蜥蜴以掉落尾巴而聞名，但也許更大的問題應該是：既然這麼容易掉落，那它們的尾巴是如何保持下來的？答案可能在於蜥蜴尾巴的內部結構。研究人員在2月18日的《科學》上說，蜥蜴的尾巴上有一種由尖刺、微柱和奈米小孔組成的分層結構，這種結構足夠緊密，讓蜥蜴能夠應對大多數震動，同時在緊急情況下能夠讓尾巴脫落。
失去尾巴並不理想，但相比而言被捕食者吃掉更糟糕，蜥蜴可以依靠複雜的內部結構來保持尾巴，直到需要失去它們的時刻
在動物王國中，自殘是一種常見的防禦策略，包括許多蜥蜴物種都有這種行為。但這是一個帶有風險的設計，因為可拆卸的肢體會增加由於小的顛簸和障礙而意外丟失的風險。“它必須找到合適的連線處，這樣它就不會輕易脫落。但它也應該在需要的時候脫落，”紐約大學的生物工程師Yong-Ak Song說。“這是一個很好的平衡點。”
蜥蜴的尾巴由一系列的部分組成，這些部分排成一排，就像電線的插頭插入插座一樣。它可以沿著這些被稱為“斷裂面”的位置斷裂，這取決於蜥蜴需要犧牲多少尾巴。在每個部分之間，由8個圓錐形的肌肉束排列成一個尖刺整齊地插入到相對光滑的插槽中，每根尖刺的表面依次覆蓋著大量蘑菇狀的微柱。
蜥蜴尾巴的每個部分之間的“斷裂面”(圖中圓圈表示其中一個部分)是易受意外破壞的弱點。蜥蜴已經發展出一種奈米尺寸的複雜結構，幫助尾巴在輕微的碰撞和擺動時保持而不會脫落。
為了揭示這一結構的功能，Song和他的同事們首先用輕微的拖曳拔掉了三種蜥蜴的尾巴，然後在掃描電子顯微鏡下分析了這些斷裂的尾巴。放大後可以發現，每個蘑菇狀突起的微柱上都佈滿了小孔。
蜥蜴尾巴上的每個部分都包含8個錐形肌肉束(左圖)，它們的作用就像插座的插頭，放大後可以看到覆蓋著奈米孔的蘑菇狀微柱(右圖)。
研究人員還注意到，尖刺表面的微柱在插槽的內壁上留下了輕微的印痕，就像手指輕輕壓進黏土裡一樣。這讓人感到意外，他們原以為微柱會在插槽內完全鎖死，就像尼龍搭扣。正相反，凸起和微柱沒有提供任何額外的吸附力，用來確保尾巴不會脫落。
由於懷疑微柱扮演了額外的角色，研究小組用聚二甲基矽氧烷(一種橡膠狀、肉質狀的材料)製造了蜥蜴尾巴的複製品，用以模擬尾巴與身體分離的過程。這使得研究人員可以研究在尾巴拔斷過程中起到作用的力量，他們發現，微柱之間的裂縫以及微柱表面上的小孔，減緩了初始斷裂的擴充套件。
為了將尾巴的各個部分連線在一起，尖刺整齊地插入相應的插槽(如左圖周圍深色的部分)。插槽的內壁(右圖的特寫)相對光滑
Song說:“如果有一個裂縫進來，遇到一個空洞的孔隙，那麼裂縫就會停止，然後它就會失去擴張的能量。”換句話說，斷裂的開始可以在它的路徑上停止。每個凹痕和溝槽都有幫助，對於相同的尖刺結構，表面具有微柱可以比沒有微柱提高15倍的吸附力。尖刺、尖刺上的微柱和微柱上的小孔，蜥蜴尾巴的分層結構之間實現了一種平衡，不太鬆，也不太緊。
這種進化對蜥蜴提高生存能力很重要。雖然自殘有助於防止蜥蜴成為捕食者的午餐，但它也同樣是一種昂貴的防禦機制，尾巴的脫落會影響蜥蜴奔跑、跳躍、交配和逃脫未來捕食者的能力所以，蜥蜴只有在萬不得已的時候才會放棄它的尾巴。
本文參考Science news文章，“How lizards keep detachable tails from falling off”，如有興趣還可查閱原文。
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