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出品：科普中國

製作：蘇澄宇

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

這是一種長滿牙齒的魚，它的名字叫羊頭鯛(Archosargus probatocephalus)。

圖片來源：Wikipedia

剛發現它的人覺得這魚的牙長得像羊的牙，所以給它名字裏帶了羊頭（sheephead）。除了羊頭鯛，它還有一個(ge) 名字——囚魚，因為(wei) 它那一身黑白相間的“外衣”有一種囚服的質感。

圖片來源：britannica.com

擁有“一口好牙”的羊頭鯛

羊頭鯛的眼睛炯炯有神，外形“凶神惡煞”，如果它和鯊魚那樣，滿嘴尖牙，倒也不顯得奇怪了，可它偏偏長了一排大大的門牙，以及用來咀嚼的臼齒。與(yu) 其說像羊，不如說它更像是長了一口人類的“大白牙”。一張嘴，像人類要說話一樣，畫麵相當“鬼畜”。

看著它如同人類露齒大笑一般的樣子，真有點慎得慌，有一種弗蘭(lan) 肯斯坦縫合怪的即視感。

2021年9月下旬，一位垂釣者釣到了4公斤左右重的羊頭魚。當他把羊頭鯛張大嘴巴、漏出牙齒的“大頭照”發到網上的時候，網友評論：

“我覺得爺爺丟(diu) 了假牙，這條魚撿到了。”

“看來幫它看牙的牙醫技術不咋樣。”

圖片來源： Jennette's Pier/ Facebook

如圖所示，一條成年的羊頭鯛不僅(jin) 會(hui) 有類似人類的“大板牙”，上顎還長有三排臼齒，下顎長有兩(liang) 排臼齒。

圖片來源：文獻1

把羊頭鯛當做隨身攜帶的開殼器，可行嗎？

長了一口好牙，當然吃嘛嘛香。

從(cong) 殼沒那麽(me) 硬的蝦子，到殼堅硬無比的牡蠣、螃蟹、藤壺和蛤蜊，都是羊頭鯛的獵食對象。破殼、吃肉，所向披靡，換作是你想直接咬開一隻硬邦邦的蛤蜊，恐怕牙齒都得崩掉。羊頭鯛這一口好牙果然沒白長。

那問題來了，羊頭鯛的牙這麽(me) 厲害，能打開核桃殼嗎？

首先，我們(men) 得知道羊頭鯛的咬合力有多大。有科學家從(cong) 佛羅裏達州坦帕灣口捕撈了190條羊頭鯛，從(cong) 未成年的小魚到成年的大魚都有，然後測試了它們(men) 的咬合力。

為(wei) 了更貼近自然環境下捕獵的場景，科學家還買(mai) 了一些貽貝和牡蠣來給羊頭鯛做咬合實驗。

剛開始，科學家根據不同羊頭鯛的解剖學結構，測算它們(men) 的咬合的杠杆距離、肌肉質量和肌肉密度，計算出了咬合力。

結果是顯然的——個(ge) 頭越大的羊頭鯛咬合力越大。從(cong) 下麵這張表的曲線就可以看出來，魚的個(ge) 頭越大，咬合的杠杆距離越長，咬合力則越大，這是簡單的杠杆原理。

隨著魚個(ge) 頭越大，咬合的杠杆力臂越長，門牙和臼齒的咬合力都在逐步增加

（圖片來源：文獻1）

可以看到，成體(ti) 的臼齒咬合力最高可以達到400N以上，而門牙的最高咬合力可以達到250N左右。如果羊頭鯛用這種力度咬你的話，會(hui) 有多痛呢？

假設一個(ge) 小女孩重40kg，400N大概就相當於(yu) 一個(ge) 小女孩用腳尖踩在你身上的感覺，而250N相當於(yu) 一台老式自行車，前輪不著地，立著放，用後輪的一個(ge) 接觸點壓著你身上的感覺。有一說一，還是挺疼的。

如果把羊頭鯛的成長分為(wei) 5個(ge) 階段，那麽(me) 第一個(ge) 階段，羊頭鯛剛出生沒多久的時候，咬合力還沒有這麽(me) 大，就隻能吃些蠕蟲和小蝦了；

第二個(ge) 階段，羊頭鯛可以吃些小螃蟹；

第三個(ge) 階段，就可以吃甲殼直徑在一厘米左右的石蟹了；

第四個(ge) 階段，可以捕捉甲殼直徑為(wei) 兩(liang) 厘米的石蟹；

第五個(ge) 階段，硬殼的牡蠣和蛤蜊這些吃起來“嘎嘣脆”的美味佳肴，都進了它的菜單。

後來，科學家直接拿羊頭鯛做咬合測試。咬合杠杆為(wei) 170毫米長的羊頭鯛，最大實際咬合力約65N，咬合杠杆172毫米長的，則達到74N的最大實際咬合力，咬合杠杆315毫米長的羊頭鯛最多達到約196N。

圖片來源：文獻1

知道了羊頭鯛的咬合力，還得知道弄碎一顆核桃需要多大的力。

有科學家在2008年做了一個(ge) 跟壓裂核桃外殼有關(guan) 的研究，做這個(ge) 研究的目的是為(wei) 了更好地開發核桃外殼壓裂機。

對於(yu) 破核桃殼能否成功而言，影響的因素有好幾個(ge) ，比如殼的厚度，核桃的水分占比，對核桃施加力的方向等。

給核桃施加力的方向，z為(wei) 棱處 （圖片來源：文獻2）

他發現，對幾何平均直徑在3厘米左右，正常厚度，含水量20%的核桃來說，最好破殼的位置在於(yu) 在核桃的邊處，也就是我們(men) 吃核桃時能觀察到的有條“棱”的地方。在這裏，用400N左右的力就可以把殼壓破。

圖片來源：文獻2

另外一個(ge) 核桃破殼的研究是在2004年。它的結果是，如果從(cong) 核桃棱處敲開它，需要大約377N的力。

根據這兩(liang) 個(ge) 研究，可以大致推測，對於(yu) 一個(ge) 正常的核桃來說，從(cong) 棱處捏碎它，需要幾百牛的力。

當然，這些研究隻是針對破殼機器而言的。機器施加的力都被施加在很小很小的麵積上，如果施加力的麵積過大，壓強過小，研究中施加的力就不夠了。

就拿手捏雞蛋來說，如果你是手完全握住一個(ge) 雞蛋，哪怕是脆皮的雞蛋，不管你用多大的力都很難捏爆它。

這麽(me) 看下來，30厘米的成體(ti) 羊頭鯛最大的實際咬合力並不能把核桃咬碎，哪怕是從(cong) 最脆弱的棱下手，都不行。

成體(ti) 羊頭鯛至少還需要多一倍的力，才有可能勉強幹碎一顆核桃，咱們(men) 把它當成開核桃工具的小夢想，怕是要破碎嘍。

但如果你找到一條足夠大的羊頭鯛，理論上是可以達到400N以上的咬合力的，有可能充當“行走的開殼器”的。

身形較大的羊頭鯛 （圖片來源：YouTube）

這些都是理論上的討論。實際上，如果你真找了一條近半米長的羊頭鯛，養(yang) 在魚缸裏，沒事就用來幫你破核桃，你還得考慮很多情況呢。

比如，你能否養(yang) 得活足夠的羊頭鯛來給你“幫忙”？

在前麵那個(ge) 測試羊頭鯛的研究中，科學家隻拿了3條魚做測試，並不是“舍不得實驗經費”，隻買(mai) 三條魚，而是養(yang) 的很多羊頭鯛都死了，能拿來測試的隻有3條而已。

而就算你把羊頭鯛養(yang) 活了，它願不願給你開核桃也是個(ge) 問題……開了殼，還得想辦法從(cong) 它嘴裏掏出核桃仁，避免它把核桃仁給吞下去吃了。假設前麵這些你都搞定了，你已經幸運地從(cong) 魚嘴裏掏出了核桃仁，那麽(me) ，你還得習(xi) 慣吃有一股魚腥味的核桃仁……

反正我是不敢想象這東(dong) 西有多美味，yue。

參考文獻：

1. Fernandez L P H, Motta P J. Trophic consequences of differential performance: ontogeny of oral jaw‐crushing performance in the sheepshead, Archosargus probatocephalus (Teleostei, Sparidae)[J]. Journal of Zoology, 1997, 243(4): 737-756.

2. Sharifian F, Derafshi M H. Mechanical behavior of walnut under cracking conditions[J]. Journal of Applied Sciences, 2008, 8(5): 886-890.

3. M. A. Koyuncu, K. Ekinci, and E. Savran. “Cracking Characteristics of Walnut.” Biosesystems Engineering 87.3 (March 2004): 305–311.

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