自然界咬合力最大的动物

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Image caption 咸水鳄(Crocodylus porosus)(图片来源:Getty Images)

想象一下这样的情景,眼前是一张血盆大口,里面有数百颗锋利的牙齿。有力的肌肉帮助咬开猎物的血肉,咬碎骨头,然后咽喉以惊人的速度闭合。

这种可怕的血盆大口在怪兽电影里常常出现,在《大白鲨》(Jaws)《哥斯拉》(Godzilla)里似曾相识。但回到真实世界,哪种动物咬上一口的威力最大呢?

仅有一张大嘴巴是不够的。北极露脊鲸有着动物界最大的嘴巴,但它却不会用嘴巴去咬。真正有厉害的咬合力,不仅要有大嘴巴,还要有大量强有力的肌肉和牙齿。

要找到最具威力的咬合力,我们必须在陆地和水下四处搜寻,还要回到亘古的重重迷雾中。

首先要认识到的是,并非一切有牙齿的动物都会咬。例如,普通菜园蜗牛的舌状齿舌上就有数千牙齿,但它却用这些牙齿刮擦,因此不能称之为咬。

同样,蓝鲸也许是世界上现存的最大动物,但它的咬力却没有什么威力。原因很简单:它没有牙齿,只有网状的鲸须板,蓝鲸用它从大口吸入的巨量海水中过滤出食物。

在咬力比拼方面,抹香鲸似乎更有希望,因为它是地球上最大的有牙齿的捕食者。但它却还是一种扰乱我们视线的动物。抹香鲸只有下颌才有牙,用于整个吞下鱿鱼做食物。

像这样的趣闻说明,要找到地球上咬力最具威力的动物可不那么容易。据比利时皇家自然科学馆(Royal Belgian Institute of Natural Sciences)的奥利维尔·兰伯特(Olivier Lambert),咬力比拼最有力的竞争者并非为鲸,但鲸的确是它的猎物。

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Image caption 一只虎鲸(Orcinus orca)或杀人鲸(图片来源:Getty Images)

他表示,“世界上用牙齿捕食猎物并撕成碎片的最大活物[动物]是杀人鲸。”

尽管有杀人鲸之名,但实际上杀人鲸却是一种海豚。 它还被称为逆戟鲸,最长可长到 31 英尺(9.5 米)。杀人鲸约有 50 颗圆锥形牙齿,用来撕扯猎物——从海豹到小灰鲸都不放过。

不过,任何自然纪录片爱好者都知道,杀人鲸通常会合作捕猎,以便能捕获大猎物。这意味着会有很多张嘴一起从事轻量作业,单个杀人鲸的咬力也许并没有特别的威力。

也许我们要找的是一种孤单捕食者,因此,我们应该看看世界上最大的食肉鱼——大白鲨。大白鲨以其 300 颗刀片般锋利的牙齿而闻名,这些牙齿还会不断更换。大白鲨咬力惊人,的确是世界中最令人生畏的一种动物了。

但大白鲨的颌骨由灵活的软骨组织构成,而不是坚硬的骨头,它会有最具威力的咬力吗?为一探究竟,必须有人测量大白鲨的咬合力。

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Image caption 一只大白鲨(Carcharodon carcharias) (图片来源:Getty Images)

测量像大白鲨这样食肉动物的咬力,听起来就像是要义无反顾地葬身海底一样。显然,科学家会同意这样做,因为在他们安全台上曾进行过大量咬力测试。

2008 年,澳大利亚新英格兰大学的斯蒂芬·沃(Stephen Wroe)与同事一起利用计算机仿真估计大白鲨咬力的威力究竟有多大。

据估计,世界上这种最大的鲨鱼最有威力的咬力高达 18,216 牛顿。为比较起见,人类第二颗臼齿最有威力,但估计其咬力最大仅为 1,317 牛顿。

在咬力仿真试验中,以前采用的技术将颌骨视为一个二维杠杆,而斯蒂芬·沃所采用的方法要更进一步。

斯蒂芬·沃表示,“三维有限元分析是咬力估计和分析的一次彻底革命,我们不能因为假设动物会产生特定的咬力,就认为它的确会使出这样的咬力。有限元分析让我们能估计整个颌骨与头骨的应力与应变以及反作用力,由此我们能估计整体力学行为。”

不过,还没有做法能比在活体动物上测量咬力更好。少数勇敢的研究人员曾用活体动物做试验。

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Image caption 咸水鳄(Crocoylus porosus):咬咬(图片来源:Getty Images)

根据弗罗里达州立大学(塔拉哈西)的格雷戈里·埃里克森(Gregory Erickson)2012 年的研究,现存动物中,最具威力的咬力记录属于咸水鳄。

研究团队设法让这种爬行动物去咬固定在一根杆子上的一块金属夹芯复合板,并对 23 种鳄鱼的试验结果比较。他们利用这种“咬力换能器”测量了鳄鱼上下颌骨合起来一咬带给一对金属板的压力。

埃里克森的团队捕捉鳄鱼并限制其行动,然后将上述换能器置于鳄鱼后牙之间,那里的咬力最大。这意味着试验测量到的只有“颌内收肌”的肌力,而不包括任何扭力。

最大的咸水鳄能使出高达 16,414 牛顿的压力,这超出原记录保持者——黑斑鬣犬咬力的 3.5 倍。鳄鱼的咬力稍逊大白鲨一筹,不过,大白鲨的咬力记录仅为仿真结果。

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Image caption 您终究不会愿意让黑斑鬣犬(Crocuta crocuta) 咬上一口(图片来源:Getty Images)

据英国伦敦皇家兽医学院劳拉·波罗(Laura Porro),鳄鱼巨大的咬力并非源自其牙齿或长长的颌骨,而是其惊凶猛的咬法。

波罗表示,“我们认为,鲨鱼巨大的咬力很大程度上源自其闭颌肌肉群,特别是称为翼肌的那块肌肉。看看大鲨鱼的照片,其嘴巴后角附近垂着大而厚实的颌部肌肉。”

这也有助于说明为什么最大的鲨鱼咬力会如此巨大。

波罗表示,“闭颌肌肉群呈正异速生长,随着鳄鱼成长,这些肌肉比预期长得要快。成年鳄鱼的咬力(一定程度上)比未成年鳄鱼要大,一方面由于它们体型绝对更大,但另一方面也由于其肌群会更大。”

埃里克森团队所测量的鳄鱼并非目前所知的最大的鳄鱼,因此,也许还有咬力更大的鳄鱼。

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Image caption 一条黑色水虎鱼(Serrasalmus rhombeus,食人鱼) (图片来源:Getty Images)

与之相比,南美的水虎鱼(食人鱼)以能吞下巨型猎物而闻名。

研究人员估计,大鲨鱼的咬力可达到“惊人的” 108,514-182,201牛顿。

但是,在 2012 年的一项研究中,研究人员测得黑食人鱼的咬力为 320 牛。这与大白鲨相比就显得太弱了,即使考虑体型差别因素也是如此。

这就是说,水虎鱼已丧失了昔日的雄风。约 900 万年前,南美洲是巨型食人鱼(Megapiranha paranensis)的家园,其最长可达 3 英尺(1 米)。研究人员估计,水虎鱼的咬力可达 1,240-4,749 牛顿,其牙齿可以咬碎骨头。

这一发现强调了大型动物咬力更大这个一般规律。因此,可以估计,我们的巨大的史前祖先——鳄鱼、鲨鱼和鲸拥有史上最具威力的咬力。

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Image caption 鲨鱼颌骨中约有 180 颗来自史前物种巨齿鲨(Carcharocles megalodon)的龙齿(图片来源:Getty Images)

被称为巨齿鲨(Carcharocles megalodon)的巨型鲨在 260 万年前已经灭绝。它的长度也许能长到近 66 英尺(20 米),约为最大的大白鲨的 3.5 倍。

研究人员估计,这种鲨鱼的咬力可达到“惊人的”108,514-182,201 牛顿。如此之大的咬力足以咬碎一辆小汽车。

截至目前,这是正式估计到的最具威力的咬力。但也许它还并不是史上最大的咬力。

在巨齿鲨还在大海中游弋的时代,同时有一种称为“麦尔维尔鲸(Leviathan melvillei)”的抹香鲸,它的名字取自著名的《白鲸记》(Moby Dick)的作者、美国著名作家赫尔曼·麦尔维尔(Herman Melville)的名字。这种巨型鲸与巨齿鲨生活在同一地区,也捕食同样的猎物。

它是个庞然大物:其头骨就长达 9 英尺 10 英寸(3 米)。不仅如此,与现代抹香鲸不同,麦尔维尔鲸上下颌都有功能齿。这种牙齿也许是史上最大的动物牙齿:每颗牙齿长达 14 英寸(36 厘米)。

奥利维尔·兰伯特表示,“麦尔维尔鲸的颅骨和牙齿尺寸如此巨大,无疑它是一种拥有史上最大咬力的动物。”正是他所在的团队首先描述了这种巨型抹香鲸。

目前,还没有人应用模拟巨齿鲨咬力时所采用有限元分析技术对麦尔维尔鲸的咬力进行模拟。因此,我们无法比较其估计咬力。

但是,兰伯特表示“这无疑值得尝试,考虑到颌骨、牙齿和颅骨的尺寸及比例,有理由预计,这种动物的咬力将非常巨大。”

因此,如果您能乘坐时间列车回到遥远的过去,也许就能找到小说《白鲸记》所描绘的一些事实。

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