蛇岛探秘分享 http://blog.sciencenet.cn/u/李建立 辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区管理局 教授级高级工程师

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红外探测器----蛇岛日志

已有 8868 次阅读 2007-12-20 18:24 |个人分类:生活点滴|系统分类:图片百科

蛇岛蝮蛇不仅仅是白天捕食鸟类,它可以在伸手不见五指的夜间也能准确无误地捕到鸟类,我们知道蛇又是“近视眼”,它靠什么技能捕到鸟儿的呢?可能还要取决于蝮蛇的特殊器官——颊窝,也叫红外探测器。很多人都知道,蛇视觉一般都不发达,只能感觉光亮与黑暗,蛇岛蝮蛇在头部两侧眼睛与鼻孔之间各长着一套特殊的红外探测装置——颊窝。它对波长为0.01—0.015毫米的红外线特别敏感。而这一段波长范围恰好对应于一般恒温动物身体所发射的红外线。它能感知3‰度的温度变化。当碰到响尾蛇后不要乱动,不然你可能被蛇咬。这是什么原因呢?当你静止不动时,没有较大的温差波动,只要一动,就会产生较大的温差变化,导致响尾蛇会突然发起攻击。即使在夜间,响尾蛇也会准确无误地攻击那些猎物。这表明它的这种攻击力的“视觉”引导乃是热制导的,它能察觉热血动物所发出的红外辐射。具有这种红外装置的,不仅仅是响尾蛇所特有,我国蝮亚科的所有种都具有颊窝,蟒蛇科蛇的唇窝也有类似功能。通过电生理方法,从支配它们的三叉神经分支的第一级感觉神经原的记录表明,它们确实对红外辐射特别敏感。蛇的这种红外感受器的方向性和选择性比现有的人造红外探测器高得多,其效率比视觉还要高。蛇利用红外辐射追踪捕获猎物,甚至眼睛瞎了,还能准确地捕到。蛇利用红外辐射追踪捕获猎物还能分辨出来自太阳、热的石头、动物等错综复杂的热源红外辐射,若遇到人等红外辐射大的物体时它并不会主动攻击,而会采取躲避的措施,即使在夜间、甚至眼睛失明也能识别出像鸟和小鼠这样的温血动物,并能准确无误地捕到猎物,而蛇对冰凉的死鸟和死鼠则没有反应。蛇的颊窝位于眼睛与鼻孔之间,腔体很深,每侧各有一个。颊窝薄膜松弛地悬挂在颊窝腔内。薄膜将腔体分隔为两部分。窝膜厚度为10—15微米。窝膜结构,包括一层密集的神经末梢组织及一层毛细血管网,夹在两层上皮之间。游离的神经末梢,由大量无髓神经小分支密集地围着几个许旺氏细胞而形成,称为“末梢神经质体”,即红外感受单位。神经小分支包含许多线粒体,许旺氏细胞的细突起仅仅部分地覆盖在小分支的表面,而大部分表面裸露着。每个红外感受单位的直径约40微米,厚度10微米,以单层排列遍布在窝膜上。对于波长1微米的红外线,到几个厘米(微波)的辐射流,都能引起感觉神经原的反应。而对气味、声音,适当的空气流动,窝附近空气温度的变化,各种化学刺激,以及可见光等均不发生反应,可通过实验来证明蛇对红外线接收能力。譬如我们把蛇的颊窝器官用东西堵塞,蛇对冷灯泡和热灯泡一概都置之不理;但一旦将堵在颊窝器官内的东西拿开,蛇就会转向热灯泡,并对它发起攻击。颊窝器官结构,类似于光学性质针孔照相机的光圈。响尾蛇颊窝上的窝孔直径约2毫米,略等于热敏感膜直径的1/3。因此,从红外源发出的辐射只能照射属于由辐射源位置和颊窝孔径所确定的圆锥内的那一部分膜。人们根据响尾蛇的红外视觉原理设计了众多红外探测器,红外技术已发展到了一个新水平。利用红外探测器可以测出水面下40米深处正在航行的潜艇,可感知海水温度0.005℃的变化,在卫星上安装红外探测仪可发现地下导弹发射场,拍摄地球热分布图。在1998年我国长江流域发生洪灾时,中国科学院曾采用红外遥感技术来测量灾区面积。目前应用最广泛的当属居民楼道里的照明感应装置。
颊窝位于眼睛与鼻孔之间(摄影:李建立)

特殊器官——颊窝(摄影:李建立)



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