什么?海胆居然有牙?还啃坏了40多条钢柱?

作者: 小袋熊

来源: 物种日历

发布日期: 2022-04-28 12:01:05

海胆的牙齿非常坚硬,能啃食岩石和钢柱,导致钢柱被腐蚀报废。它们的牙齿结构复杂,能自我更新保持锋利,这一特性被用于仿生学研究。

1953年,出现了一篇惊人的报道:在美国加州,一处防波堤的40多条钢柱中,有一半被毁掉了;这或许没什么,但毁掉这些钢柱的凶手,竟然是海胆。而且,发表这篇报道的,不是什么赚人眼球的小报,而是科研领域的皇冠——《科学》。

海胆的牙口非常好,它们啃食岩石表面的海藻,日积月累,最终会在岩石表面啃出洞。这个洞也是有用的,海胆们一个萝卜一个坑,把自己塞在里边,以免被海浪冲走。钢柱放进海里之后,海胆啃掉了表面的氧化层,使金属暴露在海水的腐蚀之下。铁锈不断往里侵蚀,钢柱变得坑坑洼洼(有的坑甚至足有1厘米深),最后就报废了。

海胆的牙口到底有多厉害?来自维拉诺瓦大学的米切尔·罗素等人组成的团队,设计过一个实验。他们把海胆养在一个个小笼子里,里面放上一块石头,半年后和一年后,分别测量一次石头上的凹陷和减少的重量。结果发现,海胆的啃咬功夫相当了得:对于中等粗细的砂岩,它们每年可以啃咬32克。

团队还观察了野外的海胆:用不了一年时间,野外的海胆就能在砂岩上啃出肉眼可见的凹陷。这样下去,在五年之内,海胆就能挖出一个足够它钻进去的大洞。不过,花岗岩就要坚硬得多了,海胆在一百年内也挖不出足够容身的洞(当然,海胆是活不了这么长的,但是下一代海胆可能继承旧坑,继续挖下去)。根据他们的估算,一公顷海岸上的全部海胆,每年啃掉的石头会达到200吨,不亚于一些河流的沉积物量。

海胆的嘴堪称是动物世界中最奇特的。它的口器藏在身体内部,结构相当复杂,形如灯笼;西方世界最早描述它的是亚里士多德,因此得名亚里士多德的灯笼。海胆的口器内部有五个颚板,每个颚板的内壁上有一颗牙齿,五颗牙齿凑成梅花状,可以像抓娃娃机的爪子那样开合,海胆用这只“爪子”抠挖岩石上的藻类。

加州大学的雅各布斯工程学院研究过许多仿生学的项目。研究人员曾用3D显微技术分析过海胆口器的结构,仿照它的结构制造挖掘用的机械爪。海胆牙齿的形状能减小压力,他们希望,这种机械爪可以应用到火星探测车上,用来抓起沙土样本。

海胆的牙齿是整个口器中最精致的部分。它是长条形的,横截面却是丁字形,由含镁的方解石晶体构成——由于含镁量的不同,牙齿不同部位的强度也有所不同,中心的硬度和韧度都是最高的。牙齿内部的方解石晶体,有细长的纤维型和弯曲的薄板型两种形态,外层包裹着强度较弱的有机质,两种晶体彼此交错,组成了一个坚固的整体。

海胆的牙齿虽然坚硬,但还有一个问题没有解决:如果一直在坚硬的东西上摩擦,刀刃必然会变钝,牙齿磨久了是不是也会磨坏?这就体现出海胆牙齿内部结构的巧妙之处了——海胆啃咬硬物的时候,牙齿会从比较软的有机质层那里断掉,就像掰开夹心饼干一样。因此,方解石晶体不是慢慢磨平了棱角,而是一片片崩裂,使牙齿始终保持一个又薄又锋利的形态。

此外,海胆牙齿内芯最硬,磨损也最慢,外层磨损得多,这也让牙齿越变越薄,但却始终都能保持锋利的“刀刃”状态。

当然,海胆不止有“獠牙狰狞”的一面,这些刺球也有相当呆萌可爱的一面。3年前,神奈川渔业技术中心用当地农业废弃的圆白菜叶喂养海胆。他们的本意是养肥美味的海鲜,顺便减少菜叶浪费;没想到,一群海胆吭哧吭哧啃菜的样子过于喜感,在网上走红,还有人自制了可爱的海胆玩具。毕竟,海胆长得那么憨憨,一般人哪能想到,它还有一口“铁齿铜牙”。

UUID: 0f1dacb5-74f6-4fd4-9f92-727b67b9806c

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/物种日历公众号-pdf2txt/2022年/物种日历_2022-04-28_什么?海胆居然有牙?还啃坏了40多条钢柱?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0045 元