早已「深入」人類生活的蜥蜴們

2020-11-22 大科技雜誌社

如果隨便問一個人,地球上哪種動物最像恐龍,那麼這個人的回答裡很可能會有蜥蜴。儘管蜥蜴長著一副「兇惡」或者不太好看的外表,但它們一點也不兇猛,相反,它們甚至更怕人類。

蜥蜴除了在漫畫或電影裡充當大反派之外(如地底蜥蜴人或外星蜥蜴人等等),它們其實還具有各種各樣的能力。而且,蜥蜴也早已跟人類緊密聯繫在了一起。下面,我們將簡單地了解一下蜥蜴一些不同尋常的能力,以及見識一下它們與人類的羈絆。

壁虎的爬牆術與太空壁虎爪

壁虎是一種中小型的蜥蜴,體長4釐米~40釐米之間。它們在溫暖的叢林和沙漠等地都有分布,我們可以在全世界的熱帶及亞熱帶地區的居民家裡發現它們。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牆能力。

根據目前的調查研究,壁虎可以在任何性質的表面上進行攀爬,或者可以說是不容易從牆上掉下來。壁虎之所以具有如此強大的爬牆能力,這是因為壁虎的腳趾上一共有10億條左右的微小且特殊的纖毛,這些纖毛允許壁虎利用範德華力吸附在牆壁上。範德華力產生於分子或原子之間的靜電相互作用,我們在日常生活中利用少量的水進行粘貼,其利用的原理就是範德華力。

受到壁虎的啟發,美國宇航局的科學家開發出了一種名為「太空壁虎爪」的設備,它可以在失重的環境中輕鬆地抓住任何物體。太空壁虎爪的外形是簡單的正方形,只有手掌大小,不過其表面上布滿特殊的納米級絨毛,正如壁虎的腳趾那樣,科學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),太空壁虎爪又能輕鬆釋放被抓緊的物體。目前,太空壁虎爪已經完成不下3萬次的測試,其中還證明了它能拉動300千克的機器人。太空壁虎爪只差在高水平輻射和極端溫度的環境中測試了。科學家計劃將來利用太空壁虎爪在太空中搬運物品和清理太空垃圾。

救命的蜥蜴毒

你或許已經知道一些蜥蜴具有毒性,這是事實,不過即使是毒性最強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中。成年科莫多巨蜥約重70千克,體長在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,會迅速地腫脹起來,並且會不斷地流血,這是因為科莫多巨蜥的毒液有某種抗血凝劑;你會感覺手指非常疼,然後這股疼痛會迅速蔓延至肘部,不過你不用擔心會被毒死,而你更需要的是及時止血。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,從而預防緊急情況中的中風和心臟病發作。

另一種毒蜥蜴——吉拉巨蜥,生活在美國的西南部和墨西哥的西北部地區,體重通常在350克~700克之間,體長則在26釐米~36釐米之間,皮膚上有著奇異的土黃色和黑色花紋。以前,吉拉巨蜥在當地被認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是一個謠言,而且吉拉巨蜥還成為了Ⅱ型糖尿病病人的福星。科學家利用吉拉巨蜥的毒液製作出了一種能夠治療Ⅱ型糖尿病的注射藥物——「艾塞那肽」。

除了這兩個蜥蜴毒的應用,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種變色龍被發現,它們顏色各異,並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境中,其中就包括沙漠和雨林等地。

變色龍的變色作用經常被誤認為是為了進行偽裝和狩獵,實際上,變色龍的變色主要為了進行社交、響應環境溫度以及躲避獵食者等。例如棲息在沙漠中的納馬誇變色龍,它的皮膚在寒冷的凌晨時變黑,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,它會主動地改變自己的膚色,完美地融入環境,從而躲避鳥和蛇(變色龍是冷血動物,不會被蛇的「體溫探測器」探測到)的捕食。

科學家發現,變色龍的變色主要依靠兩種機制,其中一種是通過改變細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,來調控皮膚反射光和吸收光的波長,納米晶體間的距離越大,皮膚就會反射波長越長的光。那麼這兩種機制是如何結合在一起的?就拿變色龍的綠色來說,首先,皮膚細胞器中的黃色色素會分散在皮膚各處,與此同時,晶體層反射藍光(藍色),黃色加上藍色,這樣皮膚就變成了綠色(根據顏色的減色法)。

依據變色龍的變色原理,科學家們發明出了能夠根據環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境溫度的變化,在不改變自身形狀和大小的條件下自動調節自己的顏色。科學家計劃在未來將這種智能皮膚用於偽裝、化學傳感和防偽標籤等領域。

無手勝有手

變色龍的舌頭也不可讓人忽視,它們在捕食的時候,舌頭在接觸獵物的一瞬間,與獵物的接觸面會一下子向內坍縮,從而把獵物「吸住」。挪威奧斯陸大學的科學家受此啟發,發明出了沒有「手指」的機械手。這隻機械手頂端的矽袋能像變色龍的舌頭那樣迅速向內坍縮,然後迅速且穩穩地吸住眼鏡、手機和咖啡杯(從把手)等物品。

另外,蜥蜴的偉大之處不僅在於它們能啟發諸多應用,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,如果你在家裡見到了壁虎,這其實是一件好事。

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