說起青蛙捕食，你的腦海中一定會浮現出這樣的場景：一隻青蛙伸出長長的舌頭，以迅雷不及掩耳之勢，粘住在空中撲騰的蒼蠅，然後快速收回口中。
（圖片來源：gizmodo。com）
哪怕沒有親眼看到過，但你應該很熟悉這個過程，因為這個場景被多次用來做成科普插畫、小遊戲、動畫場景等等。當然，還有各種搞笑影片。
研究青蛙舌頭的靈感，就來源於一則搞笑影片。
誕生於搞笑影片的青蛙研究
有一天，就職於佐治亞理工學院的生物物理學家Alexis C。 Noel（以下簡稱諾埃爾）正在網上衝浪，刷到了這麼一個影片：
影片動圖（圖片來源：ThumbPress）
這個影片很火，起碼在2011年的時候是爆款，播放量在油管上達到了1300w。短短的26秒中，一隻青蛙正在吐舌頭攻擊手機螢幕裡的螞蟻，想要吃掉它們……
一個想法在諾埃爾的腦海中一閃而過：青蛙是怎麼迅速地用舌頭粘住蟲子的？她覺得這是一個值得研究的問題。
於是諾埃爾做的第一件事，就是跑到亞特蘭大動物園，用高速攝影機拍下各種青蛙捕食蟲子的影片。這個倒黴的蟲子正是蟋蟀。
（圖片來源：文獻1）
透過對影片進行分析，她發現，一隻青蛙在0。07秒內就可以捉到一隻蟋蟀。換句話說，如果你眨眼需要0。2秒，那麼在你眨眼之間，它就可以捉3只蟋蟀了。
（圖片來源：文獻1）
青蛙用來捕食的舌頭不僅速度快，力量也大。在這短短的一瞬間裡，舌頭的加速度能達到重力加速度的12倍。
也就是說，一隻小小的蟋蟀在被青蛙舌頭攻擊到的一瞬間，就像被一元硬幣砸到了。
蟋蟀重量也就0。7克左右，而一個硬幣大約是5克，如果你是那隻蟋蟀，你感受到的力相當於被幾個兩百斤的胖子壓在身上。
粘糊糊的青蛙舌頭，神奇在哪裡？
大家一定很好奇，用手摸青蛙粘糊糊的舌頭是什麼感覺，諾埃爾也很好奇。於是，她用手去測試了一下，嗯，果然很粘。
（圖片來源：文獻1）
具體什麼感受，諾埃爾是這麼說的：
摸起來就像棉花糖或嚼過的口香糖
。
青蛙的舌頭粘不是因為舌頭本身，而是因為舌頭上粘液腺分泌的、像水凝膠一樣粘附著的唾液。所以諾埃爾和同事從各種青蛙和蟾蜍的嘴中弄下來粘糊糊的唾液，作為實驗樣本進行測試。
這些唾液的厚度是人類唾液的7倍，最厚達到了0.7mm。
右側是青蛙唾液，左側是一個參考物
（圖片來源：文獻1）
為了進一步分析，諾埃爾從大學生物課上解剖過的青蛙嘴裡，把舌頭弄出來，然後一點點地用勺子慢慢地刮唾液。光是弄唾液這件事，就花了好幾個小時……
（圖片來源：文獻1）
然後把這些唾液放到椎板流變儀（一種測試液體粘度的儀器）上測試，結果顯示這些粘液的粘度達到了70pa/s。
你可能對這個數值不太敏感，換算一下，它代表著青蛙唾液粘度是人類的50000倍。
是不是感覺很恐怖……
（圖片來源：文獻1）
青蛙口水的粘度，還會變來變去
但其實，青蛙唾液只有在某種情況下才這麼粘，其他時候粘度則不太高。為什麼會這樣？
因為這些唾液兼具了流體和固體的性質。你也許聽過這麼一個概念——非牛頓流體。簡言之，流得越快，粘性就越低。對的，青蛙的口水也是非牛頓流體。
在青蛙吐出舌頭，碰到蟋蟀的時候，唾液的粘性會降低100倍，然後口水會完全包裹住蟋蟀，進入其每一個縫隙。
當青蛙舌頭開始往回拉的時候，相對而言，收回的速度比伸出去的速度慢了不少。這時候，粘液變得非常粘稠，蟋蟀就被完全粘在了舌頭上。
這種感覺就像你在刷牆一樣，如果刷牆的速度很快，會感覺很順暢，但如果慢到一定程度，就會有一種粘糊糊的感覺。
問題來了，既然唾液這麼粘，青蛙是怎麼把它吞下去的呢？
答案是——用眼珠子來幫助吞嚥。
科學家用X光機觀察青蛙的吞嚥場景，發現當蟋蟀進入了青蛙口中，青蛙必須把蟋蟀鬆開。
青蛙吞嚥蟋蟀前（圖片來源：文獻2）
青蛙吞嚥蟋蟀後，注意眼珠子的位置變化
（圖片來源：文獻2）
這時候，青蛙的眼珠子會往回縮，透過眼部肌肉帶動緊密相連的口腔肌肉，把食物推進去，來幫助吞嚥。這就是青蛙用舌頭捕食的秘密。
為什麼要研究這麼一個“無聊”的東西？
青蛙利用口水捕食，看起來是個很無聊的研究，不過說到這，就得提到諾埃爾的導師胡立德，他本身就是一個做無聊研究的教授，比如哺乳動物尿尿都是21秒……甚至他還得過搞笑諾貝爾獎。有人問他，搞這些研究不是浪費經費嗎？他迴應：我就是這個國家最浪費的科學家！當然也只是調侃而已。
回到青蛙捕食的問題，
這個研究最有可能用到的地方就是研究出一種高速粘接的可逆膠水，即可以透過控制速度達到不同粘性的膠水，在需要粘東西的時候跟502膠一樣，而在需要脫落的時候能馬上失去粘性。
有的科學研究做出來就能發揮價值，叫應用科學；有的科學研究可能要十年甚至幾十年後才能發揮價值，叫基礎科學。
研究青蛙的舌頭屬於後者，這也就是研究“無聊”科學的意義。
參考文獻：
［1］ Noel A C， Guo H Y， Mandica M， et al。 Frogs use a viscoelastic tongue and non-Newtonian saliva to catch prey［J］。 Journal of the Royal Society Interface，2017，14（127）：20160764。
［2］ Hammerman DL。1969The frog tongue： I。 General development and histogenesis of filiform papillae and mucous glands in Rana catesbeiana。 Acta Zool。50，11–23。
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