浙江
独角鲸的标志性特征——不断生长的长牙，是自然界中唯一已知的笔直结构。近日，一个国际科学家团队终于破解了这种神秘北极鲸类如何生长出如此令人惊叹且独特的生存工具的奥秘。
这项研究由包括丹麦奥胡斯大学在内的科研团队共同完成。他们发现，这条在独角鲸80多年寿命中可长至超过两米（6.6英尺）的笔直螺旋状长牙，其形成绝非偶然，而是涉及复杂的物理学原理与矿物质的精妙混合。
在自然界中，长出这样的身体结构通常意味着巨大的进化代价。对于独角鲸而言，这些能量本可用于更高效的脂肪储存或其他代谢功能，以应对寒冷恶劣的极地环境。长牙的高昂能量消耗，清晰地表明它对独角鲸的生存至关重要。此前哈佛大学的科学家已经证实，这根长牙在探测水温和盐度方面发挥着重要作用，同时还被用于性选择以及敲击和击晕猎物。
从解剖学角度来看，这根长牙实际上是穿透该动物上唇的一颗特化犬齿，而另一颗则留在口腔内。虽然它外观似一块坚硬的螺旋形骨头，但它的结构与人类的牙齿正好相反：中心极其坚硬，而外层则高度敏感、富有弹性，且布满数百万个微孔。然而，这根长牙究竟是如何形成的，此前一直令学术界感到困惑。
如今，以亨里克·比尔克达尔（Henrik Birkedal）为首的团队利用先进的成像技术，在多个尺度上全面绘制了长牙的结构图，并在微观层面上发现了其巧夺天工的构造机制。
研究显示，长牙的螺旋形态主要由贯穿其全长的矿化胶原原纤维构成。令人惊叹的是，这些结构模块的内层（牙本质）向右扭曲，而外层（牙骨质）则向左扭曲。因此，我们肉眼所看到的独特向左扭曲的螺旋外观，实际上是由这两层方向相反的原纤维交织作用的结果，正是这种反向拉扯的平衡让长牙始终保持笔直。
研究人员在论文中指出，宏观的螺旋结构是由分子尺度上具有相反手性的双螺旋矿化胶原排列而重现的。虽然矿化胶原主要沿长牙的长轴排列，但系统性的轴向偏差构建了原纤维的螺旋排列方式。此外，每一头独角鲸的长牙都会呈现出逆时针的螺旋形态。
有趣的是，这种螺旋结构本身似乎并没有发挥增加表面积等额外作用，它存在的唯一目的就是确保长牙笔直生长。由于牙根周围所需的生长物质沉积并不均匀，这种相反的螺旋交织实际上是一种绝妙的生物学层面的“自我修正”。
这一新发现为科学界理解潜在的生物力学如何塑造动物界中高度专业化的特征提供了迷人的视角。研究团队表示，这项发现极大地推进了人类对生物组织如何整合多尺度结构模式以实现特定机械和生物学功能的认知。不过研究人员也补充指出，未来还需要进一步的调查，才能完全弄清楚在早期发育过程中，这根长牙究竟是如何从齿列中成型并突出体外的。
该项研究成果目前已正式发表在《自然·通讯》（Nature Communications）杂志上。
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