一群金槍魚圍繞著漁船嬉戲，你垂涎三尺。可惜揮桿數次，沒有一次能成功釣上一條。

金槍魚不上鉤怎么辦？好辦，撤掉你的魚餌，換成新鮮活潑的吸盤魚試試看。

對，就是那條像被人踩到腦袋，后腦勺上頂著一只大鞋印的吸盤魚。

不用魚鉤，用繩子捆牢吸盤魚的尾巴，放它下水。吸盤魚趁金槍魚游過身邊時，拿頭去蹭它的肚皮，腦袋上的鞋印吸盤一下子就吸到金槍魚的肚皮上。這時只要收收魚繩，一條50斤重的金槍魚就上手了。不用擔心會把吸盤魚從金槍魚肚皮上扯下來，它的吸力遠遠超過你的想象，秒殺你家掛毛巾的吸盤掛鉤。

你把吸盤掛鉤按壓在瓷磚上，擠出吸盤下面的空氣。吸盤內外存在壓強差，吸盤被外界空氣壓緊在墻上，可以承受自身和毛巾的重量。吸盤魚的吸附原理跟吸盤掛鉤類似，吸盤魚吸住金槍魚的肚皮，把吸盤下的海水擠出，依靠水壓差把吸盤緊緊壓實在金槍魚身上。

你懂物理，會利用壓力差。吸盤魚不懂，但它也會利用壓力差。看上去沒什么稀奇的吸盤原理，吸盤魚的吸盤卻比你的掛鉤吸盤要精致得多。你的掛鉤只能在光滑干凈的表面上使用，而吸盤魚的吸盤什么表面都能吸附。你的掛鉤用過一段時間就失去吸力，而吸盤魚的吸盤能用一輩子。最最厲害的是，你的吸盤在潮濕環境下就失去了吸力，而吸盤魚的吸盤不僅在水里，還能在空氣里使用，它的吸力比你掛鉤的吸力強好幾倍。

吸盤魚的吸力為什么那么厲害？我們先看吸盤的結構，再講它有什么獨特的秘密。

吸盤魚的游泳技術很糟糕，但是它巡游過的海域卻很廣闊。一只吸盤吸附在各種大魚身上，就能游遍海洋。

它還有個名字叫順風車魚，鯊魚，鯨魚，還有海龜，都是它的旅行車。一旦上車，吃喝不愁，大魚們吃剩下的殘渣就是它的糧食。搭膩一輛車后，下車換另一輛。

吸盤魚的學名叫?魚，成年?魚最大能長到1米長。身材細長的?魚，跟其他魚最大的區別就是腦袋上頂著的吸盤。

上圖是吸盤細節，吸盤像一只橢圓的扁盤子，一圈厚厚的結締組織，像嘴唇一樣柔軟地包住盤子，這圈厚墊叫做盤唇。盤子里一排排薄板上垂直排列著齒狀小刺，薄板像鞋底的紋路一樣對稱規整。外形奇特的吸盤，卻不是魚兒身上新長出來的組織，而是由魚鰭變化而來。只是為什么魚鰭會長到后腦勺上？

一塊在瑞士出土，3000萬年前的化石回答了這個問題。上圖是化石上的吸盤魚，吸盤長在背脊上。古魚背部魚鰭的鰭刺擴大，形成一個吸盤。古吸盤比較小，吸盤內組成鞋印的一排排小刺也很稀疏。經過了3000萬年的演化，吸盤遷移到腦袋上，吸盤內的纖維小刺結構也變得更加緊密精致。

追蹤現代吸盤魚的魚卵發育過程，可以看到吸盤發育方式跟正常魚鰭的發育沒有什么不同。在成長過程中，吸盤魚的背鰭會慢慢膨脹，朝著腦袋方向移動。當身長長到3厘米時，背鰭已經完全成型，變成一只2毫米的吸盤。

背鰭變成的吸盤，有3大特點，一是吸附牢靠，二是不挑材質，三是快速脫離宿主時不損傷表皮。

吸盤能把吸盤魚牢牢固定在大魚身上，無論大魚怎樣扭曲身體，翻騰跳躍，都不會被拆散。另外，吸盤不挑吸附材質，粗糙的鯊魚皮，光滑的海龜殼，黏糊糊的金槍魚皮，木制的舢板，金屬的漁船，吸盤魚統統都能吸上去。而且吸盤魚能輕松脫離大魚身體，不會在大魚皮膚上留下傷口。

更加厲害的是，一旦吸盤吸附到大魚身上，吸盤魚就不用再耗費力氣再去管它。換句話說，它的吸盤跟你家毛巾吸盤掛鉤一樣，屬于被動型吸附。

佐治亞理工學院團隊解剖了吸盤魚，發現吸盤周圍是淺色的肌肉組織，說明肌紅蛋白的含量很低。如果吸盤魚需要動用肌肉，主動吸附住大魚的話，肌肉組織應該呈現出高濃度的肌紅蛋白。而低含量的肌紅蛋白證明了吸盤屬于不費力氣的被動型吸附。[頭條-法蘭西is培根-未經授權請勿轉載其他平臺]

吸盤的盤唇吸附在大魚身上，盤唇會把吸盤周圍密封住。盤內薄板上的小刺與大魚皮膚之間不停摩擦，高摩擦力增加了吸附能力。

被動型吸盤的吸力為什么那么強，而且還不挑材質，哪里都能吸附？你看毛巾掛鉤，只有在玻璃和瓷磚的平滑表面上才能吸附牢靠。

北航大學團隊，破解了盤唇吸附的秘密，它的關鍵在于：盤唇皮膚的表層和底層之間，多了一層獨特的垂直纖維結構。

上圖是團隊拍攝的盤唇微觀細節，在皮膚表層下，有一層垂直排列的膠原纖維。垂直纖維層厚度為250～500μm，纖維束的直徑為5～15μm，彎曲的纖維束稀疏地排列在中間層。

正是這層稀疏彎曲的纖維束，增強了吸盤的吸力。團隊測試了吸盤的機械性能，發現吸盤在3個方向（圓周，徑向和垂直方向）的拉伸彈性各不相同，垂直方向上的拉伸彈性比水平方向的彈性要大3倍以上。

測試數據證明了團隊推測：盤唇中間層的卷曲纖維，加大了吸盤的彈性，增強了吸力。也就是說，比起沒有纖維層的盤唇，你得花更大的力氣才能把它從大魚肚皮上拽下來。

另外，加了纖維層的盤唇，吸附時間更長。如果在你家的吸盤掛鉤上，加了這層垂直纖維。掛鉤粘貼的時間能多出3倍以上。

破解了盤唇秘密的北航團隊，模仿盤唇結構，制造了人造吸盤。

團隊用靜電植絨技術，在硅膠上加了一層垂直方向上的尼龍纖維，組成復合材料。

加了纖維層的復合材料***的吸盤，和同樣尺寸的普通硅膠吸盤，一同進行水下吸力測試。水下粘附時間，普通吸盤為6分鐘，復合吸盤為26分鐘，提高340%。

在空氣中的測試，復合吸盤的粘附力提高62.5%，它能輕松提起280克的排球，而普通吸盤做不到。更加厲害的是，在潮濕環境中，普通吸盤失效，而復合吸盤依然管用。還有，普通吸盤只能在平面上使用，而復合吸盤能提起不規則物體，比如西瓜。下圖是復合吸盤在潮濕環境中懸掛西瓜和4公斤的瓶裝水。

團隊計劃繼續研究復合材料，改善吸盤性能，制造出像吸盤魚一樣強大的吸盤。人工吸盤，也能像搭順風車的吸盤魚一樣，吸附在鯊魚或藍鯨的身上巡游海洋，實時收集海洋和魚類的信息。

只要簡單地加一層垂直纖維層，就能成倍改善吸盤的吸力，提高粘附時間，吸附不規則物體。這是不懂物理的吸盤魚，教會人類的一個獨特的結構細節。

生活在海洋里，卻連游泳都懶得花力氣的吸盤魚，懶惰有懶惰的資本。擁有一只其他魚兒比不上的吸盤，懶漢魚便能游遍海洋。

自然界一直走在我們的前面，普通的一條魚，也有遠超我們的精工制造。

參考資料：

1：“VerticalFibrousMorphologyandStructure-FunctionRelationshipinNaturalandBiomimeticSuction-BasedAdhesionDiscs”，SiweiSuetal.,Matter,Feb.26,2020

2：“Abioroboticadhesivediscforunderwaterhitchhikinginspiredbytheremorasuckerfish”，YuepingWangetal.,ScienceRobotics,2017

3：“Bioinspiredremoraadhesivediscoffersinsightintoevolution”，KaelynMGameletal.,Bioinspiration&Biomimetics,2019

附：今天更新自然界里的秘密系列文章，這是第31篇：吸盤魚。