段丞昊
如果隨便問一個(gè)人,地球上哪種動(dòng)物最像恐龍,那么這個(gè)人的回答里很可能會(huì)有蜥蜴。盡管蜥蜴長(zhǎng)著一副“兇惡”或者不太好看的外表,但它們一點(diǎn)也不兇猛,相反,它們甚至更怕人類。
蜥蜴除了在漫畫或電影里充當(dāng)大反派之外(如地底蜥蜴人或外星蜥蜴人等等),它們其實(shí)還具有各種各樣的能力。而且,蜥蜴也早已跟人類緊密聯(lián)系在了一起。下面,我們將簡(jiǎn)單地了解一下蜥蜴一些不同尋常的能力,以及見識(shí)一下它們與人類的羈絆。
壁虎的爬墻術(shù)與太空壁虎爪
壁虎是一種中小型的蜥蜴,體長(zhǎng)4厘米~40厘米之間。它們?cè)跍嘏膮擦趾蜕衬鹊囟加蟹植迹覀兛梢栽谌澜绲臒釒Ъ皝啛釒У貐^(qū)的居民家里發(fā)現(xiàn)它們。提到壁虎,除了它的“斷尾”逃跑能力之外,就是它那常見卻又超凡的爬墻能力。
根據(jù)目前的調(diào)查研究,壁虎可以在任何性質(zhì)的表面上進(jìn)行攀爬,或者可以說是不容易從墻上掉下來。壁虎之所以具有如此強(qiáng)大的爬墻能力,這是因?yàn)楸诨⒌哪_趾上一共有10億條左右的微小且特殊的纖毛,這些纖毛允許壁虎利用范德華力吸附在墻壁上。范德華力產(chǎn)生于分子或原子之間的靜電相互作用,我們?cè)谌粘I钪欣蒙倭康乃M(jìn)行粘貼,其利用的原理就是范德華力。
受到壁虎的啟發(fā),美國(guó)宇航局的科學(xué)家開發(fā)出了一種名為“太空壁虎爪”的設(shè)備,它可以在失重的環(huán)境中輕松地抓住任何物體。太空壁虎爪的外形是簡(jiǎn)單的正方形,只有手掌大小,不過其表面上布滿特殊的納米級(jí)絨毛,正如壁虎的腳趾那樣,科學(xué)家們只需輕輕地把它貼近物體,它就能緊緊地吸在上面;輕微平移一下(需要特殊裝置的幫助,不過只需輕輕一按),太空壁虎爪又能輕松釋放被抓緊的物體。目前,太空壁虎爪已經(jīng)完成不下3萬(wàn)次的測(cè)試,其中還證明了它能拉動(dòng)300千克的機(jī)器人。太空壁虎爪只差在高水平輻射和極端溫度的環(huán)境中測(cè)試了。科學(xué)家計(jì)劃將來利用太空壁虎爪在太空中搬運(yùn)物品和清理太空垃圾。
救命的蜥蜴毒
你或許已經(jīng)知道一些蜥蜴具有毒性,這是事實(shí),不過即使是毒性最強(qiáng)的科莫多巨蜥和吉拉巨蜥等,它們都無法毒殺人類。相反,它們的毒液卻是一些病人的救命稻草。
科莫多巨蜥主要棲息在印度尼西亞的科莫多、林卡島和布魯姆等島嶼當(dāng)中。成年科莫多巨蜥約重70千克,體長(zhǎng)在2.29~2.59米之間,皮膚呈土色、暗綠色或黑色。如果你的手指被科莫多巨蜥給咬了,會(huì)迅速地腫脹起來,并且會(huì)不斷地流血,這是因?yàn)榭颇嗑掾岬亩疽河心撤N抗血凝劑;你會(huì)感覺手指非常疼,然后這股疼痛會(huì)迅速蔓延至肘部,不過你不用擔(dān)心會(huì)被毒死,而你更需要的是及時(shí)止血。也正因科莫多巨蜥的毒液具有抑制血液凝固的功能,如今,科學(xué)家正利用稀釋了的科莫多巨蜥毒作為一種血液稀釋劑,來治療血栓的形成,從而預(yù)防緊急情況中的中風(fēng)和心臟病發(fā)作。
另一種毒蜥蜴——吉拉巨蜥,生活在美國(guó)的西南部和墨西哥的西北部地區(qū),體重通常在350~700克之間,體長(zhǎng)則在26~36厘米之間,皮膚上有著奇異的土黃色和黑色花紋。以前,吉拉巨蜥在當(dāng)?shù)乇徽J(rèn)為是能毒死人的怪物,而如今,吉拉巨蜥毒死人的故事被證實(shí)是一個(gè)謠言,而且吉拉巨蜥還成為了Ⅱ型糖尿病病人的福星。科學(xué)家利用吉拉巨蜥的毒液制作出了一種能夠治療Ⅱ型糖尿病的注射藥物——“艾塞那肽”。
除了這兩個(gè)蜥蜴毒的應(yīng)用,更多源自蜥蜴毒的藥品正在路上。
智能變色皮膚
談到了“變色”這一能力,我們就不得不提蜥蜴中的變色龍。目前一共有202種變色龍被發(fā)現(xiàn),它們顏色各異,并且其中大部分的變色龍具有改變自己膚色的能力。變色龍生活在溫暖的環(huán)境中,其中就包括沙漠和雨林等地。
變色龍的變色作用經(jīng)常被誤認(rèn)為是為了進(jìn)行偽裝和狩獵,實(shí)際上,變色龍的變色主要為了進(jìn)行社交、響應(yīng)環(huán)境溫度以及躲避獵食者等。例如棲息在沙漠中的納馬夸變色龍,它的皮膚在寒冷的凌晨時(shí)變黑,以吸收更多的熱量從而保證體溫;而在炎熱的白天,它的皮膚顏色則會(huì)變淺,以避免體溫過高。又如只棲息在南非的史密斯小變色龍,它會(huì)主動(dòng)地改變自己的膚色,完美地融入環(huán)境,從而躲避鳥和蛇(變色龍是冷血?jiǎng)游铮粫?huì)被蛇的“體溫探測(cè)器”探測(cè)到)的捕食。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),變色龍的變色主要依靠?jī)煞N機(jī)制,其中一種是通過改變細(xì)胞器色素在皮膚中的分散而改變膚色;另一種則利用皮膚內(nèi)含有鳥嘌呤納米晶體的晶格層來改變膚色,這層晶格層能夠控制納米晶體間的距離,來調(diào)控皮膚反射光和吸收光的波長(zhǎng),納米晶體間的距離越大,皮膚就會(huì)反射波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光。那么這兩種機(jī)制是如何結(jié)合在一起的?就拿變色龍的綠色來說,首先,皮膚細(xì)胞器中的黃色色素會(huì)分散在皮膚各處,與此同時(shí),晶體層反射藍(lán)光(藍(lán)色),黃色加上藍(lán)色,這樣皮膚就變成了綠色(根據(jù)顏色的減色法)。
依據(jù)變色龍的變色原理,科學(xué)家們發(fā)明出了能夠根據(jù)環(huán)境需要而變色的光子晶體智能皮膚。這種光子晶體智能皮膚能隨著環(huán)境溫度的變化,在不改變自身形狀和大小的條件下自動(dòng)調(diào)節(jié)自己的顏色。科學(xué)家計(jì)劃在未來將這種智能皮膚用于偽裝、化學(xué)傳感和防偽標(biāo)簽等領(lǐng)域。
無手勝有手
變色龍的舌頭也不可讓人忽視,它們?cè)诓妒车臅r(shí)候,舌頭在接觸獵物的一瞬間,與獵物的接觸面會(huì)一下子向內(nèi)坍縮,從而把獵物“吸住”。挪威奧斯陸大學(xué)的科學(xué)家受此啟發(fā),發(fā)明出了沒有“手指”的機(jī)械手。這只機(jī)械手頂端的硅袋能像變色龍的舌頭那樣迅速向內(nèi)坍縮,然后迅速且穩(wěn)穩(wěn)地吸住眼鏡、手機(jī)和咖啡杯(從把手)等物品。
另外,蜥蜴的偉大之處不僅在于它們能啟發(fā)諸多應(yīng)用,它們還是防害蟲小能手,例如本文提到的壁虎和變色龍,它們都以飛蛾、蒼蠅和蟑螂等昆蟲為食,所以,如果你在家里見到了壁虎,這其實(shí)是一件好事。
(劉誼人摘自《大科技》2020年第8期)