建造摩天大厦的白蚁
白蚁是昆虫纲等翅目昆虫,其前后翅的形状、大小几乎一样,而且翅长远远超过身体的长度。白蚁的样子和习性都很像普通的蚂蚁,可事实上二者并非近亲。白蚁是从2.5亿年前类似蟑螂的生物进化而来的,而蚂蚁则由蜜蜂和黄蜂等距现在较近的生物演化而来。
多数蚂蚁像蜜蜂和黄蜂一样有腰部和长而对称的触角,它们全身都为黑色而且很坚硬。而白蚁没有腰,触角短且呈须状,身体灰白柔软。白蚁一般生活在热带和亚热带,而蚂蚁则遍布世界各个角落。
白蚁是一种社会性昆虫,过着集体营巢的穴居生活。白蚁王国的社群由很多等级组成,社会结构异常复杂。
蚁后是白蚁社会中的统治者,它养尊处优,终身担负着延续种族的产卵任务。通常,一只蚁后一生中可产卵达100万枚。蚁王比其他蚁大得多,但个头还是比巨大的蚁后逊色得多。
群体中绝大多数是工蚁,它们负责建筑和维修蚁穴,侍奉蚁后、蚁王和兵蚁进食。兵蚁的责任是保护蚁穴,它们有的长着月牙刀形的颚,以便杀伤敌害;有的长着喷壶似的吻,用来喷射黏液,捕捉蚂蚁。工蚁和兵蚁都没有生殖能力。除了蚁后、蚁王外,也有次级蚁王、蚁后,它们在蚁后、蚁王生殖功能衰退或死亡时来“接位”。
非常有意思的是,在白蚁繁殖过程中,如果那时蚁后、蚁王和兵蚁都不短缺,若虫只能长成一个没有生殖能力的工蚁;反之,若虫在一两周内就可发育成一个有生殖能力的成虫或兵蚁。生物学家称,这是由白蚁身上的一种特殊的激素(荷尔蒙)所致。
对于白蚁来说,木头就是“面包”,它们的主要食物是充满纤维素的各类木材。这种怪癖对一般动物来说是难以想象的,然而对白蚁来说,咀嚼那些硬而无味的木头却是正常的生活习性。这是由于在白蚁的肠道里共生着一种白蚁共生原虫——超鞭毛虫。它们分泌的酶可以将木材分解成各种糖类,为白蚁提供能量。然而,这种超鞭毛虫只能寄生在工蚁和兵蚁的肠道中,蚁王、蚁后和幼蚁没有这种动物,因此它们只能依靠工蚁用自己肠内的一部分半消化食物来喂养。
白蚁还喜欢吃各种真菌。有些白蚁群体专门在巢内培育真菌。工蚁将木屑、草料、粪便和自己喷出的黏液混合在一起,然后搓成海绵般的小颗粒,将这些小颗粒筑成“育菌圃”。而伞菌的孢子或菌丝体就通过工蚁的唾液及粪便接种到“菌圃”上去,然后工蚁不断地施加肥料——粪便。用不了多久,白蚁们便可以吃到自产的美味食物了。
特别值得一提的是白蚁的建筑本领。它们的建筑“理念”竟然被我们人类用于建造摩天大楼上。
白蚁会对摩天大楼的建造有启发,说来你可能不信,但确有其事。白蚁的巢穴通风极好,温度适中,许多高楼大厦的建造者正是从白蚁身上获得了灵感,建造了很多不用人工空调而使用天然风调节室内温度的摩天大楼。
兵蚁
首先看一下奇特的白蚁的巢穴,它是由生活区和奇特的泥塔两部分构成。横截面为楔形,并且尖头总是朝向北方。塔高3米左右,泥塔的侧壁面积很大,但皱巴巴的表面却能够在早晨和傍晚太阳光斜射的时候,最大程度地吸收太阳的热量。尖锥形的塔顶会在正午太阳直射时因受热面积过小而使吸收的热量减少一些。泥塔中布满空气通道,通道温度会随着太阳光的照射而升高,从而造成空气体积膨胀,并通过通道把空气抽到塔顶,于是新鲜空气便能进入地下生活区部分。
白蚁中的一些工蚁还要更聪明一些。它们能够根据自身感受到的巢穴各处温度的不同,要么扩大通道,要么减少甚至堵断通道,从而达到调节气流进而调节穴内温度的目的。应用这些方法,尽管白蚁巢穴外面的温度千变万化,但是无论春夏秋冬,也无论黑夜和白天,它们的巢穴中的温度都始终保持不变。
生活在非洲和大洋洲的白蚁能建造比人体还高的蚁塔。这些建筑很像城堡,有各种各样的形状,有圆锥形、圆柱形、金字塔形等,最高的能达7米,占地100多平方米。蚁塔中有无数弯弯曲曲的隧道,长达数百米。
人们从白蚁巢穴的建造和温度调节的原理中受到了启发,并将它应用在摩天大楼的自动控温结构上。这种大楼的角上往往建有作用与白蚁巢穴的泥塔作用类似的圆柱形玻璃塔,通过它形成自然通风。由于玻璃塔的气流通道与各个房间是相通的,所以房间中的新鲜空气可以随时置换进来,而多余的热量也随着塔中的上升气流被带走了。大楼中还配套装有计算机控制系统,如同工蚁的工作,通过感知大楼里的温度高低不同随时进行温度调节。
人类在很多方面都得益于动物的启示,相信在动物们的“帮助”下,人类会生活得更加美好,与大自然相处得更加和谐。
这些大土丘是造冢大白蚁修筑的蚁垤,其形状视白蚁品种及由唾液黏合的土粒性质而定。这些土丘很肥沃,足以养活森林植物群。