自然界进化不出剑？进化出轮子的次数都比剑更多！|剑鱼|动物|恐龙|斩击|自然界

前段时间重温《鬼灭之刃》，里面有个小孩设定是野兽养大的，他不能理解刀这种武器，只能把刀刃敲成牙齿状使用。

于是我想到一个问题：几乎没有ACG作品能抑制在动物（或拟人动物）身上添加“剑”或“武士刀”的诱——不管是牙、爪、角还是捕捉足，都会被设定成大杀四方的神兵利器。但实际上，真正的“剑”在自然界极为稀少。

大自然不喜欢斩击？

我们这里把“剑”或者“斩击”，定义为使用一个锋利的刃，通过劈砍来造成大的切割伤。根据这个定义你会发现，所有以“剑”或者“刀”命名的动物，几乎都跟“斩击”没有关系：

刃齿虎的上犬齿用来刺穿猎物的颈动脉和喉管，剑羚的角用来直刺和与对手交错固定，螳螂的捕捉足用来紧紧抓握，剑龙的背板可能用来调节体温或求偶，虾头上尖尖部分叫做额剑，用来戳刺抵挡捕食者。总之这些都不能用来斩击。

刃齿虎骨架｜Tellus Science Museum

一项元分析系统检索了一千多篇关于动物格斗的论文，覆盖鹿、蜥蜴、锹甲、螳螂虾、螃蟹等多个类群，对动物武器的功能进行了整理，分为六类：

1. 抱举。例如锹甲用大颚把对手抱住、举离地面。

2. 推顶。例如蜣螂，头对头相互“顶牛”角力。

3. 拉扯。例如辉虾属Aegla（属于十足目，是螃蟹和虾的亲戚）用钳子夹住对方的钳子拉拽。

4. 夹挤。例如螃蟹和龙虾用钳子去夹。

5. 撞击。例如“打击型”的螳螂虾，用拳状的坚硬附肢末端去捶击。

6. 刺穿。例如鸟用喙去啄。

这些功能里，依然没有斩击。

自然界里最“像”刀的发明，莫过于龟型镰刀龙（Therizinosaurus cheloniformis）。这种恐龙每只手上有三个弯刀般的巨大利爪，长度可超过60厘米。关于镰刀龙的爪用来做什么，有三种猜想：一、用来挖白蚁窝，二、用来勾住树枝扯到嘴边，三、作为捕食或打斗的戳刺武器。

镰刀龙的爪子标本｜Moscow Paleontological Museum;

然而，一篇研究对镰刀龙和许多近亲恐龙的爪子进行了比较分析，结果让人失望。镰刀龙的爪子是它们中间最脆弱的，不仅很长而且很窄，在运动中整体会承受巨大压力，无论用来挖、勾或者戳，都存在结构性损坏的风险。镰刀龙的巨大指甲可能是求偶的装饰品，或者是进化中身体扩大的副产品，总之它不能斩击。

唯一一个基本符合斩击要求的动物，也是最出名的以“剑”为名的动物——剑鱼（Xiphias gladius）。

剑鱼｜Naturalis Biodiversity Center

剑鱼的喙是头骨的极端延长，可达体长的三分之一，基部含有脂肪组织和透明软骨。值得注意的是，它的形状是扁的，恰似一柄平放的剑。

剑鱼是怎么用这柄“剑”的呢？对剑鱼的远亲大西洋旗鱼（Istiophorus albicans）的观察发现，它捕食挥动喙的模式有侧向的挥砍和短距离的敲击两种。从侧面去掰它，剑鱼喙能承受的力要比其他方向大得多，这说明“剑”适合侧向挥击，这可能是剑鱼主要的猎食手段。薄薄的侧面能够制造更大的压强，我们一般把这种特性称之为——锋利。

在剑鱼的胃里发现过被切成两半或数块的鱼残骸，说明它用挥打的方式来击倒猎物时，起到了斩击的效果。

大自然看起来真的不喜欢斩击，甚至滚动结构在进化的出现次数，可能都比剑的次数多。滚动因为旋转会把组织“拧”在一起，参考从中间拧断的火腿肠，所以在动物身上出现滚动结构是很困难的。然而，至少有一种蜘蛛Carparachne aureoflava，一种螳螂虾Nannosquilla decemspinosa、一种蛾的幼虫Pleuroptya ruralis会蜷成一团滚动，还有风滚草和蜣螂的粪丸也是。

为何剑如此之少？

进化创造了匕首、刺针、锤子、大棒等种种武器，甚至有一种2021年公布发现的小型甲龙类，覆尾龙（Stegouros elengassen），尾巴两侧长着对称的扁平骨刺，成了巨大的锯齿形状，《鬼灭之刃》里那位小哥估计会引为知己。而剑这个看似十分简单的东西，却极端罕见。

对覆尾龙的艺术复原图｜Luis Pérez López

为什么呢？

首先，这是个材料学问题。生物材料的韧度远远不及金属，骨头的抗拉强度约150兆帕，而合金钢可以轻松达到十倍以上。即使在人类学会锻造青铜之后，主流的带刃武器仍然是用来刺击的短剑，直到韧度更高的铁出现，能够大力斩击的长刀长剑才得以普及。

刀刃这种又长又薄的结构，如果用生物材料（如角质和骨头）来制成，整个结构是很脆弱的，如果用来挥砍，就要面临极大的崩断风险，镰刀龙的爪子就是很好的例子。

其次，这也是个生理学问题。剑有其适当的使用方式——即“斩击”。而“斩击”能力，需要复杂的身体协调功能，要了解这一点，我们要了解挥打（挥动一个长东西，比如一根棍子）动作的本能基础。

挥打和投掷的动作本质是相似的，从腿到骨盆到肩再到手臂，肌肉按照一个严格的顺序逐一收缩，动能一一传递，逐步递增，最后到达末端的手。婴儿还不会走路时就会出现初步的投掷动作，之后挥打和投掷的动作按照严格的次序发育，学习对其影响极少。

挥打和投掷都是人类独有的本能动作。对挥打的研究很少，对投掷我们了解得更多一些，其他灵长类扔东西只会用到胳膊，所以即使它们力气再大，还是扔得不远也不准。这套动作的意义显而易见，从进化论的祖师爷达尔文起，有不计其数的人讨论过，人类会用棍子和石头作为武器，对我们必然大有益处。

挥打（和投掷）的进化也体现在肉体上。在人类祖先的进化过程中，手呈现出明显的变化倾向，拇指变大，变得更加有力，其余手指变短、变直，结果是能够有力地握住棍子、石头，完成挥打和投掷的动作。

所以，即便动物有合适的材料形成类似长刀大剑的组织，它们不具备相应的本能和身体结构，也无法支持它们有效完成一套挥击的动作。任何生物特征要进化并稳定下来，都要在自然选择中具有某种优势，“长剑”这种又长又大又碍事的结构，如果无法有效挥砍，不能发挥功能，对生物只有负面效果，没有正面效果，也就无法进化出来。

“剑”（或者武士刀）是一个极端特殊材料和极端特殊技巧，所达成的极端结果。我们觉得动物身上应该长出刀剑，似乎该归功于日本动画太爱他们的武士刀了，让我们对刀剑司空见惯，忽视了它是一个多么极端的变数。

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作者：红色皇后

编辑：黄线狭鳕

题图来源：Naturalis Biodiversity Center