注入金属的下颚如何让一些蚂蚁异常锋利地咬合

如果您曾经感受过咬人或螫刺昆虫的愤怒，那么这么小的东西竟然能如此轻易地切开或刺穿人类的皮肤，这可能看起来令人难以置信。

科学家们已经知道，一些小动物的刺穿和砍伤身体部位都注入了锌和锰等金属，使这些部位坚韧耐用。现在，一项研究发表于 9 月 1 日 科学报告 展示了这些类似工具的附属物如何形成坚硬且极其锋利的切削刃。

俄勒冈大学尤金分校的物理学家罗伯特·斯科菲尔德（Robert Schofield）和同事使用特殊显微镜检查了切叶蚁下颌上锋利的“牙齿”，这些“牙齿”被称为“切叶蚁”。 头足类 ，揭示牙齿的原子结构（SN: 11/24/20）。研究小组发现，锌原子均匀地分布在一颗牙齿中，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，例如通常在牙齿中发现的磷酸钙或在许多节肢动物壳中发现的碳酸钙和碳水化合物几丁质的组合。这是因为“矿物块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下颌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。研究小组发现，这些结构虽然比生物矿化材料更锋利，但具有相似的抗损坏能力。但金属强化的身体部位比普通的下巴、毒刺和其他部位更坚硬、更耐用，具有“你想要刀或针的特性”，斯科菲尔德说。

研究小组估计，注入锌的牙齿 头孢类 让它只用大约 60% 的能量和肌肉来刺穿和切割。

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。