软体动物如蜗牛通过一个称为生物矿化的过程,能够打造出坚固的外壳。他们借助壳腺由蛋白质、碳水化合物及脂类构成的有机基质,以此作为坚硬矿物质部分的基础。贝壳的构成主要成分是碳酸钙。
蜗牛的壳并非仅仅是其身体的一部分,其构成及功能体现出生存的智慧。
蜗牛属于软体动物门的腹足类动物,现存约百万种软体动物。除了众所周知的蜗牛,还有其他带壳的软体动物如牡蛎、蛤蜊、鹦鹉螺及田螺等。相反,一些软体动物如蛞蝓(可视为更大的无壳蜗牛)、章鱼及鱿鱼等则没有外壳。
软体动物的壳是由不同的矿物质和有机分子交织构成的晶格。这种结构使得软体动物得以在多变的环境中生存。
哺乳动物的骨骼同样由钙矿物质及胶原蛋白组成,但与软体动物的壳存在差异,主要体现在矿物质比例的不同。
软体动物的壳中矿物质含量在95%至99%之间,其余部分则是由有机物构成。这使贝壳在本质上可视为生物学的岩石。
在大量的矿物质中,碳酸钙占据主导地位。
当你在沙滩漫步时,拾起的贝壳大多由碳酸钙构成。若将贝壳放入醋中,你会观察到其溶解并冒出气泡。
碳酸钙有两种形式:方解石和文石。它们的稳定性有所区别,其中方解石是碳酸钙的稳定形态,而文石则在一定条件下可转化为更稳定的方解石。
矿物质之间掺杂着蛋白质,为贝壳赋予了强度、弹性和轻质的特性。显然,蜗牛无法携带沉重的外壳移动。
这层坚硬的矿物外壳上覆盖着有机部分,被称为骨膜。它由蛋白质、碳水化合物及脂质组成。这种有机层的作用是保护贝壳的矿物质不溶于水,特别是在酸性条件下。
这层骨膜还是蜗牛沉积色素的地方。色素有助于蜗牛向捕食者发出警告信号。
从幼体阶段开始,蜗牛便着手制造壳。这一过程始于壳腺的活动。
壳腺是一个内陷的小结构,其成分从腺体中并形成壳。腺于他们的外套膜内,这是一片包含他们所有器官的坚硬区域。
一层有机分子层,它将作为未来骨膜的基础。这一过程是蜗牛进行的基础生物矿化。
生物矿化是生命利用钙等矿物质制造贝壳、珊瑚结构等的过程。
矿物质沉积在有机基质上并逐渐积累。某些软体动物在壳的内部沉积文石,而外部则为方解石。
随着蜗牛的成长,壳开始盘绕形成它们的居所。这种盘绕运动可能朝两个不同方向进行——右手螺旋或左手螺旋。部分蜗牛仅能朝一个方向盘绕。
壳会随着软体动物的成长而变化。
每一种软体动物,包括各种蜗牛,都有其独特的制造壳的方法。根据它们的栖息地是水域或是陆地,它们会适应其壳和组成,有些软体动物甚至使用重金属来代替壳中的钙。
没有两个壳是完全相同的。
蜗牛等软体动物从其所摄取的水和食物中吸收必要的成分来制造外壳。
如钙等矿物质主要来源于周围的水源。对于海洋软体动物而言,它们可以摄取碳酸盐和碳酸氢盐。而对于陆地蜗牛来说,钙则来自土壤中的水分。陆地蜗牛偏好潮湿的环境,这也是为什么你多雨的季节会遇到较多的蜗牛。
所需的碳和氢元素来源于水和蜗牛所吃的食物。它们将这些元素转化为所需的化合物,从而开始制造外壳。