伦敦南肯辛顿科学博物馆藏品中的这种装置,就像一个科学怪人用于电影的毒气室。他把一个小小的无辜的金丝雀放入其中,打开阀门,让有毒气体从气缸上方流出,然后当鸟儿窒息而死时,他会笑得很开心很邪恶。
事实上,情况正好相反。这个装置不是用来杀死金丝雀,而是用来复活它们。
连接在金属盒顶部的圆柱体含有氧气,能维持其生命。该装置被称为金丝雀救助者。
30-35年前,煤矿工人仍然在这些玻璃室内与金丝雀一起工作。地下矿井可能含有可能致命的气体,如一氧化碳,可能在事故,火灾或爆炸期间形成。无气味和无色对人和金丝雀同样危险,但金丝雀更容易受到气体的影响,并且比人们更快,更明显地反应,从而警告矿工有毒气体的存在。
当矿井发生异常情况时,负责救援的人员会带着金丝雀进入矿井。玻璃和金属盒子前面有一个圆形敞开的门,可以让空气进入防止金丝雀逃逸。如果空气中有一氧化碳,金丝雀就会表现出焦虑。它将开始在它的栖息处明显焦躁不安,并最终会摔倒。如果金丝雀失去意识,盒子的门将关闭,阀门打开,允许顶部水箱的氧气释放并使金丝雀恢复活力。然后矿工们从危险区域撤离。
使用金丝雀的想法最初是由苏格兰生理学家John Haldane提出的,他以呼吸生理学和气体性质的发现而闻名,描述了它们对人体的影响。Haldane疯狂地将自己关在密封的牢房中,用自己做实验,慢慢吸入毒气,同时记下他的感受以及中毒后身体的反应。在第一次世界大战期间,霍尔丹走到前线闻并识别出德国人使用的毒气,这导致了第一批防毒面具的诞生。
Haldane还研究了许多矿难的具体情况,并发现一氧化碳是杀死大多数矿工的致命和主要成分,并指出他们的身体是樱桃色的 ( 这是一氧化碳与血红蛋白结合时在血液中形成的化合物的结果)。
在19世纪90年代后期,霍尔丹开始尝试小动物,如白老鼠和金丝雀。在小型动物中,对毒素反应速度更快,因此,即使存在少量有害气体,它们也能更早地反映一氧化碳中毒的影响。由于其特定的呼吸系统,金丝雀特别擅长检测空气中的毒素。
与所有鸟类
一样,金丝雀有一个复杂的呼吸系统,旨在从空气中收集尽可能多的氧气。这对于鸟类很重要,因为飞行期间的飞行会消耗大量能量。此外,鸟类有时飞得很高,高空中空气的氧含量很少。
对于一只鸟的空气吸入量,相比较于它的体积大小来说,它会消耗大量的空气:鸟的呼吸系统占鸟体积的20%,而人体的这一比例为5%,其中一部分储存在分布在整个鸟体内的气囊中。其余部分针对肺部,其中氧气和二氧化碳被切换。当鸟呼气时,储存在气囊中的空气然后进入肺部,在那里发生另一次氧气和二氧化碳的交换。因此,鸟类在吸气和呼气时会不断呼吸氧气。这在吸氧方面是一个优势,但也使它们容易受到空气中的毒素的侵害。1986年,英国政府规定在金矿中使用金丝雀是非法的。当时有200多名金丝雀在这个领域工作。后来它们被电子探测器取代,电子探测器更便宜,效率更高,而且更加人性化。