鲨鱼肠道就像一个“天然”的特斯拉阀门，能推动液体单向流动且节省耗能

鲨鱼的肠道呈螺旋状，其工作原理类似于尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）设计的一种不同寻常的瓣膜。你可能想象不到——研究它们的解剖结构，竟然还有助于改进工业流体泵技术。

大多数动物都有管状肠道，通过肌肉收缩推动食物前进，就像挤压牙膏一样。但是，鲨鱼慢慢地以螺旋状的方式输送食物，而不需要肌肉来推动食物。加州州立大学多明格斯山分校(California State University Dominguez Hills)的萨曼莎·利(Samantha Leigh)表示，它们的肠道形状也只允许食物单向流动——就像性能增强的特斯拉阀门。

鲨鱼体内这种仿生型的差异化微调，可能正是让这种结构模型更有效率的背后秘密。

研究人员已经对近36种鲨鱼的肠道，进行了一系列高分辨率、3D扫描，这将有助于进一步了解鲨鱼是如何进食和消化食物的。

Samantha Leigh和她的同事通过手术，从32条死鲨鱼身上取出了整个消化管，这些死鲨鱼要么是捐赠给他们的项目，要么是在洛杉矶县自然历史博物馆保存的，代表着22个鲨鱼家族。它们都有四种不同的螺旋肠：柱状的，看起来像螺旋楼梯；卷轴，看起来像一张卷起来的纸；还有两种，一种是向上的，一种是向下的。

研究人员在用计算机断层扫描扫描之前，将所有的肠道填满液体并冷冻干燥以保持其自然形状。通过这些扫描，他们创建了虚拟3D模型，让人们首次了解这些“天然”特斯拉阀门的结构和功能。

然后，使用四种类型的肠的未冷冻样本，研究人员发现液体需要大约35分钟才能以正常的方向流过螺旋状肠。然而，当他们将螺旋状的肠道倒置时——与正常的流动相反——液体通过这两种漏斗类型的时间，是之前的两倍。

研究小组还测试了五种最近被安乐死的太平洋刺角鲨（Squalus suckleyi）的螺旋肠功能，方法是让不同厚度的彩色液体穿过这种螺旋生物结构。

由于鲨鱼刚刚死亡，它们的螺旋肌肉仍然对液体的存在做出反应。研究人员确定，这些收缩“混合和搅动”了液体，而不是推动它们前进。“仅仅是肠的结构本身，就能完成这种单向移动的工作。”

研究人员由此表示，由螺旋状肠道导致的食物在肠道中的缓慢移动，可能会让鲨鱼保留食物的时间更长（通常几天甚至几周后才吃一顿大餐），而且它们处理食物所消耗的能量也更少。

受鲨鱼启发的技术，可能特别适用于那些要求水流朝一个方向流动且耗能最少的行业，比如从废水中过滤微塑料。

虽然科学家们仍然不知道为什么鲨鱼有这些特殊的肠道，但他们怀疑——鲨鱼可能从食物中提取了最多的营养，这可以帮助它们在不吃饭的情况下存活数周。

来自加州州立大学多明格斯山分校、华盛顿大学和加州大学欧文分校的研究小组于7月21日在《英国皇家学会学报B》上发表了他们的研究成果。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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