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科学家研究仙人掌刺的穿刺性能

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-01-24浏览次数:826

注意cholla,Cylindropuntia fulgida。这种灌木状的分枝仙人掌 - 如果被触摸 - 将它的荆棘锚固在罪犯的身体里。带刺的刺很紧,仙人掌经常与它们断裂,给受害者留下了棘手的问题。

这是六个仙人掌之一,由伊利诺伊大学博士后研究员Stephanie Crofts和动物生物学教授Philip Anderson精心测试。研究穿刺植物和动物生物力学的研究人员想知道脊柱结构如何影响其表现。

他们发现允许cholla刺和其他荆棘穿透动物肉的相同生物力学特性也使得刺更难以脱落。研究人员在“皇家学会杂志”上报道了他们的发现。

“我们正在研究穿刺事件的基本机制以及仙人掌刺的差异 - 特别是它们的微观结构 - 它们如何影响它们如何刺穿并固定它们被刺穿的任何东西,”克罗夫特说。

除了cholla,研究人员还评估了紫锥菊(Echinocactus grusonii)的刺。脆弱的仙人掌,或松脆的仙人掌; Pereskia grandiflora,玫瑰仙人掌; Echinopsis terscheckii,阿根廷柱仙人掌;和仙人掌polyacantha,平原仙人掌。

仙人掌刺可能具有多种功能,包括保护植物免受捕食者的侵害,提供遮荫和从雾中收集水分。 Cholla刺具有繁殖目的:通过锁定任何不幸的生物来刷它们,并且荆棘帮助植物将它们的碎片分配到新的位置。

为了比较不同的荆棘,Crofts和Anderson在无皮鸡胸肉,猪肩(皮肤)和不同密度的合成弹性体中测试它们。他们测量了每种类型的脊柱刺穿和退出每种材料的力。

“在我们开始实验之前,我们在扫描电子显微镜下观察了脊柱,”克罗夫特说。 “刺荆棘 - 就像那些在cholla上的荆棘 - 看起来非常类似于其他群体的豪猪荆棘。”

像豪猪刺一样,棘手的仙人掌具有波纹状外观,这是倒钩层的结果。研究人员发现,像豪猪荆棘一样,仙人掌倒钩的大小只能阻挡动物肌肉纤维。

研究人员发现,没有倒钩的脊椎需要更多的工作来触发骨折。带刺的刺更有可能穿透目标并且需要更少的工作。它们也更难以从动物组织中移除。

“为了有效地穿刺,cholla脊柱必须能够很容易地穿透目标,所以只需轻轻刷牙,”Anderson说。 “与此同时,移除它一定非常困难。”

安德森说,在豪猪刺和有刺的仙人掌刺中,倒钩就像一个小刀片,可以集中压力,使动物组织更容易破碎。

“然后,倒钩将抓住你的肌肉纤维,使其难以移除,”他说。

研究人员发现仙人掌物种之间存在可靠的性能差异。例如,O。Polyacantha“需要更多来自鸡的工作,而不是任何其他物种,”该团队发现。 Cholla刺很难从猪组织中退出。事实上,单个cholla脊柱可以通过其皮肤提升半磅猪肉。

令人生畏的发现更进了一步。研究小组发现,从鸡胸中取出的荆棘最后涂上了动物组织。猪荆棘很干净,但有些倒钩不见了。人们认为这些仍然是肉体。