海洋科普:100年前的發(fā)明,人類不用,鯊魚都要用膩了
發(fā)布時間:2021-07-22
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1920年,尼古拉·特斯拉發(fā)明了一個奇怪的被動止回閥,這個閥門沒有開關,沒有任何可移動組件,卻允許流體在一個方向上優(yōu)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(fā)明的這個閥門,確實也沒有廣泛的用途,你現(xiàn)在甚至很難指出它曾用在什么東西。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,并且為它們帶來了相當?shù)囊嫣帯?/span>

特斯拉閥特斯拉自己稱為瓣膜導管,內部由一系列交替的管路分支構成,每條管路都有兩個分支,其中一個轉了一個弧形后回來,與另一條管道相對,這就導致流體從反向進入管道后,弧形分支的流體與傾斜管道的流體對沖,導致能量損失。

多個這樣的分支連在一起后,反向進入的液體能量損失越來越大,最后就可能無法流動,從而成為一個特殊的止回閥。但正向進入的液體,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?yōu)榱搜芯旷忯~如何消化食物,以及在海洋生態(tài)系統(tǒng)中究竟扮演什么角色,利用計算機斷層掃描儀 (CT) 創(chuàng)建了鯊魚腸道的高分辨率3D圖像,無需進行解剖,就能對復雜的鯊魚腸道進行研究。因為鯊魚的腸道是如此的復雜,里面的重疊層如此之多,如果解剖的話,就會破壞組織的結構和連通性,就像拿剪刀去剪卷起的報紙,試圖理解報紙的內容一樣。

研究發(fā)現(xiàn),鯊魚腸道內部呈螺旋形,就像100年前特斯拉發(fā)明的特斯拉閥,可以減緩食物的移動,并引導其向下通過腸道。什么意思呢?研究人員認為,大多數(shù)鯊魚要幾天甚至幾周才能獲得一次大餐,因此需要在身體里存儲食物并盡可能榨取食物的營養(yǎng)。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,并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,因為這些變成流質的食物被一個又一個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,內心估計是崩潰的,這么多天了,才到第8個分支,要拉要消化,你倒是給個痛快??!

看來鯊魚真是節(jié)約糧食的典范啊,為了減少食物浪費,竟然進化出了最聰明的人都不知道可以干什么用的特斯拉閥腸道,并且一代一代遺傳下去,或許正是靠著這種特殊的腸道結構,它們的族群才度過了一次又一次海洋環(huán)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里的頂層掠食者。

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

可能是聽到了特斯拉的棺材聲,研究人員決定繼續(xù)創(chuàng)建各種鯊魚的特斯拉閥腸道模型,測試流體如何通過,并與工程師合作,尋找工業(yè)上的運用靈感,或許可以在廢水處理和水中過濾微塑料,還大自然更潔凈的環(huán)境中找到用處吧。

這項研究7月21日發(fā)表在《皇家學會會刊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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