如果你是一枚贝类
如果你是一枚贝类—确切来说,软体动物之双壳类动物(bivalve),你将怎么建造你的房子—你的贝壳?
从这点来讲,你的住房压力一点都不逊于中国广大的未婚男青年,虽然你可能没有个撒泼的女朋友或凶悍的丈母娘,也没有无良房产商来炒作价格,更没有环球金融危机在威胁你的钱包。但你如果没有房子,小命就基本不保。海平面上下虎视眈眈的虾兵蟹将,不沉的鱼也不落的雁,都在觊觎你柔软的身躯,作为周末安慰他们撒泼女朋友的情人节大餐。
于是你晓得了你需要一个结实坚强的房子,不可以是豆腐渣工程,不可以像四川灾区的教学楼一样一垮千里。如果你被一个螃蟹或一条鱼袭击,那你的房子需要有足够的抗击稳定压力(static loading)的性能。如果有鸟嘴试图啄开贝壳,或者偶尔海浪抛起几块板砖(岩石)向你砸过来,那你的房子必须有抗击不断变化的外力袭击(dynamic loading)的性能。如果有不厚道的海鸥,直接把你啄到高空往地上摔,那你的房子最好能重一些,让它叼不起来。如果你还很不幸碰到一些有尖嘴的鸟或是一些海蜗牛,试图在你的贝壳上钻孔,那你的房子还需要有抵抗摩擦与化学物侵蚀的能力,而且最好贝壳要厚一些,这样鸟们的嘴很难钻透你的房子,无法伤害到你。再如果,你碰到了个无良海星,想要把你的贝壳撬开一条缝,好让自己的胃伸进去饱食一餐,那么你的房子一定要粘合得很好,而且贝壳不容易被弯曲。
你能长大真不容易。在这样艰苦的环境下,你终于成长为了一位出色的材料学家与建筑工程师。说来惭愧,人类直到大概4000年前才懂得修建茅草屋作为原始的复合材料建筑。而要到上世纪70年代才开始大面积使用复合材料。当材料学家花费大量金钱时间研究,却还在使用石器时代的技术在制造无机材料,你却早在几亿年前,已制造了人类无法媲美的无机复合材料,熟练地建筑房子了。
当开始建筑你的屋子时,你先分泌出一层蛋白质等有机物,形成一个最外层,并搭建起了一个房屋的结构。这个房屋是多层建筑,房间的形状因你喜好而定,有球形,长方形,管形等。每个房间并不整齐排列,而是稍微错开位置。这样有助于房屋的稳定性。当遭遇外界袭击时,错开的层间结构有助于吸收冲击能量,不至于一下全部坍塌。
有了房间的结构后,就地取材地,你吸收了海水里的钙离子与碳酸离子,形成坚硬的石灰石(碳酸钙),建筑了每个房间的墙壁与地板。在每一层房间,你填进了不同的石灰石材料。一般置于较外层的是方解石(calcite),形成的棱柱层(prism)有助于防止化学物侵蚀。置于最内层的为霰石(aragonite)。霰石是许多珍珠的组成成分,温润晶莹,对你而言是很漂亮的室内装潢材料。更难得的是它组成的珍珠母层(nacre)有非常高的强度,可以抵御房屋外敌人的侵犯。
这样坚实的材料可以造就非常强大的房屋。比如作为珍馐之一的鲍鱼(Haliotis),它的贝壳比人类所能制造的所有无机材料都要强韧,甚至可以与金属媲美。如果一个汽车从它的贝壳上碾过,鲍鱼的美梦都不会被惊醒。再比如擅长潜水的鹦鹉螺(Nautilus),它用贝壳作为浮力罐,通过调节贝壳里的空气含量来调节自己在海里的高度。它的贝壳几乎完全由刚强的珍珠母层组成,才足以抵抗贝壳内的气压冲击。
在理想的状况下,贝壳是越厚越大越好,这样房子也会更坚硬更刚强。但事实上,所有你的兄弟姐妹的房子都不大,有一些的房子甚至比它的个子还小。很显然,建造一个大房子非常耗时耗力劳民伤财,搞不好房子没建好,你先自己埋进去了。另外,如果房子太大太重了,也影响你的活动。
自然选择是神奇的,在于它总能为你的生活选择一个最佳的方式。著名的无肠贝(Solemya parkinsoni),专门生活于污水排放口等地方。在这个艰苦的环境里,悬浮碎屑相当多,很容易把无肠贝埋进去。因此,无肠贝的贝壳很小且薄,但韧性十足。当它游泳时,它的贝壳张开把水包入腔内,再收缩迅速把水从体后方排出。这种反射力量使它迅速前进,而且每1-2秒钟便能重复一次这种动作,无肠贝便可以快速游泳,逃离被掩埋的命运。
还有一种扇贝叫江瑶贝(Pinna),喜欢住在海里的泥滩上,它的贝壳薄却也很韧。当某鱼前来袭击时,它便迅速把身体从海平面下拔起,缩进贝壳的一个小角落里,并紧紧地闭合了贝壳。由于贝壳韧性很足,可以弯曲到使内层边缘非常牢固并大面积地粘合在一起,让某鱼只能望贝兴叹。如果某鱼不忿一定要咬一下贝壳,只能得到满嘴的石灰石。当愤怒的鱼离去后,江瑶贝可以在几个小时内迅速修补好它的房子。
这么看来你的房子是不可战胜了,你似乎也这么认为。
突然有人类持着钯锨向你走进,对你伸出了贪婪的手。不远处的人类的房子里,有一大锅烧开的滚烫的水…..
从这点来讲,你的住房压力一点都不逊于中国广大的未婚男青年,虽然你可能没有个撒泼的女朋友或凶悍的丈母娘,也没有无良房产商来炒作价格,更没有环球金融危机在威胁你的钱包。但你如果没有房子,小命就基本不保。海平面上下虎视眈眈的虾兵蟹将,不沉的鱼也不落的雁,都在觊觎你柔软的身躯,作为周末安慰他们撒泼女朋友的情人节大餐。
于是你晓得了你需要一个结实坚强的房子,不可以是豆腐渣工程,不可以像四川灾区的教学楼一样一垮千里。如果你被一个螃蟹或一条鱼袭击,那你的房子需要有足够的抗击稳定压力(static loading)的性能。如果有鸟嘴试图啄开贝壳,或者偶尔海浪抛起几块板砖(岩石)向你砸过来,那你的房子必须有抗击不断变化的外力袭击(dynamic loading)的性能。如果有不厚道的海鸥,直接把你啄到高空往地上摔,那你的房子最好能重一些,让它叼不起来。如果你还很不幸碰到一些有尖嘴的鸟或是一些海蜗牛,试图在你的贝壳上钻孔,那你的房子还需要有抵抗摩擦与化学物侵蚀的能力,而且最好贝壳要厚一些,这样鸟们的嘴很难钻透你的房子,无法伤害到你。再如果,你碰到了个无良海星,想要把你的贝壳撬开一条缝,好让自己的胃伸进去饱食一餐,那么你的房子一定要粘合得很好,而且贝壳不容易被弯曲。
你能长大真不容易。在这样艰苦的环境下,你终于成长为了一位出色的材料学家与建筑工程师。说来惭愧,人类直到大概4000年前才懂得修建茅草屋作为原始的复合材料建筑。而要到上世纪70年代才开始大面积使用复合材料。当材料学家花费大量金钱时间研究,却还在使用石器时代的技术在制造无机材料,你却早在几亿年前,已制造了人类无法媲美的无机复合材料,熟练地建筑房子了。
当开始建筑你的屋子时,你先分泌出一层蛋白质等有机物,形成一个最外层,并搭建起了一个房屋的结构。这个房屋是多层建筑,房间的形状因你喜好而定,有球形,长方形,管形等。每个房间并不整齐排列,而是稍微错开位置。这样有助于房屋的稳定性。当遭遇外界袭击时,错开的层间结构有助于吸收冲击能量,不至于一下全部坍塌。
有了房间的结构后,就地取材地,你吸收了海水里的钙离子与碳酸离子,形成坚硬的石灰石(碳酸钙),建筑了每个房间的墙壁与地板。在每一层房间,你填进了不同的石灰石材料。一般置于较外层的是方解石(calcite),形成的棱柱层(prism)有助于防止化学物侵蚀。置于最内层的为霰石(aragonite)。霰石是许多珍珠的组成成分,温润晶莹,对你而言是很漂亮的室内装潢材料。更难得的是它组成的珍珠母层(nacre)有非常高的强度,可以抵御房屋外敌人的侵犯。
这样坚实的材料可以造就非常强大的房屋。比如作为珍馐之一的鲍鱼(Haliotis),它的贝壳比人类所能制造的所有无机材料都要强韧,甚至可以与金属媲美。如果一个汽车从它的贝壳上碾过,鲍鱼的美梦都不会被惊醒。再比如擅长潜水的鹦鹉螺(Nautilus),它用贝壳作为浮力罐,通过调节贝壳里的空气含量来调节自己在海里的高度。它的贝壳几乎完全由刚强的珍珠母层组成,才足以抵抗贝壳内的气压冲击。
在理想的状况下,贝壳是越厚越大越好,这样房子也会更坚硬更刚强。但事实上,所有你的兄弟姐妹的房子都不大,有一些的房子甚至比它的个子还小。很显然,建造一个大房子非常耗时耗力劳民伤财,搞不好房子没建好,你先自己埋进去了。另外,如果房子太大太重了,也影响你的活动。
自然选择是神奇的,在于它总能为你的生活选择一个最佳的方式。著名的无肠贝(Solemya parkinsoni),专门生活于污水排放口等地方。在这个艰苦的环境里,悬浮碎屑相当多,很容易把无肠贝埋进去。因此,无肠贝的贝壳很小且薄,但韧性十足。当它游泳时,它的贝壳张开把水包入腔内,再收缩迅速把水从体后方排出。这种反射力量使它迅速前进,而且每1-2秒钟便能重复一次这种动作,无肠贝便可以快速游泳,逃离被掩埋的命运。
还有一种扇贝叫江瑶贝(Pinna),喜欢住在海里的泥滩上,它的贝壳薄却也很韧。当某鱼前来袭击时,它便迅速把身体从海平面下拔起,缩进贝壳的一个小角落里,并紧紧地闭合了贝壳。由于贝壳韧性很足,可以弯曲到使内层边缘非常牢固并大面积地粘合在一起,让某鱼只能望贝兴叹。如果某鱼不忿一定要咬一下贝壳,只能得到满嘴的石灰石。当愤怒的鱼离去后,江瑶贝可以在几个小时内迅速修补好它的房子。
这么看来你的房子是不可战胜了,你似乎也这么认为。
突然有人类持着钯锨向你走进,对你伸出了贪婪的手。不远处的人类的房子里,有一大锅烧开的滚烫的水…..