在格陵兰岛西北部游弋的带长牙的独角鲸。图片来源：《自然·通讯》网站

◎本报记者 张梦然

一头体长四五米的灰色鲸鱼，头顶戳出一根两米长的独角，角面带有细细的螺旋纹，一路左旋拧上去。这根“角”几千年来让人类着迷——中世纪欧洲人把它当作独角兽的角卖，认为它能解毒，价格是当时黄金的十倍。据说丹麦国王弗雷德里克三世甚至用它打造了一把王座。

但这根角，其实是独角鲸的牙齿。这就带来一个真正的科学问题：一根长牙为什么能长这么直？

地球上其它动物都做不到这样。大象的长牙是弯的，野猪的獠牙是弯的，海象的牙齿也又粗又弯。自然界里几乎所有过度生长的牙齿，都会弯曲，唯独独角鲸的这根长牙，笔直得像一把长矛。多年来，生物学家都在问同一个问题：它是怎么长成这样的？

这次，丹麦奥胡斯大学科学家用同步辐射X射线一层层扫描独角鲸长牙的内部结构，发现了一个精妙的工程学设计：长牙的基本“建筑材料”是矿化胶原蛋白。这些胶原纤维大部分沿着长牙的长度方向排列——这点很好理解，纵向排列才能支撑长度。但如果所有纤维都笔直朝前，长牙就会像一根普通的棍子，不会有那条标志性的左旋螺纹。

关键在于，纤维的方向存在极其细微、却又高度一致的偏移。这种偏移在长牙的不同层次上走向刚好相反：外面的牙骨质层，纤维偏转方向形成左旋；里面的牙本质层，纤维偏转方向形成右旋。

左旋和右旋，在同一根长牙里互相拉扯、互相制衡。结果谁也没赢——长牙既不向左弯，也不向右弯，就这么笔直地往前长。表面上看，它有一条漂亮的左旋螺纹；微观上看，内外两层正较着劲。

这个大自然的设计非常巧妙。你可以想象一卷双股麻绳，两股线往相反方向拧，整根绳子就不会打卷。独角鲸的长牙，本质上就是一根在纳米尺度上玩了这个把戏的生物材料。

当然，这根长牙不只是用来好看的。它没有普通牙齿外面那层坚硬的珐琅质，表面布满微孔，海水渗进去直接连着牙髓神经。科学家怀疑，独角鲸能用长牙感知海水的盐度和温度变化，像一根自带传感器的探针。雄性之间还会拿长牙互相摩擦较量，发出木棍敲击般的声响。而长牙越长的雄性，性发育往往也越强——它在爱情战场上显然很管用。

至于极少数会长出两根长牙的独角鲸，两根也都是左旋。这个规律从未打破。

有趣的是，长牙的生长还像树木年轮一样记录着年份信息，连应激激素都能从中读出。换句话说，这根笔直的螺旋长矛，既是力学上的奇迹，也是一部独角鲸的个人日记。只不过，这本日记是大自然写成的，藏在牙齿结构深处，等着生物学家来解码。

编辑：祝萍