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「海洋里最懶的魚」,敢騎在鯊魚背上撒野,「頭頂大鞋印」的吸盤魚有多囂張!

一群金槍魚圍繞著漁船嬉戲, 你垂涎三尺。 可惜揮桿數次, 沒有一次能成功釣上一條。

金槍魚不上鉤怎麼辦?好辦, 撤掉你的魚餌, 換成新鮮活潑的吸盤魚試試看。

對, 就是那條像被人踩到腦袋, 后腦勺上頂著一只大鞋印的吸盤魚。

不用魚鉤, 用繩子捆牢吸盤魚的尾巴, 放它下水。 吸盤魚趁金槍魚游過身邊時, 拿頭去蹭它的肚皮, 腦袋上的鞋印吸盤一下子就吸到金槍魚的肚皮上。 這時只要收收魚繩, 一條50斤重的金槍魚就上手了。 不用擔心會把吸盤魚從金槍魚肚皮上扯下來, 它的吸力遠遠超過你的想象, 秒殺你家掛毛巾的吸盤掛鉤。

你把吸盤掛鉤按壓在瓷磚上, 擠出吸盤下面的空氣。 吸盤內外存在壓強差, 吸盤被外界空氣壓緊在墻上, 可以承受自身和毛巾的重量。 吸盤魚的吸附原理跟吸盤掛鉤類似, 吸盤魚吸住金槍魚的肚皮, 把吸盤下的海水擠出,

依靠水壓差把吸盤緊緊壓實在金槍魚身上。

你懂物理, 會利用壓力差。 吸盤魚不懂, 但它也會利用壓力差。 看上去沒什麼稀奇的吸盤原理, 吸盤魚的吸盤卻比你的掛鉤吸盤要精致得多。 你的掛鉤只能在光滑干凈的表面上使用, 而吸盤魚的吸盤什麼表面都能吸附。

你的掛鉤用過一段時間就失去吸力, 而吸盤魚的吸盤能用一輩子。 最最厲害的是, 你的吸盤在潮濕環境下就失去了吸力, 而吸盤魚的吸盤不僅在水里, 還能在空氣里使用, 它的吸力比你掛鉤的吸力強好幾倍。

吸盤魚的吸力為什麼那麼厲害?我們先看吸盤的結構, 再講它有什麼獨特的秘密。

吸盤是怎麼長出來的

吸盤魚的游泳技術很糟糕, 但是它巡游過的海域卻很廣闊。 一只吸盤吸附在各種大魚身上, 就能游遍海洋。

它還有個名字叫順風車魚, 鯊魚, 鯨魚, 還有海龜, 都是它的旅行車。 一旦上車, 吃喝不愁, 大魚們吃剩下的殘渣就是它的糧食。 搭膩一輛車后, 下車換另一輛。

吸盤魚的學名叫䲟魚, 成年䲟魚最大能長到1米長。 身材細長的䲟魚, 跟其他魚最大的區別就是腦袋上頂著的吸盤。

圖注:吸盤魚幫宿主做清潔

上圖是吸盤細節, 吸盤像一只橢圓的扁盤子, 一圈厚厚的結締組織, 像嘴唇一樣柔軟地包住盤子, 這圈厚墊叫做盤唇。 盤子里一排排薄板上垂直排列著齒狀小刺, 薄板像鞋底的紋路一樣對稱規整。 外形奇特的吸盤, 卻不是魚兒身上新長出來的組織, 而是由魚鰭變化而來。 只是為什麼魚鰭會長到后腦勺上?

一塊在瑞士出土,3000萬年前的化石回答了這個問題。上圖是化石上的吸盤魚,吸盤長在背脊上。古魚背部魚鰭的鰭刺擴大,形成一個吸盤。古吸盤比較小,吸盤內組成鞋印的一排排小刺也很稀疏。經過了3000萬年的演化,吸盤遷移到腦袋上,吸盤內的纖維小刺結構也變得更加緊密精致。

追蹤現代吸盤魚的魚卵發育過程,可以看到吸盤發育方式跟正常魚鰭的發育沒有什麼不同。在成長過程中,吸盤魚的背鰭會慢慢膨脹,朝著腦袋方向移動。當身長長到3厘米時,背鰭已經完全成型,變成一只2毫米的吸盤。

背鰭變成的吸盤,有3大特點,一是吸附牢靠,二是不挑材質,三是快速脫離宿主時不損傷表皮。

吸盤能把吸盤魚牢牢固定在大魚身上,無論大魚怎樣扭曲身體,翻騰跳躍,都不會被拆散。另外,吸盤不挑吸附材質,粗糙的鯊魚皮,光滑的海龜殼,黏糊糊的金槍魚皮,木制的舢板,金屬的漁船,吸盤魚統統都能吸上去。而且吸盤魚能輕松脫離大魚身體,不會在大魚皮膚上留下傷口。

更加厲害的是,一旦吸盤吸附到大魚身上,吸盤魚就不用再耗費力氣再去管它。換句話說,它的吸盤跟你家毛巾吸盤掛鉤一樣,屬于被動型吸附。

佐治亞理工學院團隊解剖了吸盤魚,發現吸盤周圍是淺色的肌肉組織,說明肌紅蛋白的含量很低。如果吸盤魚需要動用肌肉,主動吸附住大魚的話,肌肉組織應該呈現出高濃度的肌紅蛋白。而低含量的肌紅蛋白證明了吸盤屬于不費力氣的被動型吸附。[頭條-法蘭西is培根-未經授權請勿轉載其他平臺]

吸盤的秘密

吸盤的盤唇吸附在大魚身上,盤唇會把吸盤周圍密封住。盤內薄板上的小刺與大魚皮膚之間不停摩擦,高摩擦力增加了吸附能力。

被動型吸盤的吸力為什麼那麼強,而且還不挑材質,哪里都能吸附?你看毛巾掛鉤,只有在玻璃和瓷磚的平滑表面上才能吸附牢靠。

北航大學團隊,破解了盤唇吸附的秘密,它的關鍵在于:盤唇皮膚的表層和底層之間,多了一層獨特的垂直纖維結構。

上圖是團隊拍攝的盤唇微觀細節,在皮膚表層下,有一層垂直排列的膠原纖維。垂直纖維層厚度為250~500μm,纖維束的直徑為5~15μm,彎曲的纖維束稀疏地排列在中間層。

正是這層稀疏彎曲的纖維束,增強了吸盤的吸力。團隊測試了吸盤的機械性能,發現吸盤在3個方向(圓周,徑向和垂直方向)的拉伸彈性各不相同,垂直方向上的拉伸彈性比水平方向的彈性要大3倍以上。

測試數據證明了團隊推測:盤唇中間層的卷曲纖維,加大了吸盤的彈性,增強了吸力。也就是說,比起沒有纖維層的盤唇,你得花更大的力氣才能把它從大魚肚皮上拽下來。

另外,加了纖維層的盤唇,吸附時間更長。如果在你家的吸盤掛鉤上,加了這層垂直纖維。掛鉤粘貼的時間能多出3倍以上。

生活在海洋里,卻連游泳都懶得花力氣的吸盤魚,懶惰有懶惰的資本。擁有一只其他魚兒比不上的吸盤,懶漢魚便能游遍海洋。

自然界一直走在我們的前面,普通的一條魚,也有遠超我們的精工制造。

一塊在瑞士出土,3000萬年前的化石回答了這個問題。上圖是化石上的吸盤魚,吸盤長在背脊上。古魚背部魚鰭的鰭刺擴大,形成一個吸盤。古吸盤比較小,吸盤內組成鞋印的一排排小刺也很稀疏。經過了3000萬年的演化,吸盤遷移到腦袋上,吸盤內的纖維小刺結構也變得更加緊密精致。

追蹤現代吸盤魚的魚卵發育過程,可以看到吸盤發育方式跟正常魚鰭的發育沒有什麼不同。在成長過程中,吸盤魚的背鰭會慢慢膨脹,朝著腦袋方向移動。當身長長到3厘米時,背鰭已經完全成型,變成一只2毫米的吸盤。

背鰭變成的吸盤,有3大特點,一是吸附牢靠,二是不挑材質,三是快速脫離宿主時不損傷表皮。

吸盤能把吸盤魚牢牢固定在大魚身上,無論大魚怎樣扭曲身體,翻騰跳躍,都不會被拆散。另外,吸盤不挑吸附材質,粗糙的鯊魚皮,光滑的海龜殼,黏糊糊的金槍魚皮,木制的舢板,金屬的漁船,吸盤魚統統都能吸上去。而且吸盤魚能輕松脫離大魚身體,不會在大魚皮膚上留下傷口。

更加厲害的是,一旦吸盤吸附到大魚身上,吸盤魚就不用再耗費力氣再去管它。換句話說,它的吸盤跟你家毛巾吸盤掛鉤一樣,屬于被動型吸附。

佐治亞理工學院團隊解剖了吸盤魚,發現吸盤周圍是淺色的肌肉組織,說明肌紅蛋白的含量很低。如果吸盤魚需要動用肌肉,主動吸附住大魚的話,肌肉組織應該呈現出高濃度的肌紅蛋白。而低含量的肌紅蛋白證明了吸盤屬于不費力氣的被動型吸附。[頭條-法蘭西is培根-未經授權請勿轉載其他平臺]

吸盤的秘密

吸盤的盤唇吸附在大魚身上,盤唇會把吸盤周圍密封住。盤內薄板上的小刺與大魚皮膚之間不停摩擦,高摩擦力增加了吸附能力。

被動型吸盤的吸力為什麼那麼強,而且還不挑材質,哪里都能吸附?你看毛巾掛鉤,只有在玻璃和瓷磚的平滑表面上才能吸附牢靠。

北航大學團隊,破解了盤唇吸附的秘密,它的關鍵在于:盤唇皮膚的表層和底層之間,多了一層獨特的垂直纖維結構。

上圖是團隊拍攝的盤唇微觀細節,在皮膚表層下,有一層垂直排列的膠原纖維。垂直纖維層厚度為250~500μm,纖維束的直徑為5~15μm,彎曲的纖維束稀疏地排列在中間層。

正是這層稀疏彎曲的纖維束,增強了吸盤的吸力。團隊測試了吸盤的機械性能,發現吸盤在3個方向(圓周,徑向和垂直方向)的拉伸彈性各不相同,垂直方向上的拉伸彈性比水平方向的彈性要大3倍以上。

測試數據證明了團隊推測:盤唇中間層的卷曲纖維,加大了吸盤的彈性,增強了吸力。也就是說,比起沒有纖維層的盤唇,你得花更大的力氣才能把它從大魚肚皮上拽下來。

另外,加了纖維層的盤唇,吸附時間更長。如果在你家的吸盤掛鉤上,加了這層垂直纖維。掛鉤粘貼的時間能多出3倍以上。

生活在海洋里,卻連游泳都懶得花力氣的吸盤魚,懶惰有懶惰的資本。擁有一只其他魚兒比不上的吸盤,懶漢魚便能游遍海洋。

自然界一直走在我們的前面,普通的一條魚,也有遠超我們的精工制造。

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