蚂蚁、蜘蛛和蝎子等微小的节肢动物经常咬人、刺人，它们也会以其他方式刺穿木材和皮肤等坚硬材料。这是一个了不起的壮举，因为人类即使拥有强大的下颚肌肉，也很难嚼碎一块牛肉干，更不用说一大块树皮了。

新的研究发现了巨首芭切叶蚁（Atta cephalotes）具有咬合优势的原因。研究人员利用强大的显微镜发现，巨首芭切叶蚁下颚生物结构的锌原子网使它们具有不锈钢刀一样的耐久性。这种锌的平滑分布使蚂蚁的牙齿边缘形成细小的尖点，并使它们长期保持锋利。

这种小昆虫的肌肉与人类的相比微不足道，但诀窍在于，巨首芭切叶蚁和其他有金属牙的节肢动物利用它们锋利的咀嚼器，精确地施加适量的切割力来切开树叶或皮。

研究团队从之前的研究中得知，切叶蚁的牙齿含有大量的锌。但他们并不清楚这些金属原子是如何排列的，以及这对蚂蚁的咬合有何帮助。通过在离子束显微镜下检查切叶蚁牙齿在咬合前后的材料构成，研究人员计算出了牙齿的硬度、锋利度和耐久性。

金属加固装置并不局限于蚂蚁的牙齿，蛤蜊虫、蝎子刺和蜘蛛獠牙也有锌和锰的混合物，用以确保这些细长的针状结构能够刺穿坚硬的物体而不致破裂。研究团队通过在无脊椎动物的外骨骼中加入锌或锰后发现，它们刺穿坚硬材料所需的力量平均减少60%。

该研究论文题为"The homogenous alternative to biomineralization: Zn- and Mn-rich materials enable sharp organismal “tools” that reduce force requirements"，已发表在《科学报告》期刊上。

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