海洋科普:100年前的發明,人類不用,鯊魚都要用膩了
發布時間:2021-07-22
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1920年,尼古拉·特斯拉發明了一個(ge) 奇怪的被動止回閥,這個(ge) 閥門沒有開關(guan) ,沒有任何可移動組件,卻允許流體(ti) 在一個(ge) 方向上優(you) 先流動,反方向則流動不暢,速度越快流動越困難,甚至完全不可流動。

是不是覺得不可思議?更不可思議的是,特斯拉發明的這個(ge) 閥門,確實也沒有廣泛的用途,你現在甚至很難指出它曾用在什麽(me) 東(dong) 西。然而來自加州州立大學多明格斯山分校、華盛頓大學和加州大學歐文分校的一項研究卻表明,被我們(men) 人類棄之若敝履的特斯拉閥,海洋中的鯊魚卻早就在使用了,並且為(wei) 它們(men) 帶來了相當的益處。

特斯拉閥特斯拉自己稱為(wei) 瓣膜導管,內(nei) 部由一係列交替的管路分支構成,每條管路都有兩(liang) 個(ge) 分支,其中一個(ge) 轉了一個(ge) 弧形後回來,與(yu) 另一條管道相對,這就導致流體(ti) 從(cong) 反向進入管道後,弧形分支的流體(ti) 與(yu) 傾(qing) 斜管道的流體(ti) 對衝(chong) ,導致能量損失。

多個(ge) 這樣的分支連在一起後,反向進入的液體(ti) 能量損失越來越大,最後就可能無法流動,從(cong) 而成為(wei) 一個(ge) 特殊的止回閥。但正向進入的液體(ti) ,卻可以暢通無阻。比如你用特斯拉閥吸管喝水,正向可隨意喝,反向你就很難喝到水了。

科學家們(men) 為(wei) 了研究鯊魚如何消化食物,以及在海洋生態係統中究竟扮演什麽(me) 角色,利用計算機斷層掃描儀(yi) (CT) 創建了鯊魚腸道的高分辨率3D圖像,無需進行解剖,就能對複雜的鯊魚腸道進行研究。因為(wei) 鯊魚的腸道是如此的複雜,裏麵的重疊層如此之多,如果解剖的話,就會(hui) 破壞組織的結構和連通性,就像拿剪刀去剪卷起的報紙,試圖理解報紙的內(nei) 容一樣。

研究發現,鯊魚腸道內(nei) 部呈螺旋形,就像100年前特斯拉發明的特斯拉閥,可以減緩食物的移動,並引導其向下通過腸道。什麽(me) 意思呢?研究人員認為(wei) ,大多數鯊魚要幾天甚至幾周才能獲得一次大餐,因此需要在身體(ti) 裏存儲(chu) 食物並盡可能榨取食物的營養(yang) 。而特斯拉閥腸道導致的食物移動減緩,可以讓鯊魚更長久地保留食物,並且在處理食物時消耗更少的能量。

換句話說,鯊魚吃進去的食物要變成粑粑都非常困難,因為(wei) 這些變成流質的食物被一個(ge) 又一個(ge) 腸道特斯拉閥管路分支不斷減速,移動緩慢。如果食物也有思維的話,內(nei) 心估計是崩潰的,這麽(me) 多天了,才到第8個(ge) 分支,要拉要消化,你倒是給個(ge) 痛快啊!

看來鯊魚真是節約糧食的典範啊,為(wei) 了減少食物浪費,竟然進化出了最聰明的人都不知道可以幹什麽(me) 用的特斯拉閥腸道,並且一代一代遺傳(chuan) 下去,或許正是靠著這種特殊的腸道結構,它們(men) 的族群才度過了一次又一次海洋環境改變導致的時艱,幸運地存活下來,一些鯊魚甚至成了海洋裏的頂層掠食者。

要是特斯拉泉下有知,現在該是在狂敲棺材板了,天哪!老夫發明特斯拉閥100年,專(zhuan) 利早就過期了,你們(men) 不拿來用,讓人家鯊魚先用了,人類的奇恥大辱啊!

可能是聽到了特斯拉的棺材聲,研究人員決(jue) 定繼續創建各種鯊魚的特斯拉閥腸道模型,測試流體(ti) 如何通過,並與(yu) 工程師合作,尋找工業(ye) 上的運用靈感,或許可以在廢水處理和水中過濾微塑料,還大自然更潔淨的環境中找到用處吧。

這項研究7月21日發表在《皇家學會(hui) 會(hui) 刊B》上。

論文:Shark spiral intestines may operate as Tesla valves

來源:徐德文科學頻道


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