鲨鱼皮肤的奇妙设计：速度与摩擦力怎样完美平衡？
鲨鱼是海洋中的顶级掠食者，它们流线型的身体和光滑的皮肤一直是科学家们研究的焦点。近日，东京工业大学的研究团队发表在《皇家学会界面期刊》上的一篇最新研究，揭示了鲨鱼皮肤上微小的齿状结构——齿突在减少水阻力方面的惊人秘密。
上图：侧视图展示了大白鲨的皮肤取样位置，并突出显示了由微焦点X射线CT扫描仪捕获的详细鲨齿。图片来源：东京工业大学
这项研究发现，鲨鱼的齿突并非千篇一律，而是根据身体不同部位和游泳速度的不同而呈现出不同的形态。齿突上的高脊和低脊在不同游泳速度下发挥着不同的作用。在低速巡航时，较高的中脊可以有效降低阻力；而在高速捕猎时，较低的侧脊则起到了关键的减阻作用。这一发现为仿生学设计提供了新的思路，有望用于提高飞机和船舶的效率。
上图：鲨鱼齿鳞。这些齿鳞具有不同的高度和间距，通过与流向涡旋的相互作用来减少阻力。在较低的巡航速度（2米/秒）下，高耸的中间脊能够驱散较大的涡旋，而在猎食速度（5米/秒）下，较小的邻近脊则处理较小的涡旋。图片来源：东京工业大学
更令人惊讶的是，研究团队通过对齿突形态的分析，推测出巨齿鲨（一种已灭绝的巨型鲨鱼）的游泳速度可能与大白鲨相差不大。尽管巨齿鲨体型庞大，但其齿突结构与大白鲨相似，这暗示了它们可能拥有相似的游泳速度。
上图：鲨鱼。来源：pixabay
这项研究不仅加深了我们对鲨鱼这种“海洋霸主”生物的了解，也为仿生学和生物学研究提供了新的方向。通过揭示鲨鱼皮肤的奇妙设计，科学家们有望开发出更高效的水下航行器和航空器，同时也能进一步探索鲨鱼的进化历程。
感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看全文：
Shotaro Sayama, Masahito Natsuhara, Gento Shinohara, Masateru Maeda, Hiroto Tanaka. Three-dimensional shape of natural riblets in the white shark: relationship between the denticle morphology and swimming speed of sharks. Journal of The Royal Society Interface, 2024; 21 (217) DOI: 10.1098/rsif.2024.0063
本文仅代表资讯，不代表平台观点。
欢迎转发（请注明来源）。
编译 | Wendy
编辑 | YJ
排版 | 绿叶
【参考资料】
https://www.titech.ac.jp/english/news/2024/069682
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240805134138.htm
海湿·合集
点击访问往期主题文章
1海湿主题合集
海洋 海洋生物多样性 海洋保护区 BBNJ 海洋科学 生物多样性 深海采矿与生物多样性 蓝碳 公海 岛屿 地中海 珊瑚礁 海鸟 鲸豚 地中海 海藻林 红树林 海草床 海龟 海獭 海象 儒艮 盐沼 潮间带 海洋生态系统恢复 藻类 渔业 水产养殖 海洋经济 联合国海洋科学促进可持续发展十年 海洋生物多样性 湿地 国际重要湿地 湿地采风 湿地恢复 生态连通性 生态恢复 荒野 昆蒙框架 世界遗产 自然保护地 其他有效的区域保护措施（OECMs） 国家生物多样性战略和行动计划（NBSAP） 鸟 候鸟 企鹅 大鸨 北京雨燕 崖沙燕 猛禽 森林 草原 无人机 遥感监测 迁徙物种 野生动物 蝙蝠 野生动植物非法贸易（IWT） 环境法 环境影响评价 绿色犯罪学 环境诉讼 植物科学 动物 真菌 病毒 分类学 遗传学 昆虫 蜜蜂 授粉者 蚂蚁 两栖动物 濒危物种 外来入侵物种 灭绝 全球环境治理 极地科学 冰川 水 水资源 地下水 土壤 粮食安全 生态农业 生物防治 生态系统 气候变化 甲烷 野火 新能源 风光电与生物多样性 深海采矿 矿业 化学品 塑料污染 减塑捡塑 微塑料 新型污染物 生物多样性信息学 合成生物学 基因科学 eDNA 遗传资源数字序列（DSI） 遗传资源惠益分享（ABS）同一健康 生物多样性信息学 绿色发展 ESG 负责任旅游 海湿公开课 世界湿地日 国际生物多样性日 世界海洋日 世界环境日 世界候鸟日 标准 人物 青年 人才 能力建设 好书荐读 读者来信 生物多样性小课堂 水土保持与荒漠化防治 生态文明 可持续发展
重建人与自然的平衡 | 支持绿会生态保护公益项目，请点击“阅读原文"