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美麗而又危險(xiǎn)的水母

2020-11-02 02:39:51
大眾科學(xué) 2020年8期
關(guān)鍵詞:傘狀水母機(jī)械

水母的出現(xiàn)比恐龍還早,可追溯到6.5億年前。水母的種類(lèi)很多,全世界大約有250種左右,直徑從10厘米到100厘米之間,常見(jiàn)于各地的海洋中。水母身體的主要成分主要是水,其體內(nèi)含水量一般可達(dá)百分之九十五以上,并由內(nèi)外兩胚層所組成。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去,就好像一頂圓傘在水中迅速漂游。因?yàn)樗笡](méi)有呼吸器官與循環(huán)系統(tǒng),只有原始的消化器官,所以捕獲的食物立即在腔腸內(nèi)消化吸收。

當(dāng)水母在海上成群出沒(méi)的時(shí)候,緊密地生活在一起像一個(gè)整體似的沉浮在海面上,顯得十分壯觀。海濤如雪,蔚藍(lán)的海面點(diǎn)綴著許多優(yōu)美的傘狀體,閃耀著微弱的淡綠色或藍(lán)紫色光芒,許多水母都能發(fā)光,有的還帶有彩虹般的光暈。細(xì)長(zhǎng)的觸手向四周伸展開(kāi)來(lái),跟著一起漂動(dòng),色彩和游泳姿態(tài)美麗極了。

水母的傘狀體內(nèi)有一種特別的腺,可以發(fā)出一氧化碳,使傘狀體膨脹。而當(dāng)水母遇到敵害或者在遇到大風(fēng)暴的時(shí)候,就會(huì)自動(dòng)將氣放掉,沉入海底。海面平靜后,它只需幾分鐘就可以釋放出氣體讓自己膨脹并漂浮起來(lái)。櫛水母在海中游動(dòng)時(shí),8條子午管可以發(fā)射出藍(lán)色的光,發(fā)光時(shí)櫛水母就變成了一個(gè)光彩奪目的彩球;帶水母的周?chē)椭虚g部分,分布著幾條平行的光帶,當(dāng)它游動(dòng)的時(shí)候,光帶隨波搖曳,非常優(yōu)美。水母發(fā)光靠的是一種叫??鞯钠婷畹牡鞍踪|(zhì),這種蛋白質(zhì)和鈣離子相混合的時(shí)候,就會(huì)發(fā)出強(qiáng)藍(lán)光來(lái)。??鞯牧吭谒阁w內(nèi)越多,發(fā)的光就越強(qiáng),每只水母平均只含有五十微克的這種物質(zhì)。

水母可以根據(jù)傘狀體的不同做分類(lèi):有的傘狀體發(fā)銀光,叫銀水母;有的傘狀體則像和尚的帽子,就叫僧帽水母;有的傘狀體仿佛是船上的白帆,叫帆水母;有的宛如雨傘,叫做雨傘水母;有的傘狀體上閃耀著彩霞的光芒,叫做霞水母……

美麗卻有毒

水母雖然長(zhǎng)相美麗溫順,其實(shí)十分兇猛。在傘狀體的下面,那些細(xì)長(zhǎng)的觸手是它的消化器官,也是它的武器。在觸手的上面布滿(mǎn)了刺細(xì)胞,像毒絲一樣,能夠射出毒液,獵物被刺螫以后,會(huì)迅速麻痹而死。觸手就將這些獵物緊緊抓住,縮回來(lái),用傘狀體下面的息肉吸住,每一個(gè)息肉都能夠分泌出酵素,迅速將獵物體內(nèi)的蛋白質(zhì)分解。

在炎熱的夏天里,當(dāng)我們?cè)诤_吪庇斡緯r(shí),有時(shí)會(huì)突然感到身體的前胸、后背或四肢一陣刺痛,猶如被皮鞭抽打的感覺(jué),那準(zhǔn)又是水母作怪在刺人了。不過(guò),一般被水母刺到,只會(huì)感到炙痛并出現(xiàn)紅腫,只要涂抹消炎藥或食用醋,過(guò)幾天即能消腫止痛。但是在馬來(lái)西亞至澳大利亞一帶的海面上,有兩種分別叫做海蜂水母(箱水母)和曳手水母的,其分泌的毒性很強(qiáng),如果被它們刺到的話(huà),在幾分鐘之內(nèi)就會(huì)呼吸困難而死亡,因此它們又被稱(chēng)為殺手水母。所以當(dāng)被水母刺傷,發(fā)生呼吸困難的現(xiàn)象時(shí),應(yīng)立即實(shí)施人工呼吸,或注射強(qiáng)心劑,千萬(wàn)不可大意,以免發(fā)生意外。

“聽(tīng)”力驚人

水母可分為三個(gè)主要的部分:一是圓形的傘體,其以一縮一放來(lái)進(jìn)行游動(dòng);二是觸手,在游動(dòng)中用來(lái)控制運(yùn)動(dòng)方向,上面布滿(mǎn)刺細(xì)胞用來(lái)捕捉及麻痹獵物;三是其它部分,包括生殖器,緣膜,消化系統(tǒng),平衡囊等。

水母觸手中間的細(xì)柄上有一個(gè)小球,里面有一粒小小的聽(tīng)石,這是水母的“耳朵”。由海浪和空氣摩擦而產(chǎn)生的次聲波沖擊聽(tīng)石,刺激著周?chē)纳窠?jīng)感受器,使水母在風(fēng)暴來(lái)臨之前的十幾個(gè)小時(shí)就能夠得到信息,于是,它們就好象是接到了命令似的,從海面一下子全部消失了。科學(xué)家們?cè)?jīng)模擬水母的聲波發(fā)送器官做試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)能在15小時(shí)之前測(cè)知海洋風(fēng)暴的訊息。

三代同堂

水母雖然是低等的腔腸動(dòng)物,卻三代同堂,令人羨慕。水母生出小水母,小水母雖能獨(dú)立生存,但親子之間似乎感情深厚,不忍分離,因此小水母都依附在水母身體上。不久之后,小水母生出孫子輩的水母,依然緊密聯(lián)系在一起。

近年,世界各地的海域常常有突如其來(lái)的水母群的出現(xiàn)。早前,日本海域便出現(xiàn)兩米長(zhǎng)的巨型“越前水母”群,估計(jì)中國(guó)揚(yáng)子江流域是越前水母的來(lái)源之一。隨著中國(guó)沿海業(yè)的過(guò)度捕撈,減少了與水母爭(zhēng)食的魚(yú)類(lèi),增加了浮游生物,造成水母繁衍過(guò)剩,加上長(zhǎng)江流域連場(chǎng)反常的大雨,將巨型水母沖到日本海域。此外,海洋的水溫變暖亦加速水母的繁殖和生長(zhǎng)。

美國(guó)國(guó)家地理雜志最新報(bào)道,水母大多存活于死水區(qū),生命極度頑強(qiáng),它幾乎不需要氧氣,所以,你會(huì)發(fā)現(xiàn)在幾千米的深海區(qū),也有它的身影。水母的出現(xiàn),并不是環(huán)境改善的現(xiàn)象,而是環(huán)境惡化的表象。隨著水污染的嚴(yán)重,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐盛,災(zāi)難性的浮游生物大量出現(xiàn),導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)大量死亡,水母卻開(kāi)始繁盛,但這是另一個(gè)災(zāi)難的前奏,水母什么都吃,浮游生物、魚(yú)卵、小魚(yú)、大魚(yú)……無(wú)一漏網(wǎng),它的繁盛讓魚(yú)類(lèi)難以再生,其后果將是不可恢復(fù)的!日本已經(jīng)嘗到了水母繁盛的災(zāi)難性后果,請(qǐng)全人類(lèi)高度關(guān)注環(huán)境污染以及其帶來(lái)的災(zāi)難性后果!

當(dāng)然,威猛而致命的水母也有天敵,棱皮龜就可以在水母的群體中自由穿梭,輕而易舉地用嘴扯斷它們的觸手,使其只能上下翻滾,最后失去抵抗能力,成為海龜?shù)囊活D“美餐”。因?yàn)樵诤}數(shù)奈敢褐杏幸环N能化解水母劇毒的特殊物質(zhì),所以它可以吃水母。

生物科技

“水母”燈具:美國(guó)“驚奇水母”公司用自然死亡的水母尸體和樹(shù)脂,制作出能夠在夜間發(fā)光的燈具,目前已推向市場(chǎng)。

這款“水母”燈具的制作過(guò)程并不復(fù)雜。他們先把自然死亡的水母尸體用液態(tài)氮進(jìn)行冷凍,再把冷凍的尸體放入制作成卵形的透明樹(shù)脂,再進(jìn)行全封閉加工。用到透明樹(shù)脂的目的是既能防止尸體腐爛,又能讓封存其中的水母繼續(xù)發(fā)光。而且凝固的透明樹(shù)脂相當(dāng)堅(jiān)硬,抗摔抗震,也相當(dāng)實(shí)用。這款燈的特點(diǎn),正是不用通電。水母體內(nèi)含有一種特殊蛋白質(zhì),能夠吸收自然光,并在黑暗環(huán)境中發(fā)出藍(lán)光——這種物質(zhì)在水母死后仍然存在。因此,使用這款燈具時(shí)根本不需要用電,水母尸體會(huì)在白天吸收光線(xiàn),然后在夜間釋放光芒。

機(jī)械水母:現(xiàn)在,有科學(xué)家發(fā)明了一種氫氣動(dòng)力水母機(jī)器人——“機(jī)械水母”,這種神奇的機(jī)器人在水中可以像真正的水母一樣游動(dòng)。目前,機(jī)械水母仍處于研發(fā)早期階段,但研究人員表示這種機(jī)器人最終將可應(yīng)用于水下?tīng)I(yíng)救作業(yè)。

水母是利用其傘狀體內(nèi)部的環(huán)肌進(jìn)行移動(dòng)的。當(dāng)它們收縮時(shí),傘膜將水母的身體關(guān)閉于其中,并排出水流,從而推動(dòng)身體向前移動(dòng)。當(dāng)肌肉放松時(shí),傘膜又會(huì)恢復(fù)原來(lái)的形狀。為了模擬水母的運(yùn)動(dòng)機(jī)制,機(jī)器人必須要使用有形狀記憶能力的合金,也就是說(shuō)所使用的材料能夠記住原始形狀。然后,再將這些材料包裝于碳納米管中,并涂上一層鉑黑粉。機(jī)械水母的動(dòng)力來(lái)自于水中的氧和氫以及表面的鉑之間的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量。化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量傳遞到機(jī)械水母的人造“肌肉”上,使其達(dá)到伸縮變形的目的。這就意味著機(jī)械水母可以從其周?chē)乃蝎@得再生燃料,而不是僅僅依靠有限的電池能量。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,機(jī)械水母的能量應(yīng)該取之不盡用之不竭。

目前,這個(gè)機(jī)械水母可以同時(shí)伸縮8節(jié)身體。研究人員正在考慮如何改進(jìn),以更方便的方式單獨(dú)控制每一節(jié)身體。如果能夠找到解決方案,那么改進(jìn)版的機(jī)械水母活動(dòng)將更加靈活。

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