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鳥(niǎo)類、爬行類、昆蟲(chóng)與魚(yú)的蛋殼
說(shuō)到蛋,很多人會(huì)想到雞蛋,作為經(jīng)常見(jiàn)到的一種食材,雞蛋不但味道鮮美,價(jià)格實(shí)惠,而且儲(chǔ)存時(shí)間也比較長(zhǎng)。
于是我打開(kāi)冰箱,拿出一個(gè)雞蛋嘗試了一下單手打蛋,結(jié)果很慘蛋。
其實(shí)不止鳥(niǎo)類會(huì)生蛋,許多爬行類、昆蟲(chóng)、魚(yú)類也會(huì)下蛋,或許叫卵更適合。
雞蛋:看似簡(jiǎn)單,其實(shí)不然
對(duì)于雞蛋殼我們已經(jīng)十分了解了,從構(gòu)造上來(lái)看:它是一個(gè)梨型的,一頭尖,一頭大。不止雞蛋是這個(gè)造型,大多數(shù)鳥(niǎo)類的蛋都是類似的造型。為什么要做成這個(gè)造型呢?因?yàn)轼B(niǎo)類在數(shù)百萬(wàn)年里發(fā)現(xiàn)這個(gè)造型的蛋比較結(jié)實(shí),而且孵蛋的時(shí)候受熱比較平均,最關(guān)鍵的是不會(huì)滾太遠(yuǎn)。不相信的話可以拿一枚雞蛋試試,它總是朝著尖的那一端滾動(dòng)。
從功能上來(lái)看:雞蛋殼就是保護(hù)里面的胚胎,并且還能與外界進(jìn)行氣體交換。沒(méi)錯(cuò)雞蛋會(huì)呼吸。雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣,由外蛋殼膜、石灰質(zhì)蛋殼、內(nèi)蛋殼膜和蛋白膜組成。而這個(gè)外蛋殼膜就是雞蛋殼最外層的一種無(wú)定形的透明可溶性粘蛋白,在蛋殼外層上呈霜狀,能夠阻止微生物入侵和蛋內(nèi)水分蒸發(fā),摩擦、潮氣和水浸會(huì)脫落。這也是為什么雞蛋買(mǎi)來(lái)千萬(wàn)不能洗,因?yàn)闀?huì)臭的。
所以別看雞蛋一磕就碎,但是卻是小雞出生前最重要的保護(hù)措施。當(dāng)然,同樣是蛋,有些動(dòng)物的蛋殼既不堅(jiān)硬,也無(wú)法承受太大的壓力,有些甚至是既軟又韌。
爬行動(dòng)物的蛋:可硬可軟,順其自然
爬行類的蛋殼與鳥(niǎo)類的截然不同,而且就算是爬行類,它們的蛋也各有千秋。比如蛇類的蛋殼很軟,并且延展性很好,能夠堆棧在一小空間中;龜?shù)牡皻け容^硬一些,并且也有一定韌性,與龜類下蛋的習(xí)慣是掉落在坑內(nèi)有關(guān);壁虎的蛋剛開(kāi)始的時(shí)候比較柔軟且具有韌性,但是會(huì)隨著時(shí)間而逐漸硬化,使其能安全地藏匿于縫隙中。
蛇、龜之類的爬蟲(chóng),其蛋殼是一種復(fù)合性的材質(zhì),是蛋白質(zhì)與礦物質(zhì)的結(jié)合。通常,蛋白質(zhì)會(huì)使蛋殼較軟,但韌性較好,強(qiáng)度會(huì)較差;礦物質(zhì)則會(huì)提升蛋殼的強(qiáng)度,但副作用就是使其變得易脆;而復(fù)合式的材質(zhì)便具有截長(zhǎng)補(bǔ)短的優(yōu)勢(shì),可幫助它們適應(yīng)外在環(huán)境的各種沖擊。
蛇蛋與龜?shù)暗臍ひ卜浅5谋。瑑H約1毫米厚,并且其結(jié)構(gòu)也像雞蛋殼一樣擁有多層結(jié)構(gòu),并且各自有其功能,如蛇蛋殼就是4層結(jié)構(gòu),龜?shù)暗臍ひ灿?層。大致看來(lái),最外層是以生物礦化后的角質(zhì)蛋白為主,質(zhì)地稍堅(jiān)硬,具基本的保護(hù)功能;中間與里層則以纖維化的角質(zhì)蛋白為主,但以垂直交錯(cuò)與平行的方式編織成型,可能可以增強(qiáng)韌性,使外力難以刺穿或撕裂。如此復(fù)雜的多層次結(jié)構(gòu)與復(fù)合性成分,讓爬蟲(chóng)類的蛋在面對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí)能有更強(qiáng)大的自我保護(hù)能力。
隨著環(huán)境濕度的變化,蛇與龜?shù)皻さ臋C(jī)械性質(zhì)也會(huì)隨之改變;也就是說(shuō),同個(gè)蛋殼在干燥與潮濕的環(huán)境中,其變形能力(延展性)、韌性(耐撕裂程度)與強(qiáng)度(耐壓力)都會(huì)適時(shí)調(diào)整。這極大的適應(yīng)力主要還是因?yàn)樗鼈兊聂昔温槁閺乃鼈兂錾缶筒还芰耍悦鎸?duì)大自然多樣化且嚴(yán)酷的生存挑戰(zhàn)時(shí),如果沒(méi)有積極應(yīng)變的能力是很難存活的。
昆蟲(chóng)與魚(yú)類的蛋:水陸并進(jìn)
除了鳥(niǎo)類還有爬行類,自然界中還有數(shù)量及其龐大的昆蟲(chóng)和魚(yú)類,和禽類的蛋殼不同,昆蟲(chóng)的蛋殼和魚(yú)類的蛋殼一般都具有胸甲結(jié)構(gòu),并且能夠在水中生存。這難道就是傳說(shuō)中的:水之呼吸。
一般典型的昆蟲(chóng)蛋殼結(jié)構(gòu)中會(huì)有兩種呼吸結(jié)構(gòu)以適應(yīng)陸地和潮濕的水環(huán)境:一種是孔洞,其間隙在一到幾個(gè)微米之間,交織貫穿在蛋殼內(nèi)形成通氣的結(jié)構(gòu),是氧分子可以通過(guò)孔洞在外界到達(dá)胚胎的內(nèi)部,并且由于其蛋殼的獨(dú)特性質(zhì),在氧氣和二氧化碳交換的同時(shí)水分散失達(dá)到最?。?/span>另一種則是胸甲結(jié)構(gòu),或者說(shuō)是鰓,這種結(jié)構(gòu)能夠形成一定體積的氣膜結(jié)構(gòu),可以從外界的水中溶解和汲取氧氣,適用于水中呼吸的蛋殼種類。
而魚(yú)卵大多都是在體外受精的,經(jīng)過(guò)受精之后的卵才會(huì)吸水膨脹,之后卵膜變硬,且具有彈性。有些昆蟲(chóng)還會(huì)筑巢,照顧后代,比如螳螂、蜜蜂、螞蟻等,而魚(yú)類大多都是管生不管養(yǎng)的類型,所以它們的卵有些漂浮在水面,有些沉匿于水底,有些附著在水草或是其他物體上,還有的則隨波逐流,堪稱凄涼。
奇妙的演化:師法自然
由于演化和生物習(xí)性的不同,作為比較高等的鳥(niǎo)類會(huì)筑巢孵化,因此鳥(niǎo)類可以花費(fèi)大量的鈣質(zhì)去構(gòu)筑蛋殼,而且鳥(niǎo)類的新陳代謝高,其體溫能夠達(dá)到40攝氏度,所以為了防止蛋內(nèi)的水分蒸發(fā)過(guò)快,需要硬蛋殼防止水分散失。而爬蟲(chóng)類雖然也會(huì)筑巢,但是大多都是產(chǎn)完后就就置之不理,需要依賴環(huán)境的溫濕度來(lái)孵化,所以只需要具備基本的保濕和保護(hù)作用即可,并且它們大多高產(chǎn),因此不會(huì)花費(fèi)過(guò)多的鈣質(zhì)來(lái)構(gòu)筑蛋殼。作為更高產(chǎn)的昆蟲(chóng)和魚(yú)類亦是如此,它們只需要產(chǎn)下大量的卵,至于能夠孵化多少就看命了。
看似簡(jiǎn)單的蛋殼,亦蘊(yùn)含了許許多多神奇的構(gòu)造,大自然的巧思與演化的力量令人嘆為觀止?;蛟S通過(guò)對(duì)蛋殼的研究,我們能夠在防護(hù)與復(fù)合材質(zhì)的開(kāi)發(fā)上有新的方向,師法自然或許也是科技進(jìn)步的一個(gè)途徑。
(文|臭臭)
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