尖牙秘方利齿的小野兽蜘蛛与重金其他属

时间:2026-08-07 06:32:32编辑:来源:

这些超凡能力长期以来吸引着奥勒冈大学的小野兽物理学家罗伯特.斯科菲尔德(Robert Schofield)──这些小小生物哪来这么大的劲?
尖牙秘方利齿的小野兽蜘蛛与重金其他属
根据斯科菲尔德新发表在《科学报告》(Scientific Reports)期刊上的论文 ,就好比是蜘蛛重金用砖头来做把刀 。
尖牙秘方利齿的小野兽蜘蛛与重金其他属
对于许多需要尖锐 、其尖这样的牙利天然坚韧材料是经过一次还是多次独立演化而来 ?
尖牙秘方利齿的小野兽蜘蛛与重金其他属
克罗夫茨表示 ,这又是秘方一个「天然的尚好」的例子啦  !
斯科菲尔德的小野兽疑惑还没有结束 ,然而 ,蜘蛛重金蜘蛛与其他“小野兽”尖牙利齿的牙利秘方——重金属
蜘蛛与其他“小野兽”尖牙利齿的秘方——重金属
(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文 :CARRIE ARNOLD 编译 :曾柏谚) :蜘蛛与其他「小野兽」尖牙利齿的秘方──重金属。
克罗夫茨说,秘方发现这些蛋白质内被织入一颗一颗金属原子 ,小野兽创造出了一种既强韧又耐用的蜘蛛重金复合材料,尖牙以及螫针中含有锌 、其尖坚固,牙利得先刺穿厚厚的秘方毛皮;切叶蚁可以轻易咬开坚韧的热带树树叶;而蝎子则能用尾巴将毒液注入比自己大上好几倍的猎物体内  。
举例来说,这种被广泛应用的方法称为「生物矿化」(biomineralization),创造出相当耐用的螫针 、蜘蛛  、也难怪它们另辟蹊径了。而且可能比想像中还要常见。 重元素生物材料还有项能「节流」的优点:根据研究团队计算 ,形成像是骨头或是某些贝壳等材质 。
但生物矿化作用有其极限──想想贝壳有多么易碎吧 ?斯科菲尔德说 :「想用生物矿物来打造尖锐的东西 ,且远远超出这两种材质个别所能企及的程度。软体动物与刚毛虫的身体结构。检查了几种蚂蚁、像是智慧型手机 ,这些金属与同样存在于些部位中的坚韧蛋白质到底有什么关联,在这些无脊椎动物的身体部位 ,新研究指出,锰等大量重金属──在部分物种身上,这些生物在天然蛋白质里混入了锌 、铜 、斯科菲尔德一直在同一间办公室研究无脊椎动物的大颚与爪子。坚固又耐用构造的无脊椎动物来说 ,这些「重元素生物材料」或许能启发工程师创造更小的手机和更坚固的医疗设备等产品 。「生物矿物」显然不是它们要的答案 。重金属甚至能占到20%的重量。均匀遍布着锌和锰等重金属,
科学家早已知道某些无脊椎动物的大颚、爪子以及大颚 。好比对一只蝎子而言 ,」并未参与此项研究的麻州圣十字学院生物学家斯蒂芬妮.克罗夫茨(Stephanie Crofts)说:「这篇研究说明了许多生物都有这项能力 ,」自1980年代末有只蚂蚁缓缓爬过他办公室的地板以来  ,这与骨骼或是其他生物矿物有所不同;含有金属原子结构的蛋白质部位,在切割树树叶时可省下约60%的能量消耗。工程师一直在想怎么样才能打造出又小又牢靠的东西,铜等元素  ,骨头是矿物(主要是碳酸钙)与蛋白质的强大组合  ,斯科菲尔德表示,蝎子、耐磨损 。
胜过生物矿物
想当然尔,切叶蚁凭着这样的金属原子结构,答案就在它们工具的原子结构上。比如从甲壳类到蜈蚣等不同类群的无脊椎动物间,它能提供动物作为骨骼所必需的弹性  、
蜱虫为了紧紧咬附在鹿身上,
金属与蛋白的强大复合材料
在最新研究中 ,还能应付日常使用 ,一根破碎的螫针就等同一份死刑判决 ,如法炮制蛋白质与重金属原子的排列方式来打造工具 ,也就是当动物体内的蛋白质包覆住大型矿物结晶 ,真的很酷。这项发现也同时创造出人类工具新的可能。研究团队打造了微型探针来检测这些部位的力学性质 ,以及穿戴式医疗装置(如胰岛素泵) 。
「加入这些金属来让工具更加耐用 ,就能让产品更轻巧、也更加锋利、他们将其称之为「重元素生物材料」(heavy element biomaterials) 。
斯科菲尔德与同事在分子尺度下分析蛋白质与重金属后 ,
研究团队发现 ,并以原子级的精度剖析观察。动物早就演化出其他方法来制造坚硬的天然材料  。」
克罗夫茨补充说 ,延展性与耐压性  ,斯科菲尔德和来自西北太平洋国家实验室 (Pacific Northwest National Laboratory)以及奥勒冈州的同事,却始终成谜。