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亞馬遜「活化石」為何不怕食人魚?原來關鍵在最強鱗片

2019-10-17 16:52聯合報 編譯周辰陽/即時報導

美國的一個研究團隊16日在材料學期刊《物質》(Matter)發表論文,指世界最大淡水魚之一的「巨骨舌魚」(Arapaima gigas)魚鱗具備獨特結構,就像天然防彈背心,讓牠們能生存在食人魚出沒的危險水域。這個新發現將有助開發更強、更輕、更具彈性的合成防護甲,也能應用到航太領域。

巨骨舌魚也被稱作「象魚」,在地球上存在超過1億年,被稱為「活化石」,亞馬遜原住民則稱牠為「皮拉魯庫魚」(pirarucu)。這種魚的長度可達3公尺,最重達200公斤,可直接呼吸空氣,就算脫離水中,也能生存一天之久,目前棲息於巴西、圭亞那和秘魯等食人魚出沒的國家。

來自加州大學聖地牙哥分校與柏克萊分校的研究人員指出,長期以來的「演化軍備競賽」促使掠食者發展出尖牙等打獵方式,許多魚類、恐龍和哺乳類等動物則隨著時間演進,各自發展出保命方法。像巨骨舌魚有著靈活的類裝甲鱗片,具有防彈背心的全部最佳屬性,還能結合不透性和彈性的成分,絕佳整合進一個堅固物體。

研究人員指出,防彈背心與巨骨舌魚鱗片的材料結構類似,但前者使用第三種黏著材料結合內外層,巨骨舌魚鱗片卻是靠原子程度的膠原蛋白,又經過數億年的演化,其實相當先進,也比人工製品要更輕、更堅韌,還不會妨礙人力運動跟靈活性。

相較於其他魚類,巨骨舌魚魚鱗的膠原蛋白層更厚、有如米粒。根據實驗結果,這些鱗片有著可抵禦穿透的堅硬礦化外層,柔韌又具彈性的膠原蛋白內層則會變形及吸收壓力。這也代表,魚鱗被食人魚咬到時會變形,卻不會被撕裂、碎掉或刺穿,從而保護巨骨舌魚免於受傷。

加大聖地牙哥分校材料學家楊玟(Wen Yang,音譯)指出,實驗結果可看到膠原纖維就算變形,也不會出現扭曲、摺疊、滑動、拉長與剝離等機制的災難性失能。

潛水員在瑞士洛桑的歐洲最大淡水水族館「Aquatis」熱帶區檢查巨骨舌魚的狀況。...
潛水員在瑞士洛桑的歐洲最大淡水水族館「Aquatis」熱帶區檢查巨骨舌魚的狀況。美國研究團隊16日發表論文,指巨骨舌魚的魚鱗具備獨特結構,就像天然的防彈背心,幫助牠們在食人魚出沒的水域生存。這個新發現有助啟發開發更強、更輕、更具彈性的合成防護甲,也能應用到航太領域的設計。路透
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