給蝴蝶量體溫

顧靜怡

鮮花盛開(kāi)的日子里，蝴蝶也來(lái)湊熱鬧了?；蛟S是翩翩的蝴蝶勾起了人們千姿百態(tài)的想法，有人提出了一個(gè)前所未聞的問(wèn)題：“如何給蝴蝶量體溫？”對(duì)這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家早就上了心。

在一般人眼里，蝴蝶的翅膀就像指甲或者羽毛一樣，是由一些沒(méi)有生命的組織構(gòu)成的。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，它上面存在很多充滿生機(jī)的活細(xì)胞，其中包括輸送氣體與血淋巴的脈管系統(tǒng)，以及各種神經(jīng)感受器，還能釋放信息素吸引伴侶?？茖W(xué)家在顯微鏡下觀察蝴蝶翅膀，還發(fā)現(xiàn)了一種被稱為“翼心”的有趣結(jié)構(gòu)。它像泵一樣收縮，以每分鐘幾十次的速率跳動(dòng)著，輸送著被稱為血淋巴的昆蟲(chóng)血液。問(wèn)題的癥結(jié)都表明，所有這些活著的組織都需要適宜的溫度才能正常工作。

然而，盡管科學(xué)家已經(jīng)知道蝴蝶需要通過(guò)曬太陽(yáng)等方式保持溫度，也知道在太陽(yáng)的照射下，蝴蝶翅膀的溫度會(huì)發(fā)生變化，但真的要給蝴蝶量體溫并不是一件容易的事情。蝴蝶翅膀的熱容很小，這就意味著如果用直接接觸的測(cè)量方法，很容易導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。有人提出用紅外線熱成像進(jìn)行非接觸測(cè)量，但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蝴蝶翅膀在紅外線中呈半透明狀，普通的熱成像儀根本無(wú)法得出準(zhǔn)確的結(jié)果。為了解決這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家對(duì)蝴蝶進(jìn)行了紅外高光譜成像，最終確定了它的翅膀各部分透射、反射和發(fā)射紅外光的情況。

通過(guò)分析，科學(xué)家得出蝴蝶翅膀上準(zhǔn)確的溫度分布。令人驚喜的是，蝴蝶的翅膀不但有溫度，而且控溫有方。當(dāng)被模擬陽(yáng)光的光線照射時(shí)，它的“活組織”部分相比周圍“死組織”的溫度總是低一些。原來(lái)，蝴蝶身體表面生長(zhǎng)著一層細(xì)小的鱗片，這些鱗片有調(diào)節(jié)體溫的作用。每當(dāng)氣溫上升或陽(yáng)光直射時(shí)，鱗片會(huì)自動(dòng)張開(kāi)，以縮小陽(yáng)光的輻射角度，從而減少對(duì)陽(yáng)光熱能的吸收;當(dāng)外界氣溫下降時(shí)，鱗片自動(dòng)閉合，緊貼體表，讓陽(yáng)光直射鱗片，從而把體溫控制在正常范圍之內(nèi)。這也是蝴蝶的翅膀在強(qiáng)烈的太陽(yáng)照射下沒(méi)被“烤熟”的原因。

陰差陽(yáng)錯(cuò)的是，在給蝴蝶量體溫的過(guò)程中，科學(xué)家得到了意外的收獲。他們不僅發(fā)現(xiàn)了蝴蝶翅膀自帶過(guò)熱檢測(cè)與散熱系統(tǒng)，還從蝴蝶翅膀上的鱗片有調(diào)節(jié)體溫的作用得到了啟示?？茖W(xué)家模仿蝴蝶的鱗片，為人造地球衛(wèi)星設(shè)計(jì)了一種控溫系統(tǒng)，圓滿地解決了人造衛(wèi)星裝置上的各種精密儀器因?yàn)闇囟鹊淖兓弧翱尽绷鸦颉皟觥绷训碾y題。