狗头鱼为什么敢咬鲨鱼（食人鱼都咬不动这种鱼的鱼鳞）

最近，美国空军对亚马逊河中的一种巨骨舌鱼产生了强烈的兴趣。这种看起来平平无奇（除了肉挺多，看起来挺肥美之外），移动迟缓，有点儿像鱼雷的大鱼，除了大好像就没什么其他特别之处了。然而，令人称奇的是，这家伙能够和成群结队的食人鲳（就是大家熟知的食人鱼，又叫水虎鱼）生活在同一片水域中。按理说，一大块移动缓慢的鱼肉肯定会是食人鲳的主要猎物，可事实并非如此——这样归功于这种巨骨舌鱼进化了几百万年的鳞片——它们拥有一种足以抵御食人鲳恐怖的咬合力的鳞片组织结构。美国空军正是希望通过研究这些独特的鱼鳞来为美军士兵和武器系统（如飞机）提供更好的防御装甲保护。

上周三，来自美国加州大学圣地亚哥分校和加州大学伯克利分校的研究人员公布了这种“鱼皮盔甲”独特的组织结构和令人惊叹的强悍“性能”，这种鱼被称为“Arapaima Gigas”，中文一般叫做巨骨舌鱼，在国内的水族馆或者海洋馆都是常客。研究人员表示，巨骨舌鱼的鱼鳞组织结构能够引导人们开发出更结实的防弹衣，并应用到航天航天装备的生存性能设计中去。

▲巨骨舌鱼是南美洲最大的淡水鱼种之一，当然也是世界上最大的淡水鱼种之一。图源：(Reuters/Denis Balibouse)

巨骨舌鱼在英文中也被称为“Pirarucu”，其身长可以达到10英尺（约3米），体重可以达到440磅（约200公斤）。巨骨舌鱼是一种能够呼吸空气，并能在水面以外存活一整天的鱼类，其主要栖息地遍布巴西、圭亚那和秘鲁的河流中，这些河流中遍布着食人鲳——一种以锋利的牙齿、难以置信的咬合力（直接咬断钢制鱼钩）和疯狂的觅食行动闻名于世。

▲恐怖的食人鱼群来袭，虽然这是一幅3D作品，但真实情况与此几乎也没啥差别

在漫长的进化历程中，巨骨舌鱼和食人鲳之间一直存在着某种“军备竞赛”，在这种竞赛中，捕食者一方发展出强力武装“锋利的牙齿”，防御者一方则发展出“超级盔甲”这种生存方式。研究人员称巨骨舌鱼的鳞片几乎就是一种天然的“防弹背心”，或者说其组织结构和防弹背心非常类似，但是在防护性能上却更胜一筹。

▲巨骨舌鱼的鳞片近景。图源：(Reuters/Bruno Kelly)

在实验室中，研究人员发现巨骨舌鱼的鱼鳞外侧有一层坚硬的矿化外层，可以抵御穿透性攻击，而其内侧，则有一层胶原蛋白纤维层（胶原蛋白使皮肤和身体其他结缔组织的主要结构蛋白），这个纤维层和矿化外层密切贴合在一起。食人鲳强有力的咬合能够使这层天然盔甲变形，但无法破坏其胶原蛋白结构，所以，攻击巨骨舌鱼的食人鲳往往无功而返，久而久之，两者就形成了一种默契的平衡，“井水不犯河水”。

目前，像巨骨舌鱼的鱼鳞正是材料学学家研究的热门课题，加州大学系统的许多材料学研究人员都在开展这方面的研究课题。这种“天然盔甲”和人造防弹衣相似度很高，它们都有类似的“鳞片重叠系统”，不过天然盔甲更坚固一些，而且更轻，这种轻便的装备对身体的灵活性和运动协调能力影响更小——毕竟这种天然防弹衣的形成可能花费了数亿年，而人类的防弹衣历史仍然相当有限。

​▲防弹衣的防弹原理和巨骨舌鱼的天然盔甲相似度很高。图源：维基百科

目前研究人员正在着力研究这种胶原纤维层是如何在发生变形的情况下保持其结构不被破坏（包括扭曲、折叠、滑动、撕裂和脱层）的根本机制。而这项研究是由美国空军科研办公室牵头并提供经费支持的，它们希望最后的研究成功能用来提高美军士兵和武器装备的装甲生存能力。