

为什么招惹这些豪猪的结果总是挂着满脸的刺回家?这不仅是因为豪猪刺锋利,也不仅是因为它们长了很多根刺(大约有 30000 根)。一个很重要的原因是,北美豪猪的刺尖端是带倒钩的,它刺入皮肤十分轻松,但一旦扎进去倒钩就会卡住组织,想把刺拔出来耗费的力气和经受的痛苦都比光滑的尖刺要大。

下面的电子显微镜图展示了北美豪猪刺的微观结构,可以看到在黑色的尖端,刺上有很多细小又微微掀起的鳞片状结构,这就是尖刺的倒钩。而尖刺后面的白色部分则只是覆盖着普通的光滑鳞片结构。这种倒钩结构其他很多带刺动物并不具有,比如刺猬、针鼹或者非洲的豪猪,它们的刺都比较平滑。

在 2012 年发表的一个研究中,研究者们不仅观察了上图中豪猪刺的微观结构,而且实际测量了将各种尖刺刺入皮肤(猪皮)和拔出来所需的力。除了带倒钩的北美豪猪尖刺,他们还用去除了倒钩结构的北美豪猪刺、另一种光滑的非洲豪猪刺以及差不多直径的注射针头作为对照组。结果显示,拔除倒钩尖刺所需的力比其他情况大了一大截,而且倒钩尖刺刺入时反而是需要的力最小的。也就是说,这种刺很容易就会扎进去,而且最难拔出来。这也就不难理解为什么跟豪猪打完架的狗都挂着满身刺回家了。

除了豪猪自己,进行这个研究的科学家们也想要利用这个倒钩结构。比如说,外科用于闭合切口的皮肤钉,如果把它换成带倒钩的结构,同时换成过一段时间可以被降解的材料,那么应该就能同时保证使用方便、固定结实,还不用经历拔除的困难。不过这个目前还只是一种设想而已。
排版:Ruiying
题图来源:ceemoravec/Instagram
文中提到得研究链接 ( 可戳 " 阅读原文 " 查看 ) : https://www.pnas.org/content/109/52/21289
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