摘要: 爬行類動(dòng)物蛇能夠毫不費(fèi)力地蠕動(dòng)他們那沒有四肢的軀體，在各種不同地形上滑行。他們是怎么做到的？科學(xué)家揭開了這一謎底。 加州王蛇（Lampropeltis californiae）周身覆蓋著一層只有幾納米厚的脂肪潤滑層。 科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了蛇類之所以可以輕松滑行的原...
爬行類動(dòng)物蛇能夠毫不費(fèi)力地蠕動(dòng)他們那沒有四肢的軀體，在各種不同地形上滑行。他們是怎么做到的？科學(xué)家揭開了這一謎底。
加州王蛇（Lampropeltis californiae）周身覆蓋著一層只有幾納米厚的脂肪潤滑層。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了蛇類之所以可以輕松滑行的原因：這類動(dòng)物的鱗片上覆蓋有一層薄得驚人的脂肪潤滑油。
這一發(fā)現(xiàn)不僅解釋了這種爬行類動(dòng)物擁有滑不溜丟的詭異觸感的原因，還為新型工業(yè)潤滑油和工業(yè)涂料的開發(fā)指明了道路。有不少機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感來源于蛇類動(dòng)物，這一發(fā)現(xiàn)也讓這些機(jī)器人得以改善。
“你知道嗎，美國的鄉(xiāng)村集市上有一種抓捕身上抹了油的豬的比賽，”Joe Mendelson說道，“這些人剛剛證明了，蛇就是自己給自己抹了油的豬?！盡endelson是亞特蘭大動(dòng)物園（Zoo Atlanta）的一位爬行動(dòng)物學(xué)家，他并沒有參加此次研究。
蛇可以平滑流暢地在各種地方蠕動(dòng)他們那沒有四肢的軀體?？茖W(xué)家們此次的發(fā)現(xiàn)很好地解釋了蛇類可以做到這點(diǎn)原因。
蛇會(huì)爬樹，可以快速游過灼熱的沙漠，會(huì)游泳，甚至還能“飛”——蛇會(huì)從一根樹枝上滑翔到另一根樹枝上。但是，如果沒有最外面那層蛇鱗（這層蛇鱗是蛇類數(shù)百萬年來進(jìn)化的產(chǎn)物）的話，它們就無法做出那樣令人驚艷的舉止。
蛇鱗最明顯的一大特征一直以來都令人相當(dāng)不解：為什么蛇腹部的鱗片會(huì)比蛇背部的鱗片更滑？
考慮到蛇要避免被障礙物絆倒，蛇腹部的鱗片比較滑溜光滑并不是什么值得驚訝的事。
研究人員在高倍顯微鏡下對蛇鱗進(jìn)行了檢測。不過，他們沒發(fā)現(xiàn)蛇腹部鱗片和背部鱗片在結(jié)構(gòu)上有什么差異——這也就是說，無論是什么讓蛇腹部的鱗片如此光滑，這一物質(zhì)都覆蓋了蛇的整個(gè)身軀。但是，這種物質(zhì)到底是什么呢？
平滑游動(dòng)小能手
為了揭開這一謎底，研究負(fù)責(zé)人、俄勒岡州立大學(xué)（Oregon State University）化學(xué)工程師 Joe Baio與德國馬克斯?普朗克聚合物研究所（Max Planck Institute of Polymers）的Tobias Weidner攜手合作，煞費(fèi)苦心地對加州王蛇（Lampropeltis californiae）蛻下的蛇皮進(jìn)行了檢測。
團(tuán)隊(duì)用激光照過整張蛇皮的表面，查看其鱗片的表面分子對光線的反射和散射作用——這種技術(shù)通常會(huì)被用來檢查微電子。
“這可真是瘋狂，”Baio說道，“看到我們帶著蛇皮過來，那幫物理學(xué)家都吃驚地露出一副‘你們這幫人是過來干什么的？’的樣子?！?/p>
研究團(tuán)隊(duì)除了掃描外還做了一些其他測試。在此過程中，研究者在蛇鱗表面檢測到了一層特別薄的油脂層——一種組成脂肪的烴鏈。
《英國皇家學(xué)會(huì)界面期刊》（Journal of the Royal Society Interface）12月9日刊載的這一研究表示，這層油脂層厚度只有幾納米，比人類發(fā)絲的寬度還要薄上成千上萬倍。
此外，王蛇的腹部和背部上似乎覆蓋著兩種不同的潤滑劑。蛇腹部鱗片上的油脂比其背部鱗片上的油脂更加潤滑有序——該研究文章的作者表示，這種化學(xué)上的變化甚至連專業(yè)的工程師也很難實(shí)現(xiàn)。
“自然的小秘密”
但是，如果蛇類長久以來軀體上一直都有脂肪，人類為什么從來都沒有注意到這點(diǎn)呢？
蝸牛等其他動(dòng)物會(huì)分泌液體潤滑劑，在爬行的地方留下痕跡，但蛇卻不一樣。蛇的潤滑劑就藏在它們自己的鱗片上，在其表面形成了一層持久的潤滑層。
由于蛇類鱗片上的潤滑劑不會(huì)被其他東西抹去留下痕跡，因此此前研究蛇類的人們對此一無所知。
研究者研究的加州王蛇并不是一種特別不尋常的蛇類，因此研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，他們的結(jié)果可以適用于許多種不同的蛇類。
Baio懷疑，不同的蛇類分泌的潤滑劑各不相同，每種蛇會(huì)分泌其獨(dú)特的潤滑劑。
此外，研究者也很期待未來人們能夠在人造材料上仿制蛇鱗上的潤滑層。
比如說，這一潤滑劑如果能夠復(fù)制成功，它就能幫助救援機(jī)器人更加順利地運(yùn)行，還能夠改善新一代的涂料。
“自然早在數(shù)百萬年前就發(fā)明了這一物質(zhì)，”Weidner說道，“我們可以試著去探尋、去理解它的小秘密?！?/p>
