海马尾巴的横截面为什么是方形？

海马尾巴4个一组的L型骨板环绕成方形的尾部形态，保护着中间的脊椎。跟圆形的比起来这样方形截面的尾巴有什么特别？

美国克莱门森大学的迈克尔·波特（Michael M. Porter）及其团队破解了其中奥秘。在整个动物界中只有海马、海龙等极少数类群演化出了方形的尾巴。这样的尾部结构能帮助海马更好地抵抗外界的挤压和扭曲，并提高海马尾巴的抓握能力。

对海马尾部的弯曲能力及骨板结构进行观察。构成海马尾巴的骨板越靠近尾侧越小，使海马可以把它的尾巴平滑地弯曲成一个对数螺线，在近尾尖处达到最大的曲率。经过测量，发现海马的尾巴末端能向腹侧弯曲多达850°，而向背侧及两侧的弯曲程度也分别可达290°和570°。海马每片骨板的大小、倾斜角度及彼此交叠程度都能影响它弯曲的能力。

根据海马尾巴骨板的细节3D打印出了海马的方尾巴模型，并同时也虚拟地构建了相应的圆尾模型加以对比。海马的方尾结构呈现出更好的抗压能力：在面对外界的冲击时，骨板能发生侧滑，从而吸收冲击力，更好地保护脊椎。在极限时海马的方型骨板可变形接近50%不伤害脊柱。

而弯曲能力方尾模型提供了更大的横截面周长，可以让海马的尾巴在弯曲抓握时比圆尾更强的抓握能力。而在最大扭曲角度圆尾模型可达30°，方尾模型只有约15°，这样相对较窄的扭曲范围也可以保护海马抵抗外界扭曲力的伤害。

在我们需要兼顾防御和抓握功能时，这种方形横截面的结构是更优越的设计。科学家认为这项研究将有助于机器人科技领域的革新。海马的这一结构可以应用到机械臂的设计当中，这在工业、军事、医药领域都可能相当有用。在触手类或是蛇形机器人的设计中，这样的骨板结构既比传统的硬质结构更轻更灵活，也比软质结构更能抵抗压力。且在石油和天然气的勘探采集、军事工业中的人体护甲设计、医疗中的假肢、支架等设计上，海马的方尾巴也能为研发人员提供很有价值的参考。