青蛙的舌頭為啥那麼黏？它會不會含着食物咽不下去？

作者： 艾德·楊

翻譯：紅豬

編輯：旅行

四年前，剛剛在佐治亞理工學院攻讀博士學位的亞曆克西斯·諾埃爾（Alexis Noel）在解剖學課上向學生提出了一個奇怪的要求：當他們把青蛙分開時，他們能把舌頭交給她嗎？學生們答應了。

諾埃爾在實驗室裡抱着一隻蜻蜓。（照片：亞曆克西斯·諾埃爾）

捕食者 - 青蛙的舌頭

諾埃爾從小就喜歡青蛙。在她長大後加入了David Hu的生物計量實驗室後，她迫不及待地想研究青蛙。哈立德也對這個話題感興趣。他最近參觀了亞特蘭大植物園，看到一群五顔六色的箭毒青蛙在吃東西。他在這些青蛙的行動中看到了一個實體奇迹：當它們向昆蟲彈出粘稠的舌頭時，它們的速度和精确度是驚人的。他後來用高速相機拍攝了一隻豹紋蛙，發現它可以在不到0.07秒的時間内捕捉昆蟲 - 比人類眨眼的速度快五倍。當它的舌頭碰到獵物時，它的加速速度是重力的12倍。然而，不知何故，獵物并沒有被趕走，而是粘在舌頭上。

您可以嘗試設計一種潮濕的材料，以高速撞擊粗糙的紋理對象并附着在上面。你不能設計它。從來沒有人這樣做過。然而，青蛙每次捕食時都會展示這種技能。自19世紀以來，人類一直在研究青蛙舌頭，但直到現在他們才明白為什麼它們如此粘稠。

Phyllomedusa bicolor的《Moments of Prey》（照片：Ed Yong / Youtube）

為什麼這麼粘？

為了回答這個問題，諾埃爾從解剖學課上收集了許多青蛙舌頭。然後，她遵循了博物學家的偉大傳統，并用手指刺傷了他們。柔軟的觸感讓她和哈立德都感到驚訝。"它們就像兒童玩具粘土，當你觸摸它時，你無法分辨它是固體還是液體，"Houlid說。"

然後，諾埃爾走進了一個材料測試實驗室，手裡拿着一袋血腥的青蛙舌頭和一條從學校屍體農場收集的人類舌頭。通過慢慢地将圓柱體壓入這些切開的器官中，她證明了人類的舌頭比青蛙的舌頭硬十倍。不僅如此，一些青蛙物種的舌頭是人類測量的所有生物材料中最柔軟的。"它們和人類的大腦一樣柔軟 - 但人類的大腦不會彈出來捕捉獵物，"哈立德說。由于它的柔軟性，青蛙舌頭在擊中昆蟲時會包裹它，進而形成最大的接觸面。康涅狄格大學的Kurt Schwenk補充說："青蛙舌頭本身的慣性使其在彈射過程中顯着伸長，增加了青蛙的捕食距離和它們攻擊昆蟲的能力。"

青蛙的舌頭也有内置的減震器 - 其中一些可以緩沖撞擊時的一些能量。當青蛙的舌頭被回收時，這些減震器會起作用：昆蟲雖然受到很大的力，但不會脫落。"這就像一個戴着棒球手套的蹦床 - 它會伸展，但它會抓住你。哈立德說。

青蛙舌頭伸展的實驗。（照片：Ed Yong / Youtube）

"我們知道豹紋蛙捕食許多種類的昆蟲，蜻蜓和其他無脊椎動物，"克萊蒙特學院的Jenna Monroy說。"

"但這種軟組織隻是成功的一半，"諾埃爾說。另一半是青蛙的唾液。

她和她的同僚們花了很多時間和精力從收集的青蛙舌頭上刮下唾液。"唾液很粘，每次刮它時，你都必須把它從刮刀上刮下來，"Hulid說。這就像一個罕見的寶藏。"

"人們曾經認為青蛙的唾液隻是粘稠的，"諾埃爾說。但經過仔細研究，她發現唾液是一種非牛頓流體 - 一種性質随着施加的力而變化的液體。例如，蜂蜜在攪拌下從固體變為液體，玉米澱粉和水的混合物在開裂時變成固體，番茄醬随着瓶子搖晃而變得更加流動。唾液就像番茄醬：外力會降低其粘性。而且受外力作用，人體唾液粘度會下降到1/10左右，青蛙唾液粘度會下降到1/100左右。

是以，當青蛙的舌頭碰到昆蟲時，它上面的唾液開始自由流動，很容易穿透昆蟲身體表上的每一個縫隙和開口。當舌頭減慢并縮回時，唾液會重新凝結成粘稠的形狀，相當于握緊拳頭并将昆蟲抓回來。

舌頭太粘了，

你如何吞咽食物？

"這種分析可以用來解釋我們觀察到的許多奇妙的現象，比如為什麼青蛙用後半部分的眼球把獵物推入喉嚨。一旦昆蟲被吞進嘴裡，青蛙就必須把它從舌頭上拿下來，北亞利桑那大學的Kiisa Nishikawa說。幸運的是，它的粘液技巧僅在垂直方向上最有效;很難把昆蟲從舌頭上扯下來，而且更容易把它們撬開。青蛙隻需要用什麼東西推動昆蟲 - 是以它使用自己的眼球。十二年前，羅伯特·萊文（Robert Levine）對青蛙吞下眼球時進行了X光檢查，向内收縮并将昆蟲從舌頭上推開。

角蛙用眼球幫助吞下獵物。（照片：Ed Yong / Youtube）

粘性動物的靈感

許多對粘性動物的研究導緻了新材料的出現。Gecko的爬壁能力導緻了幹膠粘劑的發展。贻貝的腳（粘性纖維網，将它們固定在岩石上）激發了一種可以在水下使用的粘膠纖維。Worms啟發了一種性能更好的醫用膠帶的發明，以及一種不會滲血并且可以在不縫合的情況下修複傷口的膠水。誰知道青蛙的舌頭會帶來什麼發明？"想象一下，一針在快速縫合後立即變硬。"或者迅速撕掉它而不會感到很多痛苦，"胡利德先生說。

"我們為什麼要關心這些事情？""因為從生物學中汲取靈感可以解決人類真正的問題，"研究動物力學的西川說。青蛙舌頭可能看起來很冷，但不要忘記抗生素也來自面包黴菌。"

圖檔來源：http://panda390.blog.so-net.ne.jp/

現在，諾埃爾再次把注意力轉向貓的舌頭。它們的表面覆寫着一層微小的脊柱。諾埃爾想知道這個結構是否是為了讓你更容易梳理頭發，從骨頭上去除肉，或者用于任何其他目的。"我研究了家貓和虎舌，"她說。這是一個美好的生活。"

口香糖會打破椰子殼嗎？當然，不要做一個"軟柿子"好捏！

角蛙：想成為美食家嗎？首先，你必須有一個像我這樣的大嘴巴

青蛙也必須拉窗簾嗎？"你在幹什麼！"我隻是喜歡躲起來和交配，好嗎？"

編譯者：Ed Yong，為什麼青蛙舌頭如此粘

果殼網

編号：國科42

雖然更改了二維碼

但仍然整天在科學上做一些不恰當的事情

歡迎關注

本文摘自果殼網，拒絕轉載

如有必要，請聯系 [email protected]

（歡迎來到朋友圈）