[科普中国]-穿山甲奇葩背后的科学

每年2月的第三个星期六（2019年2月16日）为世界穿山甲日。说到穿山甲，也是够奇葩的生物了。它是哺乳动物却又满身甲胄，它明明有着满身甲胄却又喜欢昼伏夜出，是肉食动物却只嗜食白蚁……今天，我们就来聊聊关于穿山甲身披“铠甲”走天下的故事。

穿山甲是白蚁的天敌——一只成年穿山甲能保护250亩林地免受白蚁的危害

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天然铠甲，让强者望而却步

在哺乳动物当中，穿山甲算是一个另类了，因为它浑身裹满坚硬的鳞片。俨然就像是古代身披铠甲的大将军，看上去倒是十分的威武。

穿山甲浑身裹满鳞片（图片来源：st.so.com）

穿山甲是目前为止发现的唯一一类身披鳞甲的哺乳动物，其鳞片重量占到体重的20％左右。所以要说浑身裹满鳞片，可能还是有点夸张了，因为穿山甲的面部和身体腹面部分是没有鳞片的。但这些丝毫不影响穿山甲身披“铠甲”的整体形象。

穿越历史的铠甲（笔者拼图，图片素材：st.so.com）

有人可能会问了，穿山甲的天然铠甲到底有什么作用呢？其实，这是穿山甲赖以防身的“秘密武器”。

天然铠甲到底有什么作用？

**1.**防御本能

你看，以嗜食白蚁为生的穿山甲，既没有强悍的进攻力，也没有在运动速度方面的优势。在遭遇天敌攻击时，穿山甲出于本能的防御就是缩成一团，从而变成一个被巨大鳞片包裹的大刺球。面对这样一个大刺球，就是狮子、老虎也感到十分棘手，想吃而又无从下口。

狮子拿穿山甲也没有办法——弃之可惜，食之不能

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2. 割伤敌害

要真是被逼急了，穿山甲也是会反攻的。它此时的招数就是突然张开鳞片，让那些锋利的鳞片割伤敌害。而且在危急时刻，穿山甲还能从肛腺中释放“化学弹”，这种化学弹实际上就是一种有着恶臭味的液体。

张开鳞片的穿山甲（图片来源：黔农网）

**3.**水塘畅游

全世界共有8种穿山甲，其中有4种主要生活在地上，4种主要生活在树上。

世界上的8种穿山甲（图片来源：baike.so.com）

无论哪种穿山甲，也许它们的生活习性不尽相同，但它们都会游泳的。即便是基本上不下地的树穿山甲属（树穿山甲和长尾穿山甲），它们也特别喜欢水。

炎热的夏季，穿山甲到水塘中畅游一番，无疑可以起到消暑降温的作用。穿山甲可是一个游泳高手，别看它身披铠甲笨呼呼的，真要游起来那可真叫不含糊。

穿山甲向内翻卷的鳞片（图片来源：image.baidu.com）

穿山甲在游泳时，只有头露出水面，尾巴不停地摆动，以掌握好前进的方向。我们可以看到，穿山甲游起泳来一点都不费力，它身上的鳞片可是帮了它不少忙呢！

铠甲能增加浮力（笔者制作，图片素材：www.iqiyi.com）

穿山甲每一个鳞片的重量也就2克左右，由于其向内翻卷并在其下形成一个空腔。而空腔内残留的空气则能够增加穿山甲的浮力，从而使得穿山甲能够在水中轻松自在地游泳。

**4.**穿山打洞

穿山甲的鳞片除了能防身之外，还可以在打洞时变身“推土机”。而说起穿山甲的打洞，其实这是进化压力赋予它们的生存本能之一。穿山甲会根据季节和食物的变化而不断地搬家，这样它们就得不断地打洞。穿山甲打洞的速度非常快，并且全身都能很好地进行协作。

穿山甲的鳞片（图片来源：v.qq.com 公益宣传片）

在挖洞时，穿山甲会先用前爪把土挖松，然后让整个身体都钻进去。在刨土时，它先要把粗壮有力的尾巴撑到地面的土壤里，然后把身体向上拱起来，再用前爪和后爪依次从身下向后推土。在后退时，它又会把全身的鳞片张开，从而把挖松的土壤带出洞外。

穿山甲打洞截图（图片来源：www.365yg.com，标注为笔者所加）

穿山甲再次进洞时，又会把全身的鳞片闭合起来，这样可以减少前进时的阻力。并不断重复上述的刨土和送土过程，这样就可以完成打洞任务了。

机械仿生，向穿山甲学习绝活

穿山甲的打洞绝活，着实令科学家们羡慕不已。中国科学院院士、吉林大学教授任露泉是中国仿生学研究的开拓者之一，地面机械仿生脱附减阻就曾是他的一个研究课题。

对于经常与土壤打交道的动物来说，它们为什么能够遇黏不粘，并能轻松穿越土层？像穿山甲、蜣螂等动物，尽管都不属于光滑身体表面，但是都具有脱附功能。研究这些问题，将有望解决工农业生产中土壤黏附机械的重大技术难题。

跨越时空的农用犁（笔者拼图，图片素材：st.so.com、image.so.com、）

任露泉带领研究团队相继研制出具有脱附减阻功能的犁壁、镇压辊、深松铲、挖斗及表面电渗落料斗等多种仿生机械部件，并在自洁表面、防粘模具、不粘炊具、减摩活塞等方面取得了一些创新研究成果。

穿山甲的鳞片波纹之所以具有减黏降阻的作用，是因为其体表与土壤表面之间存在一些间隙，可以有效减弱大气对土壤的作用，从而降低动物体表对土壤的吸附能力。

穿山甲体表与土壤表面间存在的空气膜，既能降低摩擦系数又能减少粘附。同时，鳞片体表宏观上的凸凹不平和微观上的棱纹波形也对减黏降阻具有重要的作用。

刀下留情，铠甲掩不住的脆弱

穿山甲作为白蚁的天敌，在森林害虫防治方面具有极其重要的生态价值。然而，该物种进化程度很低，习性非常特别，而食物来源又比较单一，对栖息地的依赖程度很高，因此是一个极其脆弱的物种。

濒临灭绝的穿山甲（图片来源：v.qq.com 公益宣传片）

对于穿山甲来说，那一身坚硬的铠甲对某些天敌的确具有一定的作用。但对于人类来说，那身铠甲及其蜷缩的刺球几乎是不起作用的。

穿山甲作为鳞甲目哺乳动物唯一的后代，生存状况极其堪忧！目前，世界上仅存的8种穿山甲均已被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》。2017年1月2日，全球的穿山甲国际贸易正式被全面禁止。

穿山甲成为“网红”，大多与嗜食穿山甲有关。其实，人类对于穿山甲的疯狂捕杀，源于人们对于穿山甲的过度神化和迷信。

主要成分为角蛋白（图片来源：v.qq.com 公益宣传片）

穿山甲片的主要成分为角蛋白，与人类的指甲以及犀牛角的成分相同。并且，穿山甲的鳞片还会累积砷、铅等重金属元素，而砷和铅都是有毒的化学元素。同时，穿山甲也可能会携带未知的微生物和寄生虫，从而对食肉者产生健康方面的风险。

现在，穿山甲人工驯养和繁育一直被认为是一个生物学难题，保护穿山甲种群必须立足于保护野生穿山甲及其栖息地。

请刀下留情（图片来源：v.qq.com 公益宣传片）

穿山甲在我国属于国家二级重点保护野生动物，国家明令禁止私人捕杀和食用穿山甲。对于那些已走向濒危的穿山甲资源，请捕猎者们刀下留情，让穿山甲这个从远古走来的生物保存下来。

参考文献：

【1】中国绿发会.《2018年：穿山甲盘点之年》，搜狐网，2018-02-17。

【2】刘萍萍.《穿山甲真有什么神奇功效吗？吃个穿山甲能大补？》，搜狐健康，2017-02-24

【3】新浪科技.《狮子捕获穿山甲无奈坚硬外壳无法入口》，新浪科技，2010-12-07。

【4】科学时报.鲍珣 毛润杰 石明山.《执著的追求 记任露泉院士和他的工程仿生研究》，科学网，2008-02-20 。

【5】猴头核桃.《穿山甲的身体结构，它的鳞片雕刻值得收藏吗？》，搜狐.艺术，2016-11-18。