如果你是一枚贝类-确切来说,软体动物(Mollusca)之贝类动物,你将怎么建造你的房子-你的贝壳?
从这点来讲,你的住房压力一点都不逊于中国广大的未婚男青年,虽然你可能没有个撒泼的女朋友或凶悍的丈母娘,也没有无良房产商来炒作价格,更没有环球金融危机在威胁你的钱包。但你如果没有房子,小命就基本不保。海平面上下虎视眈眈的虾兵蟹将,不沉的鱼也不落的雁,都在觊觎你柔软的身躯,作为周末安慰他们撒泼女朋友的情人节大餐。
于是你晓得了你需要一个结实坚强的房子,不可以是豆腐渣工程,不可以像四川灾区的教学楼一样一垮千里。如果你被一个螃蟹或一条鱼袭击,那你的房子需要有足够的抗击稳定压力(static loading)的性能。如果有鸟嘴试图啄开贝壳,或者偶尔海浪抛起几块板砖(岩石)向你砸过来,那你的房子必须有抗击不断变化的外力袭击(dynamic loading)的性能。如果有不厚道的海鸥,直接把你啄到高空往地上摔,那你的房子最好能重一些,让它叼不起来。如果你还很不幸碰到一些有尖嘴的鸟或是一些海螺,试图在你的贝壳上钻孔,那你的房子还需要有抵抗摩擦与化学物侵蚀的能力,而且最好贝壳要厚一些,这样鸟们的嘴很难钻透你的房子,无法伤害到你。再如果,你碰到了个无良海星,想要把你的贝壳撬开一条缝,好让自己的胃伸进去饱食一餐,那么你的房子一定要粘合得很好,而且贝壳不容易被弯曲。
你能长大真不容易。在这样艰苦的环境下,你终于成长为了一位出色的材料学家与建筑工程师。说来惭愧,人类直到大概4000年前才懂得修建茅草屋作为原始的复合材料建筑。而要到上世纪70年代才开始大面积使用复合材料。当材料学家花费大量金钱时间研究,却还在使用石器时代的技术在制造无机材料,你却早在几亿年前,已制造了人类很难与之媲美的无机复合材料,熟练地建筑房子了。
当开始建筑你的屋子时,你先分泌出一层蛋白质等有机物,形成一个最外层,并搭建起了一个房屋的结构。这个房屋是多层建筑,房间的形状因你喜好而定,有球形,长方形,管形等。每个房间并不整齐排列,而是稍微错开位置。这样有助于房屋的稳定性。当遭遇外界袭击时,错开的层间结构有助于吸收冲击能量,不至于一下全部坍塌。
有了房间的结构后,就地取材地,你吸收了海水里的钙离子与碳酸离子,形成坚硬的石灰石(碳酸钙),建筑了每个房间的墙壁与地板。在每一层房间,你填进了不同的石灰石材料。一般置于较外层的是方解石(calcite),形成的棱柱层(prism)有助于防止化学物侵蚀。置于最内层的为霰石(aragonite)。霰石是许多珍珠的组成成分,温润晶莹,对你而言是很漂亮的室内装潢材料。更难得的是它组成的珍珠母层(nacre)有非常高的强度,可以抵御房屋外敌人的侵犯。
这样坚实的材料可以造就非常强大的房屋。比如作为珍馐之一的鲍鱼(Haliotis),它的贝壳比人类所能制造的所有无机非金属材料都要强韧,甚至可以与金属媲美。如果一个汽车从它的贝壳上碾过,鲍鱼的美梦都不会被惊醒。再比如擅长潜水的鹦鹉螺(Nautilus),它用贝壳作为浮力罐,通过调节贝壳里的空气含量来调节自己在海里的高度。它的贝壳几乎完全由刚强的珍珠母层组成,才足以抵抗贝壳内的气压冲击。
在理想的状况下,贝壳是越厚越大越好,这样房子也会更坚硬更刚强。但事实上,所有你的兄弟姐妹的房子都不大,有一些的房子甚至比它的个子还小。很显然,建造一个大房子非常耗时耗力劳民伤财,搞不好房子没建好,你先自己埋进去了。另外,如果房子太大太重了,也影响你的活动。
自然选择是神奇的,在于它总能为你的生活选择一个最佳的方式。著名的无肠贝(Solemya parkinsoni),专门生活于污水排放口等地方。在这个艰苦的环境里,悬浮碎屑相当多,很容易把无肠贝埋进去。因此,无肠贝的贝壳很小且薄,但韧性十足。当它游泳时,它的贝壳张开把水包入腔内,再收缩迅速把水从体后方排出。这种反射力量使它迅速前进,而且每1-2秒钟便能重复一次这种动作,无肠贝便可以快速游泳,逃离被掩埋的命运。
还有一种扇贝叫江瑶贝(Pinna),喜欢住在海里的泥滩上,它的贝壳薄却也很韧。当某鱼前来袭击时,它便迅速把身体从海平面下拔起,缩进贝壳的一个小角落里,并紧紧地闭合了贝壳。由于贝壳韧性很足,可以弯曲到使内层边缘非常牢固并大面积地粘合在一起,让某鱼只能望贝兴叹。如果某鱼不忿一定要咬一下贝壳,只能得到满嘴的石灰石。当愤怒的鱼离去后,江瑶贝可以在几个小时内迅速修补好它的房子。
这么看来你的房子是不可战胜了,你似乎也这么认为。
突然有人类持着钯锨向你走近,对你伸出了贪婪的手。不远处的人类的房子里,有一大锅烧开的滚烫的水…..
Reference
J.D.Currey, Mechiancal properties of mollusc shell, Symposia of the society for experimental biology, Cambridge University Press, 1979
Jannie M. Benyus, Biomimicry: Innovation inspired by nature, William morrow and company, Inc. New York, 1997











乍一看(鲍鱼)Haliotis,我还以为是halitosis(口臭)呢。
你不说我还没发现两者的联系。。难道这群西方人也懂鲍鱼只肆?
改天去市场找只鲍鱼仔仔细细的闻一遍,然后再找个口臭的,仔仔细细的闻一遍。确认一下两者的关系。
大半夜的你们两个恶心鬼……
。。。我支持反低俗
那海螺上的刺是怎么长出来的涅?
海螺和贝壳不属一个class了,但我也不知道海螺怎么长刺的。。。
说来惭愧,人类直到大概4000年前才懂得修建茅草屋作为原始的复合材料建筑。而要到上世纪70年代才开始大面积使用复合材料。当材料学家花费大量金钱时间研究,却还在使用石器时代的技术在制造无机材料,你却早在几亿年前,已制造了人类无法媲美的无机复合材料,熟练地建筑房子了。
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虽然比咱人类早了几亿年,不过它们进化出这种本领的时间绝对比4000年要长,恐怕也得几亿年吧,呵呵 :)
可以这么说。。但请给可怜的软体动物最后一些尊严嘛~
。。。。。。
记得有本书叫《贝壳的自然史》……好像买过,但是没看完过……
同买过没看完……
BS一下我自己,买了一堆书没看完@,@
你不会看完了……因为书还在我这里,也就是还在芝加哥的意思。
啊,我说怎么找不到了……
盲人贝壳学家,写的很好~
其中印象最深的部分是说贝壳盖房子也要在数量和质量上进行抉择,因为可用的钙质有限,是降低厚度长的更大,还是保持强度选择小户型,这是两个方向
是的,比如蚝就是个牺牲质量取数量的,它的壳质量很差,但很厚。
我的意思是:长大就不容易被吞下,变厚就不容易被咬破
有些也不需要热水~~~请参考炭烧生蚝(牡蛎)的做法~~~
啊我想吃炭烧生耗~
不过蚝的壳是真的很弱。。。。
莫非真的要搞“如果你是…”系列?
搬个小板凳来慢慢看…
只有我一个人在写啊。。。
有呼声我就写下去,但我很懒。。。
欧支持~
可以像贝壳造房子那样,慢慢写…
谢谢支持:P
您好,我是一个学生刊物的编辑,想刊登这篇文章,不知行不行。在版权方面有什么要求么?
同呼同呼
另外,想到一个问题,蜗牛的壳很薄,它有其他的优势吗?
蜗牛的壳有厚有薄。有人认为这跟保持蜗牛身体湿度有关,在越干的地方壳就越厚。还有人认为跟不同地方的蜗牛的捕食者有关。说法不一。
蜗牛在陆地,没有浮力,太重不便于活动
查了查才知道江瑶柱来自带子……
呼声来了,呼呼呼
看的时候有一个问题:贝壳是如何长大的?请教一下:)
参考下下边的讨论吧:P
一直搞不懂小贝壳是怎么长成大贝壳的。在成长的过程中,贝壳既要长大,还要增厚。长大好解释,沿着外边缘再长一圈就行。增厚的过程是怎样的呢。按照文中分层次盖房子的过程,贝壳的每个层次又是怎样分别增厚的呢?是不是存在先吸收掉内层再从内部增厚外层,然后重新建造内层的过程?会不会内层材料能够逐步成长为外层材料?这样的话,内层材料应该会有许多微小的孔隙吧?
贝壳是最先有最外层,然后向内增厚吧。
那外层一开始要有多厚,才能满足日后面积和厚度对应增长的需要?小贝壳不能刚开始发育就长上一个到老年才用得上的厚壳吧?
各个层次厚度的比例关系在不同的成长阶段是不是不同的?就像人的骨骼,小贝壳的壳也应该一直是“活”的吧?如果是“活”的,那么就应该有孔隙。
贝壳确实是从最外层开始长,然后逐渐增厚的。最外层一般是一层很薄的角质层,在其上覆盖上一层蛋白质,吸引钙或碳酸根离子来与之结合,然后贝壳就逐渐往内增厚。
每个层次的厚度比例确实不同,而这个根据动物的类型又各有不同。
就我目前的电镜照片,看不到贝壳有多少孔隙。但如果做了力学实验,层与层之间有了滑移破裂,层间的空隙就能显现出来。至于每层里的空隙,比如珍珠母层里的各个层,由于每层实在太薄,使得可致破裂的空隙都比它的厚度大,这也就是为什么他们会强度很高。
渐渐明白了,从外向内,逐渐长大,逐渐张开,所以在顶端会有漂亮的鹦鹉嘴形状。
是不是贝壳在小时候形成的最外层,长大了之后是没有机会增厚的?就算损伤了最外层,也是补偿不上的?
孔隙就算有的话,也应该在最内层,只有最内层是“活”的。外面那些层渐渐地都“死”掉了。
硬度.很好很好
最好一段说的好残忍……
请教楼主,劳力士和奥米茄都有珍珠母的表面,他们是如何加工的?http://www.iwatch365.net/thread-16016795-1-1.html
标题有误
“类”是不可以“一枚”的
aragonite我们都是翻译成文石的……不知道词典上那个“霰石”哪来的-_-!
同支持。。。
不太理解你说的为什么“活”的便是有空隙的。贝壳最内层的珍珠母层,排列非常紧密。再说贝壳本是块石灰石,在内层增厚的方法是通过分泌蛋白质来吸收更多的石灰石附着上,为什么有“活的”一说?
是我不太能理解?能不能再解释下你的意见?
贝壳的最外层的角质层,也有极性的蛋白质,可以帮助修补损坏的贝壳
riple说的“活”的意思是有一个不断改建的过程,像骨头一样?
这个各种种类的动物差别很大,讲起来可以再写一个文了。。。
我说的很不专业的“活的”,就是指存在有机物,能够新陈代谢、能够自我修复的意思。
“有极性的蛋白质”是怎样“跑”到最外层的“角质层”里面去的呢?
“角质层”是不是就是“活的”呢?
如果不但最外层被破坏了,连角质层也被破坏了,那么角质层还能自我修复么?如果角质层不是全部被破坏,而是部分被破坏,是不是就能够自我修复了?这样一来如果被破坏的面积太大了,是不是和人的皮肤一样,可以通过“植皮”来修复的?
如果能够通过“移植”角质层来得到“外层”(或“内层”)的话,是不是可以给一些手表啊、手机啊什么的“电镀”上一层“珍珠母的表面”呢?
恩,你的问题很好。这也是人们正在研究的一个问题。
角质层就是一层有机物,而有机物是由贝壳分泌的,这么说从某种意义讲,只有软体动物的身子不要受到太大的破坏,外套膜不要丢了,贝壳基本都能修复,但根据品种又各有不同。
“植皮”这个就很难说了。。难道植个外套膜到手表上去。。。很科幻。。
谢谢了。我一直认为珍珠母非常脆,无法用机械切割,只能打磨。
由于珍珠母的脆性,切割确实会对珍珠母产生很多影响,比如使其层间断裂等。我以为你问的是人类的切割机是否能割开珍珠母。。不好意思。。。回答得真文不对题。。。
你好,可以直接给我发邮件吗?cfj1116@gmail.com 谢谢~