变色龙“弹射”舌肌或催生新一代太空与医疗技术

南佛罗里达大学对变色龙舌肌仿生技术的突破性研究，有望带来前所未有的科技革新。

南佛罗里达大学科学家发现蝾螈与变色龙拥有相同的高速弹舌机制，这项发现可为未来医疗与工业工具研发提供新思路。由博士后研究员曾宇（音译）和整合生物学教授斯蒂芬·德班领衔的研究团队，为这两种亲缘甚远的动物如何实现闪电般攻击建立了统一动力学模型。

研究团队通过分析德班实验室十余年积累的影像数据，发现两类生物弹射舌速均可达每秒16英尺（约4.9米）。曾宇与德班指出，这两种生物系统均由普通组织、肌腱与骨骼构成相同的"弹射"架构，该特性易于移植到工程装置中。

跨物种的通用"弹射"架构

变色龙与蝾螈在动物界占据截然不同的生态位：变色龙栖息于温暖环境的树丛间，蝾螈则活跃于包括落叶层与洞穴在内的潮湿生境。"它们在自然界中从未相遇"，曾宇表示。但研究团队发现两者进化出了惊人相似的弹舌系统。

"它们演化出相同的身體架構来实现高速弹舌，"曾宇解释道，"令人惊讶的是，它们使用的是与其他脊椎动物相同的普通组织、肌腱和骨骼。"通过并列比对两种生物，该研究首次提出统一力学模型解析其舌部弹射机制。这种机制类似弹弓，先储存能量再瞬间释放，将舌体推向猎物。

对研究动物运动与生理学逾三十年的德班而言，该项目不仅拓宽了实验室的研究维度，更深化了与工程学的联系。曾宇此前从事昆虫飞行研究，他的加入拓展了团队对动物空中运动机制及其技术转化潜力的认知。

从弹弓生物学到实用工具

研究团队强调这种类弹弓机制可实现尺寸缩放，并能用柔性材料复现。"该机制具备尺寸适应性，可采用软质或柔性材料构建，"曾宇表示，"我们正与工程师探讨生物医学应用前景，例如开发清除血栓的装置。在更大尺度上，可研制用于废墟救援甚至太空垃圾抓取的特殊工具。"

该研究旨在利用文中揭示的简单 robust 组件构建能快速延伸、精准抓取且可靠收回的系统，这些功能恰好契合医疗急救、灾难救援及低重力环境等场景需求。基于数十年运动数据建立的模型，研究人员为工程师提供了清晰的参数化复制方案。蝾螈与变色龙的相似性表明，其底层物理机制并不依赖稀有特殊组织。

研究者指出，通过重组普通生物材料即可实现能量积累与控制性高压脉冲释放。这种简易特性有望转化为更易制造维护、同时保持速度与精度的工程装置。

下一步研究计划

曾宇与德班计划重点研究运动的第二阶段 —— 舌体弹射后的快速精准收回。理解动物如何减速并收回舌体，将进一步指导可展开工具的设计研发，确保其能无损受控地返回初始位置。

这项研究反映了学界日益兴起的"生物启发"趋势，即从生物体解决方案中开发新型材料、设备或结构。"在专注这些动物的生物学研究多年后，能建立关于神奇舌头的统一理论并发现工程应用潜力，着实令人欣慰，"德班总结道，"大自然早已解决这些问题，现在我们要学会如何转化应用。"

该研究已于9月8日发表在《当代生物学》期刊。

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