【麻蜥蜴】“仿生学”蜥蜴求生捕猎的“独门”看家本领

产于坦桑尼亚、卢旺达和肯尼亚的姆万扎扁平鬣蜥雄性在繁殖期头部、颈部和上身呈鲜红色，下半身呈深蓝色，看起来与蜘蛛侠的服装颜色惊人地相似。

在现存的爬行动物中，蜥蜴是最繁盛的科，全世界约有3000种，我国已知的有150多种。蜥蜴家族的避役科——“变色龙”是其中最著名的一种分支，但家族中的其他成员也成功地进化出了自己丰富多彩的野外生存技能：壁虎喜欢在墙壁上四处游走，树蜥蜴可以爬在树干上，飞蜥蜴靠着前后肢之间发达的皮肤在树林中滑行，而蛇蜥蜴利用光滑的身体在地下挖洞，麻蜥、草蜥、石龙子等擅长在地上飞行，而斑冠鬣蜥甚至可以在水面上自由“行走”

独门绝技

蜥蜴是动物和食肉动物的猎物。因此，他们进化出了许多奇特的攻击和防御能力，甚至一些令人困惑的独特技能。在进攻方面，主要以舌头为捕食工具，利用粗糙的舌面和粘液捕食昆虫。但也有一些物种，比如避役，并不满足于这种“捉虫的小把戏”，而是瞄准生活在树枝上的鸟类，因为它们舌头末端的吸盘很强大，这样它们就能捕捉到更大的猎物。

巨蜥是蜥蜴中最具捕食性的。生活在印尼岛上的科莫多蜥蜴长4米多，是当今世界上最大的蜥蜴，可以捕食猪、鹿和水牛等大型动物。据说在它生命的早期（一万多年前的更新世），它甚至可以吃当时的矮象。

在防御方面，除了已知的“断尾自救”外，多种防御武器也演变成了“尖端”防御武器。例如，澳大利亚蜥蜴的脖子上有一个冠层状的项圈，由舌骨支撑四周。它的颜色很鲜艳。遇袭瞬间打开，能吓跑敌人。

马达加斯加岛上“迷彩大师”叶尾壁虎的尾巴像一片枯叶，边缘也有锯齿状的凹痕，像是被昆虫咬过一样。它的伪装技术非常巧妙，几乎是真假难辨。

鳄蜥蜴是我国广西的特产，它栖息的树枝被触碰后，会立刻翻身躲在水坑里。潜水时间可达20分钟。因此，它有一个俗称叫“潜水蜥蜴”。

北美肥胖的短角蜥蜴有一种可怕的秘密武器，受到攻击时能从眼睛中喷出有毒的血液，射程可达1米。

在巴哈马，科学家们引进了一种大型食肉蜥蜴，仅仅6个月以后，岛上原产的棕色变色蜥蜴的腿纷纷变长，以便能逃到树枝上躲避“杀身之祸”。

有趣的是，再过六个月，它们的腿变短了，因为它们更适应在小树枝上移动。在短短的一年时间里，这个物种已经快速进化了两次，令人惊叹不已！

因此，蜥蜴引起了越来越多生物学家和生态学家的关注和研究，并逐渐揭开了它们以前所不知道的神秘面纱。他们的诸多能力成为仿生学专家探索和模仿的对象。

断尾再生

蜥蜴在被敌人攻击时会自断尾巴，尾巴会不断跳动，引起捕食者的注意，所以它可以趁机逃跑，它的尾巴在生存后可以再生。这是因为尾椎有一个光滑的关节面，连接着尾椎的前半部和后半部。这里的肌肉、皮肤和鳞片又薄又松。因此，当尾巴受到攻击时，身体剧烈摆动，尾部肌肉强烈收缩，就可能在关节面折断尾椎骨。因为尾巴并不是简单地以脂肪的形式储存能量，而是形成更容易释放能量的糖基化脂肪，所以刚刚折断的尾巴的神经和肌肉保持一定的功能，在地面上不断振动，从而起到转移捕食者视线的作用。

断尾后，自伤面上的伤口很快就会愈合，形成尾芽基。经过一段时间的细胞分裂和生长，进入鳞片形成的分化阶段，最后会生长出一条比原尾短而粗的全新再生尾巴。

为什么蜥蜴的尾巴能再生？原来，生物体的细胞分化后，形成不同的器官，具有不同的特殊功能，成为只能做好某项工作的“专才”；而许多未分化的细胞则是“多面手”，可以根据身体的需要改变自己的“特长”。当蜥蜴的尾巴受伤时，“多面手”细胞移动到受伤区域，共同创造一条新的尾巴。

动物的再生能力一直是仿生学研究的重点。

防沙耐磨

对于生活在沙漠中的蜥蜴来说，体表的鳞片可以保护身体，防止水分流失。其鳞片覆盖的体表通常是由单个鳞片的材质和形状、鳞片的排列和皮肤的多层结构组成的复合系统。

鳞片形状多样，主要分为四边形、六边形、菱形等，鳞片中部有不同程度的突起。这些鳞片有不同的排列方式，可以抽象为瓦片状排列和正六边形排列，其他排列方式也可以从这两种排列方式转换而来。皮肤的多层结构由外角皮质、由角质层构成的硬壳支撑物和填充在硬壳中的软结缔组织组成。在体表受力时，复合材料结构能形成多向压缩的条件，延缓压力引起的纵向开裂，因此具有较高的承载能力，特别是具有优异的抗气固两相流冲刷能力。因此，形态与结构的耦合使沙漠蜥蜴体表具有优良的抗风沙侵蚀和耐磨性。

这种生物“耦合现象”耦合现象也是工业仿生学研究的重点。例如，在水泥生产中，水泥粉磨系统是水泥生产的重要核心部件，其磨损和脱落是制约水泥生产的一大技术难题。通过模拟沙漠蜥蜴体表形成刚柔耦合的多层耐磨结构，为磨辊的制备开辟了一条新的途径。通过形状、结构和材料的合理耦合，科学家们成功开发出多耦合仿生磨辊的生产新工艺，提高了水泥粉磨系统核心部件的耐磨性。

飞檐走壁

壁虎可以在光滑的镜面墙壁或天花板上自由活动，甚至可以用一只脚倒挂在天花板上。它可以很容易地连接和剥离，而不留下任何痕迹的表面已被爬行。这种“飞檐走壁”往往令人费解。

壁虎漫步不是在吸盘上，而是在每只脚下的两百万根细毛上。绒毛的每根都有几十微米厚，顶部被分成数十万个更细、弯曲的绒毛，直径只有几百纳米。桩端延伸成扁平状，形成微小的“刮板”，附着力强。这些数十亿的刮刀看起来就像长在绒毛顶部的花椰菜，为壁虎提供了大面积的附着在墙上的空间，支撑它们的重量。这种特殊的粘附力是由壁虎脚下的大量绒毛和物体表面的分子产生的范德华力累积而成。范德华力是由相互非常接近的中性分子产生的弱静电力。此外，这种附着力是可逆的，很容易被“剥离”破坏，就好像胶带被撕掉一样。

受壁虎的启发，科学家们发明了一种具有防水功能的强力医用绷带，可广泛用于外科手术和伤口修复。他们利用计算机技术模拟壁虎脚的脚底结构，在绷带表面“刻”出许多极小的沟壑，大大增强了绷带的附着力，可以贴近人体组织。此外，绷带由生物聚合物制成，即使留在体内也能自动生物降解。

科学家们还开发了一种叫做壁虎皮的超级粘合材料，这种材料具有高效、可逆和干粘合的特点。这种仿生材料可以广泛应用于我们的生活中，如制作足球和板球守门员使用的超粘性手套，以及更坚固的地鞋和攀岩设备，制作雨雪天气不再打滑的汽车轮胎，贴上电视机，电脑显示器和其他电子产品可以随意贴在墙上，并根据需要分开。在影视拍摄中，演员们不用电脑特技，就能在摩天大楼的玻璃幕墙上真正发挥自己的特技。

壁虎机器人是仿生学领域的一个研究热点。例如，有科学家模仿壁虎脚下皮毛的结构，用一种只有20微米宽、类似橡胶的微模具制造出一种聚合物微丝，并制成胶粘涂层。它们被包裹在为壁虎机器人特制的四只脚上，大大提高了负载。每只脚都有一只小手，在墙上攀爬时很稳定，可以像壁虎一样轻松地把每只脚粘住或抬起，在竖直的木板、彩绘的金属和玻璃上自由行走。

这项技术可以广泛应用于消防、刑侦、建筑等领域，例如可以用来制造能够爬陡壁、穿越任何地形的搜救机器人；可以研制出用于太空探索的爬壁机器人，它可以在任何恶劣条件下在航天器外表面行走，为飞行器进行“体检”。

林间滑翔

飞蜥蜴俗称“飞龙”，生活在中国南方、南亚和东南亚。这种飞行蜥蜴的翅膀从身体两侧的皮肤伸出，由五根伸出的肋骨支撑。它的肋骨是可移动的，可以从身体两侧延伸，而且延伸得很长。皮肤被这些肋骨拉着，就像扇子一样。当飞蜥蜴在树枝上奔跑时，它的肋骨是闭合的，但是当它要去另一棵树时，肋骨是张开的，这样它们就可以张开“翅膀”飞过去。

仿造飞蜥，人们发明了带滑翔伞或降落伞的降落伞套装。这种降落伞套装，又称连体衣，与飞行蜥蜴的翼膜非常相似。由于其新颖性、刺激性和安全性，它问世后几年便风靡全球。降落伞服不仅保证了运动员自由落体时的安全，而且延长了在空中停留的时间，让人们体验飞行的意境，也可以自己掌握着地时间。因此，降落伞也是伞兵们非常喜爱的新装备。

踏浪行走

除了水黾、钓鱼蜘蛛等小动物外，大多数动物由于身体太重或速度太慢而不能在水上行走。所以当人们看到斑点鬣蜥在水面上“驰骋”时，它所拥有的特殊能力令人惊叹，并且在相当长的时间里始终不得其解，甚至认为这是蜥蜴的“超级能力”。因此，它也被称为“超人蜥蜴”。

斑冠鬣蜥用四条腿在陆地上奔跑，而在水上，只有两只后脚用来交替奔跑。速度可达每秒1.5米。它可以在水面上连续跑约4.5米，然后前肢沉入水中，成为游泳姿势。斑点鬣蜥水上行走技术的秘密在哪里？首先，斑冠鬣蜥不仅有强壮的后腿和大脚，还有和脚趾上的“胡须”一样的毛边。在陆地上行走时，胡须是闭合的；在水上飞行时，胡须是张开的，增加了脚与水的接触面积，这样它们就不会在水上倾斜或翻倒。

在高速摄影机中，斑冠鬣蜥可以分为三个部分：拍手、战斗和复原。在撞击水面时，它的脚主要是垂直移动；拍打时，它的脚主要是向后移动；在复原过程中，它的脚会抬离水面，为下一步开始动作做准备。当它的脚踏入水中时，淹没的腿会产生一个支撑身体的气室，并通过脚趾的扩张进一步扩张气室，有利于腿向上抬起。在洞消失之前，它必须很快地把脚趾提离水面。所以，这有点像我们骑自行车，如果我们不踩踏板，它就会慢慢停下来，车上的人就会翻车。

因此，科学家们跟随斑点鬣蜥研制出一种可以在陆地和水中行走的两栖机器人。机器人长约0.3米。整个车身由碳纤维和塑料制成。采用两对相同的四杆机构，相移180度，由轻型大功率电机驱动。它可以模拟蜥蜴腿的踏水运动。如果配备生化传感器，这种两栖机器人可以用来监测水质；如果携带摄像头，则可以参与搜救工作。

登陆火星

现代人的生活离不开各种各样的交通工具。然而，车轮非常适合在平坦的道路上行驶。当地面由松散的沙子或大块岩石组成时，普通车辆不能移动。因此，科学家们正在研究能够快速穿越沙漠的蜥蜴。例如，非洲撒哈拉沙漠中的“鱼蜥蜴”可以像蛇一样，从头到尾、从左到右交替摆动身体，在沙丘间蜿蜒而行；美国的刺趾蜥蜴只会用它强壮的后腿着陆和旋转，速度和风车一样快，张开它刚毛的脚趾推动沙子跑得更快。对于地形较为复杂的蜥蜴来说，它通常四肢着地在细砂或砾石上爬行，必要时只能用两条腿跑。

基于这种蜥蜴对各种困难和复杂环境的适应能力，科学家开发出一种C形脚的六条腿机器人。

它的附属物非常适合在坚硬物质较少的粗糙和柔软表面行走。该机器人长12.7厘米，重136克，非常适合执行搜救任务。未来，它还可能被选为火星探测器。它将由火箭发射到火星表面，在火星的丘陵或沙地上跳跃，进行环境调查和科学考察。