注入金属的颚如何让一些蚂蚁异常锋利地咬合

如果您曾经感受过被叮咬或刺痛的昆虫的愤怒，那么这么小的东西竟然能如此轻易地切开或刺破人体皮肤，这似乎令人难以置信。

科学家们已经知道，一些小动物的穿刺和砍伤身体部位注入了锌和锰等金属，使这些部位坚韧耐用。现在，9月1日发表在《科学报告》(ScientificReports)上的一项研究表明，这些类似工具的附属物是如何形成坚硬且极其锋利的切削刃的。

位于尤金的俄勒冈大学的物理学家罗伯特·斯科菲尔德及其同事使用一种特殊的显微镜检查了切叶蚂蚁颌骨上的锋利“牙齿”，这种牙齿被称为Attacephalotes，揭示了牙齿的原子结构(SN:11/24/20)。研究小组发现，锌原子均匀分布在一颗牙齿上，而不是成块分布。这种均匀性使蚂蚁能够长出比生物矿化材料更薄、更锋利的刀片，例如牙齿中常见的磷酸钙或许多节肢动物壳中的碳酸钙和碳水化合物几丁质的混合物。这是因为“大块的矿物限制了工具的锋利程度，”斯科菲尔德说。

该团队在蚂蚁牙齿、蜘蛛毒牙、蝎子毒刺和海洋蠕虫颌骨等中测试了这些注入金属的材料(称为重元素生物材料)的一系列特性。该团队发现，这些结构虽然比生物矿化材料更锋利，但具有相似的抗损伤能力。但金属强化的身体部位比普通的下巴、毒刺和其他部位更硬、更耐用，具有“你想要的刀或针的各种特性，”斯科菲尔德说。

该团队估计，A.cephalotes的注入锌的牙齿使其能够仅使用其他情况下的约60%的能量和肌肉质量进行穿刺和切割。

通过制造这些锋利、精确雕刻的工具，蚂蚁和其他小动物可以弥补它们微小的肌肉，使它们能够获取和加工通常无法触及的食物。

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