舌尖上的奥秘

2017-04-24 19:39水钰
科学大众·小诺贝尔 2017年3期
关键词:鱼鳃夹头舌头

水钰

“白门楼,红围墙,里面住个红姑娘,酸甜苦咸她都尝。”没错,这就是我们的舌头。作为人体的味觉器官,舌头上分布着一万多个味蕾,帮助我们分辨出不同的味道。除此之外,舌头还能调节说话的音调,使喉咙所发出的含糊不清的声音变得清晰。你知道吗?看似柔软的舌头,竟然是人体最强的肌肉。那么,动物们的舌头又蕴藏着怎么样的奥秘呢?就让我们一起来寻找答案吧!

动物舌头知多少

在动物王国里,有许许多多颜色不同、功能各异的舌头,它们都是动物在大自然中生存所必不可少的重要器官。

漂亮优雅的长颈鹿有一条蓝灰色的舌头,这条灵活的舌头有成年人胳膊长。长颈鹿通过舌头抓取树上的嫩叶,并将其送入口中,就能饱餐一顿。

不过,这可不是自然界中最长的舌头。生活在美洲中南部地区的食蚁兽,是世界上舌头最长的动物。食蚁兽的舌头长在胸骨上,完全延伸有60多厘米长,在颌下腺分泌的唾液的协助下,能够牢牢粘住蚁穴深处的白蚁。而舌头每分钟伸缩150次的频率,保证了白蚁源源不断地进入食蚁兽的口中。

无独有偶,同样以白蚁为食的穿山甲的舌头附着在下腹部上,“森林医生”啄木鸟的舌头则固定在右鼻孔中。啄木鸟的舌头穿出右鼻孔后分为两条,各自绕过头骨两侧,从喙下的小孔进入口腔后合二为一。更妙的是,舌尖处有角质化的短钩,用来刺穿并获取猎物。

当然,动物们还有更特别的舌头。蜗牛是世界上牙齿最多的动物,口腔中26 000多颗牙齿都长在舌头上,科学家们称其为“齿舌”。随着舌头的蠕动,这些牙齿就会像锉刀一样将食物磨碎,方便蜗牛吞咽。

蛇的舌头呈“Y”字型,上面布满了黏液和凸起,通过舌头感知四周空气的变化,来发挥味觉和触觉的双重作用。朱鹮的舌头边缘有一圈尖刺,能够过滤掉泥水,保留鱼虾、泥鳅等食物。

在炎炎夏日,狗会伸出舌头,帮助自己迅速散热,以免中暑;动物们还会用舌头舔舐幼崽,利用唾液蒸发吸热来降低体表的温度,同时清理掉毛发上的灰尘、血迹。

真假舌头的谜团

大千世界,无奇不有。舌头对于动物们的重要性不言而喻,可是有些动物并没有舌头,这究竟是怎么一回事呢?

蟑螂等甲壳纲动物、海星等棘皮动物天生就没有舌头,但这丝毫不影响它们进食。蟑螂依靠嘴部附近的侧唇舌品尝味道;果蝇用头部毛茸茸的唇瓣品尝味道;海星体内有两个胃,发现食物后,它会吐出其中一个胃,在体外将食物包裹并进行消化,然后将半消化的食物送进另一个胃里继续消化。

有些动物看起来有舌头,却不是真正的舌头。蜂鸟鹰蛾有着长长的喙管,这便是它的“假舌头”。平时蜷缩起来,遇到花朵后伸长可达36厘米,几乎是其体长的两倍。蜂鸟鹰蛾将这个“假舌头”伸到花朵内部,就能在原地悬停吸食花蜜了。

还有些动物的舌头是后天不幸丢失的。缩头鱼虱是一种长3~4厘米,专吃鱼类舌头并“取而代之”的雌雄同体的甲壳类寄生虫。它的幼体会附着在鱼鳃上长成雄性个体,性成熟后再转变为雌性个体,并在鱼鳃上完成交配。然后,雌性缩头鱼虱会从鱼鳃进入鱼的身体内部,最终到达鱼的口腔,用钩状的前端足紧紧抓住鱼的舌头,吸食血液直至鱼的舌头完全萎缩。紧接着,雌性缩头鱼虱的尾部会依附在鱼的舌头末端的肌肉上,占据舌头的位置,代替舌头的功能,真正实现从寄生到共生的彻底转型。

神奇的仿生学

动物们千奇百怪的舌头让人大开眼界,我们何不将这些有趣的发现应用于人类的发明中呢?

其实,科学家们已经开始进行此类研究了。我们都知道,变色龙的舌尖非常奇特,一旦接触到猎物,舌尖便会向内凹陷成猎物的形状,牢牢地包裹住猎物,使其无法逃脱。

2015年年初,德国Festo工程公司与挪威奥斯陆大学合作,共同研发了一款名为FlexShapeGripper的萬能仿生机器手夹头(以下简称“万能夹头”)。研究人员将流体(水和空气)注入充满弹性的硅胶袋内,安置于机械手前端,取代以往的八爪式夹头。经过一系列的实验,证实滚珠轴承、咖啡杯手柄、眼镜镜片等任何形状的物体都可以被万能夹头轻松抓取。相信在不久的将来,随着这款万能夹头的普及,会为无数行动不便人士的生活提供便利。

除了变色龙以外,还有一种常见动物的舌头被人们所忽视了。猫咪的舌头上分布着密密麻麻的“倒刺”,这些“倒刺”能方便猫咪舔食带刺的鱼肉、梳理毛发,就像尼龙搭扣一样,牢牢抓住食物或梳理毛发。

2016年11月,美国佐治亚理工学院机械工程系博士生Alexis Noel偶然看见猫咪舌头上的“倒刺”后受到启发,开发出一种可用于清洗伤口或柔性机器人等领域的新型柔性材料。它沿用了猫咪舌头上的“倒刺”设计,能够充分带走物体表面的异物。

从现在起,不妨留意身边的动物们,也许你还会发现更多有关舌头的奥秘呢!

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