蟻桃憲、多數(shù)種類的眼睛已

退化。在活劭和取食的時候需要構筑蟻路、蟻道或泥被、泥儀作名逵

先掩護物。便螞蟻系澳光、一般都不修疑蟻道。

三乂體型來看螞蟻的腰是很何的，而白蟻的腰和弱都差不多做如。

咨炫，它們也■相同之處——都是社會嘏昆蟲，過虜群檢的女活

方式，在白蟻右螞蟻的樨體里都府左不間的品被，各個品彼之間令工

明確又聯(lián)系紫襲。

昆蟲實驗室：

恃他現(xiàn)察臺蟻和蛆蟻的形態(tài)特征，得出菊渚的國別。

3.蜜蜂的信息素

一般昆蟲的語言可能只是簡單的一句話或是一個意思，例如“跟

我走”，“我是王”，而較高等的社會性昆蟲，如白蟻，螞蟻及蜜蜂等，

化學通訊的語言就比較復雜些。蜜蜂利用多種化學語言來表達告警及

防御，認識同伴，標識目標，定向，抑制培育蜂王，抑制工蜂卵巢的

發(fā)育等作用。蜜蜂還會配合聲音，舞蹈在龐大的群體之間傳達各種復

雜的信息。

蜂王大顆腺分泌一種9-癸烯酸，又稱為“蜂皇質(zhì)”，2日齡的處女

王平均體內(nèi)含量為7微克，而5-10日齡含量高達108-133微克，是

一種具有強烈引誘雄蜂交配的語言。這種物質(zhì)還具有抑制工蜂卵巢發(fā)

育及培育蜂王的作用，同時促使工蜂供應食物，引誘工蜂服侍作用。

同時，它在維持蜂群的正常運作、穩(wěn)定蜂勢上有重要作用。

工蜂的奈氏腺會分泌一種帶甜玫瑰花的香味，主要成分是香葉草

醇，橙花醇和法尼烯醇，這些物質(zhì)對穩(wěn)定分蜂群和定向飛行有很大作

用。當采集蜂回巢找不到入口時，守衛(wèi)的工蜂就會釋放這類物質(zhì)來指

引路徑。同時，工蜂所釋放的這類化學語言還有召集工蜂及標識的作

用。當工蜂尋找到新巢的位置時，會用它來召集其它工蜂。當工蜂將

螫刺腔打開露出螫針時，會釋放出一種警報素，拍動雙翅將這些警告

氣味散開，引導其它工蜂開始進行攻擊，并使一部分工蜂聚集在蜂巢

口處，作準備攻擊姿態(tài)。這種警告物質(zhì)是異戊乙酸，蜂農(nóng)們很熟悉這

種像香蕉味的氣味。

工蜂的腳尖有一種附節(jié)腺也能分泌一種物質(zhì)于蜂箱入口，以此吸

引更多的工蜂存放這種物質(zhì)于蜂箱入口，起一種標識蜜蜂起降的位

置，促使其它工蜂加入飛出行列。

利用蜜蜂的化學語言可以使蜂農(nóng)人為地控制蜂王的產(chǎn)卵，工蜂采

集，雄蜂交配，吸引工蜂到農(nóng)作物上，分蜂和工蜂聚集等方面的工作。

而奈氏腺的信息化合物可以用來收捕分蜂群,也可用于提高蜜蜂的授

粉效果。蜂皇質(zhì)可用于控制蜂王交配，或用于管理蜂王的生產(chǎn)。而蜜

蜂的忌避劑則可用于防蜂。

圖8

圖8-1蜜蜂巢；8-2胡蜂巢

科普知識：

自蚣界中有許，奇眇的現(xiàn)象，電視蜂的巢穴一耳四步皋漳恒溫。

蜂巢南部的溫度由蜂群的全體我員共同闌節(jié)，可。幡牖到/"。1#

里，工蜂扁劭翅膀，向蕖南扁就新鮮空氣，向外排出潮濕空氣。冬季

里，工蜂住猥迫扁劭翅膀“4提名巢南溫看。

萬花筒：

蜜蜂化石：第一個小蜜蜂化石是在波羅的誨沿岸發(fā)現(xiàn)的，是一只

被密封左唬衲里的蜜蜂，器冬大豹7000^4o送只蜜蜂應接是營樨

體或法的。國爸在它身邊迷［另外58蜜蜂化石。送些蜜蜂祖先救命

名,琥為蜜蜂。在德國羅特的頁巖中也發(fā)現(xiàn)了一盛蜜蜂化石（距今

2500F—700F%）；成法國阿基怩盆地發(fā)現(xiàn)的蜜蜂化石建奉3700萬

—25004o所/運班蜜蜂化石都保存相劣究,必。

動腦筋:

我依|和道蜜蜂4行時，含產(chǎn)金嘴備戶。住你知道送聲者是電何產(chǎn)

士的嗎7用實除證明，開與我科普小卷文。

4.蠹蟲的聚集素

經(jīng)常到樹林里去休閑時，你在樹皮上可以看到一種小蠹蟲。這

類小蠹蟲屬于鞘翅目昆蟲，分布于全世界的森林樹木中，大多數(shù)種類

依賴枯立木或斷枝進行繁殖，有些種類則直接危害健康樹木。這類小

蠹蟲有個很奇怪的習性,每當雌性小蠹蟲尋找到寄主，并品嘗佳肴時，

不會忘記朋友，得讓朋友們也來飽餐一頓。那它怎么來通知它的朋友

呢？辦法很簡單，它會從蟲糞中排出一種引誘其它個體前來聚餐的化

學氣味物質(zhì)。幾十年來，森林保護人員就大量收集這類蟲糞，并將這

些蟲糞和殺蟲劑混合涂在某些樹木上,或者將蟲糞和粘膠一起涂在樹

木上，讓大量蠹蟲來參加聚餐而一舉消滅掉。但要收集大量蟲糞也是

一件不容易的事，然后科學家們就開始對這種能召引蠹蟲聚集氣味的

物質(zhì)進行分離，鑒定和合成，第一個蠹蟲聚集素是從幾公斤的雄性加

洲五點齒小蠹的蟲糞中分離和鑒定出。近二十多年來，蠹蟲聚集素的

研究發(fā)展很快，已鑒定出近30多種小蠹蟲的聚集素。

有人就要問“既然小蠹蟲能叫朋友來聚集，如果朋友來了太多怎

么辦，能不能叫一些朋友不要來呢？小蠹蟲當然可以做到這一點。譬

如一種云杉紅翅小蠹蟲，當聚餐蟲數(shù)越來越多時，雄性蠹蟲就會因擁

擠而大發(fā)雷霆，發(fā)出一種聲音，刺激雌性小蠹釋放一種抗聚集的氣味

物質(zhì)，阻止其它蠹蟲前來聚餐。這種蠹蟲時而用化學語言，時而又用

聲音來表達另一種意思，這種通訊語言的混合表達，確實使生物學家

感到驚奇。為了弄清蠹蟲的化學語言和聲音語言間的相互關系，科學

家們采用特殊的錄音設備，將這種聲音錄制下來進行研究。然后用復

制的仿生聲音去刺激雌性小蠹蟲，結果發(fā)現(xiàn)它們?nèi)匀荒茚尫懦隹咕奂?/p>

物質(zhì)。人們從中也得到一種啟示，昆蟲的聲音通訊在昆蟲的生命周期

中也占有很重要的地位，一旦完全掌握它的奧秘，采用特殊的復制聲

音就可以來防治害蟲，你說是嗎？

圖9

圖9：蠹蟲危害狀

科普知識：

常見的蠹蟲，有長蠹、竊蠹、小蠹、粉蠹和皮蠹等昆蟲，其中前

三類昆蟲主要在木材或活樹上危害，皮蠹昆蟲主要危害皮、毛及其制

品。

蠹蟲個體較小，成蟲體長一般為2-3mm，多數(shù)一年一代，以幼蟲

越冬，翌年春天化蛹，4、5月份，蛹羽化為成蟲，成蟲交配后產(chǎn)卵，

卵期約15天，孵化的幼蟲便鉆入木材或毛皮中危害，是農(nóng)林業(yè)和毛

皮業(yè)的重要害蟲。

昆蟲實驗室:

到卷鳥市場購某一班面包蟲，及左熨料盒中或是破螭瓶中，每天

用就菜葉或是面包將、密干等啜食?，F(xiàn)察它如何從幼蟲變化名鼠蟲。

同時可“工用一米嘏板盒嚼小后嘿食，看它是否取食。

5.昆蟲的告警素

昆蟲種類中有一種膜翅目和等翅目的昆蟲種類，它們多數(shù)會由它

們的上顆腺,毒腺,杜氏腺或肛門腺等部位產(chǎn)生和釋放一種氣味物質(zhì)，

能刺激其它社會性昆蟲的攻擊和防御行為，這種化學語言我們稱它作

“告警素”。例如一種蜜蜂工蜂的螫刺口器分泌一種異戊酸已酯，這

種物質(zhì)能刺激工蜂產(chǎn)生保衛(wèi)蜂巢的特殊行為反應，可召集工蜂集結，

并擺出大決戰(zhàn)的架勢，劇烈擺動觸角，好似古代作戰(zhàn)時士兵用矛敲擊

盾牌時的姿態(tài)，突然所有工蜂打開毒刺，瘋狂地向入侵者發(fā)起致命一

擊。這類戰(zhàn)役一旦發(fā)生，由于工蜂到處散發(fā)這類告警素，隨即會有更

多的工蜂集結，越來越多，一場大浩劫即將開始。在非洲一帶，常可

見一種蜂，在空中聚集多得像一小塊烏云，它們會突然襲擊道路上的

行人，身上被刺滿毒刺而死亡。當?shù)厝颂貏e懼怕這種蜂。

有一種名叫金字塔蟻的工蟻一旦碰到入侵者或危險時就分泌一

種告警素，激起附近其它工蟻興奮和朝發(fā)出告警素的方向集結。嗅到

這類告警素氣味的工蟻，首先將胸部抬起，上顆張開，作鋸齒形運動，

好似一輛為避開敵人炮火的坦克。前方在戰(zhàn)斗，而這類告警素會使后

方工蟻產(chǎn)生挖掘行為，大挖壕溝，并轉(zhuǎn)移后代。真像一個集團軍在負

責防御，掩護撤退一樣。一種澳洲白蟻的兵蟻受到危險時會從其頭部

分泌出一種a-菠烯氣味物質(zhì)以誘導其它兵蟻聚集和致使小動物麻

痹。

常見的害蟲一財蟲也會釋放告警素，它們在碰到危險時，就由腹

端兩側的一對腺體，分泌這種告警素。這種告警素的作用是告訴其它

財蟲“這里有危險，大家快逃命吧!”。其它個體一旦嗅到這類氣味,

往往會從植物葉面自己掉下來，躲避危險。哪么，科學家們所發(fā)現(xiàn)的

這種告警素，有什么用呢？既然財蟲一嗅到這種氣味，就會從葉子上

落下來?？茖W家們就設計一種用來防治蜥蟲的仿生技術，這種技術采

用兩部拖拉機，一輛拖拉機上裝上能向植物噴上這種告警素的氣味,

緊隨其后的一輛拖拉機裝有噴灑殺蟲劑的裝置，用殺蟲劑處理土壤表

面。這樣一來，嗅到告警素的螃蟲都會自動跳到地面上來，隨后用殺

蟲劑一處理，都把這些財蟲殺死了。這種仿生技術你說妙不妙？

圖10

圖10：群居的魴蟲

科普知識:

螞蟻和蜘蟲

螞蟻系猊唳取楨物莖桿南的汁液，耳藥將蟲、介殼蟲、木虱和其

他一咤昆蟲市這種域敏?；x通過口器吸取汁液，M中吸收氟化物井

將含糖的軻余物，/蜜露排出。名采集蜜露，一盛蛆蟻飼入各種滑蟲

我介殼蟲。螞蟻用觸角撫摸翔蟲促使它今泌蜜露，而后者區(qū)甘情愿地

配,合，將蟲捷起腹梆，今泌出一謫蜜露。送時撫鎮(zhèn)將蟲的螞蟻便缽食

蜜露。受到擾掇的滑蟲挺翅腹梆，M肛門一謫一謫合