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第4章 趣味篇(3)

天空中的星星,虽然看起来很小,但实际上大多数都比地球大很多倍,都具有比地球大得多的引力。然而,由于地球和这些星体的距离十分遥远,所以尽管它们都有很大的吸引力,也不能把对方吸引过去。我们可以用光速来计算,光速为3×105千米/秒;而一颗恒星发出的光大约要几十年才能到达地球。因此,仅凭地球的引力,是不能把星星吸到地球上的。所以,天空的星星各有各的轨道,它们不会相撞,也不会掉到地球上来。

所以说,是万有引力带来了宇宙中的安宁和秩序。

9.刺猬为什么会有刺

在动物园或是在电视里,我们常常会看到浑身长满刺的刺猬,为什么只有刺猬有刺而其他动物身上没有呢?在动物世界里,为了自我保护,动物要在与外界的自然环境的生存竞争中保存自己,就得选择自我保护的方式方法。

刺猬是一种长不过25厘米的小型哺乳动物,嘴尖,耳小,四肢短。虽然它身单力薄、行动迟缓,却有一套保护自己的好本领。刺猬身上长着粗短的棘刺,连短小的尾巴也埋藏在棘刺中。当遇到敌人袭击时,它的头朝腹面弯曲,身体蜷缩成一团,包住头和四肢,浑身竖起钢针般的棘刺,宛如古战场上的“铁蒺藜”,使袭击者无从下手。同时,刺猬身上的刺也有收集果子的作用。刺猬一般扒洞为窝,白天隐匿在巢内,黄昏后才出来活动;刺猬嗅觉灵敏,以昆虫和蠕虫为食,也吃幼鸟、鸟蛋、蛙、蜥蜴等,偶尔也食农作物。

达尔文的《物种起源》讲述了生物进化论中的“适者生存”法则。任何生物要想在自然环境中生存下来,就得练就一身自我生存和自我保护的本领。刺猬满身长出坚硬的刺就是长期的生物进化的结果。

其实,在生物界中,不同的动物都有自己的生存法宝。动物保护自己的方法有:保护色、拟态、硬壳、硬刺、自切、放臭气、喷墨汁、逃跑、装死等。

保护色的例子有很多,甚至可以随处遇见。沙漠里的动物,大多数都以微黄的“沙漠色”作为它们的特征。那里的狮子、鸟、蜥蜴、蜘蛛、蠕虫等动物身上,都可以找到这种颜色。同样,北方雪地上的所有动物,如北极熊、海燕,都披上了一层白色,与雪的背景色融为一体。在长期的险恶环境中生存的野兔,它们的毛色都是土黄色,这种颜色,也是秋天大部分草木的颜色,所以野兔可以借此来逃避许多天敌的危害。变色龙是蜥蜴的一种,是典型的具有保护色的动物,它能在周围环境对光线的反射中迅速地改变体色,变成树干或树叶的颜色来保护自己。

按照达尔文的解释,生物的保护色、警戒色和拟态是自然选择的结果。生物在长期的自然选择中,形成了形形色色功能不同的保护色,但最高境界是拟态,不只是颜色,连外型都变了。如枯叶蝶,它们停息在树枝上,像一片片枯树叶。当人们用手碰它时,它却一抖身体,向空中飞去了,并不像枯叶那样飘落到地上。尺蠖和竹节虫的身躯,与枯叶蝶有异曲同工之妙。尺蠖歇息在树枝上,粗粗一看,宛如树枝。竹节虫体态如同竹节,停留在竹枝上,也叫人难以分辨。这种拟态是怎么来的呢?枯叶蝶的祖先原是不尽相同的,像枯叶的那些因为不易被天敌发现而生存下来,而不大像枯叶的个体则被天敌吃掉了。这样,经过漫长的自然选择、繁殖、变异,定向性更明显,枯叶蝶更像枯叶,形成了今天我们看到的样子。

软体动物有一个共同的特征,那就是它们的身体都很柔软。其中河蚌和蜗牛行动都非常缓慢,容易遭到敌害的侵犯。在长期进化的过程中,它们形成了保护柔软身体的贝壳。河蚌有两片瓣状的贝壳,蜗牛有一个螺旋形的外壳。如果将它们解剖开来观察,会看到它们柔软的身体外面还有一层肉质膜包裹着,这层膜称为外套膜。外套膜也起保护作用。它们的外壳就是由外套膜分泌的物质形成的。乌贼的头部有两只发达的大眼。头部以下是躯干部,外面包着囊状的外套膜。乌贼运动迅速,当遇到敌害侵犯时能很快逃走。此外,乌贼的体内还有一个墨囊,里面有浓黑的墨汁,能在遇到敌害时迅速喷出,将周围的海水染黑,掩护自己逃生。

斑马是非洲特有的食草动物,样子像马,但是与普通马的最大不同是,它有一身美丽的花衣服,上面黑一条、白一条,黑白分明,仿佛是人工画出来的漂亮图案。运动学家告诉我们,这些图案实际上是它们的“身份证”。因为不同的斑马,身上的斑纹各不相同,有的粗大稀少,有的又细又密。斑马家族中的成员,就是通过斑纹来当做识别自己同类的标记。黑色和白色吸收和反射光线的程度不同,由此,可以将斑马身躯的轮廓打乱,使其形状变得模糊,不易分辨。所以,斑马身上条纹是适应外界的保护色。

10.母鸡为什么会下蛋

我们平时吃的蛋分为两种:受精的和未受精的。前者可孵出小鸡,后者不可。

如果是未受精的蛋,生殖细胞在蛋形成过程中,一般不再分裂,打开鸡蛋后蛋黄表面有一白点,叫胚珠。一个卵巢有数百万枚卵泡,但仅有少数能成熟排卵。每个卵泡含有一个卵母胞或生殖细胞。卵泡上有许多血管,自卵巢上送来营养供卵子成长发育。卵巢上每一个卵泡包含一个卵子。卵子在成长过程中,因卵黄累积而逐渐增大。生产较大的卵泡,迅速生长,在排卵前,经9~10天达到成熟。卵泡成熟后,自卵泡缝痕破裂排出卵子,排出的卵子在未形成蛋前叫卵黄,形成蛋后叫蛋黄。

卵泡成熟排出卵黄后,立即被输卵管喇叭部纳入。约经18分钟,进入蛋白分泌部,这里有很多腺体,分泌蛋白,包围卵黄。由于输卵管蠕动作用,推动卵黄在输卵管内旋转前进。在蛋白分泌部(也叫膨大部),因机械旋转,引起这层浓蛋白扭转而形成系带。然后分泌稀蛋白,形成内稀蛋白层,再分泌浓蛋白形成浓蛋白层。最后再包上稀蛋白,形成外稀蛋白层。卵在蛋白分泌部停留约3小时,在这里形成浓厚粘稠状蛋白。蛋白分泌部的蠕动,促使包有蛋白的卵进入峡部(管腰部),在此处分泌形成内外蛋壳膜。蛋壳为89%~97%的碳酸钙,还有少量盐类和有机物。有的鸡蛋上有颜色和花纹是输卵管下端管壁色素细胞产生的。

卵进入子宫部,约存留18~20小时,由于渗入子宫液,使蛋白的重量增加一倍,同时使蛋壳膜鼓胀而形成蛋的形状。以碳酸钙为主要成分的硬质蛋壳和壳上胶护膜都是在离开子宫前形成。卵在子宫部已形成完整的鸡蛋。蛋到达阴部,约存留20~30分钟,子宫肌肉收缩,使鸡蛋自阴道产出。以上就是鸡蛋形成的简单过程。

鸡(鸟类)基本上都是通过卵胎生来繁殖的,卵胎生动物的受精卵在母体内发育成新的个体后才产出母体。但其发育时所需营养,仍依靠卵自身所贮存的卵黄,与母体没有物质交换关系,或只在胚胎发育的后期才与母体进行气体交换和有很少营养的联系。

母鸡的卵在体内受精、体内发育是一种生殖形式。受精卵虽在母体内发育成新个体,但胚体与母体在结构及生理功能的关系并不密切。胚胎(卵子在受精后的第3~8周为胚胎)发育所需营养主要靠吸收鸡蛋自身的卵黄,胚体也可与母体输卵管进行一些物质交换。这是动物对不良环境的长期适应形成的繁殖方式,实际母体对胚胎主要起保护和孵化作用,所以我们常常看到小鸡是破壳而出的。

胚胎在卵形成过程中的发育,即母体内的发育,也即是成蛋阶段的发育。这个阶段的发育过程是:受精卵+卵裂+囊胚期+原肠期。当胚胎发育到原肠期时,已分化形成内胚层和外胚层,从外观上看,形如一个圆盘状体即为胚盘,当卵排出体外,因温度下降,胚胎生长发育随即停止。

胚胎在孵化过程中的发育卵排出体外后,保存在18℃以下的环境中,胚胎发育基本处于静止状态。当入孵后,胚胎即开始发育。胚胎在孵化过程中发育的时期称孵化期。鸡的孵化期为21天。种蛋入孵后,胚在原肠期形成的同时,上胚层像个碟状圆盘,在其末端,细胞不断地向中线集中,形成一条细胞带,称原条。原条细胞通过原沟的底部逐渐转入外胚层与内胚层之间,并分别向两侧扩展,这些辏至内外胚层之间的细胞称为中胚层。原条细胞也逐渐转入外胚层与中胚层之间,并分别向前伸展,伸展的结构称为头突,后发育成脊索,脊索是胚胎期的纵轴支持器官,最终为脊柱所代替,随着胚胎的不断发育,由外、中、内三个胚层逐渐形成各种腺体、器官、骨骼、肌肉、皮肤、羽毛和喙,最后形成新的机体——雏鸡。

11.月亮为什么有时候像弯钩,有时候像圆盘

我们知道,月亮是围绕地球运行的一颗卫星,它既不发热,也不发光。在黑暗的宇宙空间里,月亮是靠反射太阳光,才使我们能看到它的。地球与月球构成了一个天体系统,称为地月系。在地月系中,地球是中心天体,因此一般把地月系的运动描述为月球对于地球的绕转运动。然而,地月系的实际运动,是地球与月球对于它们的公共质心的绕转运动。地球与月球绕它们的公共质心旋转一周的时间为27天7小时43分11.6秒,也就是27.32166天,公共质心的位置在离地心约4671千米的地球体内。

在地球同它的天然卫星——月球所构成的天体系统中,地球是它的中心天体。由于地球质量同月球质量相差悬殊,地月系的质量中心距地球中心只有约1650千米。通常所说的日地距离,实际上是太阳中心和地月系质心的距离;通常所说的月球绕地球公转,实际上是地球和月球相对于它们的共同质心的公转。由于这种公转,共同质心在地球内部是以地球恒星月为周期的位移。

月亮在绕地球运动的过程中,它和太阳、地球的相对位置不断发生变化。当它转到地球和太阳中间的时候,月亮正对着地球的那一面,一点也照不到太阳光,这时,我们就看不见它,这就是新月,叫做“朔”。新月以后两三天,月亮沿着轨道慢慢地转过一个角度,它向着地球一面的边缘部分,逐渐被太阳光照亮,于是我们在天空中就看到一钩弯弯的月牙。

这以后,月亮继续绕着地球旋转,它向着地球的这一面,照到太阳光部分一天比一天多,于是,弯弯的月牙也就一天比一天“胖”了起来。等到七八天,月亮向着地球的这一面,有一半照到了太阳光,于是我们在晚上就看到半个月亮,这就是上弦月。

上弦月以后,月亮逐渐转到和太阳相对的一面去,这时它向着地球的这一面,越来越多地照到了太阳光,因此我们看到的月亮,也就一天比一天圆起来。等到月亮完全走到和太阳相对的一面时,也就是月亮向着地球的这一面全部照到太阳光的时候,我们就看到一个滚圆的月亮,这就是满月,叫做“望”。

满月以后,月亮向着地球的这一面,又有一部分慢慢地照不到太阳光了,于是我们看到月亮又开始渐渐地变“瘦”。满月以后七八天后,在天空中又只能看到半个月亮了,这就是下弦月。

下弦月以后,月亮继续“瘦”下去。到了四五天,又只剩下弯弯的一钩了。之后,月亮慢慢地变得完全看不见,新月时期又开始了。

月亮圆缺的变化,是由于月亮绕着地球运动,它本身不发光而反射太阳光的结果。月相变化的周期,也就是从朔到望或从望到朔的时间,叫做朔望月。观测结果表明,朔望月的长度并不是固定的,有时长达29天19小时多,有时仅为29天6小时多,它的平均长度为29天12小时44分3秒。

月亮与某一恒星两次同时中天的时间间隔叫做“恒星月”,恒星月是月亮绕地球运动的真正周期。朔望月比恒星月长,道理与太阳日比恒星日长是一样的。恒星月与日常生活关系不大,而朔望月却因为是月亮圆缺变化的周期,与地球上涨潮落潮有关,与航海、捕鱼有密切的关系,对人们夜间的活动有较大的影响,同时在宗教上月相也占有重要位置,所以人们自然地以朔望月作为比日更长的记时单位。

12.我们为什么会生病

人为什么会产生疾病?首先,有一些基因使我们受到疾病的危害。有一些是不断发生的突变新产生的缺陷基因,还有一些因为它们不到生命的晚期并不表现出妨碍适应性的问题,自然选择便无法清除它们。大多数有害的遗传作用,之所以被自然选择保留下来是因为它们还有某些我们至今还没有查清楚的长处(优点)超过它们所要付出的代价。其中有些表现出杂种优势,有些虽然对携带者不利,但能自我增加其基因频率,有些是遗传上脱离了正常的轨道,只在与某种新的环境因素相互作用之后才产生不良的作用。

人体是由细胞组成的,细胞构成了各种各样的组织,组织构成了各种系统(比如循环系统、消化系统等),各种不同的系统构成了人体。

而每一个细胞所需的营养是不同的,人的生长有赖于物质的供给,这个物质就是营养素。

按照当今最流行的营养学观念,将人生病的原因分为两大类:第一,各种细菌和病毒的入侵,比如流行性感冒、非典等;第二,不良生活方式引发的疾病,比如高血压、糖尿病等。无论是哪种原因,疾病都会导致人体细胞异常,继而引发各种不同的症状。

疾病的产生是要有条件的,异常的细胞不断扩散也是要有条件的,因为它面临的是一个正常的人体环境。而人体是一个有机的系统,会主动控制疾病的不断发展,不让其威胁到整个身体的正常运作。

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