我们经常用武装到牙齿,来形容全副武装的人或武装到极限的人,据说词源来自南美沿海地区的海盗。

那些海盗凶狠异常,除了两手持武器外,嘴上通常还咬着一把刀,便有了武装到牙齿的典故(如果这让你想到了某个三刀流剑士,也许不是巧合)。

最原始的饥饿没吃饱的人(满口铁齿钢牙)(1)

但你不知道的是,有的生物已经把自己的牙齿进化成了“刀”,因为它们长着一口铁牙。这听起来有些不可思议,但却是个不容置疑的事实。

它们就是世界上最大的石鳖,名为橡胶靴石鳖(Cryptochiton stelleri),也叫巨型太平洋石鳖(Giant Pacific chiton)。

体长可以达到40厘米,体重超过2千克,其贝壳埋在粗糙的背部表皮下面,看起来像一大滩烂胶皮。

通常在夜间觅食,白天通常留在藏身之处,寿命长达 40 多年,几乎没有天敌。

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上图:世界上最大的石鳖,橡胶靴石鳖 ( Cryptochiton stelleri)

它们的日常生活就是用强壮的腹足吸附在潮间带的岩石表面,刮取表面的藻类为食,简而言之就是啃石头。

它的齿舌像一条长长的履带,由50-60节齿片组成,每个齿片上都有对称分布的6-7枚牙齿,进食的时候齿舌前半部分伸出口外,像是锉刀一样把附着在岩石上的藻类刮下来

就是在这种漫长的干饭生涯中,石鳖磨砺出了世界上最坚硬的牙齿。

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上图:活体橡胶靴石鳖的底面

材料科学家德里克·约斯特(Derk Joester)和他的同事利用伊利诺伊州莱蒙特阿尔贡国家实验室(Argonne National Laboratory)先进光子源的高能X射线分析了这些牙齿。

他们发现这些牙齿上覆盖有一种曾经只在岩石中发现的稀有铁矿物,被称为圣巴巴拉石(Santabarbaraite)是铁羟基磷酸盐矿物。

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上图:圣巴巴拉石(Santabarbaraite)

Santabarbaraite产于意大利托斯卡纳圣巴巴拉矿区的 Valderno Superiore褐煤盆地。也可以在澳大利亚维多利亚州的万农瀑布下方的上新世玄武岩下看到。

这种铁矿物是迄今为止已知最坚硬的生物矿物。在钢铁加持下,石鳖的牙齿可以说是拥有相当夸张的强度。

其齿尖的韦氏硬度是人类牙釉质和软体动物壳的三倍,和某些工业陶瓷相当。

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上图:橡胶靴石鳖的牙齿

石鳖的整条齿舌就像一条“007”式工作制的金属牙齿的生产线,并且处在齿舌不同位置的牙齿矿化程度也有所区别。

最靠里面的是一些还未矿化的几丁质齿,颜色较浅,质地也比较柔软,越往外矿化程度越高。

最外边的几排牙齿已经完全矿化,齿尖包裹了坚硬而且化学性质稳定的铁矿物,变得漆黑似铁。

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上图:齿舌上的一颗主侧齿

此外,石鳖的牙齿还非常耐用,而且越用越锋利。

这是由于牙齿用于切割的腹面要比背面更加坚硬,使用时背面磨损得更快,就会在腹面保持一个锋利的刃口。

但最终成熟的牙齿还是会在使用中不断损耗,只不过后面依旧会有源源不断地新牙齿供应,以确保石鳖能继续啃石头。

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上图:扫描电子显微镜下成熟牙齿的前端

当然,在牙齿里掺铁,并非石鳖的特有技能。有一种名为鼩鼱:一种古老的哺乳动物,也懂得利用这项技巧,以增加自己牙齿的耐磨度。

鼩鼱血红色的牙尖,就是高度矿化并与牙釉质融合的金属氧化物的颜色。

除此之外,河狸的牙里也有掺铁,并可以终生生长并时刻保持锋利,于是这家伙拥有了把树干啃烂的利器。

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上图:鼩鼱的骨骼标本

看到这里,我们可以发现这些牙里掺铁的生物,无一例外,都是选择生成铁矿物,而并非铁单质。

说白了就是铁单质化学性质不稳定,自然环境下极易生锈。并且钢铁的硬度等级只有4-5,反之人类牙釉质的硬度甚至可以达到6-7,也就是说单质铁太软了。

而动物牙齿的理想材料需要拥有硬度大,强度高,密度小,性质稳定,而且还能再生的特性。所以单质铁理所当然地就被生物们淘汰了。

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上图:专心啃树的河狸

让我们回到橡胶靴石鳖,别看长了一口铁牙,专心啃石头的它却常被美洲原住民,以及阿拉斯加东南部的俄罗斯定居者作为食物来源,还被戏称为“流浪的肉饼”。

不过要注意别被“绰号”骗了,“流浪的肉饼”可不是什么好吃的肉饼。虽然长得像鲍鱼,但它的味道着实不怎么样。

就像它真正的名字一样,吃起来口感坚硬,就像啃橡胶,还散发着刺鼻的鱼腥味,真的不建议你尝试。

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