长沙白癜风医院 http://nb.ifeng.com/a/20200114/8061710_0.shtml三线兵鲇是一种体型较小的鲶鱼，可以经受住食人鱼的多次啃咬。撰文：ELIZABETHANNEBROWN最近，加州生物力学实验室的研究人员在淡水箱里，进行了有史以来最不公平的比赛。水箱角落里是一条亚马孙地区的红腹食人鱼，它牙齿锋利，令人不寒而栗；另一个角落则是一条三线兵鲇，身长约2.5厘米，看上去有点迟钝。食人鱼把鲶鱼逼到角落里，咬了一次，两次，最终一共咬了10次；然而这条鲇鱼却逃脱了，它毫发无伤，淡定地游走，似乎有点生气。“它甚至一点也不惊恐，游速并不快，”加州大学富勒顿分校的生物科学副教授MistyPaig-Tran面带微笑，钦佩地说道：“它好像在说，‘你在干什么？别坏了我今天的好心情。’”这条小鱼是怎么抵抗食人鱼的攻击的呢？最近发表于《生物材料学报》（ActaBiomaterialia）上的研究表明，秘密在于它们的“护甲”：胶原蛋白和矿物质组成的特殊鳞片。研究人员希望能模仿这些鳞片，制造出更坚固、更轻便的材料，比如防弹衣。坚韧的鳞片三线兵鲇属于美鲇科，每天在亚马孙河及其支流的沙质河岸和泥泞河底嗅探，凭借肉乎乎的、长有味蕾的胡须觅食。这些鱼身长2.5至5厘米，包括巨獭和亚马孙河豚在内，一些大型捕食者可以把它们整个吃掉。但对于食人鱼来说，尤其是刚开始对鲶鱼感兴趣的小食人鱼，三线兵鲇的鳞片可不是那么好对付的。在研究过程中，三条三线兵鲇被引入圈养的红腹食人鱼群中。查普曼大学的助理研究员AndrewLowe预测，三线兵鲇的下场会很惨：视频显示，水族馆饲养员喂食时，那些宠物食人鱼会一口咬住体型相似、没有护甲的鱼的腹部，撕裂它们的内脏。红腹食人鱼牙齿锋利，很多小型动物都是它们的食物，包括鱼、甲壳动物和昆虫。但三线兵鲇坚持了下来：胸鳍和背部的尖刺向外展开，迫使食人鱼远离护甲的薄弱之处，即鳃周围。如果食人鱼攻击位置恰当，它们的头会被咬下来。食人鱼通常会攻击鱼尾，但很难突破三线兵鲇的护甲，平均需要咬8次才能在尾巴上留下一个凹痕；腹部的鳞片就更难咬穿了，成功率只有20%，平均咬10次才能咬穿。三条食人鱼屡战屡败，最终放弃了，另外7条则成功杀死了猎物。但这是多次复赛的结果，毕竟食人鱼想要吃三线兵鲇，而三线兵鲇无处可逃。Lowe告诉我们，在野外环境中，浑浊的水和植物为它们提供了无数藏身之所。“它们需要保证护甲完好无损，直至食人鱼知难而退，”Paig-Tran说。如果能在内脏受损前全身而退，“它们就可以和另一只食人鱼继续战斗。”复制护甲不同于小学教室里的彩虹鱼或斗鱼，三线兵鲇的鳞片不是圆形的，它们看上去更像一副扇形扑克牌，细长，排成两列，覆满整个身体。大多数活鱼的鳞片是成牙本质细胞构成的，也就是构成我们牙齿的那种细胞，而三线兵鲇的鳞片则源自构成骨头的成骨细胞。这些鳞片也被称为鳞甲，非常坚硬。但Lowe表示，让这个护甲起作用的实际上是柔软的部分。每片鳞甲分为两层：一层是坚硬的矿化表面，另一层是胶原蛋白组成的网状组织。这些蛋白质和让我们的皮肤富有弹性、组成骨骼支架的蛋白质是一样的。坚硬的表面，尤其是镜子或餐盘等薄薄的表面，很容易在压力下脆裂开来。鳞甲坚硬的矿物层让食人鱼的牙齿很难咬穿三线兵鲇，而下面的软质层则有助吸收咬合力，防止鳞片本身被咬碎。加州大学圣地亚哥分校的材料工程师MarcMeyers没有参与此次研究，他表示Lowe的水箱竞赛结果很有意思。“自然界里的皮甲进化了很多次”，每次都专门为当地生态环境中捕食者与猎物的“军备竞赛”打造，Meyers还补充说，他希望能检测三线兵鲇鳞甲软质层的纳米结构。如果说三线兵鲇轻如鸿毛，那么亚马孙地区的重量级动物当属巨骨舌鱼；这种鱼重达90公斤，身长1.8米。Meyers和他的团队研究巨骨舌鱼已有10年。在它的护甲里，胶原蛋白排列成复杂的螺旋状，以分散压力。Meyers说，三线兵鲇的胶原蛋白可能像巨骨舌鱼的微缩版，也可能是一种全新的结构。几千年来，人们一直在试图弄清楚鱼类护甲的工作原理，甚至用在了盔甲设计上。Paig-Tran指出，汉朝人和斯基泰人复杂的鱼鳞护胸甲就是在模仿大自然，这被称为仿生学。今天，研究人员发现，可以把三线兵鲇等鱼类软硬结合的护甲作为样板，设计出更轻便、更有弹性的防弹衣。世界各地的团队已经用3D打印聚合物、玻璃和多孔陶瓷，测试鱼鳞甲；最近，伦敦帝国理工学院的研究团队制作出了用碳纤维加固的微薄聚合物鳞片原型，很结实，可以承受比一层连续的碳纤维聚合物高46%的负载量。Paig-Tran说，人类从“亚马孙迷你坦克”这样的鱼身上汲取发明灵感，不足为奇。毕竟，它们已经生活了几百万年，这是大自然的智慧。（译者：Sky4）
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