科学家研究仙人掌刺的刺穿性能

小心跳跃的cholla，Cylindropuntia fulgida。这种灌木状的分枝仙人掌如果被触碰，它张开的刺会扎进罪犯的肉里。多刺的刺扎得很紧，经常有一节仙人掌带着它们断裂，给灾民留下一个棘手的问题。

它是六种仙人掌中的一种，由伊利诺伊大学博士后研究员斯蒂芬妮克罗夫特(Stephanie Crofts)和动物生物学教授菲利普安德森(Philip Anderson)仔细测试过。研究刺穿植物和动物的生物力学的研究人员想知道脊椎结构如何影响其性能。

他们发现，使cholla thorn和其他刺容易穿透动物肉的相同生物力学特性也使刺更难移动。研究人员在《皇家学会学报b》上报道了他们的发现。

“我们正在研究刺穿事件的基本机制，仙人掌刺的差异——特别是它们的微观结构——将影响它们如何刺穿并固定在被刺穿的任何东西上，”克罗夫特说。

除了仙人掌，研究人员还评估了仙人掌的刺。脆弱的仙人掌，或者脆脆的仙人掌；Pereskia grandiflora，玫瑰仙人掌；特氏金鸡菊、阿根廷仙人掌；和多花仙人掌，普通的仙人掌。

仙人掌可能有多种功能，包括保护植物免受食肉动物的侵害，提供阴凉和从雾中收集水分。Cholla spines有一个繁殖目的：通过锁定任何不幸的生物来刷它们，荆棘帮助植物将它们自己的碎片分配到新的位置。

为了比较不同的刺，克罗夫特和安德森在无皮鸡胸肉、猪肩肉(皮)和不同密度的合成弹性体中对它们进行了测试。他们测量了每种类型的脊椎刺穿和退出每种材料需要多大的力。

“在我们开始实验之前，我们在扫描电子显微镜下观察了脊柱，”克罗夫特说。"带刺的刺——就像cholla身上的刺——看起来与其他小组研究的豪猪刺非常相似."

像豪猪的刺一样，多刺的仙人掌刺有带状外观，这是倒刺层重叠的结果。研究人员发现，像豪猪刺上的那些一样，仙人掌的倒钩大小正好可以阻挡动物肌肉纤维。

研究人员发现，没有倒刺的脊柱需要更多的工作来引发骨折。带刺的刺可以更容易穿透目标，而且需要更少的工作。它们也更难从动物组织中去除。

安德森说：“为了有效地穿刺，乔拉的脊椎必须能够非常容易地穿透目标，所以轻轻地刷牙就行了。”"同时，它必须非常难以去除."

安德森说，在豪猪刺和多刺仙人掌刺中，倒钩的作用就像小刀片，可以集中压力，使动物组织更容易断裂。

“然后，倒钩会抓住你的肌肉纤维，使其难以去除，”他说。

研究人员发现仙人掌物种之间存在可靠的性能差异。例如，研究小组发现，多刺蚁“需要比任何其他物种做更多的工作才能从鸡中抽离出来”。Cholla thorn很难从猪组织中提取。事实上，一根巧克力棘可以将半磅重的猪肉从皮肤中提起。

这个可怕的发现更进了一步。研究小组发现，从鸡胸肉上取下的刺最后被涂上了一层动物组织。猪肉刺出来很干净，但是一些倒钩掉了。想必这些还是肉吧。

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