进化出铁制装备是明显的馊主意,密度过大的铁制装备=缓慢,而动物间的战斗,敏捷型远胜肉盾型,只有在很极端的情况下才值得进化,例如鳞角腹足蜗牛:
鳞角腹足蜗牛(学名:Chrysomallon squamiferum),是一种生活在印度洋海面以下两千多米的海底热液喷口附近的软体动物,腹足布满含铁的鳞片,位于印度洋海面以下两千多米的海底。有两种不同种生活在不同的热液喷口区。在Kairei区(位于西南印度洋脊)生活的是黑色含铁量丰富,带有磁性的蜗牛;在Solitaire区(位于中印度洋脊),这里的蜗牛缺铁,呈白色,没有磁性。
鳞角腹足蜗牛的外壳上覆盖的主要是二硫化铁和有磁性的硫复铁矿。这些金属来自富含矿物的喷孔。鳞角腹足蜗牛的头部长有两根光滑的、逐渐变细的触角。它们没有眼睛,也没有特化的交接器。它们的腹足呈红色,体积较大,无法完全缩回螺壳。此外,它们也不像其他蜗牛和蛞蝓一样具有上足腺(Suprapedal gland),也没有上足触手。
鳞角腹足蜗牛大概是在进化史上第一个进化出铁制装备的。可是因为铁太重,要求的力量点数过高,只够武装铁制防具,力量点数不足不能让触角装备铁制武器攻击其他生物(另外,因为铁制防具太重,行动缓慢, 鳞角腹足蜗牛一生都在大约一个足球场大的位置活动。现在受人类能源生产和深海采矿威胁,已经正式列入濒危物种——这就是进化出铁制装备的下场。
2021.2.06
写这个回答的时候还挺随意的,想起来什么就说什么,因此有一些不严谨的地方,但现在看的网友多起来了,所以在这统一优化一下。
1.题主问的是“爪牙”,就是爪子和牙齿。这里面我觉得爪子没什么可说的,因为爪子这个结构功能性很强,很多时候不一定越硬越好,更重要的是弹性、消音或者增强感官,换成钢铁会带来诸多不便。牙齿参考原回答就可。
2.牙齿不等于骨骼,而和指甲一样是皮肤衍生物。但牙齿是表皮层和真皮层共同发育而来的,而指甲仅是表皮层,所以二者在结构上就有很大不同。类似的,鲨鱼的鳞片也由表皮层和真皮层共同发育而来,辐鳍鱼的鳞片、蜥蜴的鳞片、鲸须、指甲都是表皮层。我在评论区里说话可能没过脑子,如果有“牙齿是骨骼”的言论就当我抽风了(手动滑稽)
3.不管是金属还是合金,都是由金属单质直接构成的,自然条件下金属大多以氧化物形式存在,要想转化为单质需要一个很大的吉布斯自由能,说人话就是需要付出巨大的能量才能把金属矿物转化为你要用的合金,比如炼钢铁需要高炉。这种需要大量能量的化学反应没办法在生物体内发生,至少碳基生物不行,因为生物化学反应必须温和。另外单质一般不稳定,就算以温和的方式好不容易在体内造出来单质了,没过几天就开始生锈了,岂不是一切都白玩了?所以想在自己体内制取合金的同学可以散了。
以下为原回答:
这个问题,你得先了解钢铁。
钢铁属于一类合金材料,包括且不限于纯铁,含碳量从0%到4%不等。但其主要成分是单质铁。钢铁的硬度等级是4-5,而人类骨骼的硬度也是4-5,牙釉质的硬度甚至可以达到6-7。
所以你再说一遍,谁更硬?
同时,一种固体材料要是想被生物用来做骨骼这样的支撑结构,其化学性质必须要稳定,比如构成骨骼和牙齿的羟基磷酸钙:
反观铁单质倒是出了名的化学性质不稳定,易被氧化,家里的水龙头如果保养不好一两年就生锈了。而生物体液包含各种各样的金属盐溶液,还会和氧气一起参与铁的氧化和腐蚀,骨骼和牙齿需要天天泡在这些乱七八糟的盐溶液里,所以怎么可以拿这玩意做骨骼?用着用着生锈了怎么办?
所以,动物骨骼和牙齿的理想材料还真就是羟基磷酸钙。硬度大,强度高,密度小,性质稳定,而且还能再生,简直不要太合适。
那么,动物到底有没有本领优化自己的牙齿材料呢?
答案是:当然有。
我们有请一种古老的哺乳动物:鼩鼱。
这个看似不起眼的小动物,居然能在自己的牙齿里掺铁,以增加自己牙齿的耐磨度:
当然,并不是单质铁,而是针铁矿质,准确的说是高度矿化并与牙釉质融合的金属氧化物。三价铁离子呈红色,所以这玩意的牙尖是血红色的,是不是很吓人?
这招不止鼩鼱会,河狸的牙里也有掺铁。
而且光掺铁还不够过瘾,它们本身还是啮齿目,门齿可以终生生长并时刻保持锋利,于是这家伙的两颗大门牙能把树干啃烂。
要知道,鼩鼱属于劳亚兽总目,河狸属于灵长总目,这两个类群在一亿年前就分家了,亲缘关系特别远。这意味着这两种动物是独立演化出铁牙的。
所以,永远不要低估生物演化的力量。
P.S.在牙里掺铁不是什么黑科技,查了一下最近的文献,竹鼠牙里也有铁,与牙釉质结合形成一种叫做铁-羟基磷酸钙的东西,作用也是增加耐磨度和韧性。由此看来只要对牙齿耐磨度有很大需求的动物都有可能会自己找出路。
我倒是想知道,有没有一种生物进化出了常温常压条件下制造任何一种金属元素单质的能力?
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