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节肢动物

节肢动物(Arthropoda)是动物中最大的一个门类，在目前已知的100多万种动物中，它约占85％。该门类动物的身体分为头、胸、腹三部分，附肢分节，故名节肢动物。节肢动物对环境的适应力特强，在地球的绝大部份生境里，都可以找到它们的足迹，包括海水、淡水、高山、空气、土壤，甚至是动物及植物的体内及体外。节肢动物与人类的关系极为密切，部份对人类有利，但亦有不少对人有害。

特征：

1. 身体两侧对称，身体分节，像环节类动物，但部分体节融合成特别部位，如头部及胸部。有些节肢动物，例如蜘蛛类，头部及胸部进一步融合成头胸部。每个特化部位的机能亦作相应的变化。
2. 身体的附肢，例如足部、触角、口器等都分节。 附肢的功能亦高度特化，负责感觉、行走、游泳、进食、以至生殖等。
3. 体壁坚硬，主要由几丁质组成， 可提供保护，包括防止水份散失及抵御外敌，亦作为外骨骼之用，可提供支撑，及与附着在体壁内的肌肉协调形成杠杆系统，使身体能活动自如。由于体壁坚硬，防碍生长，节肢动物需要在生长期蜕皮多次，但蜕皮时容易被天敌猎食。
4. 节肢动物的循环系统是开管式的，血液在靠近背面心脏与体腔之间循环。
感官系统甚为发达，眼有单眼和复眼两种。复眼用作视物，而单眼用作感光。另外，还有触觉、味觉、嗅觉、听觉及平衡器官，好些昆虫还有特别的发声器。
5. 节肢动物的呼吸系统颇为多样化，可以利用体表、 鳃(水生的)及气管(陆生的)呼吸。蜘蛛等则利用书肺进行呼吸。

节肢动物的品种极多，分类亦极之复杂，门之下可分为数个亚门，每个亚门之下又有若干个纲。这里只介绍较为人熟悉的几个纲。

三叶虫纲Agraulos (已绝灭)

甲壳纲Crustacea
十足目 Decopoda

肢口纲Merostomata
剑尾目 Xiphosura

蛛形纲Arachnoidea
螨形目 Acariformes
蝎 目 Scorpiones
拟蝎目 Pseudoscorpiones
避日目 Solifugae
盲蛛目 Opiliones
蜘蛛目 Araneae
鞭蝎目 Uropigi
鞭蛛目 Amblypygi

昆虫纲Insecta

无翅亚纲Apterygota
蛛颚目 Archaeognatha
缨尾目 Thysanura
弹尾目 Collembola

有翅亚纲Apterygota
蜉蝣目 Ephemeroptera
蜻蜓目 Odonata
石蝇目 Plecoptera
直翅目 Orthoptera
竹节虫目 Phasmida
革翅目 Dermaptera
纺足目 Embioptera
网翅目 Dictyoptera
等翅目 Isoptera
啮虫目 Psocoptera
食毛目 Mallophaga
虱 目 Siphuncelata
半翅目 Hemiptera
缨翅目 Thysanoptera
脉翅目 Neuroptera
长翅目 Mecoptera
毛翅目 Trichoptera
鳞翅目 Lepidoptera
双翅目 Diptera
蚤 目 Siphonaptera
膜翅目 Hymenoptera
鞘翅目 Coleoptera

唇足纲Chilopoda
地蜈蚣目 Geophilomorpha
蜈 蚣 目 Scolopendromorpha
石蜈蚣目 Lithobiomorpha
蚰 蜓 目 Scutigeromorpha

倍足纲Diplopoda
条马陆目 Polydesmida
姬马陆目 Julida
旋马陆目 Spirostreptida

仿生学

仿生学是生物学、数学和工程技术学等学科相互渗透、交叉而形成的一门新学科。作为一门独立的学科，仿生学出现于20世纪60年代初。

它主要研究生物的结构和性质、能量转换和信息传递，把得到的知识用来改善现有的机械、仪器、建筑结构和工艺过程。

目前，仿生学的研究主要集中在感觉器官的模拟;大脑神经细胞、神经网络的模拟;动物定位、导航功能的模拟;生物力学和生物化学的模拟等方面。这些生物模拟已成为现代发展新技术的重要途径之一。

几个仿生实例

（1）带锯刺的小草和锯子 相传我国古代的著名工匠鲁班，他在土木工程方面有许多创造发明。有一次，鲁班上山伐木被野草划破了手。他摘下草叶轻轻一摸，发现叶子边缘有许多锋利的小齿。于是鲁班就在铁片上做出小齿，经过反复试验和改进，终于发明了当时急需的木工用锯子。

（2）飞蓬草和轮子 飞蓬草是菊科植物，生长在山坡、草地、牧场或林带边缘。它的茎直立高达60厘米。由于它枯后根断，遇风飞旋，因此叫飞蓬。传说古人是受飞蓬的启示后发明轮子的。

（3）蛋壳和屋顶 蛋壳呈凸曲面，凸曲面能把外力沿着曲面均匀地分散开来，避免应力集中。因此，能抵挡很大的外来压力。人们从蛋壳等生物的凸曲面壳体表现出来的良好抗压能力受到启发，设计了薄壳结构屋顶。北京火车站的大厅、上海动物园的象房等建筑，都采用了薄壳屋顶。

（4）海豚和潜水艇 海豚是游泳能手，时速可达53千米，在追捕食物和逃避敌害时，速度还能增大一倍。主要原因是海豚的体形呈良好的流线型，还有特殊的皮肤结构像个很好的消振器，所以海豚在水中受到的阻力很小。现代潜艇的外形很像海豚，还在潜艇表面上覆盖人造海豚皮，使潜艇在水中受到的阻力至少降低一半，使潜艇的速度大大提高，也节约了燃料。

（5）杉树和电视塔 云杉为适应山上长年累月的狂风袭击，树干底部显著增粗，形成圆锥形。人们模仿云杉对大风的适应，把建造在风速达80米/秒山顶上的电视塔设计成类似圆锥体，就能抵抗住大风袭击。

（6）飞机和蜻蜓翅膀 蜻蜓在长期的进化中有一种抗颤振的结构，那就是在翅膀末端前缘长有“翅痣”，如果把它们切除，蜻蜓就飞不好。现代飞机机翼末端前缘也有类似的“配重区”，用来消除颤振。

（7）狗鼻和电子鼻 狗的嗅觉十分灵敏，它的嗅觉比人灵敏100万倍。现在人们已研制成功比狗鼻灵敏1000倍的电子鼻。电子鼻是一种气体检测器。各种电子鼻的构造、原理、灵敏度不尽相同。它常被用来检验化学物品，鉴别食物好坏，测定空气污染程度，分析密闭舱的气体成分，甚至用来帮助医生诊断疾病。此外，高分辨力、高灵敏度的电子鼻还可用来代替警犬，进行侦缉、反毒、防卫、救援等工作，因此也叫电子警犬。

（8）蝙蝠和雷达 蝙蝠采用回声定位的方式来探测目标。它在喉内产生超声波，通过口或鼻孔发射出来。被物体反射回来的超声信号，由蝙蝠的耳朵接收，蝙蝠就根据反射信号判定目标的性质和距离。雷达的工作原理和蝙蝠的回声定位方式相似。

（9）袋鼠和跳跃器 袋鼠是生活在开阔草原、沙漠地区的哺乳动物，它的运动方式十分特殊，用强有力的后肢跳跃前进，每小时可跑40千米～50千米。跳跃器是模仿袋鼠运动方式的无轮汽车，它能在崎岖不平的地方和沙漠地带通行无阻。

（10）人和机器人 机器人早已由科学幻想变成现实，目前世界上成千上万的机器人在各行各业大显身手。它们模仿人的动作、人的感觉甚至人的思维，代替人在环境恶劣、危险场所或动作要求精细复杂的工作岗位上不知疲劳地工作着。新一代的机器人还将模仿人的自学本领，更好地代替人的劳动。