举个例子，大角羊（ Ovis canadensis） 的公羊有着一对比头还大的犄角。
长那么大的角不为别的，就为了在繁殖期为爱而战，只有胜者才能赢得美羊。在撞击的一瞬间会发出巨大的声响，施加约3000N的力 [1] 。
为了让自己祖传基因更好流传下去，还有保护自己的大脑，它们已通过性选择进化出了厚实的头骨和大大的犄角。
大角羊的额骨大约有3厘米厚 [2] ，顶骨区域也有1.5厘米厚，相比下人类头骨最多也就1厘米多点。它们的犄角内有着特殊的骨质结构。
有这么厚的头盔，还会不会撞出问题来？
有科学家找来了4只被猎杀的大角羊公羊和3只麝牛（麝牛也很喜欢冲撞，不分公母，头骨也很厚4cm），看看它们脑子有没有问题。
先做了一个核磁共振，发现大角羊基本没啥问题。但下图中麝牛的小脑发生了形变和损伤。
然后做了MAP-tau 蛋白的 BLAST 分析，那得了阿智海默症和慢性创伤性脑部病变人的大脑做对比。
tau蛋白和阿兹海默症，额颞叶痴呆等慢性创伤性脑病变发病有关（有一种病变叫拳击员痴呆(dementia pugilistica，DP)。如果大角羊tau蛋白比较多，说明它脑子有问题概率较大。结果发现那些大角羊的tau蛋白抗体染色的程度和人的比起来很轻，而麝牛却和创伤性脑部病变的大脑很像。
图中点点是tau染色蛋白，麝牛明显比大角羊多很多。
下图中a-c是晚期阿兹海默病的大脑前额染色组织、d-f慢性创伤性脑部病变的大脑、g-i是麝牛的、j-l是大角羊的
科学家得出的结论是， 相比于麝牛，大角羊不容易撞出脑部创伤来，不容易脑震荡。其中原因大概跟犄角的结构有关系。
正因为如此，才有人从大角羊的犄角那得到灵感，做出防撞的仿生材料。对大角羊的犄角结构进行分析，模拟了大角羊的帆状骨架构，里面由数不清的泡沫状的骨小梁组成。
犄角在冲击过程中，里面的小梁结构可以储存三倍多的应变能，减少了对大脑的冲击力。
应变能 （ strain energy ），或称 变形能 ，是指物体在发生形变时贮存于其中的能量。科学家在犄角上装了3个加速计来测试。
在冲撞的时候，受力最大的地方是下图中的黑色区域。
大角羊犄角的网状的骨小梁：
生产出的仿生材料可以有效抗击冲撞 [3] 。其他可以仿生的抗撞击材料还有啄木鸟的头骨、螳螂虾的弹射钳子和海螺壳……扯远了。
参考
- ^ Smith T (2008) Muskox: Alaska Department of Fish and Game Wildlife Notebook, ed. Alaska Department of Fish and Game. Alaska. 2
- ^https://www.nature.com/articles/s41598-020-76021-5
- ^https://www.nature.com/articles/s41598-020-76021-5
