昆蟲與仿生（簡體書）

“探索未知”叢書是一套可供廣大青少年增長科技知識的課外讀物，也可作為中、小學教師進行科技教育的參考書。它包括《星際探秘》、《海洋開發》、《納米世界》、《通信奇跡》、《塑造生命》、《奇幻環保》、《綠色能源》、《地球的震顫》、《昆蟲與仿生》和《中國的飛天》共10本，《昆蟲與仿生》是其中之一，由陳小鈺編著。
《昆蟲與仿生》內容新穎，通俗易懂，圖文并茂；反映了我國和世界有關科技的發展現狀、對社會的影響以及未來發展趨勢；在傳播科學知識中，貫穿著愛國主義和科學精神、科學思想、科學方法的教育。本書每章的“知識鏈接”中，有名詞解釋、發明者的故事、重要科技成果創新過程、有關資料或數據等。每冊書最後還附有測試題，供學生思考和練習所用。

展現在眼前的昆蟲世界，既有趣又繽紛。科學家研究這些小生靈，學習蜻蜓如何飛行，造出了昆蟲飛行器；模仿蒼蠅的靈敏嗅覺，發明了電子鼻。探索昆蟲王國的奧秘，領略仿生高科技發展的美好前景。
昆蟲是自然界中微小的、不起眼的動物。我們可別小看這些小不點，它們對人類科技發展的功勞卻大著呢！因為昆蟲具備許多連人類也自嘆不如的生存絕技，人類模仿昆蟲身上器官的某些特殊功能，已在工程技術方面取得了顯著成就。可以說，昆蟲是人類學習的不竭源泉。
現在，陳小鈺編著的《昆蟲與仿生》帶我們走近昆蟲，欣賞一下這些小生命所施展的絕技，進而了解科學家是怎樣向昆蟲“取經”而獲得種種新科技成果的。

“探索未知”叢書是一套可供廣大青少年增長科技知識的課外讀物，也可作為中、小學教師進行科技教育的‘參考書。它包括《星際探秘》《海洋開發》《納米世界》《通信奇跡》《塑造生命》《奇幻環保》《綠色能源》《地球的震顫》《昆蟲與仿生》和《中國的飛天》共10本。
本叢書的出版是為了配合學校素質教育，提高青少年的科學素質與思想素質，培養創新人才。全書內容新穎，通俗易懂，圖文并茂；反映了中國和世界有關科技的發展現狀、對社會的影響以及未來發展趨勢；在傳播科學知識中，貫穿著愛國主_義和科學精神、科學思想、科學方法的教育。每冊書的“知識鏈揍”中，有名詞解釋、發明者的故事、重要科技成果創新過程、有關資料或數據等。每冊書後還附有測試題，供學生思考和練習所用。
本叢書由上海市老科學技術工作者協會編寫。作者均是學有專長、資深的老專家，又是上海市老科協科普講師團的優秀講師。據2011年底統計，該講師團成立15年來已深入學校等基層宣講一萬多次，聽眾達幾百萬人次，受到社會認可。本叢書匯集了宣講內容中的精華，作者針對青少年的特點和要求，把各自的講稿再行整理，反復修改補充，內容力求新穎、通俗、生動，表達了老科技工作者對青少年的殷切期望。本叢書還得到了上海科普圖書創作出版專項資金的資助。
上海市老科學技術工作者協會

引言
一、走近昆蟲
昆蟲的家族
昆蟲的分類
昆蟲的眼睛
昆蟲的鼻子
昆蟲的耳朵
昆蟲的舌頭
昆蟲的嘴巴
昆蟲的翅膀
昆蟲的足和腹部
二、拜昆蟲為師
生活中的仿生產品
蟲眼照相機
奇妙的“測速儀”
昆蟲飛行器
三、靈敏的昆蟲觸角
蒼蠅與電子鼻
生物檢測器
氣味仿生與誘捕蟑螂
四、嘴和耳的啟示
驅蚊電波器
令害蟲恐懼的聲音
螻蛄“相會”
誘蟻出巢
向蚊子學“打針”
“茸毛”與氣體測量儀
五、昆蟲翅膀的貢獻
蜻蜒翅痣
蝶翅散熱的啟示
防偽幣技術的靈感
蝴蝶的偽裝與野戰服
模仿昆蟲的飛機
蜜蜂獨特的降落動作
蒼蠅與振動陀螺儀
蝗蟲防撞本領
六、奇妙的足與腹
螳螂臂與鋸子
蟑螂和六足機器人
與跳蚤比美的人造肌肉
蟬的天籟聲和超高頻無線電波
步甲蟲和二元化武器
七、昆蟲仿生的前景
仿生冷光源
仿生醫學
仿生建筑
仿生信息學
仿生機器人
“蟲形”飛機
測試題

昆蟲的分類
昆蟲約有30多個目。其中以種類、數量來說，俗稱甲蟲的鞘翅目就有30萬種以上，在昆蟲家族中數量占第一位；以蝴蝶與蛾子為代表的鱗翅目，種類有14萬種以上，占第二位；蒼蠅、蚊子、虻類等屬于雙翅目，種類也很多，占第三位；其他還有同翅目的蟬、蚜蟲，半翅目的椿象，直翅目的蝗蟲、蟈蟈等，都是比較常見的昆蟲。
從表中可看出，螞蟻和白蟻雖是一字之差，生活方式也有許多相同的地方，但從分類系統上，螞蟻卻和蜜蜂有“親戚”的關系，它們都屬膜翅目，而白蟻則是等翅目的昆蟲。
為什么昆蟲家族在地球上會這樣興旺發達？它們有哪些生存的秘訣呢？
首先，是因為昆蟲擁有翅膀，能飛翔，所以，昆蟲在覓食、避敵和分布范圍等方面都比不會飛行的動物有利。
其次，昆蟲有驚人的繁殖力，其繁殖速度及數量都優于其他動物。有些昆蟲種類lO天左右即可繁殖一代，一代數量往往有成百上千個個體。如危害莊稼的地老虎，每只雌蟲平均可產卵800多粒；蜜蜂的蜂後每天能產卵2000～3000粒。
昆蟲具有多變的口器類型，有助于它們擴大取食范圍，利于生存。這是昆蟲在長期進化過程中所適應環境特化而形成的。
昆蟲有很強的適應能力。不管是高溫酷熱的赤道，還是終年冰雪的南北極；無論是海拔6000米的高寒山區，還是地下極深的洞穴，都有昆蟲的蹤影。現在，已發現在水溫高達49℃的溫泉中竟然有昆蟲；寒冷的南極地區生活著40多種昆蟲；某些絹蝶生活在高海拔山區；甚至在地下噴出的原油中也發現石油蠅幼蟲。
最後，昆蟲還具有多樣求生本領。許多昆蟲能生存至今，與它們掌握了一套“特技”本領有關。如磕頭蟲的輕功、翻身技巧，氣步甲散放煙霧彈，竹節蟲的擬態隱身法術，蝴蝶的保溫、散熱本領，蚜蟲的孤雌生殖、繁衍子孫的功能等，都是昆蟲防身自衛、適應環境的特殊求生能力。
這些特殊的生存能力，使昆蟲在地球的各個角落都能生存，種類和數量列居動物界榜首。
昆蟲的祖先(如已滅絕的三葉蟲)生活在水中，後經地球的各個地質時期、億萬年漫長的環境影響，由水生生活進化到陸生生活。同時，昆蟲的身體構造、功能都發生了巨大的變化，形成了各種變態類型，由低級演變、進化至高級階段，才逐漸分化成為現在我們所看到的各種各樣的昆蟲類群。
通過以上介紹，我們已經對昆蟲所具備的高強本領，略知一二了。現在，就讓我們從認識昆蟲的眼、耳、鼻、舌、嘴的結構和性能，以及昆蟲的翅膀、足、腹部等開始，走近昆蟲，了解昆蟲。隨著對這種小生物認識的增加，相信你對它們的興趣也會越來越濃，因為有關昆蟲的奧秘實在是太多了。
昆蟲的眼睛
人類只有一雙眼睛，我們周圍熟悉的大多數動物，如雞、鴨、牛、羊、狗、貓和鳥等也都只有兩只眼睛。而昆蟲雖然個子特別小，卻有5只眼睛。
5只眼睛？不會搞錯吧！為什么我們通常能看到的僅僅只有兩只呢？是的！除了兩只我們能見到的大復眼之外，昆蟲還有3只小小的單眼，這恐怕要用放大鏡來看了。單眼的位置在兩個復眼之間、昆蟲的“額”上。它的結構比較簡單，是一個四周沒有受到任何壓力、圓形的凸透鏡，由角膜體、視覺細胞和視神經組成，只能感覺光的強弱、方向及物體的大致形象。而擔當主要視覺功能的、能看清楚物體的圖像及顏色的則是它的復眼。昆蟲的復眼是由成千上萬只六角形柱體狀小眼組成蜂窩狀的眼睛，如蒼蠅的一只復眼由3000～6000個小眼組成，蜜蜂的復眼由6300個小眼組成。一般來說，復眼越大小眼也越多，復眼造像越清晰，視力就越強。
復眼的構造非常巧妙。每個六角形的小眼前面，都有一層像照相機鏡頭一樣的聚光裝置，叫做角膜鏡，它可以調節焦距。角膜的下面連接著錐晶體，視桿囊體和網膜體，可以調整清晰度。周圍有色素細胞，可以辨別不同的顏色，再下面是視覺細胞和與大腦聯系的視神經和傳感神經。當腦神經接收到角膜傳來的光時，通過各個視覺系統互相作用，便形成了點的圖像。各個小眼形成的點像互相連接起來，這樣復眼就可以形成一個完整的、視野寬闊的圖像。
昆蟲的種類不同，復眼的形狀也不一樣，對顏色的分辨能力和敏感程度也不一樣。奇特的是，蜜蜂、飛蛾以及果蠅的眼睛能看見人類眼睛看不到的紫外線，因而它們對紫外光特別敏感。但有些昆蟲是色盲，如蜜蜂不能分辨橙紅色和綠色，蕁麻蛺蝶看不見綠色和黃綠色，夜蛾則對綠色是色盲，金龜子不能識別綠色的深淺。
此外，昆蟲的視覺一般只限于較短的距離內，蒼蠅只能看到0．4～O．7米遠的距離，蜜蜂則只能看O．5～0．6米遠的地方。在這方面，它們遠遠不及人類的眼睛，這是因為昆蟲每個小眼所看到的圖像，只是整體圖像的局部。P4-9