猫咪倒刺的特征和作用

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时常要花费高达四分之一的清醒时间舔它们身上的毛，相信也有不少主人被它们舔过。其实，猫科动物舌头上有着微小而又尖锐的乳突构造，就是我们常说的 倒刺 。
倒刺可以去除跳蚤并降低体温。乔治亚理工学院的研究人员Alexis Noel和David Hu曾记录了从家猫到狮子等六种猫科动物，死后舌组织动作的高分辨率图像和视频。对猫舌的CT扫描显示它们没有被实心锥体覆盖，而是被爪形钩子覆盖。它们平躺且朝后，并且他们发现倒刺的尖端形状特别好，可以将唾液深深的带入所有的皮毛，以帮助清洁。


它们的倒刺实际上是一些U型沟槽，唾液通过毛细作用存储在沟槽之中。清洗毛发时，倒刺竖起。随着舌头压低毛发，竖立的倒刺恰好可以接触到毛发下面的皮肤。皮肤表面的唾液能有效的清除污垢并可以给身体降温。
另外，研究者还受倒刺启发，制作了一把3D打印的舌头毛刷，刷子上是缩小版的猫倒刺，可以看见，刷子不仅可以用于梳理，还可以将乳液涂抹在猫猫皮肤上，而不需要剃毛。由此证明TIGR比普通的毛刷更好用。为此研究者已经为它申请了专利。


图一：倒刺特征及作用
(A) 家猫清理毛发
(B) 其舌头的特写图，显示所有倒刺指向左侧，朝向喉咙
(C) 倒刺运动的四个阶段
(D和E)清理期间，毛发被舌头上的倒刺运动分开，露出皮肤。来自舌头和皮肤的热量如图D由白色表示，在倒刺运动后，蒸发导致温度下降，如图E呈暗紫色。


图二：猫的舌头和它的毛细作用乳突。
(A)猫科动物舌头，家猫、山猫、雪豹、老虎、狮子
(B)从家猫到狮子的倒刺CT扫描
(C)家猫舌头的CT扫描，其中B的扫描取自红色圆圈区域
(D)倒刺高度和体重之间的关系
(E)家猫倒刺的毛细作用，在0.1秒内吸食红色食物染料
(F)红色食物染料吸入的时间过程




图三：猫咪清理毛发的倒刺几何学。
(A) 猫清理毛发的示意图，舌头压缩毛发，然后像右移
(B) 压缩前后毛发的特写视图，当舌头向下推时，毛发深度hfur和孔隙率 都下降
(C) 压缩毛发高度hfur和倒刺高度hpapillae。虚线hpapillae=hfur，表示了舔舐和不舔舐猫猫之间的分割线。


图四：从舌头到皮毛的唾液转移
(A) 猫毛在湿润时会形成毛团
(B) 结块毛发示意图，局部孔隙率降低
(C) 由舌头转移到毛发的蓝色食物染料，长度对应梳理长度
(D) 单一的倒刺由蓝色染料舔成此状
(E) 转移的唾液量和倒刺速度直接的关系，垂直灰条表示猫猫的梳理速度，虚线表示湿润毛发的孔隙度


图五：TIGR毛刷
(A) 使用UV染料照射家猫舌头
(B) 3D打印的模拟物，显示出与猫舌相似的灵活性
(C和D)3D打印刷和人类使用毛刷，每种颜色代表彩虹顺序的连续试验，力的峰值表示遇到的毛团
(E)示意图显示当猫舌倒刺遇见杂乱的毛发后，遇见缠结(左)，抓住缠结(中)，旋转直到垂直(右)


猫舌头除了强大的清理毛发作用，还藏着什么秘密呢?
制造水柱来饮水
分辨水的类型及新鲜度
有效的去除肉中的骨头
标记方式，留下自己的气味
总而言之，借用David Hu的一句话来说就是： 猫舌就像是一个非常聪明的工具 ，虽然仿猫舌的毛刷还没有打算进行生产，但是相信随着TIGR的出现，在不久的将来，一定会得到大规模的利用，展现它了不起的价值。