為什么眼睛不怕冷的科學故事 即便寒風刺骨,手腳冰涼,然而同樣暴露在體表的眼睛卻不怕冷。即使眼眉結冰睫毛上霜,仍舊沒有一點冷的感覺。 在人體體表分布著很多傳導溫、觸、壓覺的感受器。其中“溫”涵蓋“冷和熱”,又稱為冷點和熱點。正常人體,冷點感受器多于熱點感受器。當外界溫度下降時,皮膚溫度也隨之下降,這樣就刺激了體表的冷點,冷點感受器通過神經系統將信息傳遞給大腦,從而使人感覺到冷。然而,我們眼睛的構造很奇妙,構成眼球的角膜、結膜、鞏膜上雖然有極其豐富的觸覺和痛覺感受器,卻沒有冷點感受器。人類的手指、腳趾、耳朵、鼻尖、腰部則分布較多的冷點。 更重要的是,角膜和鞏膜是缺少血管的透明組織,幾乎沒有什么散熱作用,而且起到緩沖寒冷傳導到眼球里的作用,再加上不停的眨眼和眼球不停的轉動,可以產生豐富的熱量,所以眼球盡管露在外面,就算數九寒天也不怕冷,溫度也可以保證10
大鯢為什么叫娃娃魚的科學故事 大鯢屬于兩棲綱的隱鰓科動物,一共有3個種,一個是中國大鯢,一個是日本大鯢,還有一個是美洲大鯢。它們的頭和身體扁平,有一個大大的嘴巴,體長可以達到1米以上,體重也可達50千克。那么,它們為什么被稱為娃娃魚而不是其他魚呢? 一種非常流行的說法是,大鯢的聲音很像嬰兒的哭聲,而它的外形又像魚,所以被稱為娃娃魚。由于大鯢對生活的環境要求很高,只存在于水質清澈的山區溪流中。它白天藏身于洞穴中,只在晚上才出來活動,身體又大多呈灰褐色,因此,過去在野生條件下,人們很難確切地聽到它的聲音。傳說中的像嬰兒一般的啼哭聲,最初是來自戰國時期的《山海經》,其上記載:“龍侯之山……泱泱之出水焉,而東流注于河。其中多人魚,其狀如魚,四足,其音如嬰兒,食之無癡疾。”后來,《史記》、《水經注》等也多有描述。加上民間的傳說,也就慢慢流傳至今。
海百合是動物還是植物的科學故事 先揭開謎底吧。海百合可不是花兒,而是海參的近親,它們同屬棘皮動物。 海百合是一類古老的動物,早在5億~2.5億年前的古生代,它們就占領了廣闊的海洋。當時,世界各地的淺海中長滿了海百合,好像一望無際的花園。可是好景不長,兇猛的魚兒和螃蟹在淺海越來越多,海百合慘遭殺戮,最后從淺海徹底消失了。好在有些海百合潛逃到天敵較少的深海中,并在那里站穩了腳跟,它們的子孫就是今天的深海海百合。最近,科學家在水深9000米的海溝中也發現了群生的海百合,可見它們耐壓、耐寒冷的能力是超乎尋常的。 海百合是動物,因為它是靠攝取食物生存的,但它又是不動的動物,固定生活在海底,軀體分根、莖(柄)、冠三部分。海百合用莖托起冠,用冠過濾海中的微小顆粒,將其中的單細胞生物、生物體的碎片、有機物質顆粒作為營養吸收掉。 海百合的花
牛為什么總喜歡不停地嚼東西的科學故事 一頭牛,只要它清醒著,只要它沒干活,它的嘴巴就沒有停的時候。在草地上,它在吃草,在牛棚休息時它的嘴巴還在不停地嚼呀嚼的。它在嚼什么呢?是在磨牙么? 當然不是,它是在嚼肚子里的東西呢!牛屬于哺乳動物偶蹄目中的反芻動物,和羊、鹿、羚羊等食草動物一起歸入反芻亞目。反芻的意思就是把吃到肚里的東西吐出來,嚼嚼再咽回去,嗯……怎么聽起來有點惡心啊……但這也是它長期進化的結果,屬于不得已而為之。 因為草雖然容易獲得,但里面的纖維素消化起來太難了,需要認真嚼碎才有利于分解。而牛在啃草的時候,總是多吃一口是一口,根本來不及細嚼慢咽。于是,嚼草這活兒就只能留在閑下來的時候做了。 好在哺乳動物的口腔內有三對唾液腺,其中分泌的淀粉酶可以把草料中的淀粉分解為麥芽糖。而草食動物的唾液分泌量很大,所以它們嚼起來是津
煤氣為什么會使人中毒的科學故事 煤氣中毒是吸入過量的一氧化碳所導致的一種中毒缺氧現象,因而又叫一氧化碳中毒。一氧化碳是一種無色無味的氣體,不易被人察覺,容易隨正常呼吸而進入人體,尤其是人在睡眠中時。進入人體后,一氧化碳隨血液流動而分布全身,很快引起中毒反應。一氧化碳攻擊性很強,在人吸入氣中含0.1%以上時便會很快進入血流,在較短的時間內強占人體內所有的紅細胞,緊緊抓住紅細胞中的血紅蛋白不放,使其形成碳氧血紅蛋白,取代正常情況下氧氣與血紅蛋白結合成的氧合血紅蛋白,使血紅蛋白失去輸送氧的功能。一氧化碳與血紅蛋白的結合力比氧與血紅蛋白的結合力大幾百倍。一氧化碳中毒后,人體血液不能及時供給全身組織器官充足的氧氣,這時血中含氧量明顯下降,從而使身體出現廣泛的缺氧癥狀,甚至危及生命。中毒者,先是嚴重頭痛,接著是惡心、嘔吐和呼吸急促,之后中毒者會精神錯亂、肌肉無力或抽搐,一用力就會覺得
南極人跡罕至為什么會被污染的科學故事 冰雪覆蓋、人跡罕至的南極被稱為地球上最后的凈土,可是有越來越多的跡象表明,污染物已經染指這片凈土。譬如,科學家從南極大氣的氣溶膠中發現了炭黑的存在,炭黑與人類的燃燒活動密切相關,來源于其他大陸的森林大火、化石燃料的燃燒。來自于無冰區沉積物中的海豹毛遺存更是將近2000年以來的人類活動一一記錄在案,包括中國漢朝、古羅馬帝國、中國隋唐、瑪雅時代、印加文明與基督王國時期、殖民新大陸、現代工業時期等,這些時期文明興盛、冶金業發達,在海豹毛中均體現出金屬汞含量的急劇升高。在南極半島,科學家在土壤和苔蘚植被中發現有滴滴涕與六六六等有機氯農藥的存在;巢居的黃蹼海燕體內同樣含有滴滴涕;即使憨態可掬的南極企鵝也未能幸免,無論在其體內還是其排泄物中均檢測到了高含量的持久性有機污染物,尤其是滴滴涕和六六六,另外阻燃劑多溴二苯醚和用作絕緣油、潤滑油的多氯聯苯
為什么空氣鳳梨不是栽種在土里的科學故事 為什么空氣鳳梨不是栽種在土里的?原來,這是一種氣生或附生草本植物,名叫空氣鳳梨。空氣鳳梨其實是鳳梨科鐵蘭屬眾多植物的統稱,包含許多品種和變種,它們因為能完全生活在空氣中,無需土壤而得名。空氣鳳梨之所以能在空氣中生存,是因為它所需要的養料和水分,幾乎都可以通過葉面上的銀灰色絨毛狀鱗片吸收。這些鱗片多呈盾形凹陷,空氣中飄浮的微小水汽小滴或雨水會被凹陷處的氣孔截獲,經薄壁細胞滲透到植株體內。令人感到神奇的是,這些氣孔在溫度較高、空氣干燥的白天處于半閉合狀態,以減少水分蒸發;到了溫度較低、空氣濕度增大的夜晚則完全打開,以吸收空氣中的水分。空氣鳳梨之所以有這種與眾不同的習性,與其獨特的生存環境有關。因為大部分空氣鳳梨原產于中南美洲的熱帶或亞熱帶地區,那兒干旱少雨,陽光強烈,晝夜溫度變化大,但終年都有霧氣的滋潤,由于它們具備了從空氣中獲取水分的
為什么射線有副作用還用來治病的科學故事 任何事物都具有好的一面和壞的一面,射線也是如此。比如,放射治療早期時,患者容易出現疲倦,被射線照射部位的皮膚顏色可能發生改變等;進一步治療后,頭部的放射治療會造成暫時性或永久性脫發;接受放療的患者,其食欲可能因受口腔、胃、腸反應的影響而變差。另外,放射治療是否產生副作用和接受治療的部位有關,有些患者也可能比較適應治療,免于受射線之累。 盡管放射治療有這樣那樣的問題,但有一半以上的癌癥患者仍會接受這種治療方式。放射治療的目標是在盡量不傷害正常細胞的情形下將癌細胞殺死。由于癌細胞比正常細胞更活躍、繁殖速度更快,所以同樣劑量的射線對癌細胞的破壞要大于正常細胞。因此,如果能對放療對象準確定位,擬訂適當的治療方案,那么就能在殺滅癌組織的同時將對正常組織的損傷程度減到最低。患者經過放射治療或結合其他治療后,能夠痊愈。于
為什么葉片正面顏色深的科學故事 原來,植物的葉片之所以呈現綠色,是因為里面含有葉綠素。由于葉綠素是綠色的,當葉肉細胞里含有大量的葉綠素時,葉子就呈現綠顏色,葉綠素含量越多,綠色就越深。 科學家通過觀察葉片的內部結構發現,葉片正面的細胞排列得非常緊密,而且十分整齊,看起來就像一排排的柵欄一樣,稱為柵欄組織;而植物葉片的背面,細胞排列十分松散,空隙很大,也沒有規則,好像海綿一樣,稱為海綿組織。 柵欄組織比海綿組織的細胞含有更多的葉綠素,而且細胞排列緊密,數量多,所以葉片正面的顏色就比背面更深了。 為什么葉片正面顏色深的科學故事點評 柵欄組織的細胞之所以含有更多的葉綠素是為了進行光合作用,正常情況下,葉片的正面才能接受到陽光的照射,只有含有的葉綠素多,才能制造出較多的營養物質;而背光的一面,由于很少進行光合作用,就不
為什么水生植物不會被淹死的科學故事 植物的生長離不開水,但是對很多陸地植物來說,如果水太多了也會被淹死。這是因為被水淹沒的土壤中氧氣不足,植物的根部無法從土壤中吸收到足夠的氧氣,引起缺氧,導致吸收水分和營養物質的能力大大降低,最后植物被“餓死”。但是,我們也看到有很多植物能一直生活在水中,例如出淤泥而不染的荷花,可以當作蔬菜的荸薺、慈姑、茭白,還有長在水底的金魚藻、苦草等。這些長時間生活在水里的植物為什么不會淹死呢? 那是因為它們已經有了一套適應水生環境的本領。為了應對水中缺氧的環境,水生植物都自備了一套“充氧泵”。如果你仔細觀察蘆葦、睡蓮等的葉柄、莖干和地下莖,會看到橫切面上有許多孔,這就是專門用來運輸氣體的管道切面,稱為“通氣組織”。這些植物的葉片通常高出水面或漂浮在水面上,通過通氣組織,能夠使空中的氧氣進入葉柄、莖干,再向下擴散到地下莖,這就保證了水生植
為什么水毛茛長兩種葉片的科學故事 哲學家萊布尼茨曾經說過:“世界上沒有完全相同的兩片葉子。”的確,在豐富多彩的自然界,想要找到兩片絕對相同的葉子是不可能的,但對大部分植物而言,同一株個體的葉片外形上并沒有多大差別。可是,自然界還存在一些“特別”的植物,在同一株植物上,會生長著兩種形狀完全不同的葉片!水毛茛就是這些特別植物中的一員。 水毛茛是一種小型水生植物,身體半浮半沉,浮在水面上的葉子是寬闊的五邊形或者手掌形,而沉在水中的葉子則變成了細細的絲狀葉。為什么在同一種植株上葉子的長相差距會這么大呢? 植物形態學家告訴我們,同一株水毛茛上的葉片形狀出現差異是植株長期適應水上和水下兩種不同環境的結果。因為水里的氧氣比水面上要少得多,為了獲得更多的氧氣,水毛茛就將水里的葉片變異成絲帶狀,這樣能增加葉片吸收氧氣的面積,從而使生長在水下的葉片也能夠
為什么種子要休眠的科學故事 我們知道,秋季是一個收獲的金色季節,許多植物的果實和種子成熟了。但秋季之后是冬季,嚴酷的低溫不利于絕大多數植物的生長。種子的休眠恰恰是對惡劣環境的適應,選擇暫時不萌發,以避免萌發后遭受不利環境條件的傷害。這種惡劣環境不僅僅是嚴冬,也可以是酷熱、嚴寒、干旱等。這是一種在進化過程中形成的適應特性,有利于維持物種的繁衍。 種子休眠(seed dormancy):活種子在適宜的萌發條件(溫度、水分和氧氣等)下仍不能發芽的現象。是植物重要的適應特性之一。種子休眠是一個可遺傳的性狀,其程度由種子發育過程中的環境來調節。根據種子休眠產生的時間可分為初生休眠(收獲時即已具有的休眠現象)和次生休眠(原來無休眠或解除休眠后的種子由于高濕、低氧、高二氧化碳、低水勢或缺乏光照等不適宜環境條件的影響誘發的休眠)。種子休眠的原因可歸為兩大類:第一類是胚本身
百歲蘭的葉片為什么“長命百歲”的科學故事 百歲蘭是一種模樣很奇特的植物,看上去又矮又扁,全身上下仿佛只能見到左右兩片碩大的葉片。百歲蘭的葉子在植物界中有“超級壽星”之稱。我們知道,大多數植物的葉子到秋冬季節就紛紛凋謝脫落,哪怕是常綠樹也不例外。常綠樹一年四季都會落葉,特別是在春季長新葉的時候,會有大量的落葉,常綠植物的落葉似乎主要在春季。可百歲蘭卻不同,它的葉子和植物體壽命一樣長,一起同生共死。當兩片葉子長出來之后,就再也不會更換新葉,通常情況下,它們可以生存100多年! 對別的植物來說,葉子脫落是對惡劣環境的一種適應。例如,在干旱或寒冷季節落葉,能夠盡量減少體內水分和能量的散失,可百歲蘭為什么一生都不落葉呢?植物學家解釋說,百歲蘭生活在熱帶,沒有寒冷需要抵御,不需要像溫帶植物那樣通過脫落葉子來抵御寒冷。還有,百歲蘭生長在近海的沙漠中,那里有大量
為什么樹木會長成“旗形”的科學故事 如果你是一個善于觀察自然的旅游者,當你登上某些較高的山峰,或者來到勁風疾吹的海邊,就會觀察到那里樹木的一個有趣現象:樹木的形狀怪怪的,不像正常樹木那樣從四周長出枝葉,組成一個圓形、橢圓形或圓錐形的樹冠,而是樹干的一邊有正常的枝葉,而另一邊則幾乎沒有,整株樹木看上去就像一面飄揚的旗幟,因此在生態學上稱為旗形樹。 為什么旗形樹形狀會變得如此奇特?其實道理很簡單,在一些具有固定風向的地區,如高山、海岸等,生長在那兒的一些樹木由于經常遭受固定方向強風的吹襲,對著風的那一面樹干的芽體受到強風吹襲而損壞,或者水分過度蒸發而導致死亡。因此,面對風向的樹干部分就不容易長出枝條,而背風面的芽體則因受風的影響較小而存活較多,相對會長出多一點的枝條。 也有的樹木,它的向風面雖然能長出枝條,但這些枝條因受風的壓力影響而彎向
蜂巢為什么是正六邊形的科學故事 蜂巢是由一個個六邊形的小隔間組成的。這些小隔間不僅是存放蜂蜜和花粉的倉庫,而且也是養育工蜂和雄蜂的育兒房。這些六邊形的蜂巢,儼然成了蜜蜂的象征。 但并不是所有蜂巢都是一樣大小的六邊形。不同種類的蜂,建造的巢穴形狀也不盡相同。即使在我們熟悉的蜜蜂中,工蜂和雄蜂的體形和地位都不同,用作育兒房的蜂巢大小也有差別。而在大小不同的蜂巢之間的過渡,蜂巢就未必是六邊形的了,偶爾也會出現五邊形或者其他形狀。另外,靠近中心的蜂巢,形狀往往比邊緣的更接近規則的六邊形。這樣說來,蜜蜂建造蜂巢時,并沒有一個六邊形的模板。那么,六邊形是從何而來的呢?這個問題引發了不少生物學家的興趣,甚至在達爾文的《物種起源》中,也有章節嘗試解釋蜂巢的精巧構造。 對于蜜蜂而言,蜂巢的形狀并不重要,重要的是每個隔間有足夠的空間。另外,節省材料對蜜蜂而言也相當重要
鏟齒象的牙齒為什么很特殊的科學故事 鏟齒象屬乳齒象類中的成員,其頰齒仍然為低冠齒,說明它還只能吃嫩葉,不能吃粗糙的干草,但它的下頜特化,前端伸長變寬,一對門齒變成長板狀,恰似一把大鐵鏟,所以得名。鏟齒象生活于距今1600萬~1200萬年的中新世中期,主要分布于亞洲和歐洲東部,是這一地質歷史時期的主要代表性動物。 鏟齒象化石最初于20世紀20年代發現于格魯吉亞的高加索地區,由俄羅斯古生物學家記述并發表。當時人們就已經注意到這類象的特殊之處:其第二下門齒變成平板狀,故所創屬名的原始含義即為“板齒”。同年晚些時候,美國第三次中亞考察團在中國內蒙古通古爾地區發現了更多更好的化石材料,美國古生物學家奧斯本在文章中把這類象的下頜前部和一把大鐵鏟的照片并排對比,給世人留下了極深的印象,從此這類象就被人們稱為鏟齒象了。 鏟齒象奇特的頭骨和下頜骨形態的
基因發揮作用為什么離不開環境因素的科學故事 曼陀羅花是中國明代名醫李時珍用于麻醉的藥物。夏天時,曼陀羅莖的顏色有兩種,有些是紫色,有些是綠色。控制莖呈現紫色的為顯性基因,而控制莖呈現出綠色的為隱性基因。可是,莖的顏色并不是一成不變的。如果溫度降低、光照減弱,紫色的莖顏色會變淺,綠色的莖顏色會變深,成了紫色和綠色的混合色,很難分得清楚了。 基因沒變,為什么它們的外表特征會發生變化呢?其實,生物體表現出來的性狀,除了基因的調控還離不開環境條件。基因是性狀的內因,環境是性狀的外因,內因與外因之間的關系可以用等式來表明:基因型+環境=表現型。 在動物界中情況也是如此。蜂群中有三種蜂,一是獨一無二的蜂后;還有幾十只雄蜂,主要參與生育后代;其余成千上萬的都是工蜂。雖然看起來,蜂后和工蜂不論長相還是分工都相去甚遠,但它們的染色體數和基因型是相同的。為什么會出現這種情況呢
風吹草低見牛羊的草原為什么變少了的科學故事 初次到草原游玩的人懷著能見到這種美景的愿望,可是真的到了草原,又不免失望:怎么這里的草如此低矮?草原上的牧草不用說高過牛羊,有的甚至僅僅只及腳踝。 其實,并不是所有的草原都生長著高大的草。地理學家把草原分為“高草草原”和“矮草草原”兩類。只有在年平均降水量相對較多(一般在500毫米以上)的地方才能夠形成高達1.0~1.5米的高草草原。比如中國東北平原的黑土地帶,在開墾成農田之前,其天然植被就是以高草草原為主。 高大的草因為需水量較大,難以生長在年平均降水量相對較少的地方。中國大部分草原地區的年平均降水量都少于500毫米,所以矮草草原占優勢。比如在內蒙古東部的呼倫貝爾、錫林郭勒地區,主要的草種是高50~100厘米的大針茅和高40~90厘米的羊草。在內蒙古西部的呼和浩特、包頭地區主要的草種是高20~60厘米的
為什么葛藤是美國人眼里的綠色惡魔的科學故事 1876年,美國費城舉辦了建國100周年的世界博覽會。這次博覽會規模宏大,吸引了許多國家的代表,其中遠在亞洲東部的日本,不遠萬里,派出代表團到美國,并帶去了一種有趣的植物——葛藤。葛藤的老家在中國,后來傳到日本,而位于太平洋彼岸的美國人從沒見過葛藤,因此感到很新鮮。 日本人在博覽會上介紹說,葛藤的塊莖磨制出的葛粉,具有清熱止瀉的功效,能醫治感冒發熱和胃病;葛藤的纖維非常柔韌堅實,是編制籃筐的優良材料;葛藤葉可以作為牲畜飼料;蜜蜂采集的葛藤花蜜能釀制出味道獨特的蜂蜜。這一連串的介紹令美國人大開眼界,葛藤一下子在美國風行起來。人們將它引種在庭院里,以供觀賞。有個農民嘗試著用葛藤的莖葉喂牛,見牛吃得津津有味,于是就大肆宣傳,沒過多久,葛藤又進入到了牧場。 由于葛藤的生命力特別旺盛,能夠在各種各樣的環境中生存,土
為什么火柴一擦就會著火的科學故事 為什么火柴一擦就會著火?火柴全身都是容易著火的東西:鼓起的火柴頭上的是硫(S)和氯酸鉀(KClO3)等,它的身子—火柴桿—是用白楊木或者松木做的,在它的外套—火柴盒—上涂的是紅磷(P)和玻璃粉等。當你拿火柴在火柴盒邊上一擦的時候,火柴頭就沾上了一些紅磷,紅磷一經摩擦受熱就會冒出火星,很快將火柴頭上的氯酸鉀和硫引燃。于是,火柴就“哧”的一聲,爆出火苗兒來了。 火柴燃燒的過程進行得很快,因此,你來不及看清楚它所發生的變化。為了容易燒著,火柴桿預先用石蠟和松香的混合物浸過。所以火柴桿一著火,會很快地從頭燒到尾。 有了火柴,拿它去引火是非常方便的,只要一擦就行。可是在100多年前,人們還不知道火柴是什么東西哩! 那時候,要取火可麻煩了。必須用火刀去擊打火石,等到冒出火星,再用火絨去點,火絨點著了,火才算引上了