人所不及的动物“超感觉”

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视觉之最—鹰
  
  动物界的视力冠军非鹰莫属。鹰能够在几百米之外看到一只蜻蜓,在几千米的高空看到地面上的小鸟、老鼠,是名副其实的千里眼。有人这样比喻:如果人有鹰这么好的视力,我们就可以在30米远的地方读报纸了。
  视觉器官—眼睛
  眼睛是最重要的感官之一,有80%以上的外界信息经视觉获得,传递给大脑中枢后,由大脑做出决策。绝大多数动物是通过眼睛感知周围的信号,这些信号包括光线、色彩、图案、动作姿态、物体大小等;极少数生活在特定环境的动物眼睛出现不同程度的退化,丧失视觉功能。
  昆虫:单眼、复眼大有不同
  昆虫有单眼和复眼两种眼睛。单眼一般为卵圆形,结构极其简单,只不过是一个突出的水晶体,内部是一团视觉细胞,只感光不呈像。复眼是由成千上万只小眼晴紧密排列组合而成的。每个小眼晴可以接受单一方向的光信号刺激,形成点状的影像。每只小眼睛又都自成体系,各自具有屈光系统和感觉细胞,只有通过每只小眼睛的组合,才能看到完整的物体。

带纹普提鱼放大的眼睛(摄影/张帆)

  鱼类:正版的“凸鱼眼”
  鱼类的眼睛与人类的差不多,但是没有眼睑和泪腺,其晶状体的曲度不能调节,只能看到眼前的物体。鱼的眼球很大,多凸出,所以视觉范围很宽。尽管都是生活在水里,但是不同水层的光线强度不同,鱼的眼睛长得也不尽相同。光线在水深100米以下就消失了,因此生活在100米以下的鱼类大都长着大大的眼睛,有更多的视觉细胞,能感受微弱的光线。

苍蝇的复眼由成千上万只小眼晴组合而成

  陆生脊椎动物:眼睛各具特色
  在陆地上生活环境复杂,眼睛对动物更为重要。蛙类有一副透明的眼睑,它不停地眨眼是为了保持眼睛的湿润。变色龙的眼睛结构很独特,两只眼睛凸出,能同时或各自单独左右转动180度,各自分工注视前后,既有利于准确判断前面的捕食距离,又有利于逃避后面的敌害。灵长类动物的眼睛长在面庞上,同时朝向前,因此灵长类动物的视觉影像是立体的,例如白头叶猴通过立体视觉可以准确地判断空间位置,飞跃悬崖。

生活在悬崖峭壁环境的白头叶猴

  穴居动物有眼睛吗?
  长期生活在地下的动物是见不到光的,视觉对这些动物来说已经失去了意义,它们的眼睛要么退化,要么消失。比如,在地下河里有不少新种鱼类,它们的眼睛完全退化了。长期生活在地下的鼹鼠,因为光线的暗淡,视觉的功能逐步退化,眼睛变小,几乎成了摆设。生活在黑暗环境中的蝙蝠也和鼹鼠一样,虽然还长着眼睛,但是已经没有视觉的功能了。

飞蛾的耳朵长在胸腹之间~

  夜行性动物的神器—视杆细胞
  到了晚上漆黑一片时,昼行性的动物就什么也看不见了,而夜行性动物的视觉却非常清晰。之所以有这么大的区别,是因为昼行性动物的视网膜上长着视锥细胞,而夜行性动物长着视杆细胞。视锥细胞是在强光下产生反应的,而视杆细胞是在弱光下产生反应的。

两栖动物树蛙的圆形耳朵位于眼后

  听觉器官—耳
  耳是动物感知外界声波,然后通过神经系统传入大脑、做出判断并行动的器官。此外,耳还有感知方位和平衡的作用。人类耳朵的结构是最完善的,包括了内耳、中耳和外耳三部分,来自外界的声音沿着外耳道、骨膜、听骨链、半规管淋巴液、耳蜗,再通过听神经传到大脑产生听觉。

鱼类位于头部的内耳可以感知声波的振动

  昆虫:耳朵位置千差万别
  昆虫耳朵的基本原理与人类的中耳和内耳部分差不多,但形态和构造完全不同。此外,昆虫耳朵生长的位置也千差万别,比如蝗虫的耳朵是长在腹部第一节的两旁,蚊子的耳朵长在触角上,螽斯、蟋蟀的耳朵长在前足的小腿上,飞蛾的耳朵长在胸腹之间,蝉的耳朵长在腹部下面。鱼类:隐藏的耳朵
  鱼类的耳只有内耳,缺少中耳和外耳。在水环境中,声音直接穿过鱼的身体,由位于头部的内耳感知声波的振动。鱼类的耳朵还与鱼鳔相连,可以通过鱼鳔收集水中的声波。

白头叶猴幼崽的大耳朵

  陆生脊椎动物:大耳郭有助于预判危险
  两栖动物的耳朵很明显,都在眼睛的后面,骨膜是最外的结构,声音直接传到骨膜,再通过听骨链传到耳蜗。所以,两栖动物和爬行动物只有内耳和中耳,没有外耳。不过,爬行动物在骨膜外有一个短短的外耳道,露在外面的是一个小孔,只是没有耳郭而已。哺乳动物的耳朵是最完整的,包括了耳的三个部分。耳朵最大的动物非大象莫属,当然,兔子的耳朵也不算小。应该说,生活在草原环境的哺乳动物,它们的耳郭都比较大,因为草原上更加危险,发达的听力有助于它们尽早预判到危险,能及时逃避天敌的捕杀。

蝴蝶的触角上有嗅觉感受器

  长着奇大耳郭的小猴子
  一般情况下,出生时动物的耳郭较小,随着年龄的增大,耳郭逐步长大。但是,生活在我国南方石山地区的白头叶猴的幼崽,一生下来就长着一副奇大的耳郭,十分引人注目。
  
  听觉之最—枭
  鸟类跟爬行动物相似,也是没有耳郭的,但是鸟类收集声音的方式可以通过转动灵活的脑袋得以弥补。在动物界里听觉最发达的属于枭形目的鸟类,它们可以凭听觉抓住雪下的老鼠。
  嗅觉器官
  嗅觉是动物感受气味的器官,很多动物通过灵敏的嗅觉进行交流。比如飞蛾和蝴蝶雌雄个体分泌的性外激素,成年大熊猫雌雄个体的信息沟通等,都是通过嗅觉器官完成的。相对于眼睛和耳朵,嗅觉器官的结构更为简单。人类的嗅觉器官是鼻子,鼻腔内分布有丰富的嗅觉细胞,气味进入鼻腔后刺激了嗅觉细胞,嗅觉细胞的轴突形成嗅神经,嗅神经进入嗅球,传达到神经中枢后产生反应。
  
  昆虫:靠触角来“闻”气味
  对于昆虫来说,觅食、求偶、寻找产卵场所等行为都依赖嗅觉。同种昆虫的雌雄之间,会通过性外激素进行交流。昆虫绝大部分的嗅觉感受器位于触角,换言之,昆虫主要是靠触角来“闻”气味的。其中,羽毛状的触角是最发达的嗅觉器。
  鱼类:鼻孔有两对
  鱼的嗅觉器官鼻孔有两对,其下方是鼻囊。水从前鼻孔进入鼻囊,再从后鼻孔排出。水流经过时,水中的气味会触发鱼的嗅觉神经细胞产生嗅觉。
  陆生脊椎动物:鼻子可作觅食定位器官
  从两栖动物开始,动物的嗅觉结构就几乎没有太多的变化,它们的嗅觉由特殊的鼻子完成,外鼻孔与外界空气相连,内鼻孔与咽喉相通,鼻孔不仅是嗅觉的器官,还是呼吸的器官。嗅觉发达与否与鼻腔内嗅觉细胞的多少密切相关。大多数鸟类由于长期的飞行生活,嗅觉出现退化,只有少数例外,例如兀鹫依靠嗅觉寻觅腐肉为食,澳大利亚的几维鸟依靠发达的嗅觉搜寻地下蚯蚓为食,鼻子已成为它们觅食的定位器官。
  洞穴动物:不同寻常的立体嗅觉
  在黑暗的地下环境里,光线完全消失,四周缺少声音,动物感知外界环境主要靠嗅觉。美国科学家发现,鼹鼠具有不同寻常的嗅觉,能够辨识立体空间方位的不同食物气味,是目前发现的第一种具有立体嗅觉感的哺乳动物。
  触觉器官
  触觉是接触、滑动、压觉等机械刺激的总称。动物以触觉来认识生活环境及其变化,触觉器官遍布全身,比如人的皮肤就分布了很多触觉器官,依靠表皮的游离神经末梢能产生感觉。触觉器官是最简单的感觉器官,它是特定神经细胞的末梢。
  很多无脊椎动物,如水螅、水母、海葵等有触手,海葵的触手是其主要的感觉器官。昆虫的触角就是最典型的触觉器官。在混浊的水流里,视觉失去了功能,鲶鱼靠它嘴旁的肉质触须来探索食物和避免碰撞。龙虾在水下的缝隙中,伸出长长的触须,扩大它们的知觉领域。哺乳动物如老鼠、老虎、狮子等的嘴角长着比毛发更硬的触须,就是它们的触觉器官,触须的长度恰好能帮助动物穿过狭窄的空间。
  动物拥有的“第六感”
  侧线
  生活在水中的鱼类和水生两栖动物,除了具有常规的五官之外,还在身体的两侧中轴处各有一排特殊的鳞片,每枚鳞片上都有一个小孔,小孔直通里面的神经,这是它们特有的感觉器官,称为侧线。侧线可以感知水流的速度和方向,还具有听觉和触觉的功能。
  颊窝
  爬行动物中,有一类有剧毒的蛇,如蝮蛇和蝰蛇。它们除了具有常规的五官之外,头部两侧在鼻孔与眼睛之间各有一个凹下似漏斗形的感温器官—颊窝。颊窝里有一层很薄的膜,对热非常敏感,能感知周围千分之几摄氏度的变化,附近任何物体的温度,只要比颊窝所处的温度稍微高一点,就能引起蝮蛇和蝰蛇的反应,非常灵敏。
  从动物感官获取灵感的仿生学应用
  与其它的动物不同,人类向来就善于观察自然,学习自然,师法自然,从而诞生出仿生学这门学科。人类从动物感官上获取灵感,制造出很多为人类服务的科技设备。
  1.照相机
  无论是多么复杂的照相机,都是模仿动物眼睛的成像原理而制成的。在此基础上,模仿鱼类凸出的眼睛制造出超广角的鱼眼镜头,拍摄出特殊的照片效果;模仿昆虫的复眼制造出蝇眼镜头,一次拍照可得数千张照片,把物体的每个角落都拍得清清楚楚。
  2.雷达
  监测飞行器离不开雷达,雷达就是模仿蝙蝠回声定位原理制造出来的。在漆黑的夜晚,蝙蝠依靠复杂的鼻翼发出超声波,超声波遇到物体后返回,被耳朵接收,然后传入中枢神经产生感觉。
  水生哺乳动物可以放出声纳,探知水中的物体,其原理与蝙蝠的回声定位类似。人类通过模仿制造出了声纳系统,应用于水上航行。
  3.嗅敏检漏仪
  模仿动物灵敏的嗅觉制造出的嗅敏检漏仪,可用于检查漏气和监测许多有毒气体。
  4.响尾蛇导弹
  人类利用响尾蛇的颊窝能感知极小温度变化的原理,制造出了响尾蛇导弹,可用来追踪红外线目标。
  动物的感官是神经系统的一个重要部分,是动物获取外界信息来源的重要组织,完善的动物感官对动物的生存和繁衍具有重要的意义。当然,不同类群的动物有着不同发达程度的感官,这是动物适应自然环境的结果,也是动物生存和繁殖后代的保证。
人所不及的动物“超感觉”
人所不及的动物“超感觉”

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