测量了毒蛇牙的穿刺性能

一个研究生物结构如仙人掌刺和螳螂虾附件刺穿活组织的团队已将注意力转向毒蛇牙齿。具体来说,科学家想知道,什么物理特征有助于f牙的锋利度和穿刺能力?

他们在皇家学会期刊“生物学快报”上报道了他们的发现。

伊利诺伊大学博士后研究员Stephanie Crofts说,与大多数毒蛇一样,毒蛇主要起到皮下注射针的作用,他曾与美国动物生物学教授菲利普安德森分析了毒蛇牙齿。但是毒蛇 - 一群包括响尾蛇,灰烬和粉扑加法器 - 往往有铰接的下颚,将牙齿折叠到嘴里进行储存。

安德森说,毒蛇牙齿光滑而有效。

“他们通常不需要坚持很长时间,”他说。“他们进出了他们的尖牙,他们已经完成了。”

研究人员想知道f牙的哪些特征使他们擅长穿刺。

“问题是:我们如何衡量锐度?”克罗夫特说。“直觉上,我们认为我们知道什么是尖锐的,什么不是,但在生物学中,我们必须测量特定的形态特征。”

芝加哥的菲尔德博物馆借给各种物种的研究人员的尖牙。该团队使用了28个v蛇f牙进行测试。

对于每个牙齿,研究人员测量了尖端的角度(是宽还是窄?),尖端的圆度和表面积。他们将每个牙齿安装到一台机器上,该机器可以施加并测量刺穿物体所需的力 - 在这种情况下,是具有均匀尺寸和密度的弹道凝胶立方体。

团队中的机械工程师还制造了一系列具有不同尖角,钝度和表面积的金属冲头,团队还使用相同的方法测试了这些冲头。

“通过拳击,我们可以非常严格地控制不同的参数,”克罗夫特说。“这是一种隔离那些不同指标的方法。”

测试显示,牙尖的角度对锐度的贡献最大。即使是具有圆形尖端的狭窄牙齿也往往比完整的更宽的牙齿(不是圆形或钝的)在其末端表现更好。

“尖端角度的狭窄是非常重要的,”克罗夫特说。“我发现有点令人惊讶,因为大多数锐度测量都集中在尖端的圆度上。这确实起作用,但它是次要的整体角度。”

“这项研究告诉我们,当我们想要测量锐度时,要衡量形状的哪个方面,”安德森说。“无论我们是在研究生物系统还是其他系统,尖角似乎是驱动锐度的主要因素。”

国家科学基金会支持这项研究。

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