2008年8月Angewandte Chemie杂志报道了澳大利亚莫纳什大学的利昂·斯皮西亚、罗宾·布里姆布来可比和安妮特·可罗，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的格哈德·斯伟格斯和美国普林斯顿大学的查尔斯·迪斯莫克斯共同开发了由一层涂层和维持植物光合作用的基本化学物质——锰组成的系统。该系统可模拟植物的光合作用，为利用阳光将水分解成氢和氧开辟了一条新途径。此项技术突破有望革新制氢工艺，从而利用太阳光大规模生产清洁的绿色能源——氢气。
光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是赖以生存的关键，而在面临能源和环境瓶颈的今天，这一过程中的能量转换也为人类提供了极其重要的启示。由于自然光谱的吸收率等原因，光合作用在多数植物中效率非常低，通常均低于0.5%。在人工设计的系统中，研发人员借鉴其光反应与电子传递的机制，并提高通量转化的效率，使其适于太阳能的转化利用。
事实上，在上述模拟光合作用的研究取得突破前，微生物制氢的已经成为了研究热点。自然界已发现有类似甲烷菌的制氢菌，但其菌种繁育不如甲烷菌那样简单。若能建立合适的菌种群落，制造氢气也会像制造沼气一样得到大规模应用。
模拟光合作用制氢或者微生物制氢过程正是仿生学“向自然学习”的思想典型。20世纪40年代以来，工程技术领域中出现了调节理论，人们开始在一般意义上把生物与机器进行类比，认识到二者包含自动调节系统。此后，科学研究和生产实践完全证实了生物和机器在许多问题上的共同之处。而控制论则把生物科学和工程技术从理论上联系起来，成为在原理上沟通生物系统与技术系统的桥梁，奠定了生物与机器在控制与通信方面进行类比的科学理论基础。之后，斯蒂尔提出了仿生学的研究理念。自上个世纪末以来，人们认识到大约35亿年的生命演化与协同进化过程优化了生物体宏观与微观结构，形态与功能具有无可比拟的优越性，仿生学也因此显示出巨大的生命力。
从研究模式上看，仿生学作为模仿生物建造技术装置的科学，是一门新兴的边缘科学，研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和设备，创造新技术。模拟光合作用制氢过程的例子很好地诠释了这一点。在植物的光合作用中，锰参与几种酶系统。由于锰可以在正二价和正四价两种化合价之间转换，所以主要在氧化还原和电子转移中发挥作用。这一思想为斯皮西亚等人的研究提供了启发。他们在确定锰簇是植物利用水、二氧化碳和阳光制造碳水化合物和氧气的中心枢纽后，开发出这种人造锰簇，并利用这些分子的能力将水分解成氢和氧。研究者将一层质子导体――Nafion薄膜覆盖在一个电极上，形成一层仅几微米厚的聚合体膜，这层聚合体膜充当锰簇的载体。锰在正常情况下不溶解于水，但可以和Nafion薄膜小孔中的催化剂结合，形成不易分解的稳定结构，当水到达此催化剂时，在阳光的照射下便发生氧化反应。
在能源和环境领域，这一技术显示了仿生技术的巨大应用潜力和价值。初步测试表明，此催化剂连续使用3天之后还有活性，由此分解出来的氢气和氧气可以在燃料电池中结合成水，产生电力供住宅和电动车全天24小时使用，且不排放碳而是排放水。虽然此系统的效率还有待提高，但研究者可以不断地从自然界中学习，使之更为高效，从而使氢这一能效高且没有碳排放的绿色清洁能源为未来社会所用。
生物体的电子传递过程在能源仿生技术上的另一重点研究领域是生物发光。生物发光和光合作用都是“电子传递”现象，而从某个角度上看，生物发光可以看作是光合作用的逆反应。光合作用是绿色植物吸取环境中的二氧化碳和水分，在叶绿体中，利用太阳光能合成碳水化合物，同时放出氧气。光能从水分子上释放电子，并把电子加到二氧化碳上，产生碳水化合物，这是一个还原过程。光合作用把光能转变成化学能，而生物发光是电子从荧光素分子上脱下来和氧化合，形成水，产生光。生物发光是将化学能转变成光能。生物光作为冷光源，具有效能高、效率大、不发热、不产生其它辐射、不会燃烧、不产生磁场等特点，对于手术室、实验室、易燃物品库房、矿井以及水下作业等，都是一种安全可靠的理想照明光源。通过模仿发光生物把一种形式的能量转换成另一种形式的能量，制造冷光板使其不需要复杂的电路和电力，就能白天吸收太阳光，晚上再将光能释放。人们先是从发光生物中分离出纯荧光素，后来又分离出荧光酶。现在已能人工合成荧光素，这就使人类模仿生物发光，创造一种新的高效光源——冷光源成为可能。然而，人们对于萤火虫等发光机制的研究仍然有待深入。如果将光合作用和生物发光机制在仿生学框架下同时加以研究，就有可能在能量利用的电子传递现象中取得进展，从而实现能源利用更为巨大的进步。
从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，也就是向生物界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力，在能源技术上的应用潜力也极其巨大，有助于破解人们所面临的能源瓶颈问题，同时解决石化能源等所带来的环境问题。
这是我自己写的生物多样性论文，交选修课作业的。我理解你的心情，可这样搞不好，最好自己写。
提要：外来物种入侵被认为是世界范围内对生物多样性的一个巨大威胁，现已成为一个全球化的问题，其危害已随人类的认识水平和估算能力的提高而日益彰显。本文介绍了物种入侵的概念，列举了其危害，讨论了控制物种入侵的一种方法：引入天敌是否是治理物种入侵的最佳方法。 我国亟需对现有的关于外来物种入侵的法律、法规体系进行全面清理，借鉴国际上的先进经验，完善现有的外来入侵物种管理和控制体系，尽快制定出科学有效的《防止外来物种入侵法》和《入侵物种管理法》，为我国防止外来生物入侵，保护生物多样性和生态环境提供法理依据和制度保障。
一、物种入侵的概念及过程。
按照世界自然保护同盟（IUCN）的定义，所谓外来物种，是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外（即在其自然分布范围以外或在没有直接或间接引入或人类照顾之下而不能存在）的物种、亚种或以下的分类单元，包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。 外来入侵物种则是指从自然分布区通过有意或无意的人类活动而被引入，在当地的自然或半自然生态系统中形成了自我再生能力，并给当地的生态系统或景观造成明显损害或影响的物种。
从新石器时代起农民就不断地移植植物物种、动物物种。17世纪以来，旅行的人们加强了这种混杂，有时结果是好的，但更经常是带来灾难性后果。 随着交通方式的进步、国际贸易和旅游业的发展，外来物种入侵的概率大大增加。一个地域的某物种比过去更经常地被有意或无意地携带或转移到另一个地域，并在缺乏天敌等制约因素的新环境下繁殖、扩散， 进而对当地生态环境、社会经济和人身健康产生难以估量的影响，如众所周知的水葫芦、松材线虫等。随着全球化进程中国际间经贸交流和人员往来的日益频繁，外来物种扩散的规模和速度均超过以往，给人类造成的危害日益加剧。外来物种入侵的方式主要包括以下两种：一是有意引进，包括用于养殖、种植、花卉等目的的引种，用于生物防治、绿化、水土保持、环境保护等目的的引进；二是无意引进，包括随航空、陆路、水路运输工具和压舱水的引入，随进出口货物和包装材料的引入，旅客无意引入等。那么，外来物种究竟是怎样成功“入侵”我国的呢？
在国家环境保护总局南京环境科学研究所的组织协调下，中国自2001年12月开始在全国展开了历史上首次外来入侵物种调查。经过近两年的努力，最近终于摸清了外来入侵物种的底数，本次调查共查明外来入侵物种283种。调查结果显示，在283种外来入侵物种中，39.6%是属于有意引进造成的，49.3%是属无意引进造成的，自然入侵（指物种随风媒、虫媒和鸟媒等媒介自然传播）的仅占3.1%。而在外来入侵的植物中，有一半左右是作为有用植物引进的。 可见，人们对外来入侵物种认识滞后是造成外来物种入侵的最大因素，很多单位和个人对外来物种可能导致的生态和环境后果缺乏足够的认识，对外来物种的引进方面存在很大的盲目性和急功近利的倾向。有些地方和部门，盲目认为外来植物比本地植物好，因此在工作中不注意发掘本地的优良品种，而热衷于从国外引种，极大地增加了外来物种入侵的风险。可以说，“人祸”（人为原因）是外来有害生物入侵的“帮凶”，外来物种入侵问题首先是一个人为的问题。
而外来物种通过各种途径到达某一生态系统，并不是一进入新的生态系统就能形成入侵，而是在一定条件下实现从“移民”到“侵略者”的转变。外来入侵种的入侵是一个复杂的生态过程，这个过程通常可分为四个阶段：
1.侵入：指是生物离开原生存的生态系统到达一个新境；
2.定居：是指生物到达入侵地后，经当地生态条件的驯化，能够生长、发育并进行了繁殖，至少完成了一个世代；
3.适应：是指入侵生物已繁殖了几代，由于入侵时间短，个体基数少，因而种群增长不快，但每一代对新环境的适应能力都有所增强；
4.扩散：是指入侵生物已基本适应生活于新的生态系统，种群已经发展到一定数量，具有合理的年龄结构和性比，并具有快速增长和扩散的能力，当地又缺乏控制该物种种群数量的生态调节机制，该物种就大肆转播蔓延，形成生态“暴发”，并导致生态和经济危害。
但并不是每个物种的入侵都必须完成这四个阶段，如豚草和三裂叶豚草的入侵某一地区并成为优势种群，大约经历三个阶段：第一是入侵阶段，通常呈单株散生或是成小丛；第二是定居阶段，通常呈小斑块或呈大斑块分布，许多干扰生境还没有被占据；第三是稳定阶段，通常呈大群分布，几乎占据了当地所有适于豚草类生长的干扰生境。
二、物种入侵的危害
外来物种的危害极大，一般说来，有以下几点：
1. 直接减少当地物种数量。
2. 间接减少依赖于当地物种生存的物种数量。
3. 改变当地生态系统和景观。
4. 对火灾和虫害的抵抗能力降低。
5. 土壤保持和营养改善能力下降。
6. 水分保持和水质提高能力下降。
7. 生物多样性保护能力下降。
据了解，世界许多国家因外来物种入侵造成的经济损失都很惊人，美国每年损失1500亿美元，印度每年损失1300亿美元，南非损失800亿美元。 IUCN 2003年2月5日发表的研究报告估计，目前，外来入侵物种给各国造成的经济损失每年超过4000亿美元。IUCN还指出：当前，外来生物入侵是导致原生物种衰竭、生物多样性减少的重要原因。
中国首次外来入侵物种调查的结果表明，外来入侵物种已对中国生物多样性和生态环境造成了严重破坏，一些物种在某些地方已经达到难以控制的程度。据中国农业部最新的统计显示，目前已经至少有380种植物、40种动物、23种微生物正“全面”入侵我国，外来入侵物种每年对中国国民经济有关行业造成直接经济损失共计198.59亿元。专家们根据间接经济损失评估模型计算的结果表明，外来入侵物种对我国生态系统、物种多样性及遗传资源造成的间接经济损失每年为1000.17亿元，两项相加，外来入侵物种对中国造成的总经济损失为每年1198.76亿元，为国内生产总值的1.36%。 入侵物种给我国带来的更大灾难是对生态环境的破坏。能够成功入侵的外来物种，往往具有先天的竞争优势，一旦在新的滋生地摆脱了人类的控制和天敌的制约，就会出现爆发性的疯长，排挤本土物种，形成单一优势种群，最终导致滋生地物种多样性、生物遗传资源多样性丧失。
生物入侵经典案例：1859年，当澳大利亚的一个农夫为了打猎而从外国弄来十几只兔子后，一场可怕的生态灾难爆发了。兔子是出了名的快速繁殖者，一只雌兔一年可以产25只兔仔。而且这些野兔发现自己来到了天堂：澳大利亚没有鹰、狐狸这些天敌，与兔子处于同一种小生态 的小袋鼠对它们也没有竞争能力，因此兔子数量剧增。这些野生的兔子吃牧草，啃小麦，剥食树皮草根，所到之处麦苗牧草荡然无存。它们还到处打洞，破坏水源，使良田变荒漠，一些小岛甚至发生了水土流失。当地的农业和畜牧业遭受巨大损失，并使当地有袋类由于食物缺乏而受危。人们筑围墙、打猎、捕捉、放毒等等，办法用尽，而兔灾仍然无法消除。1950年，人们尝试一种控制野兔的新方法。一种能杀死的兔子的病，即粘液瘤病（兔的一种病毒性传染病枣译注），被引入澳大利亚。科学家先将该病传染给蚊子，然后经蚊子再传染给兔子。但是针对兔子的细菌战被证明只是使不断恶化的状况得到暂时缓解，一小部分兔子对这种病毒具有天然的免疫能力，它们在侥幸逃生后又快速繁殖起来。整个20世纪中期，澳大利亚的灭兔行动从未停止过。
克氏原螯虾（procambius clarkii），也就是我们平时吃的小龙虾，我们在垂涎其美味的同时恐怕从没想过他是一种危害极大的入侵种。我国20世纪30~40年代从日本引进，日本于更早时期从美国引种，主要用作食物和宠物。如今在中国分布范围日渐扩大，在我国南方特别是长江流域的诸省市都能见到。螯虾能给堤坝造成危害是由其喜欢穴居的生活习性决定的，它的前端长有一对钳子般的螯足，打洞的速度很快，范围也较大。由于它们经常生活在江、河、水库、池塘和水田等的岸边，因此对于堤坝的危害可能比白蚁的危害更大。它们的洞通常深度1－5米，直径6－12厘米，有垂直洞，也有水平洞，有时洞洞相连，在大堤背水面数十米以内经常发现。这些虾洞往往与管涌形成有关，对堤防危害极大：在1998年长江特大洪灾中，防汛人员在长江荆江大堤章化段巡堤查险发现清水漏洞，开挖处理时在堤身挖出大量螯虾；鄂州长江干堤燕矶段也发现10多起螯虾危害大堤的情况，武汉市汉阳区汉江大堤上黄金口段的一处约100平方米的池塘边就曾发现了37个虾洞，经及时用砂石料填埋，才消除了隐患。它们能在临时性水体中生存，且食性广泛，建立种群的速度极快，易于扩散。对当地鱼类、甲壳类、水生植物极具威胁，破坏当地食物链；因其取食根系而直接对作物（尤其是水稻等水生、半水生作物）和天然植被有灾害性破坏；螯虾食性很杂，对鱼苗发花和1龄鱼种培育有一定程度的影响，并危害人工繁育的幼蚌。由于克氏原螯虾适应性强，抗逆能力强，食性广泛，种群增殖速度快，目前对克氏原螯虾尚无有效的防治方法。
近年来，入侵中国的外来生物呈现传入数量增多、传入频率加快、蔓延范围扩大、发生危害加剧，每年因此而造成的经济和生态损失高达数千亿元，潜在危害更是难以估量。
四、治理措施
中国是世界上遭受生物入侵危害最严重的国家之一，入侵种多、危害严重。目前广泛采取引进新物种的“天敌替代法”有可能是“引狼驱虎”，我国应立足本土生物多样性优势，寻找对付入侵的“本土卫士”。
中科院植物研究所副研究员高贤明博士认为造成生物入侵危机的主要原因就是各地盲目引进各种外来物种，同时在生物入侵的治理中，为追求“立竿见影”的短期效果，各地未经过任何科学的论证和必要的试验，就普遍采取从国外引进天敌和替代物种的“以夷治夷”方式，殊不知这样的做法导致新的生物入侵危险性极高。
近来科学家在四川、云南、贵州等地已发现众多能排挤、抵御外来生物入侵的本土物种，这使中国的生物入侵治理有了新的“转机”。参与中科院“重要外来物种的入侵生态学效应及管理技术研究”项目的专家最近重点对四川省攀枝花市仁和区进行了初步调查，发现在与被称为植物界“食人鱼”的紫茎泽兰生存竞争中最终可以占优势的本土植物有100多种。目前他们正在对这些植物进一步筛选，并在良种选育、采种园建设、栽培技术、管护措施等方面进行深入研究。
另外，我国应尽快制定《防止外来物种入侵法》和《入侵物种管理法》，而且由于外来入侵物种的影响面极大，我国应成立包括农业、林业、环保、海洋、贸易、检疫、卫生、国防、司法、教育、科研等国家主管部门在内的统一管理协调委员会，从国家利益的高度全面管理外来入侵物种。立法时的核心问题是加强和完善对外来物种引入的评估和审批制度，并应充分考虑到入侵种传入的各个环节，针对每一传入途径制定相应的法制管理对策。具体应当包括如下方面：
第一、建立完善的外来物种入侵风险评估体系。
作为国家与地方管理部门早期预警和决策的依据，外来物种入侵风险评估体系的建立势在必行。需要进行风险评估的方面主要有：健康风险、对经济生产的威胁、对当地野生生物和生物多样性的威胁，以及引起环境破坏或导致生态系统生态效益损失的风险等。
应当在立法中明确规定，凡从国外引入，或者从国内跨生态系统引入时，都需要办理申请和经过评估。在充分的科学研究和信息收集整理的基础上，制定我国外来入侵物种的管理名录及评估方法，将其作为法律附件，为司法实践提供科学参考。法律本身可以长期稳定不变，但这些附件应该是动态的，需要根据科学研究的结果更新。
第二、建立外来入侵物种早期预警、监测和快速反应体系。
首先，我国建立外来入侵物种早期预警体系应包括建立国家和省级水平的早期预警工作体系。早期预警单位应该进行野外调查，验证所收到的报告与物种鉴定的结果，以及做出是否需要加强监测的建议。
而且在监测的管理方面，应大力加强有关信息系统的建设，并建立起相应的入侵物种数据库和物种鉴定专家数据库。立法应当明确规定建立定期（年度）普查制度。地方与中央则应分别建立相应的定期报告与公告制度，以便及时汇总信息以发布国家生态安全预警名录，制止外来物种的入侵和蔓延。
另外，我国亟需建立专门的入侵物种快速反应体系。国家环保总局在构建该体系中应发挥积极作用，充分结合各部门已有的和拟建的快速反应机制，使之形成全过程的监督管理体系，实现协调统一和信息共享。
第三，建立完备的预防措施、野外释放试验、清除、控制体系。
预防措施首先要通过立法建立双许可证制度，即从国外引进物种时，均要求有出口国和引进国两个许可证明，从而控制潜在风险物种的进口、出口和转移。另外应当改革现有防范机制，并加强海关执法，强化海关对于物种的非法转移及物种转移的许可文件的检查。
由于外来入侵种常常有停滞期，所以在允许大面积扩大释放之前必须进行一个试验，即在被控制的和可恢复的条件下进行野外释放试验。
如果外来物种产生不良影响，即应迅速制定清除计划。此类计划极易引起更严重的生态破坏，所以必须十分周密，针对不同的情况采用不同的方法，并确保清除方法有效、无污染，而且不能危害人类和本地动植物。清除计划必须确保有足够的立法和机构组织保障，还包括清除后必要的生态系统恢复措施。
但是实际生活中，彻底清除有害生物和物种常常很难，这时只能使用控制计划，将入侵物种控制在可以管理、引起灾害尽量小的状态。控制计划当然也应当通过立法给予保障。
第四、关于责任和费用承担问题
按照“谁受益、谁补偿，谁破坏、谁恢复”的原则，建立完备的生态效益补偿制度[8]。法律应明确规定引入者所必须承担的相应的清除和经济赔偿责任，其中包括进行危险性评估、实验、监测和治理的义务。同时国家行政主管部门通过立法对引种不当的责任机构或人员，予以经济处罚。责任人应向受害者支付补偿费，或受害者可以依法申请国家赔偿。
由于外来物种入侵所造成的经济损失往往极为严重，而预防、清除或控制此种危害，维护现有的生物安全所需要的费用，更是责任人难以承受的天文数字，所以应建立风险分担机制，规定进口单位需要购买责任保险，以将经济风险转移给商业保险公司或社会保险机构。当然，国家和地方政府也必须将控制外来物种入侵种作为生态保护的措施之一纳入财政预算，建立相应的基金。
最后，立法中应明确规定鼓励使用当地物种，外来物种仅在安全和必要的前提下，才能考虑是否引入。
参考文献：《人民网－环保频道》，《新华网》 ，
解 焱. 外来物种入侵、危害及我国的对策研究
高勇 阎彩娥 .中国外来生物入侵调查
环保总局：外来入侵物种每年造成经济损失逾千亿
外来物种入侵的危害
蝴蝶与仿生
五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶，褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍安然无惹，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化，有时温差可高达两、三百度，严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合，从而保持了人造卫星内部温度的恒定，解决了航天事业中的一大难题。
-- 甲虫与仿生
屁步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”，以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室，分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应，瞬间就成为100℃的毒液，并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间，德国纳粹为了战争的需要，据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机，安装在飞航式导弹上，使之飞行速度加快，安全稳定，命中率提高，英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中，炮弹发射后隔膜破裂，两种毒剂中间体在弹体飞行的8～10秒内混合并发生反应，在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输，安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
-- 蜻蜓与仿生
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，井利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/h。此外，蜻蜒的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
-- 苍蝇与仿生
昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动，可以调节翅膀的运动方向，是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能LlJ，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。 苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360°范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
-- 蜂类与仿生
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109°28\'，锐角70°32\' 完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪，早已广泛用于航海事业中。
-- 其它昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强，航空专家对此进行了大量研究，英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发，成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。现代电视技术根据昆虫单复眼的构造特点，造出了大屏幕彩电，又可将一台台小彩电荧光屏组成一个大画面，且可在同一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面，既可播映相同的画面，又可播映不同的画面。科学家根据昆虫复眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置，更易于搜索到目标，已在国外一些重要武器系统中应用。根据某些水生昆虫的组成复眼的单眼之间相互抑制的原理，制成的侧抑制电子模型，用于各类摄影系统，拍出的照片可增强图像边缘反差和突出轮廓，还可用来提高雷达的显示灵敏度，也可用于文字和图片识别系统的预处理工作。美国利用昆虫复眼加工信息及定向导航原理，研制了具有很大实用价值的仿昆虫复眼寻的末制导导引头的工程模型。日本利用昆虫形态及特性开发研制了六足机器人等工学机器和建筑物的新构造方式。
-- 未来展望
昆虫在亿万年的进化过程中，随着环境的变迁而逐渐进化，都在不同程度地发展着各自的生存本领。随着社会的发展，人们对昆虫的各种生命活动掌握得越来越多，越来越意识到昆虫对人类的重要性，再加上信息技术特别是计算机新一代生物电子技术在昆虫学上的应用，模拟昆虫的感应能力而研制的检测物质种类和浓度的生物传感器，参照昆虫神经结构开发的能够模仿大脑活动的计算机等等一系列的生物技术工程，将会由科学家的设想变为现实，并进入各个领域，昆虫将会为人类做出更大的贡献。
-- 昆虫知多少
对人类危害最大的昆虫是蚊子，它们每年使300万人死于其传染的疟疾、黄热病、登革热等疾病。
蚂蚁是力气最大的昆虫，它可支撑其体重300倍的重物。
跳蚤是跳高冠军，它一跳就是其体长的200倍。这相当于人跳400m高。
蝗虫是飞行能力最强的昆虫，它可以连续不停地飞行9个小时。
食量最大的天蛾幼虫，它在出生一个月内可吃掉比其体重重80000倍的东西。
一头桑蚕可纺出长达一公里多长的单条纤维。
移动最快的昆虫是热带蟑螂，每秒钟可移动40～43倍体长的距离，相当于人每秒前进130m。
小蚋是翅振速率最快的昆虫，每秒钟可拍打60000万次。
反差最大的昆虫是产于非洲的一种凤蝶，美不胜收，但其臭无比，而且有剧毒。
天蛾是嗅觉归灵敏的昆虫，其雄蛾可以在十几公里以外嗅到雌蛾散发出的气味。虽然雌蛾释放的信息素只有0.0001mg。
眼睛最多的昆虫是晴蜓，它的一只复眼由28000个单眼组成。
最勤劳的昆虫是蜜蜂，它一生不辞劳苦地到处寻觅花粉、花蜜，直到死亡。
蜂巢中，由40g蜡筑出的蜜室可以承载2kg重蜂蜜。
蜜蜂要采集2000朵花的花蜜才能生产出一茶匙的蜂蜜。
萤火虫是光能转换率最好的昆虫，它们可将90%的能量转换成光能。我们平时用的灯泡能量转换率只有5.5%。
最小的昆虫是北美的一种小虫，身长仅0.25mm，可直接穿过一个针眼。
最大的昆虫是产于印度尼西亚的大竹节虫，其翼间宽33cm，另一种印度大蚕蛾，翅展开宽度亦有30cm。
外表形态最原始的昆虫是蟑螂，2.5亿年来它们几乎完全没变。
白蚁含有60%的蛋白质，而牛排只含15%，所以以昆虫作食物的人越来越多，可以预料白蚁将是人类未来重要的蛋白质来源之一。
最美丽的昆虫是鞘翅目中的一种花金龟，其鞘翅上有金色、宝蓝、烟黑、柠檬黄、桃红和豆绿等色，还有发亮的紫色触角，而且极协调。据说每只可售到五万美元。
种类最多的昆虫是鞘翅目昆虫，科学家预计地球上可能有三百万种以上，而目前有记录的已近五十万种，几乎占已知动物总类的30%和昆虫种类的一半。
从仿生学角度来看，被人类研究得最多的昆虫是苍蝇，其眼、足、平衡棒、舐吸式口器、免疫能力、飞行技巧等诸多方面的仿生成果以应用到人类生活的许多方面。
炮虫（步甲科屁步甲属）会自行喷出温度约100℃、由过氧化氢和氢醌混合腐蚀性气体来驱赶进犯者。它像枪一样地连续射20次，射程为5cm，为其体长的4倍。这种甲虫不会受热或腐蚀性气体的伤害。
智商最高的昆虫是蜜蜂，一美科学家在按1、2、4、8、16、32……的规律往地上白方块上加糖，在其加完32正准备到64位方块时，那儿已经有许多蜜蜂在等候了，该科学家沮丧地说：“也不知是我在拿它们做试验，还是它们在拿我在做试验！”。这一发现证明了有些动物也有抽象思维能力。
昆虫中最残酷且规模最大的战争发生在蚂蚁中，本人曾亲睹过这样一件事。在一近一平方米的范围内全是我们常见的蚂蚁，它们在激战，死伤无数。据说南美的蚁战规模还有大得多。这种战争场面不太容易看得到。
-- 昆虫与仿生学
被称为“仿生苍蝇”的一种机器人可能会引起战场外科的一场革命。它将是第一种在战场上那能被带领到负伤军人那里和给他们作紧急处理的机器人，在那里，由外科医生操作太危险了。
以前的外科医生机器人局限性很大，因为它们依靠受伤的军人携带。
“仿生苍蝇”找到伤员后，就展开它的马达驱动的手臂，执行外科手术，由可能在数百英里远的医生来引导。这种新的机器人是第一次使用两只手臂来进行遥控外科操作。
这种机器人将于本周稍后在海牙的国际医学仿真和教育会议上展示。
远程外科医生用视频照相机, 3D视频图像，立体声和远程工具和力量反馈来控制机器人。当外科医生移动工具，仿生苍蝇的手臂就进行模仿。当机器人碰到软组织，外科医生就通过力量反馈感到有阻力。
它已经被美国军医使用，作为训练帮助，并且在动物身上进行一些复杂的操作。
-- 蜜 蜂
蜂有许多种。有些蜂生活在由12只左右的蜂组成的群体之中，还有些则独居。最具有社会性的是蜜蜂，在一个蜂巢内可以有多达8万只的蜜蜂。
蜂巢最具特色的地方在于蜂室，许多蜂室连在一起形成蜂房。每个蜂室都呈六角形，这是一种结构坚固的形状。与建造其他形状相比，它既省蜡又省力。
一部分蜂室用来贮藏食物，即蜜蜂从花中采集来的那些花粉和花蜜。花蜜会在蜂室中变成蜂蜜。所有的卵都是由蜂后产下的，它在每个蜂室中产下一只卵。接下来，这些卵将由雌性工蜂来照料。
每个蜂室都是由蜜蜂体内分泌出的蜡制成的。蜜蜂会用嘴和前腿把蜡揉软以便加工。
当一只工蜂在花间飞来飞去时，它会把采集到的花粉贮藏在后腿的花粉蓝中。
一间蜂房有许多蜂室，其墙的厚度都是相同的。建造蜂房的工蜂会用它们的触角刺墙，看究竟刺进去多少，以此来判断墙的厚度。
-- 发现蚂蚁“吸血鬼” 解开蚂蚁进化之谜
在马达加斯加发现了一种食肉蚁群落。据科学家周二的介绍说，蚂蚁是这个世界上进化得最成功的昆虫物种，而这次发现的食肉蚁对于解开蚂蚁进化之谜将起到非常重要的作用。
这种蚂蚁长相非常可怕，发现它的人给它取名为“Dracula”蚁，它们在饥饿时会吸取它们自己幼虫体内的汁液来补充营养，这种行为被认为是蚂蚁与黄蜂之间在数百万年前进行的一种进化行为。
来自美国加州科学院的布来恩-费舍(Brian Fisher)在马达加斯加首都安塔那那利弗(Antananarivo)郊外55英里处的一个烂树桩内发现了这些食肉蚂蚁。
在人类已经了解的昆虫种类中，蚂蚁虽然很弱小，但它们在地球上分布最广，并且在数量上超过地球上任何种类的生物。研究人员想知道到底是什因素使蚂蚁进化得如此成功。
马达加斯加，是非洲东南部海域的一个岛国，由于其相对与世隔绝的生态环境，缺少新物种的竞争，部分较老或者可以说是“遗迹“物种在这里能够幸存下来，所以这个岛国已经被人们看成是一块富有生物信息的珍宝之地。
“Dracula”蚁是1993年首次在马达加斯加发现的，但这次费舍的发现是首次对这种蚂蚁生活群落的发现。这将允许科学家们了解到更多的蚂蚁进化细节。费舍认为“Dracula”蚁与早期的黄蜂之间有些必然联系。
在这种蚂蚁群落中，蚁后和工蚁在饥饿的时候，会到洞内的幼蚁室，在它们的幼虫身上打出一个洞，吸取它们的体液，获取养料。
费舍解释说，这就是为什么他会给这种蚂蚁起名为“Dracula”的原因，“Dracula”指的一种吸血鬼。他说：“我们认为这是一种非常残忍的自相残杀行为。”
他认为，以后对于“Dracula”蚁的研究可以使科学家们掌握更多蚂蚁行为的发展线索。最终使科学家可以重新考虑他们对于蚂蚁进化过程的所有设想。“这些最初的发现告诉我们，目前人们对蚂蚁进化过程的设想是不准确的。这次发现，最重要的事情不是我们找到了一个新物种，而是它对于帮助我们解开生命进化之谜非常重要。”
-- 从蝴蝶翅膀到防伪纸币
在一般人看来，蝴蝶翅膀与防伪纸币或防伪信用卡本是南其辕北其辙互不着边的两个事物，根本没有什么联系，可是，只要你耐心读完这不到千字的小文，你就会明白这其中确有某些因缘，而且，你还会看到仿生学这个学科的又一个妙用。请继续往下读！
所谓仿生学，它是研究如何模仿生物的结构和功能，来制造设备或物件以造福人类的学科。日前发表在英国《自然》杂志上的关于一种生活在印度尼西亚的蝴蝶翅膀的颜色的形成问题的报告，不仅向我们展示了大自然的奥妙，也为我们研制更新的、坏人再也无法伪造的防伪纸币打开了一条仿生学的思路。
英国埃克塞特（Exeter）大学薄膜光子实验室的物理学家乌维西克（Vuvisic）和另外两名同事，由于一个偶然的机遇，在几年前开始研究一种名叫大凤蝶的蝴蝶翅膀，这个蝴蝶的翅膀颜色本来是有黄有蓝，但是在人眼里就成为闪闪发光的绿色。他们用显微镜观察大凤蝶翅膀发现，蝴蝶翅膀上竟然布满了下凹的小坑，这些小坑太小，尺寸只有大约万分之四厘米，小坑底是黄色，而坑的斜坡是兰色的。乌维西克用如下方式来解释为什么在人看来大凤蝶的翅膀是绿色的：当光线照射到坑底时，它被反射而呈黄色，而照射到小坑一个斜坡的光线也被反射，但此反射光线又入射到另一斜坡再被反射，此时，由于小坑太小，人眼无法将从坑底反射的黄色光与周围两次反射的兰色光区分开来，从而感觉到的是绿色。另外，他们还发现，这两次反射也改变了光的极化方向，人眼无法区别这一改变，但是蜜蜂等昆虫却能察觉。要解释光的极化方向还真需要点专门知识，浅显但不太精确的解释就是光子在电磁场中振动的方向。
换了我们常人，发现这些奥妙，大概也无非是击掌赞叹造化的神奇，此外就不在做什么了。然而乌维西克等人却想到假币。他们目前正在研究如何仿照大凤蝶翅膀的结构，在纸币或信用卡上也不满小坑，这样无论制造伪钞者将假币印制得在外表上多么与真币相似，他们绝没有技术也在假币上布满分布和大小都与真币一样的小坑，只要用专门的光学设备发出极化光一照，看看反射光的极化方向，就会真假立现，我们辛辛苦苦挣来的那点血汗钱也就再不会被骗子骗走了。你看，蝴蝶翅膀与防伪纸币有没有关系？
-- 蚕:未来理想的“昆虫工厂”
蚕，原产地在中国，它产下的蚕丝是最好的天然纤维，用其生产出的丝绸为美化人类生活作出了不可磨灭的贡献。随着生物技术的高度发展，它有可能在21世纪成为生产高级医药品等有用物质的“昆虫工厂”，为人类再立新功。
日本农林省建在筑波科学城内的蚕丝和昆虫农业技术研究所，正在从事利用蚕建立“昆虫工厂”的研究。这里的科学家以家蚕为对象，已基本上开发出“昆虫工厂”所必需的各种“设备”和工艺，如生产有用物质的转基因蚕、自动化养蚕系统及冻结融解体液采取法等。
例如，该所田村俊树领导的遗传工程研究室通过植入DNA（脱氧核糖核酸），把水母的绿色荧光蛋白质基因作为标记植入家蚕染色体中，已成功培育出了发光蚕。该成果意味着，如果把绿色荧光蛋白质基因置换为其它有用物质的基因，那么，蚕将能够成为这种物质的“制造厂”。
作为生产高级医药品等的“昆虫工厂”，转基因蚕的饲养环境必须保持高度清洁。为此，该所开发出了一套全自动饲料制造和供给系统。它由人工饲料制造装置、多级循环型转基因蚕饲养装置和饲料供给装置等构成。全部过程也都由电脑控制，电脑可对室内的温度、湿度和空气等进行自动调节。由于实现了无人化操作，外界的杂物、细菌和病毒等都不会进入室内。这套自动化系统可饲养2万条蚕，“昆虫工厂”的生产规模相当可观。
与大肠杆菌、蚂蚁等相比，家蚕体积相对庞大。但它毕竟是一种昆虫，一只蚕所能生产的有用物质是极少量的。怎样高效地从转基因蚕体内把有用物质提取出来，也成为 “昆虫工厂”技术开发的课题之一。科学家宫泽光博利用冻结的幼虫（主要是鳞翅目昆虫）溶解后体积收缩的现象，开发成功了“冻结溶解体液采取法”。该方法是把处于麻醉状态的转基因蚕放在浓度为70％的乙醇里，在零下30摄氏度下加以冻结。在这种状态下把蚕的腹脚切除，然后移至置有防黑色素化剂的缓冲液中进行融解，有用体液就会由于融解过程中产生的收缩而从被切除腹脚的地方直接流出。这一方法优点是不需专用设备，也不要繁杂的程序，而且冷冻能把所产的有用物质长期保存在蚕体内。这位科学家曾用该方法从500条蚕体内抽取了370毫升的体液，效率颇高。他的这个液体采集法已申请了国际专利。
该所负责人、农学博士北村实彬告诉记者，“利用昆虫功能”是该所的主要研究领域之一，各科室正在对大约50种昆虫，如蜻蜓、蚂蚁、蝗虫、椿象、蜜蜂、白薯天蛾、独角仙、美洲大蠊和斜纹夜蛾等进行研究，目的是利用它们特有的组织结构与脑神经系统、生殖功能和运动功能等制造新材料（如氨基酸分离膜、人工皮肤、抗血凝材料、骨结合材料、抗菌性蛋白质、抗血栓药物、免疫活性物质等）和发展仿生技术（如制造生物传感器、生物芯片、微型机械以及害虫、家畜、渔类的行为控制技术等）。使用蚕建立“昆虫工厂”，是其中的重点之一。
北村认为，蚕非常适合用做 “昆虫工厂”。理由是蚕体格较大，并有大量制造蛋白质的器官——绢丝腺。迄今，科学家们已从生理学、生化学和遗传学等各个角度对蚕进行了研究，因此技术开发比较容易。另外，家蚕不会飞，容易进行隔离和管理，安全性高。到目前为止，世界上还没有应用转基因技术对蚕进行技术改造和利用的先例，日本科学家的研究是开创性的。
