异鹦鹉螺(鹦鹉螺的创新启示与应用)

异鹦鹉螺(鹦鹉螺的创新启示与应用)

不一样的鹦鹉螺(鹦鹉螺的创新启示与应用)

鹦鹉螺是鸟还是蜗牛?跟鹦鹉有什么关系?鹦鹉螺看起来像一只缩小的大虾。他们关系密切吗?鹦鹉螺为什么被称为“活化石”?为什么叫“优雅的漂浮物”?为什么世界上第一艘核动力潜艇叫鹦鹉螺号?别急,这篇文章会一一为你解答。

鹦鹉螺(学名:Nautiloidea):是头足类和鹦鹉螺科海洋软体动物的总称。现有2属(鹦鹉螺属,鹦鹉螺属)6种(鹦鹉螺属2种:穿孔鹦鹉螺属和鹦鹉螺属;鹦鹉螺有4种:巨脐鹦鹉螺、珍珠鹦鹉螺、白头鹦鹉螺、帕劳鹦鹉螺),列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》CITES附录二、IUCN濒危物种红色名录和中国国家重点保护野生动物名录[1]。

鹦鹉螺作者2017年在厦门海洋馆拍摄。

鹦鹉螺有光滑卷曲的外壳。现已发现最大的贝壳有26.8厘米,但成年鹦鹉螺一般不超过20厘米。主要分布在西南太平洋的热带海域,集中在菲律宾群岛的南半部和新几内亚的新不列颠岛海域、澳大利亚的大堡礁和斐济群岛海域;中国的西沙群岛和海南岛南部,从台湾省东部沿琉球群岛,蔓延至日本列岛南部的相模湾;它从西南太平洋向西延伸至印度洋[2]。

鹦鹉螺非常漂亮,白色的壳上有红棕色的火焰斑纹。它被称为“鹦鹉螺”,因为它整体看起来像一只鹦鹉的嘴。鹦鹉螺不仅有漂亮的外壳,还有非常有趣的内部结构。它的外壳分成由小到大的隔间,像一个螺旋楼梯。这种结构允许鹦鹉螺自由漂浮或下沉[3]。

鹦鹉,BeckyTregear/Pixabay

鹦鹉螺的内部结构是stux/Pixabay。

鹦鹉螺看起来像蜗牛。它的名字叫蜗牛,但它不是蜗牛。因为我们常说的海螺,指的是软体动物门的腹足类(就是用腹肌行走的,比如唐冠螺),鹦鹉螺虽然也是软体动物,但却是头足类(就是腿长在头上)。我们来想一想,什么是头上直接长着腿的软体动物?是的,你可能会想到章鱼、鱿鱼、乌贼,鹦鹉螺是它们的亲戚。虾(英文名:Shrimp)是甲壳类动物,所以虾和鹦鹉螺的关系相当远[3]。毫不奇怪,鹦鹉螺既不是鸟,也不是海螺。它和章鱼、鱿鱼、鱿鱼的关系比虾更密切!

鹦鹉螺在古生代几乎遍布全球,是一个非常庞大的家族。它们属于软体动物、头足动物和鹦鹉螺。头足类祖先诞生于5亿年前,奥陶纪达到顶峰。仅鹦鹉螺就进化成了8个亚目,900多个属,甚至还有体长超过10米的巨型鹦鹉螺。鹦鹉螺是唯一现存的有真壳的头足类动物。它的壳和海螺的壳有两个明显的区别。第一,这个外壳内部不是普通的空外壳,而是每隔一定距离就有一个隔板,形成一个又一个独立的小木屋。只有最外面的船舱才是鹦鹉螺物理生活的地方。第二,这个壳是完全对称的,而任何螺旋壳都是螺旋不对称的[4]。

鹦鹉螺种类不多,但化石多达2500种。这些古生代高度繁荣的种群构成了重要的地层标志,在生物进化和古生物学研究中具有重要价值。地质学家可以利用这些存在于不同地质年代的化石来研究相关的动物进化、能源、矿物和环境变化,为自然的利用和改造提供科学数据。现存的鹦鹉螺在地球上经历了上亿年的进化,但它们的外貌和习性变化不大,因此被称为海洋中的“活化石”。

鹦鹉螺白天呆在水底,在风平浪静的夜晚,它们游到海面,舒展身体,享受海浪和海风。因此,人们称他们为“优雅的漂浮物”[5,6]。

鹦鹉螺独特的外观和结构在机械设计和建筑设计中发挥着独特的作用,还有很多鲜为人知的用途:

启蒙与应用1。鹦鹉螺号与潜艇设计

鹦鹉螺能在一次又一次的大灭绝中存活下来,得益于它们独特的身体结构、特殊的生活习性和灵活的应急方法。鹦鹉螺的外壳被分成许多独立的分区,各节之间有管道相连。鹦鹉螺可以通过系列管道的局部渗透,将壳室内的液体缓慢排出,使其身体的重量减轻,漂浮起来。然后,周围的压力将海水推回壳室内,导致其重量增加并下沉。人类基于这种结构发明了潜艇,因此第一艘核潜艇被命名为鹦鹉螺号[7]

美国第一艘核潜艇鹦鹉螺号

如今,鹦鹉螺以其优美的螺旋曲线,给人以科学的灵感,为人类艺术世界增添了素材[8]。

启蒙与应用2。鹦鹉螺与建筑设计

烟台海昌鲸鲨博物馆是海昌海洋公园旗下一座以鲸鲨为主题的海洋科技博物馆,建筑面积17300平方米。它由世界著名的日本水族馆设计事务所岩崎设计,建筑外观采用了独特的鹦鹉螺造型。无独有偶,青岛东方影院展示中心也采用了鹦鹉螺造型。这种建筑构思巧妙,造型独特,气势恢宏,既满足了自然光源的采光需求,又体现了设计的审美性和艺术性,给人耳目一新的感觉。

烟台海昌鲸鲨博物馆海昌海洋公园网站

鹦鹉螺式建筑结构简单示意图| fisher mans女儿/闪烁

启蒙与应用3。鹦鹉螺与仿生设计

有设计师设计了一种高效低噪的鹦鹉螺仿生风机,包括仿生蜗壳、叶轮、扩压器、仿生蜗舌和两块进口盖板,其中仿生蜗舌型线与鹦鹉螺壳型线相对应,结构简单。基于鹦鹉螺壳型线的自然进化和优化原理,对多翼离心风机蜗壳型线进行了创新设计,以提高风机性能,降低能耗和成本[9]。

UPSPACE设计了一个鹦鹉螺形状的创意吊灯。鹦鹉造型惟妙惟肖,为你的家居生活增添一抹亮丽的风景。螺旋木纹设计轻松营造出光影散乱的场景和浪漫静谧的氛围[10]。

上升空间鹦鹉螺木制吊灯丨向上空间

鹦鹉螺,一种古老、神秘而美丽的头足类动物,在地球上已经存在了4亿多年。与人类相比,他们堪称地球的原住民。它们是研究动物进化、古生态学和古气候学的重要物种。鹦鹉螺被列为中国国家一级保护动物。虽然鹦鹉螺像大熊猫一样稀有,鲜为人知,但沿海省市海关仍能查处入境旅客非法携带鹦鹉螺壳的案件。我们有必要更多地了解这种美丽的生物,有义务保护这位古老的访客,让它在我们共同生活的地球上生存更久。

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