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蜘蛛与其他“小野兽”尖牙利齿的秘方——重金属

发表于 2025-10-31 03:17:03 来源：良药苦口网
蜘蛛与其他“小野兽”尖牙利齿的小野兽秘方——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。新研究指出，蜘蛛重金这些生物在天然蛋白质里混入了锌、其尖太原美女同城上门外围上门外围女（电话微信181-8279-1445）提供顶级外围女上门，可满足你的一切要求铜等元素，牙利创造出相当耐用的秘方螫针、爪子以及大颚。小野兽
蜱虫为了紧紧咬附在鹿身上，蜘蛛重金得先刺穿厚厚的其尖毛皮；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。
这些超凡能力长期以来吸引着奥勒冈大学的牙利太原美女同城上门外围上门外围女（电话微信181-8279-1445）提供顶级外围女上门，可满足你的一切要求物理学家罗伯特．斯科菲尔德（Robert Schofield）──这些小小生物哪来这么大的劲？
根据斯科菲尔德新发表在《科学报告》（Scientific Reports）期刊上的论文，答案就在它们工具的秘方原子结构上。
科学家早已知道某些无脊椎动物的小野兽大颚、尖牙以及螫针中含有锌、蜘蛛重金铜、其尖锰等大量重金属──在部分物种身上，牙利重金属甚至能占到20%的秘方重量。然而，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，却始终成谜。
斯科菲尔德与同事在分子尺度下分析蛋白质与重金属后，发现这些蛋白质内被织入一颗一颗金属原子，创造出了一种既强韧又耐用的复合材料，他们将其称之为「重元素生物材料」（heavy element biomaterials）。
「加入这些金属来让工具更加耐用，真的很酷。」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，而且可能比想像中还要常见。」
克罗夫茨补充说，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。
胜过生物矿物
想当然尔，动物早就演化出其他方法来制造坚硬的天然材料。这种被广泛应用的方法称为「生物矿化」（biomineralization），也就是当动物体内的蛋白质包覆住大型矿物结晶，形成像是骨头或是某些贝壳等材质。骨头是矿物（主要是碳酸钙）与蛋白质的强大组合，它能提供动物作为骨骼所必需的弹性、延展性与耐压性，且远远超出这两种材质个别所能企及的程度。
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，就好比是用砖头来做把刀。」自1980年代末有只蚂蚁缓缓爬过他办公室的地板以来，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。
对于许多需要尖锐、坚固又耐用构造的无脊椎动物来说，「生物矿物」显然不是它们要的答案。斯科菲尔德表示，好比对一只蝎子而言，一根破碎的螫针就等同一份死刑判决，也难怪它们另辟蹊径了。
金属与蛋白的强大复合材料
在最新研究中，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，检查了几种蚂蚁、蜘蛛、蝎子、软体动物与刚毛虫的身体结构。研究团队打造了微型探针来检测这些部位的力学性质，并以原子级的精度剖析观察。
研究团队发现，在这些无脊椎动物的身体部位，均匀遍布着锌和锰等重金属，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，也更加锋利、耐磨损。 重元素生物材料还有项能「节流」的优点：根据研究团队计算，切叶蚁凭着这样的金属原子结构，在切割树树叶时可省下约60%的能量消耗。
斯科菲尔德的疑惑还没有结束，比如从甲壳类到蜈蚣等不同类群的无脊椎动物间，这样的天然坚韧材料是经过一次还是多次独立演化而来？
克罗夫茨表示，这项发现也同时创造出人类工具新的可能。
举例来说，工程师一直在想怎么样才能打造出又小又牢靠的东西，像是智慧型手机，以及穿戴式医疗装置（如胰岛素泵）。
克罗夫茨说，如法炮制蛋白质与重金属原子的排列方式来打造工具，就能让产品更轻巧、坚固，还能应付日常使用，这又是一个「天然的尚好」的例子啦！
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