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磁场对生命的活动会产生哪些影响呢?我们不妨先做一个试验。在一个潮湿的(温度在18~25℃)玻璃暗室内;安置一个特定的架子;上边放有过滤纸;过滤纸的两端分别与放有水的容器相连;以便使过滤纸团能均匀地吸取水分。过滤纸的上面、放有两类干燥的、没有发过芽的玉米种子;一类玉米种子的胚根朝着地球的北磁极。这样经过一些时间;玉米的种子就能慢慢地开始发芽。有趣的是;胚根朝向地球南磁极的那类玉米种子;要比胚根朝向地球北磁极的那类玉米种子早几昼夜发芽;并且还发现前者的根和茎;生长都比较粗壮;而后者的种子所发的芽;常常会产生弯向南磁极的形态。
为了探索其中的奥妙;有人还精心设计了一种试验设备。让种子处在强度高达4000高斯的永久磁铁中、结果有趣地发现种子的幼根仿佛在避开磁场的影响;而偏向磁场较弱的一边。
这是什么原因呢?科学工作者经过了几年的研究发现;原来植物的有机体;是具有一定的磁场和极性的;并且有机体的磁场是不能对称的。一般说来;负极往往比正极强;所以植物的种子在黑暗中发芽时;不管种子的胚芽朝哪一个方向;而新芽根部是朝向南方的。
经过研究;科学工作者还发现弱磁场不但能促进细胞的分裂;而且也能促进细胞的生长;所以受恒定弱磁场刺激的植物;要比未受弱磁场刺激的根部扎得深一些;而强磁场却与此相反;它能起到阻碍植物深扎根的作用。
但任何事物并不是绝对的;有关的试验表明;当种子处在磁场中不同的位置时;如果磁场能加强它的负极;则种子的发芽就比较迅速和粗壮;相反;如果磁场能加强它的正极;则种子的发育不仅变得迟缓;而且容易患病死亡。
科学工作者曾经在堪察加半岛进行这样的实验;在种植落叶松的时候;不是按通常那样彼此之间是相互平行的;而是径向种植的;各行的树朝南、东西和西南方向排列;结果有趣地发现;生长最好的是以扇形磁场东部取向的那些树苗。根据这个科研成果;在载种落叶松时;人们采用了一种粘性纸带;在纸带上放置已按预定方向取向的种子来进行播种。
磁场对动物的生命活动;也有一定的影响。人们曾经用鱼类、老鼠、白蚁、蜗牛、果蝇和蚯蚓等动物做实验;结果发现鼠类在很强的均匀磁场中;生长缓慢而且短命;在不均匀的磁场内;其死亡率会增加;在高达3000~4000高斯的稳定磁场下;能使它性欲周期消失;在经过永久磁铁磁场作用的老鼠;对于通常情况可以致死的辐射剂量;具有较强的抵抗能力。
人们很早就发现白蚁常常按照磁场的方向来休息。有人曾经故意把它按东西方向横放着;然后拿到磁场非常强的人造磁场中;发现它仍会按照新的磁场方向挪动身体的位置。
蜗牛的运动也是一样。当外界磁场强度在0。l~0。2高斯左右时;它辨别方向的能力最为灵敏;当外界磁场强度增大时;分辨方向的能力就会很快消失。一般的蠕虫;当外界磁场超过10高斯时;其辨别方向的能力也会消失。
地球诞生以来;地球磁场不但改变方向;而且经常倒转。螃蟹是一种对磁场十分敏感的动物;面对着磁场不断变化的情况;它不得不采取一种折衷的办法;以不变应万变;既不向前走也不向后走;而是横着走。地球的倒转对这种老资格的动物来说;就没有什么影响了。
生物中的光学现象
光是太阳辐射到地球上来的一种能量。人类视觉能看到的光;其波长一般在7;7000~400;000A(1A=1×10-8厘米=0。0001微米)之间。虽然这段光波的光;也能产生热量;但没有红外线产生的热量大。红外线的波长在0。1毫米~7700埃之间;紫外线的波长在4000~3000埃之间;它们都位于人类的视觉范围之外;但动物(特别是昆虫)的视觉范围比较广;常常能延伸到短光波之中。
生物在亿万年的进化过程中;由于受到太阳光长期的直接作用;所以其生命活动和光有着密切的关系;即光对于加速或降低生物的新陈代谢和习性;都会产生很大的影响。
大多数鸟类在春季进行营巢、产蛋、育雏等等;那是因为这个季节是一年中日照逐渐增长的美好时光。许多鸟类从秋季就开始停育、换羽、育肥、流浪或迁徙;那是因为这个季节;是一年中日照逐渐缩短的时期。
在一般情况下;大多数鸟类必须在光照时间为14~16小时的白天下进行繁殖。为了改变这种情况;人们在鸟类停育的冬季;每天晚上给它们补充光照;使白天的时间延长到14~15小时;则有趣地发现已经停止的生殖腺又能重新活动。
根据这个特点;人们常采用补充光照的方法来提高家禽的产蛋量。如在14~15小时的光照条件下;夏德林种鹅的产蛋率能提高70%;土伦兹品种鹅的产蛋率能提高20%;罗马尼亚种鹅的产蛋率能提高25。9%;普通信鸽的产蛋率能提高64。6%;火鸡和朱鸡的产蛋率能提高40%;普通家鸡的产蛋率能提高25。3%~77。6%。
为什么采用补充光照的办法能提高家禽的产蛋量呢?经过研究发现;家禽生蛋与它的脑垂体有很大关系。当脑垂体分泌催卵激素时;就能促进家禽的卵巢生蛋。实践证明;要使脑垂体分泌这种催卵激素;就一定要有比较长的光照时间;所以一般家禽在春季的产蛋量要比冬季多。
不同波长的光线;对生物的生命活动也会产生一定的影响。人们又用家禽做试验;结果发现受到红光照射的家禽;它的产蛋量增加很少;有的甚至没有增加。
自从科学工作者揭开了家禽产蛋量与光照之间的秘密之后;人们一方面在选择鸡种和饲料上面下功夫;另一方面利用光对家禽生理活动的影响;加以精心的饲养和管理;结果使家禽的产蛋量大幅度提高。有些良种母鸡;已经达到每年下蛋360~370个的新水平。
光对于鱼类的生活习性;也能产生明显的影响。人们一方面观察在自然光线照射下;鱼类在早晨和晚上的活动情况;另一方面研究了在用人工光线的照射下;鱼类的反应情况;结果发现随着光线颜色的不同;被照射的鱼类(特别是鳗鱼、鲭鱼等)会表现出不同的反应。
当光的颜色从波长较短的青色光变换到波长较长的红色光时;发现光的波长愈短;鱼的活动愈活泼;相反;当光的波长愈长;则鱼的行动愈迟钝。
在蓝色光和绿色光的照射下;鱼可以做大范围的活动;在黄色光的照射下;鱼群开始集结到照射灯的附近;行动变得不活跃;在红色光线照射下;鱼群密集在一起;行动大为迟钝。
人们又用虾做实验;结果发现;当用红灯照射时;它们会一动不动地浮到水面上来。
鱼类分布在海洋中各个不同的水层。人们一般习惯地把生活在海洋较底层的鱼类;称为底层鱼类;如我国的大黄鱼、小黄鱼、鲳鱼等;而把生活在接近海面或海面以下的鱼;称为中上层鱼类;如我国的马鲛鱼、鲐鱼(俗称油筒鱼)、太平洋鲱鱼(俗称青鱼、青条鱼等)。中上层的鱼类一般都具有敏锐的视觉;发达的测线以及适应迅速游动的体型;所以捕捉比较困难。
自从人们发现光对鱼的生活习性能产生影响之后;近年来世界各国在充分利用底层鱼类资源的同时;积极发展〃灯光围网渔业〃。这是一种先进的捕鱼方法;利用灯光把鱼诱集起来;然后用围网进行捕捉。
昆虫的生长发育和生活习性;与光也有密切的关系。生活在苍郁的林中;植物的茎(或根)中、地下或大多数仓库中的昆虫;由于它们习惯于弱光;所以若增强其生活环境的光度;则它们的活动就会受到抑制。而许多有翅的昆虫就具有很强的趋光性;它们在夜间飞行时;都是利用光线辨别方向的。
利用这个特性;人们常常用橙、黄、绿、蓝、紫和紫外光(因为昆虫看不见红光;所以一般不采用红光)来诱捕大量有害昆虫;侦察虫害发生的时期和数量。
人们曾用不同波长、强度和照射周期的光做试验;结果有趣地发现;家蚕的幼虫在白色光线照射下(红色光次之)生长最快;起眠也比较整齐;当用绿色的光线照射时;发现家蚕的结茧很大;用短波光照射能促进蚕的生长;而长光照射能迟延蚕的生长。
光的颜色;除了对昆虫的生长发育产生影响之外;还能在一定程度上改变其生活的习性。如用黄色的光线照射蚂蚁时;发现它们在受到刺激后能立即去搬移蚁卵;当用绿色的光照射竹节虫时;发现它们受到刺激后能立刻变色。植物和光的关系;可以追溯到远古的年代。在白垩纪中叶以前;根据当时植物的特征进行判断;地球上还没有直射的阳光;那时地球的表面是一片水汽雾和密密层层的云海。但自从白垩纪中叶起;地球上开始有直射的阳光后;这种浑浊的局面才逐步澄清;大地也渐渐变得暖和起来了。
环境的改变;对于植物的进化起着决定性的作用。一种完全新颖的植物类型——被子植物;就是在这种形势下诞生的。它一经出现;就非常迅速地在地球大陆上排挤裸子植物而大量地进行繁殖。
对于植物来说;光的作用是一种非常有用的刺激剂。它不仅对于植物茎的大小、形状、生长方向、生长程度以及茎上芽和分枝的产生能起到很大的影响;而且能以直接的光压和辐射能;为植物的生长创造最适宜的条件;促使植物两种最基本的生命活动过程——同化作用(光合作用)与蒸腾作用(水分的吸收和蒸发)顺利的进行。植物生命和光的关系;还表现在其他的许多方面。如植物的开花时节;与光照的关系就很密切:为什么鲜艳华丽的桃花;必须在春回大地、群营乱飞的清明时节开放?
为什么雅致素淡的荷花和灿烂多娇的兰花;必须在炎热的夏季开放?
为什么馥郁芬芳的桂花和瑰丽多姿的菊花;必须在秋高气爽的中秋佳节开放?
为什么清香贞洁的梅花;必须在已是悬崖百丈冰的数九寒天开放?
这种情形的出现除了和温度、水、肥料等因素有密切的关系之外;有关的研究表明;在很大的程度上;光照的周期、光照的颜色对开花的时节;能起到决定性的作用。
生物界的热现象
任何一个化学反应过程;都因为参加反应的物质中;原子最外层电子的运动