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。

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编译 | Wendy
编辑 | YJ
排版 | 绿叶