揭秘重型拳击手皮皮虾

作者: 张冠阳

来源: 中国科学报

发布日期: 2017-06-13 21:06:02

文章详细介绍了皮皮虾的特殊捕食方式——拳击式捕食,以及其鳌爪材料的特殊结构和功能,这些特性使得皮皮虾能够以极快的速度和强大的力量击碎猎物。此外,文章还探讨了皮皮虾与一般虾类的分类关系,并提出了这种生物结构对人工仿生材料研发的启示。

皮皮虾是重型拳击手。它可以极其迅速地打出鳌爪,速度可以达到80公里每小时,也就是22米每秒种。这个速度超过直径半厘米的子弹打到水中的速度。是刘翔跨栏速度的两倍多。皮皮虾用它的重拳来击碎猎物。就连坚硬的贝壳也不在话下。2012年6月8号《科学》杂志上的一篇文章揭示了皮皮虾的‘拳击’秘诀。原来皮皮虾的鳌爪的材料是一个复合体,具有非同寻常的抗冲击作用。

其最表层有一种物质,叫做羟磷灰石,是组成人的骨骼和牙齿的重要成分。而且在表层的羟磷灰石是结晶化的和矿化的,加大硬度。下面一层也是羟磷灰石组成的,但是并没有结晶化的。这一层的作用是来引导分散冲击力。最里面一层是螺旋化的几丁质。这一层,可以吸收扩散冲击力的能量,就像是一层软垫子似的。有意思的是,这三次组织之间在硬度,韧度和结构方向上有所不同。

在不断的强烈冲击下,这种材料组成可能形成小规模的裂缝,但是同时又可以防止这些裂缝扩大,以保证鳌爪的完整性。研究者说“这有点超出我们的想象。大自然允许局部的破坏,来阻止灾难性的失败。但正是这样的设计让它们(鳌爪)如此的坚硬。”皮皮虾的这种特殊鳌爪材料可以启发我们研究改进人工的仿生材料,譬如防弹衣,汽车外壳和运动员的保护设备。真是奇妙的自然世界!

我突然想到,如果我把手指头放到皮皮虾面前,那它是不是会给我一拳打出个洞出来?再说一下皮皮虾和一般的虾的关系。皮皮虾猛一看长长的,像是虾。但是又不太一样,没有像虾一样的鳌爪。而且头部也跟虾不一样。其实皮皮虾不是一般意义上的虾。在动物分类上是相差很远的。皮皮虾属于掠虾亚纲,口足目,而一般的虾属于真软甲亚纲,十足目,真虾下目。皮皮虾和一般的虾的关系可以比作是人和袋鼠的关系。

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