啄木鸟善于攀爬树木，它们的脚趾很特别，第二和第三趾朝前，而第一和第四趾向后，像一把双爪钳一样，再加上锐利的趾爪就能牢牢地抓住树皮，在几乎笔直的树干上进退自如，尾羽坚挺而富有弹性，啄木时用利爪抓住树皮，强硬的尾羽撑在树干上起着支架作用，这样身体就能牢靠地固着在树干上。啄木鸟的嘴坚壮有力，嘴形直，像木匠用的凿子，适于啄木。人们除了对啄木鸟的啄木灭虫感兴趣外，对它的啄木行为也有极大的兴趣。一些有经验的侦破人员常用手指或其他工具不断地敲打墙壁，然后听回声，凭他们的经验，就可以判断出墙壁里面是否有夹层，从而果断地凿开墙壁将内藏物搜出。啄木鸟似乎也有这套本领，它们在觅食时，飞到树上，用凿形的嘴不停地敲打树木，从这一棵树敲打到另一棵树，一旦觉察到异常的回声后，便将嘴作为钻、锤、凿等不断地迅速啄木，直到啄开树木，然后用它那富有黏性的舌深入凿开的缝隙内，搜捕昆虫。啄木鸟的头并不太大，那么在平时它的长舌又安置在哪里呢？剥去啄木鸟头部的皮肤，就容易了解这个问题。原来啄木鸟的舌并不太长，但是，它的舌根骨有一条带有弹性的肌腱状的组织，平时这条肌腱状物由颚下向上伸展，绕过枕骨，经头顶骨进入右鼻孔，呼吸主要由左鼻孔承担，当啄木鸟要粘捕昆虫时，这条舌根骨就从后脑及下颚向外滑出，这样就可将舌伸至洞内很深的地方，啄木鸟的舌端是角质的，并且带有倒钓，可以将洞内的虫钩出来。尽管啄木鸟的嘴是如此的竖直壮实，但是，要凿开坚硬的树木没有速度是不行的。人们发现啄木鸟啄木时嘴的啄木速度可以高达每小时1300公里。但是，啄木鸟每啄一下所花费的时间还不到。1/1000秒，这样高的啄木速度和频率，经过折算，就意味着啄木鸟在啄木时它的头脑经受的重力加速度高达1000g，重力加速度是指在地面附近物体由于重力作用而获得的加速度，用g表示，任何物体的重力加速度在同一地点都相同，约为9.8米/秒2，这简直是令人难以想象的。因为在载人火箭发射时，坐在舱座内的宇航员所受到的重力加速度还不到4g。你可以做一个简单的试验，快速地不断点头，没有几下你就会感到头晕眼花，忍受不了。那么，是什么原因使啄木鸟的脑能承受这样大的重力速度呢？啄木鸟脑的基本结构同其他鸟相比，并没有太大的差异。人们想到啄木鸟啄木时，在这么大的重力加速度的作用下，要做到脑袋不会被震裂和撕落，除非啄木鸟的头和嘴不产生丝毫歪斜，不受到丝毫扭曲力。经过研究和各种试验证明，啄木鸟的颈部肌肉特别发达，啄木鸟啄木时，是利用头和颈部强壮的肌肉非常协调地运动，以精确的配合动作，致使在整个啄木过程中，啄木鸟的头和嘴的运动轨迹几乎成一条几何直线，这样啄木鸟的头脑就能避免扭曲力的影响。你见过一些运载蛋类和酒瓶之类易碎物品的箱盒吗？人们在盒子里安排了一个个大小同运载物体相同的格框，将酒瓶或蛋类前后左右和底部框住，使酒瓶和蛋类不能向前后左右晃动，只能垂直上下的动，这样运载物品就不容易破碎了。啄木鸟头和颈部发达的肌肉限制住头部，不让它在啄木时有左右晃动。如果啄木鸟头和嘴以非常小的角度歪斜，那么它的脑部将被震坏。
人们根据啄木鸟避免扭曲力的原理，研制出一种安全帽，帽内有缚带限制住头部，不使它产生在受到震动或撞击时可能发生的危险性歪斜，从而减少了脑震荡。
香臭感觉与气味检测仪
炎热的夏天，某人吃了发馊的食物，引起肚疼和腹泻，去医院看病。
“哪里不舒服？”医生问。
“肚子疼和腹泻。”病人答。
“吃过什么东西？”
“吃过昨晚的剩菜。”
医生问完，提笔开了一张转诊单，叫病人先去看鼻科。病人感到莫名其妙。问道：“我是肚疼和腹泻啊！为什么要去看鼻子？”医生说：“你要先医好鼻子，不然的话，你闻不出食物的味，还会吃馊食物，这样你的腹泻肚疼，治好也会再犯。”
这虽是一则笑话，但也说明了嗅觉的重要性。人们不用看见或是相距很远，用鼻子就能发现些什么，鼻子对气味的感觉，使我们闻到馊味，就知道这食物已经腐败变质，绝对不能食用。突然闻到一阵异味，就会引起警觉，去看看煤气灶是不是关紧，炉子上的饭菜有没有烧焦，或是有什么东西被烧着。香喷喷的饭菜令人开胃，花木发出的清香使人心情舒畅。
嗅觉对于动物更有多种多样的功能，动物依靠嗅觉追捕猎物、寻觅食物、躲避敌害、集群、求偶、繁殖和定向等。通常鸟类被认为是嗅觉较差的，但是有一些鸟却有很强的嗅觉。产于新西兰的无翼鸟，又叫几维，它的嘴细长，除了嘴基处与其他鸟类一样有鼻孔外，在嘴的尖端处也有鼻孔。在夜晚无翼鸟将长嘴扎入土中探测，根据蠕虫发出的气味来觅食。有人并排建造了两间一模一样的小木屋，其中的一间藏有腐肉，结果嗜食腐肉的兀鹫都停在放腐肉的那间木屋的房顶上。在地下生活的鼹鼠，眼睛退化，全凭灵敏的嗅觉寻找地下蠕虫。狩猎者都知道将自己隐蔽在逆风的地方，否则，猎人身上的气味会吓跑猎物。捕到过老鼠的鼠夹或鼠笼上面，留有被捉老鼠散发的警戒气味，必须用滚水浇烫，消除这种气味后才能再用，不然就不会再有老鼠上钩。一些鱼陷入渔网或挂在钓钩上时，马上会从皮肤排出一种具有浓烈气味的分泌物，其中含有警戒信息，同类嗅到这种气味就远离而去。蜜蜂和蚂蚁等能根据气味来辨认同类是同巢的还是异巢的，如果发现来者是异巢的，就会将它赶走或咬死。同一条鳗鲶产下的卵所孵出的小鳗鲶有一段时间总是结群游动，与不同母体孵出的不相互混合，这是由于不同母体孵出的小鳗鲶有不同的气味。很多兽类都以散发气味来招引异性，而应征者是靠嗅觉找到配偶的。鲑鱼依靠嗅觉找到它的产卵地，那里河水的化学成分发出的特殊气味是它们看不见的路标。
嗅觉器官是怎样产生嗅觉的，还不完全了解。通常认为是物质散发出气味的分子进入嗅觉器官，刺激鼻粘膜上的嗅细胞，产生一种电信号，传送给脑嗅觉中枢形成嗅觉。嗅觉是一种化学性的感觉。
人的嗅觉器官是鼻子，从外鼻孔进入，经内鼻孔至咽间的通道称为鼻腔。由鼻中隔分成左右两腔，围绕鼻腔的骨增加的皱襞叫鼻甲骨，分为上鼻甲骨、筛鼻甲骨和下鼻甲骨。筛鼻甲骨以上的粘膜上有发达的嗅细胞和支持细胞是嗅觉感受部。其余部位是呼吸部。嗅细胞的树状突起伸至粘膜液中，人的嗅神经纤维约有1亿根，经过大脑前方的嗅球，最后组成一对嗅神经入脑嗅觉中枢。并不是所有动物都有鼻子，也不是嗅觉器官一定分布在头部。昆虫那对有窝的触角就是它的嗅觉器官，小窝与外界相通，嗅觉细胞分布在窝内。福特动力公司航空分部的科学家把苍蝇的嗅觉器官与触角神经分离，用微电极把嗅神经接到示波器上，用带气味的东西靠近小窝，示波器上立即有信号出现，表明苍蝇已感觉到气味。苍蝇的口器和足上都有类似的神经细胞构造，当给予化学气味刺激时，同样会产生信号。只有用肺呼吸的动物才有内鼻孔。用鳃呼吸的如鱼类等都没有内鼻孔，因此鼻腔是盲端的。人的嗅觉器官对气味有很快的适应能力，无论哪一种气味，不管香或臭，只有在刚闻到时有感觉，如果持续多闻一阵，很快就会感觉不出它的气味来。嗅觉的适应性并不是丧失嗅觉能力，因为对一种气味的适应并不影响对别种气味的感觉。而且当你再次闻到这种气味时，又能觉察得到。
狗的嗅觉比人灵敏百万倍，狗能分辨百万种物质和不同浓度的气味，其灵敏度几乎达到单个分子的水平，经过训练的军犬、警犬以及缉毒犬等的嗅觉就更强了。哥伦比亚警方利用狗的嗅觉来检查走私毒品。已知有些动物的嗅觉更是惊人。在3500亿吨的湖水中只要加入1克酒精，鳗鱼就能觉察出来。鲤鱼能在100万立方米的水中觉察出1克香豆素气味。一只雌蛾仅分泌0.1微克的性诱物质就能招引数千米以外的雄蛾循味而至。
人们对动物的嗅觉器官进行研究和加以模拟，已取得一些成果，如被称为“电子警犬”的气味检测仪，应用在油库、化工厂、矿井、仓库和手术室等气味检测，可测出被测气体的浓度的千万分之一，其灵敏度已达犬鼻水平。人们模仿动物的嗅觉原理研制出废气探测器，装备在反潜艇飞机上，可探测出潜艇发动机所排出的废气中某些化学分子，从而追踪水下潜艇。目前，市场上出售的一些驱蚊器就是以昆虫的警戒信息素为主要依据，达到驱逐和消灭蚊子的目的。我国科研工作者研制出一种嗅敏仪，经鉴定，可测出包括人鼻不能闻出的一氧化碳等40多种气体，能测出百万分之一的氢气以及埋在地表下0.5米深的煤气管道的漏气部分，可用于煤气管道及其他易燃易爆或有毒气体等管道的检查。
生物鳃与人工鳃
水生脊椎动物用鳃呼吸，陆生脊椎动物用肺呼吸。陆生脊椎动物是由水生脊椎动物演化而来，因为，很多用肺呼吸的动物，在它们的胚胎发育过程中，尚需经过鳃的阶段。虽然鳃和肺的呼吸原理基本相同，都是不断地吸收氧和呼出二氧化碳。氧和二氧化碳都是气体，都是通过湿润的膜交换气体。但是鳃适应于在水中交换气体，而肺适应于在空气中交换气体。由于空气中的含氧量比水中的含氧量大20倍以上，而且氧气在水中的弥散率很低，所以在水中吸取氧要困难得多。从水生到陆生，呼吸空气中的氧气是一个要解决的问题。同样，一些用肺呼吸的动物重新回到水中去过水中生活的鲸类，无论能屏气多长时间，但是在水中逗留一段时间后，总要浮至水面，呼吸空气中的氧，经换气后才能再潜入水中。尽管国内外有些人经过训练，能在水下屏气较长时间，但最多坚持不到10分钟，而且也仅是在水中屏屏气而已，已屏得脸红颈胀，不必说本人感到难受，就连旁观者也感到怪难受的，又怎能谈得上在水中作业呢。动物要维持生命必须要消耗氧气，于是血液中的二氧化碳就会逐渐增多，而一些陆生动物对血液中的二氧化碳非常敏感，当二氧化碳达到一定浓度时，就会刺激神经中枢，引起强呼吸，这就是一些陆生动物不能长时间屏气的道理。人由于某些需要，到水中去进行较长时间的作业，就必须背上氧气瓶，即使是乘坐潜水器也必须要有氧气供给装置，这些供氧器既笨重而且氧气耗尽必须充氧才能再次下水。为了能早日研制出较理想的新型供氧器材，人们就想了解水中动物呼吸的奥妙。
鱼终生生活在水中，是动物中最适应水环境的一大类群。鱼鳃在水中呼吸器官中是发展得最好的，所谓鱼鳃通常是由鳃瓣组成；鳃瓣是在咽喉两侧的一系列片状物上面长有许多鳃丝，鳃瓣与鳃瓣之间的裂口叫鳃裂，每个鳃瓣由前后两个半鳃组成。软骨鱼每侧有9个半鳃。硬骨鱼每侧有8个半鳃。软骨鱼的鳃裂直接开口于体外；而硬骨鱼鳃裂外面有一个鳃盖，这样鳃裂就被保护在鳃腔内，以一个鳃盖裂口与体外相通。软骨鱼两个半鳃间有鳃间隔支持，在鳃间隔内缘有半圆形的鳃弧，其向外的一边有许多红色细丝，这就是鳃丝。鳃丝上布满了微血管，气体交换就在这里进行。鳃弧向内的一边，附近有许多突起，叫鳃耙，起防止泥沙等物进入鳃内和微小食物的逸出的作用。硬骨鱼无鳃间隔，两个半鳃完全靠拢在一起。鳃丝微血管的膜非常薄，是一种具有选择性和通透性的生物膜，它能透过氧和二氧化碳，而水不能透过。鱼进行呼吸时，先将咽部扩大，鳃盖和喉头闭紧，水从口流入后，将口闭合，喉部收缩，水流经鳃进行气体交换，鳃盖张开，让水流出。鳃丝微血管膜的基本结构通常认为是具有疏水性的膜蛋白和不连续的双层磷脂的镶嵌结构。在双层磷脂分子的排列中，膜的中间部分是由磷脂分子的脂肪酸碳氢链形成的非极性区，它对水溶性物质起阻隔作用，膜的选择性输送是由镶嵌在膜上“载体”蛋白的作用来完成的。载体蛋白在膜内外两面运动，与被运送的物质形成可逆性结合，通过膜的非极性区，再释放出来。气体从分压高的地方向低的地方扩散，氧扩散到微血管内与红细胞中的血红蛋白疏松地结合成氧合血红蛋白，随血液扩散到身体的各个组织细胞去。与之相反，二氧化碳由组织产生，扩散入血管，与血红蛋白结合，随血液到鳃排出。当鱼塘中氧气不足时，鱼被迫浮至水面，吞食空气，叫做“泛塘”，是养鱼业大忌，若不及时处理，会造成大批鱼的死亡。有些鱼有副呼吸器官，如攀鲈鳃上的副鳃腔，腔内有薄片，膜薄而富含微血管，与喉相通，可以辅助呼吸空气；泥鳅可用肠呼吸；淡水鳗可用皮肤呼吸等。
美国纽约斯克内克塔迪通用电气公司先进实验室的劳勃博士模拟鱼鳃，用两层硅酮橡胶薄膜，制成人工鳃，每层膜仅1/10000厘米厚。这种膜只允许水中的氧通过而将水阻隔在膜外，二氧化碳也能从膜中透过。但是，这种膜要实际应用，目前尚有困难。因为一个人在静止时，每分钟至少要吸取250毫升左右的氧气，要供应1个人1小时的氧，这种膜就得要有2.5平方米那么大。
美国达克大学玛丽实验室的研究人员研制成一种“人工鳃”叫血海绵，它是一种高聚化合物，能从海水中提取出氧气。他们将一种血珠蛋白固定在聚氨基甲酸乙酯上，并保持血珠蛋白的生理活性，利用血珠蛋白从海水中不断地吸取氧气。据说用这种血海绵制成一只宽5英尺，长10英尺的供氧器可以供150人用。
有一种水蜘蛛，它和鲸一样也是由陆生重返水中生活的，因为它的呼吸器官是书肺和气管。书肺是蛛形纲动物的一大特点，是从腹部体表内陷而成的囊状构造，内有很薄的书页状的突片，是适应空气呼吸的结构。但是水蜘蛛却生活于淡水中，在水下的水草间结钟形的网，呈囊状，水蜘蛛腹部密生茸毛，不易浸湿，在潜水前先将水面空气在茸毛间形成气泡，然后带入网内，以供呼吸。水蜘蛛的这种潜水本领引起人们极大的兴趣。经过研究，发现如果能在水下营造一个空囊，水中氧气就会逐渐充满这个空间。于是科学家用硅酮橡胶薄膜在水下建造一个空间，使水中的氧慢慢充入。经试验每平方米每分钟可透入10毫升的溶解氧。如果能提高溶解氧的透入量，就可望解决人的水下呼吸问题。
鸟眼、电子眼和电子监测系统
