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浠脑けāＦ筇ㄊ占愦蟮厍笄楸ǎ右苑治觯⒊龆晕蠢刺炱脑けǎ蛘叻治霰镜靥炱难荼洌岷先褐诳刺炱椋けㄌ炱Ｔ缭�2000多年前，我国古代人民就在生产实践中科学地总结出24节气和72候，反映了地球上的四季变化、天气冷暖、降水形态、物候征兆等自然现象。南朝的《荆楚岁时记》开始记载梅花、终楝花，有24番花信风之说。后来，又总结出“一九二九不出手、三九四九冰上走……”这样的物象测天的“九九歌”。元朝末年，娄元礼写出了一本《田农五行》，是一本古代天气谚语集，用鸟、鱼、虫、兽、花、草、树林等来预测天气，其中一些谚语至今还在广泛流传，指导人们科学生活。
第四章 寻找矿石的家——生物与探矿（）
小问号
在日常生活中，我们会经常听到铁矿、铜矿、金矿、银矿、石墨、大理石等说法，其实这都是一些矿种名称。当今世界上已发现的独立矿种达200种，如果从大的方面讲，所谓的矿藏应该包括金属矿产、非金属矿产、能源和水资源等4大类。地球上一切矿产的形成和分布都有它自身的内在规律，既不是处处都有矿，更不是任何人随时随地都可以找到矿。矿产只生存在它自己的“家”里，即“矿藏”。寻找、勘探和开采金属矿产，是人类一项持之以恒的事业。生物与地下矿产有着密切联系，人类正是运用这一特点来有序寻找矿藏的。那么，生物与矿产之间有什么微妙联系？人类是怎样扣开矿石之家的大门的？
在广袤的地球上，许多生物与身边的矿物质有着千丝万缕的联系。为了寻找矿藏，科学家想出了各种各样的方法，从自然界最低等的微生物到高等的动植物，都曾利用它们在找矿的行动中大显身手。
骆驼身材高大，背有肉峰，蹄底有肉质的厚垫，能负重物在沙漠中远行。在恶劣的环境下穿越沙漠驮人载货，骆驼是唯一的工具。骆驼耐酷热、耐寒冷、耐干旱、耐饥饿，沙漠上生长的粗糙植物都能充饥。长期以来，人们只注意骆驼的运输能力，却忽视了它在运输中行走的线路始终是弯弯曲曲的（详见本书《揭开忍饥耐渴之谜——骆驼与耐渴蛋白质》），以减轻背上物体的重量，降低体能消耗，适应在沙漠上长途跋涉这一奇特现象。科学家们发现骆驼走曲线不走直线这一特『性』后，用它来探矿：先让骆驼进行初步探测，然后再作重力探矿，既提高了探矿速度，又能收到良好的效果，能更加快捷地开采和利用矿物资源。
白蚁是一种有害昆虫。可是在非洲南部博茨瓦纳共和国却用它来寻找金刚石这种珍贵宝石。白蚁在地下掘土作『穴』，深度可达49～60米，堪称挖洞能手。白蚁将土堆在地面成为蚁丘或蚁冢，可高达2米以上，直径则有3米左右，宛如巨大的坟包。有一次，一场暴雨把蚁丘冲垮了，人们在蚁丘中意外地发现了金刚石。非洲金刚石巨头比尔斯公司知道这一消息后，立即组织勘探队在非洲南部200平方千米的面积上对许许多多白蚁巢『穴』进行勘察，用120米钻探机对蚁冢进行深部取样，发现在蚁冢下面有丰富的金刚石。不仅如此，科学家还对白蚁身躯进行“体检”，用以寻找矿源。因为白蚁能够分泌一种特殊的蚁酸，啃食金、银等物质也不会被“胀”死。研究发现，生活在金矿区的白蚁体内含金量明显高，而含银量高的白蚁必然也来自银矿区。
狗是人类驯养的一种动物，它的鼻子有2。2亿个嗅觉感受器，嗅觉极其灵敏，是人鼻的44倍，感觉200万种不同浓度的物质气味。由于狗对铜矿和亚硫酸盐类矿特别敏感，因此，许多铜矿和亚硫酸盐类矿都是在狗的帮助下找到的。
在餐风『露』宿的野外探矿活动中，地质学家不但能利用蜜蜂、骆驼、驴子、鸭、鹅等动物找到铅矿、铁矿和金矿等，还让植物在找矿中发挥了意想不到的作用。
植物的新陈代谢和生长发育过程中，特别需要某种矿物，它们常常会形成发达的根系而深深地扎入地下，去寻找这些矿物元素。埋藏的矿物，在漫长的地质年代里，部分化学元素渐渐变成能吸收的离子状态，有些植物在吸收金属离子后，改变了细胞『液』的酸碱度，导致植物正常花『色』的改变，从而对寻找矿藏起到指导作用。科学家一旦发现某种树叶有异常，就会对它的成分进行分析，从而探索地下矿藏的奥秘。有一种在正常情况下开红『色』花朵的野玫瑰，在吸收大量铜离子后开出了蔚蓝『色』的花，在它指引下能找到铜矿。三『色』荲的『色』彩如果变得特别鲜艳，地下可能含锌，有人在美丽的七瓣莲指引下找到锡矿，根据一种开浅红『色』的紫英发现了铀矿，有蓝『色』花瓣的羽扁豆生长旺盛的地方，可能有锰矿。光秃秃寸草不长的地方，可能有硼矿。含铁和钼过量的土壤，树木发育不良。美国人利用遥感技术观察时发现有一片地域的桧树会发光，轻易地找到了高浓度钼的存在。科学家还发现，蕨类植物问荆、鸡脚蘑、凤眼兰生长的地方往往藏有黄金。近年来，在我国湖南省会同县漠滨金矿处，发现了大量野薤子，正应对了古书上“山上有薤，地下有金”的记载。
加拿大人利用植物在沙漠、海洋中溢散出来的“浮质”，在空气中收集它，然后用测谱仪测定其金属含量，能找到汞、铜、银、铅、锌、镍等矿产。
有些植物的生长姿态有指示意义，例如，蒿在一般土壤中长得相当高大，但由于土壤中含硼量的变化，而成为“矮老头”。更有趣的是有的树木害一种“巨树病”，它的树枝伸得比树杆还长，而叶子却小的可怜，这种畸形是由于吸收了地下埋藏的石油造成的，所以成了油田的指示植物。
利用微生物找矿，这是前苏联科学家的一大发明。由地下几百米到上千米的石油及天然气层中，轻质的碳氢化合物气体要向上扩散，于是气体中的丙烷就召来了一些能氧化丙烷的细菌，在地表面进行活动。科学家只要取土壤样品加以培养，就能证实这种细菌是否存在。用这种方法钻探，成功地找到石油、天然气等矿藏的概率可达60％以上。目前，许多国家都采用了这种细菌找矿法。
在自然界中，正是这样一些生物为人们提供宝贵而又可靠的情报，为探矿专家寻找地下宝藏的义务“向导”。
【小档案】
人类为了满足各种需求，在古代只需18种化学元素，到17世纪增加到25种，19世纪为47种，至20世纪中期，人类就需要80种元素了。自从第二次世界大战以来，全世界各种矿产资源的开采量和消费量平均每年以5％左右的速度增长，每隔15年就要翻一番。从20世纪60年代以来，矿产资源的消费量增长更快。据统计，1961～1980年的20年间，全世界共采出铁矿约150亿吨，采出煤炭600亿吨，分别占在此之前的100年中，人类从地壳内采出铁矿石和煤炭的50％和60％。现在，全世界每年要从地下采出各种矿产约几千亿吨。沉睡地下的约200种矿产，绝大多数都是不可再生的资源，特别是不能原地再生，如金、银、铜、铁、锡、煤炭、石油、天然气等。一个矿藏的形成所需的时间是漫长的，少则几千年至几万年，多则十几万年至几十万年。因此，保护矿产资源，珍爱地球家园也是人类共同的责任。
第五章 出汗和吐水——生物与出汗材料（）
小问号
不论是动物，还是植物，体温一旦不能维持恒温（有的属于变温动物除外），都无法以健康状态生存下去。如果外面气温上升或因生病发烧体温上升，生物便会自然地将体内水分散发出体外散热，进行降体温运动，这就是发汗作用。生物的发汗现象吸引了科学家的目光，经不懈研究发明了一种“出汗材料”。想一想，出汗材料的奥妙在哪里？
生物散热的方式多种多样。在神通广大的动物王国中，袋鼠通过『舔』自己的『毛』，让唾『液』蒸发带走热量，大象的耳朵和长鼻增大了表面积散热，长颈鹿的长腿、长脖子也无意中解决了散热问题。狗是我们最熟悉的动物之一。狗正常的体温应该在37。8～39度，体温到达40。65度时内脏器官开始受损，体温到达41度以上时就属于高度危险了。在高热的环境或者是高湿闷热气候下，最快20分钟就有可能使狗的身体系统衰竭而死亡，所以高温是对狗健康的最大威胁。狗的汗腺全在舌头上，如果看到狗吐出舌头喘气，说明它在用舌头散热，需要喝水降温或静下来停止活动。这就是狗为什么要在夏天吐舌头的原因。
植物也有自己的散热方式。在夏日的早晨，我们会在许多植物的叶子上看到流出的滴滴汗珠，亮晶晶的，这是植物的发汗作用。原来，植物白天在阳光下进行光合作用，叶面上的气孔张开着，既要进行气体交换，也要不断蒸发出水分，到了晚上气孔关闭，而根仍在吸水。这样，植物体内的水分就会过剩，过剩的水从衰老的、失去关闭本领的气孔冒出来，这种现象，植物学上就叫做“吐水”。除此之外，植物还有一种排水腺，叫它“汗腺”也可以。这里也是排放植物体内多余水分的渠道。植物的“汗”一般在夏天的夜晚流出，有时在空气『潮』湿、没有阳光的白天也会出汗。植物的吐水量因品种不同而有差异。据观测，芋头的一片幼叶，在适合的条件下一夜可排出150滴左右的水，一片老叶更能排出190滴左右的水，水稻、小麦等的吐水量要大一些。简单地说，植物出汗是为了保持植物体内的水分平衡，是为了使植物能正常生长，像动物出汗保持身体体温正常的道理一样。
科学家从动物出汗降低体温、植物出汗排出多余水分的原理中得到启发，研制出一种新的出汗材料。这种材料主要是由陶瓷制成，在陶瓷里掺入一些金属。在温度很高的时候，陶瓷内的金属就会熔化而蒸发，能像出汗或排出多余的水分那样，保证材料本身不会被烧坏。用这种材料制作的航天器的表面，虽然不断“出汗”，却能保持外形和尺寸不变而且能减少航天器与大气的摩擦。
生物出汗，是生物维持身体健康的一种本能手段，而制造出汗材料则是人类的一大创造。
【小档案】
如果说植物出汗是一种正常的生理现象的话，那么植物的发烧则是病理现象。科学家发现，植物确实也会像人或其他动物那样“发烧”。譬如，不少农作物的体温只比周围的气温高2～4c，如果更高，就表明它出了问题了。那么，是什么原因引起植物发烧的？科学家仔细观察后发现，植物的病害往往先损害根部，这就影响根对营养的吸收，营养不足会引起发烧。植物因缺水而“渴”得厉害的话，也会发起烧来。实验表明，有病害的植物叶子比正常的植物叶子温度要高3～5c。通过观测植物的体温变化，科学地确定什么时候该浇水，什么时候该治病，从而做好植物保健，让植物茁壮成长。
第六章 人类的好帮手——动物与环境监测（）
小问号
地球是我们目前为止唯一的生存家园，可是伴随着人类文明的脚步，各种『药』物、化学物质、农『药』等对人类和环境的影响，也越来越突出，早已引起了各方面的研究和关注，并采取了各种行之有效的方法。有趣的是，动物还是人类监测环境的“好帮手”呢。在漫长的生命进化中，动物对生态环境的变化比人类更敏感，像飞鸟对空气中的异味，蚯蚓对土壤中不同成分，鱼对水质的变异等等，都会迅速做出反应，而人类的嗅觉与一些动物相比还显得迟钝。所以，聪明的学者往往能够利用动物来义务监测环境污染。那么，动物是怎样监测环境变化？人类又是怎样巧妙利用的？
在藏龙卧虎的大自然中，能监测环境变化的动物犹如天上的星星，多得不可计数。
英国的环境保护科学家发现，当某一地区出现空气污染时，这里的瓢虫身上的颜『色』会悄悄地由红变黑，而在污染消除之后，它们又慢慢恢复原先的正常颜『色』，这种变『色』指示既简单又直观。这样，当地的环保部门不仅用它来监测环境，还引导广大市民学会观察瓢虫，让瓢虫为空气质量提个醒。
秃鹫也叫座山雕，生活在高山上，体形巨大，体长约1。2米，体重8～9千克，是一种大型猛禽。秃鹫的头上没几根『毛』，嘴巴尖尖的，像锋利的铁钩子，双眼闪着凶光，一副凶巴巴的模样。秃鹫借助两米多宽的翅膀，能飞到7000米以上的高空。秃鹫的嗅觉特别灵敏，即使在10000米以外，也能闻到腐尸的臭味。
于是，科学家便想方设法利用它的“一技之长”来造福人类。如果埋在地下五六米深处的天然气的管道，有了裂纹，就会漏气，遇到雪、雨天气很可能会发生爆炸而引起火灾。人们为了及时发现地下隐患，需要用各种仪器在地面上巡视探查，浪费了很多人力、物力。因此，秃鹫灵敏的嗅觉就有望成为监视天然气管道的“得力助手”！科学家经过分析研究，设想在天然气中人为地加入某种有腐尸臭味，但又无害的微量化学『药』品。如果天然气管道有了裂纹而漏气，秃鹫在一万米之外就能闻到，以为是什么好吃的东西，便会纷纷赶来，在上空盘旋。这样，人们就可以根据秃鹫提供的范围，利用精密仪器，准确测出漏气部位，及时采取措施避免灾害的发生，从而保障人民生命财产的安全。
鳟鱼，身体为银白『色』或青绿『色』，背部带黑斑，生活在淡水中。鳟鱼喜欢生活在清澈的水里，当水被污染后，鳟鱼就会出现生长、发育不良等现象，有的甚至会死去，有的会慢慢变成畸形。科学家便利用鳟鱼来监测水污染的程度。
法国的研究人员做了一个实验，在一条鳟鱼的头部，装上一台微型发报机，通过这台发报机来传导鳟鱼嗅觉器官的振动信号。如果水中污染物含量不断升高时，那么，发报机传出的信号，就会通过计算机，绘出一段“陡峭山峰”状的曲线。实验证明，当污染物的种类不同时，鳟鱼发出的信号也是不同的。从1982年底开始，鳟鱼被称为“监测员”，它不分昼夜不停地工作着，及时“反映”水的污染情况，是个十分称职的“监测员”。
蚯蚓是一种很不起眼的小动物，世界上大约有2000种左右。它长期生活在土壤中，头部已经退化，没有眼、耳、鼻等器官，只有一个肉质的口前叶。口前叶饱胀时变得相当坚硬，犹如一个小小的锥头，能在地下钻孔打洞。全身由一百个体节组成，肌肉发达，伸缩力大。海蚯蚓是生活在海边的沙滩上，像其他的蚯蚓一样，没有尖牙利爪，只靠咀嚼泥沙过日子。它整天钻在泥沙里，虽然吃不到山珍海味，可是能从泥沙中吸取营养丰富的有机物和氧气。海蚯蚓就这样默默地一边吸氧，一边享受美味。它的食量很大，好像从来吃不饱似的，一片1600米长的海滩，在不到2年的时间它就能把这里半米厚的泥沙翻个遍。可是，当海水受到污染，泥沙中的含氧量就会减少，海蚯蚓非常敏感，它受不了缺氧的生活，有的会慢慢死去，有的会变成畸形。
根据这个发现，科学家把海蚯蚓列为“海洋环境污染监测动物”。通过观察海蚯蚓的生长情况等，及时对海洋环境的好坏作出判断。
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