手机版 | 登陆 | 注册 | 留言 | 设首页 | 加收藏
当前位置: 网站首页 > 世界科技百科 > 仿生学 > 文章 当前位置: 仿生学 > 文章

生物发电与通讯

时间:2019-06-20    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

生物发电与通讯


老鼠是一种常见的动物,但老鼠能发电,也许你会感到惊奇。有人曾从

一个活老鼠身上,获得推动一架频率为 500 千周的无线电发射机正常工作所

需的电能。

老鼠中的生物电,据说能供这种发射机维持六个月的正常工作(每天按

工作八小时计算),且自身并无衰减。据测量,从老鼠身上引出的电流,其

电流为 0.68A。当电压为 0.23V,负载电阻为 500Ω时,则老鼠最大的输出

功率能达 155μW。

有关研究表明,动物的眼睛也能发电。当人们把一根极细的金属丝通到

动物的眼睛神经细胞中,在光的作用下,对这些细胞所发出的电流放大 100

万倍,再在示波器的屏幕上进行记录时,发现这种微弱的电流,能随着光照

的强度、时间等因素的变化而改变。

许多生活在海洋中的鱼类,也具有发电的本领。

有人统计过,全世界大约有五百余种具有发电能力的鱼类。鱼依靠自身

的电能器官,能在水中黑暗的世界里进行导航、联络、求偶、觅食、攻击以

及辨别其他鱼的性别、种类甚至年龄等等。


各种鱼的发电本领各不相同,非洲鲶鱼能产生 350V 的电压;电鳗则能产

生 500V 以上的电压;大鳐鱼产生的电流能把 50A 的电阻丝烧断。

电鳐是发电的能手。它的外形很像一把厚的团扇,背腹扁平,头胸部连

在一起,尾部呈粗棒状。电鳐的一对小眼睛长在背面前面的中央,在身体的

腹面有一横裂状的小口,两侧各有五个鳃孔。电鳐常栖居在太平洋、大西洋、

印度洋等热带和亚热带海域的底部,行动迟钝,体长一般在 2 米左右。我国

东南沿海一带,也有电鳐分布,但体型较小,一般都在 0.3 米以下。

电鳐生长在深水之中,怎么会发电呢?经过解剖研究,原来电鳐头胸部

腹面两侧,各有一个肾脏形、蜂窝状的“发电器”,每个“发电器”大约由

600 个呈六角形的柱状管组成,而柱状管是由一块块肌肉纤维组织重叠而成

的,肌肉纤维组织的一面与神经末梢相连,当电鳐的大脑神经受到刺激和兴

奋时,电鳐两侧的“发电机”就能把神经脉冲变成电能而放出来。由于一块

块的肌肉纤维组织,好像蓄电池中的极片一样,且因柱状管之中充满着胶状

质的绝缘物质,所以电鳐放电时的电压高达 80V 左右。大鳐鱼的一个电脉冲,

甚至能使六个 100W 的灯泡,像霓虹灯广告牌一佯闪光。

电鳗生长在美洲中部和南部一带的河流中,特别是在亚马孙河下游和圭

亚那河流域最为常见。电鳗体长可达 2 米,休重约 20 公斤。虽然没有背鳍,

但胸鳍特别发达。电鳗是许多放电鱼类中放电能力最强的一种。它的发电器

官由胸鳍上方和测线下面的两排非常发达的纵行肌肉组织所构成。体长 50

厘米的电鳗,就能放出电压为 40~300V 的生物电。个体较大的电鳗,据说能

用生物电来击毙像马那样大的动物。所以,人们在捕捉肉味鲜美的电鳗时,

不得不将一些家畜赶到河中去,以消耗电鳗的电力,然后用网和手来捕捉已

经精疲力尽的电鳗。

电鳗的发电器不仅能寻找食物或抵抗敌害,更耐人寻味的是电鳗能利用

电能器官,进行水中通信和导航。当雄鳗鱼在接近鱼群中的雌鳗鱼时,发现

它们能改变电荷的强度。

象鼻鱼也是一种能发电的鱼,多分布在非洲热带地区的河流或湖泊之

中。它的嘴很长,头也特别大,约占体重的 1/25~l/2 8,这是任何其他

低等脊椎动物所不及的。

象鼻鱼的发电器官长在尾端的两边,在安静状态时,象鼻鱼能发出低频

率的电脉冲,如果有条象鼻鱼在附近时,则发现它们发出的电脉冲能立即迅

速地升高,达到一定程度时,双方的电脉冲又降低,逐步恢复到正常的低频

状态。

象鼻鱼不仅能发电,更令人惊奇的是背上具有一个能接收电波的东西,

好像雷达的天线一般。当象鼻鱼的吻部连同眼睛都钻入泥土中寻觅食物时,

尾部的发电器就能向四周发射电脉冲。如果遇到敌害,则背部的电波接收器

在接到电波的反射信号之后,就能立刻发出警告,象鼻鱼便可以逃之夭夭了。

人们利用电来进行空中通讯,是从电报开始的,至今仅有八十多年的历

史;但鱼用电来进行通讯,却已有千万年的历史了。更可贵的是鱼能在水中

进行通讯,这是一个了不起的本领。虽说人类现代通讯本领已很高超,可以

利用无线电波与地球上任何地方进行通讯,甚至还可以与月亮建立联系,但

如果要与水下 15 米深的潜水艇进行通讯,则无线电波的发射功率就一定要在

几兆瓦左右,并且潜艇还不能回答信号。随着潜水深度的增加,通讯也会变

得越来越困难。但生活在海洋中的某些鱼类,却具有高超的水中通信本领。

如一条一斤多重的青花鱼,就能用十分微小的功率与百米之外的同伴建立联

系,甚至还能将有关的信号从水中发射到空中去。


这种非凡的本领,引起了人们的极大兴趣,近代,在研究鱼类利用电进

行水下通讯的基础上,已经研制了一种水下电波发射机。这种新颖的发射机,

据说输出 100 毫瓦的功率时,就能与 250 米远的目标建立联系。

在研究利用生物电进行通讯的时候,生物无线电也是一个重要的研究课

题。

我们知道,生物活动,不仅会产生生物电,更有趣的还会向空中发射无

线电波,如肌肉的活动就能产生无线电波的辐射。当人体在吸气时,胸部的

肌肉就能产生辐射频率在 1504 周(有时能产生更高的频率)的无线电波。

试验还表明,人体中除头颅不能产生无线电波的辐射之外,其它任何地

方的肌肉均能产生,更奇妙的是某些小肌肉,发射的电讯号特别显著,如人

手中的小指肌肉,发射的无线电讯号最为强烈。

   

上一篇:生物界物理现象的启迪 从人造假手谈起

下一篇:生物界的磁学现象

推荐阅读
备案ICP编号  |   QQ:81962480  |  地址:北京市东城区  |  电话:12345678910  |  
Copyright © 2020 MAPDF Studio 版权所有,授权www.55tr.com使用 Powered by MAPDF.net