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編者按：

理綜考試結束後，有一道物理題上了熱搜，帶火了一隻在平麵直角坐標係上捉蟲子的小青蛙。經網友描述，這道題目中，青蛙和蟲子分別在坐標係中運動，當青蛙和蟲子相交的時候，青蛙才能吃到蟲子。

No No No，你們(men) 出題人可太小看青蛙了。青蛙要想吃到蟲子，才不需要和蟲子相交，它的舌頭可不是白長的！

捕獲！｜Rachael Lallensack / Science

幾年前，剛剛在喬(qiao) 治亞(ya) 理工學院開始攻讀博士的亞(ya) 曆克西斯·諾埃爾（Alexis Noel）向一堂解剖課的學生們(men) 提出了一個(ge) 奇怪的請求：等他們(men) 把青蛙分割完畢之後，能不能把舌頭都讓給她？學生們(men) 答應了。

諾埃爾在實驗室裏抱著一隻蟾蜍｜Alexis Noel

出動！超強捕食舌！

諾埃爾從(cong) 小就喜歡蛙類。長大後加入胡立德（David Hu）的生物力學實驗室之後，她迫不及待地對蛙類展開了研究。

胡立德也對這個(ge) 課題很感興(xing) 趣。他不久前參觀亞(ya) 特蘭(lan) 大植物園，看見了一群色彩斑斕的箭毒蛙進食的樣子。他在這些蛙類的動作中看到了一個(ge) 物理學的奇跡：當它們(men) 向昆蟲彈出黏黏的舌頭，其速度和精度都令人稱奇。

他後來用高速攝像機拍攝了一隻豹紋蛙，發現它在不到0.07秒的時間裏就能捕獲昆蟲——這比人類一眨眼的速度還快了五倍。當它的舌頭擊中獵物，其加速度是重力的12倍。然而不知怎的，獵物卻沒有被打飛，而是粘在了舌頭上。

巨人葉蛙（Phyllomedusa bicolor）捕食的瞬間｜Ed Yong / Youtube

你可以試著設計一種濕潤的材料，讓它以高速擊中一個(ge) 紋理粗糙的物體(ti) 並附著在上麵。你是設計不出來的。沒人做出來過。然而蛙類每次捕食都在展現這項技藝。人類從(cong) 19世紀就開始研究蛙類的舌頭，但直到現在也沒弄懂它們(men) 為(wei) 什麽(me) 這麽(me) 黏。

為(wei) 什麽(me) 會(hui) 這麽(me) 黏？

為(wei) 了解答這個(ge) 問題，諾埃爾從(cong) 解剖課堂上收集了許多條蛙舌。然後她遵照博物學家的偉(wei) 大傳(chuan) 統，用手指把它們(men) 都捅了捅。那柔軟的觸感令她和胡立德都十分驚訝。“它們(men) 就像是兒(er) 童玩具黏土（silly putty），摸上去的時候，你簡直分不清那是固體(ti) 還是液體(ti) ，”胡立德說道，“它們(men) 的黏性也很大，就像剛剛嚼過的口香糖，或是粘在手上擺脫不掉的棉花糖。”

隨後，諾埃爾帶著一袋子血淋淋的蛙舌、還有從(cong) 學校的屍體(ti) 農(nong) 場收集來的人類舌頭，走進了一間材料檢測實驗室。通過將一個(ge) 圓柱體(ti) 緩緩壓入這些切下的器官，她證明了人類的舌頭比蛙舌堅硬十倍。

不僅(jin) 如此，有些蛙類物種的舌頭，在人類測量過的所有生物材料中都屬於(yu) 最軟的一類。胡立德說：“它們(men) 就跟人類的腦子一樣柔軟——但人腦可不會(hui) 彈出來捕捉獵物。”因為(wei) 柔軟，蛙舌在擊中昆蟲時能將它裹住，製造最大的接觸麵。康涅狄格大學的庫爾特·施文克（Kurt Schwenk）還指出：“蛙舌本身的慣性使它能在彈出的過程中顯著伸長，這增加了蛙類的捕食距離，也提高了它們(men) 突襲昆蟲的本領。”

蛙類的舌頭還內(nei) 置了避震器——其中的一些脂肪和肌肉能在撞擊時緩衝(chong) 部分能量。這些避震器在蛙舌回收時發揮作用：昆蟲雖然承受了很大的力，卻並不會(hui) 脫落。“這舌頭就像蹦床加一副棒球手套——它會(hui) 伸縮，但也會(hui) 抓住你”，胡立德說。

蛙舌的拉伸實驗｜Ed Yong / Youtube

“我們(men) 知道，豹紋蛙會(hui) 捕食許多種昆蟲、蚯蚓和其他無脊椎動物，”克萊蒙特學院的詹娜·蒙魯瓦（Jenna Monroy）說道，“它們(men) 可能會(hui) 根據獵物的不同體(ti) 型來發動舌部肌肉，以調節舌頭接觸獵物時的硬度和阻尼，從(cong) 而確保成功捕到獵物。”

“不過這塊軟組織隻是成功的一半”，諾埃爾說。另一半是蛙類的唾液。

她和同事花了許多時間和力氣，從(cong) 收集到的蛙舌上刮下唾液。“這些唾液很黏，每次刮完，你都要再把它們(men) 從(cong) 刮刀上刮下來，”胡立德說，“辛苦半小時，才能收集半毫升。這真像是一件稀世珍寶。”

再次捕獲！｜David Shultz / Science

諾埃爾說：“以前人們(men) 都覺得蛙類的唾液隻是黏稠而已。”但是經過仔細研究，她卻發現這些唾液是一種非牛頓流體(ti) ——這類液體(ti) 的性質會(hui) 隨著施加於(yu) 其上的力而改變。比如蜂蜜會(hui) 在攪拌下從(cong) 固體(ti) 變成液體(ti) ，玉米澱粉和水的混合物會(hui) 在敲打下變成固態，番茄醬會(hui) 因為(wei) 瓶子的搖晃而變得更易流動。唾液就像番茄醬：外部力量會(hui) 降低它的黏滯性。但同樣受到外力，人類唾液的黏滯性會(hui) 下降到約1/10，蛙類唾液的黏滯性卻要下降到1/100左右。

於(yu) 是，當蛙類的舌頭擊中昆蟲，上麵的唾液就開始自由流動，並輕易滲入昆蟲體(ti) 表的每一道縫隙和開口。而當舌頭放慢速度並往回收縮，唾液就重新凝結成黏糊狀，相當於(yu) 是攥緊一隻拳頭，把昆蟲抓了回來。

要是舌頭把食物黏住了怎麽(me) 辦？

“這項分析能用來解釋我們(men) 觀察到的許多奇妙現象，比如蛙類為(wei) 什麽(me) 要用眼球的後半部分將獵物推進喉嚨。”

北亞(ya) 利桑那大學的西川綺紗（Kiisa Nishikawa）說道：一旦將昆蟲吞進嘴裏，蛙就必須把它從(cong) 舌頭上弄下來。幸好它的黏液把戲都隻在垂直方向上最見效；要把昆蟲從(cong) 舌頭上扯掉很難，要把它們(men) 撬開就比較容易了。蛙隻需要用什麽(me) 東(dong) 西把昆蟲推一下就行——於(yu) 是它就用了自己的眼球。十二年前，羅伯特·萊文（Robert Levine）用X光錄像顯示了蛙在吞咽時會(hui) 將眼球向內(nei) 收縮，並用眼球將昆蟲從(cong) 舌頭上推下去。

角蛙用眼球幫助吞咽獵物｜Ed Yong / Youtube

黏性動物就是材料學的繆斯啊！

對黏性動物的許多研究都造成了新材料的問世。壁虎的爬牆功力引出了幹黏合劑的研發；貽貝的足絲(si) （將它們(men) 與(yu) 岩石固定的黏性纖維網）啟發了一種能在水下使用的黏膠；蠕蟲啟發了一種性能更好的醫用膠帶的發明，還有一種不會(hui) 滲血的膠水，不用縫線就能補好傷(shang) 口。

誰又知道蛙的舌頭會(hui) 引出什麽(me) 發明呢？“想象一種縫線，快速縫合後會(hui) 立即硬化。”胡立德說，“或者快速撕下時反而不會(hui) 很痛的創可貼。”

“我們(men) 為(wei) 什麽(me) 要在意這些東(dong) 西？”研究動物力學的西川說，“因為(wei) 來自生物學的啟迪能解決(jue) 實際的人類問題。蛙類的舌頭看似冷門，但是不要忘了，抗生素也是從(cong) 麵包黴菌裏來的。”

研究著研究著就想吸口貓！｜JENNIFER VIEGAS / Reader's digest

現在，諾埃爾又將目光轉向了貓的舌頭。它們(men) 的表麵分布著一層微小的脊刺。諾埃爾想知道，這樣的結構是為(wei) 了方便給自己梳毛、把肉從(cong) 骨頭上剔下來、還是有什麽(me) 別的用途。“我研究的既有家貓、又有老虎的舌頭，”她說，“貓和蛙都是我很喜歡的動物，也都是我目前的研究對象。這真是美好的人生。”

作者：Ed Yond

翻譯：紅豬

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