為何血肉之軀如此脆弱？

好，我被一個特定的論點「吸引」了（nerd sniped），這個論點是：「如果動物由比蛋白質更強韌的材料構成會過得更好，但事實並非如此，因為演化找不到這種解決方案」。

石墨烯

石墨烯（某種程度上）是一種神奇材料。它是由碳原子組成的單層六角型晶格，每個碳原子與另外三個原子結合。對該結構的任何破壞都意味著要打破碳原子之間強大的共價鍵。它是我們已知單位重量強度最高的材料。標準的說法是，一張一公尺見方的石墨烯吊床可以支撐一隻 4 公斤重的貓，而其重量比貓的一根鬍鬚還輕。

（當然，你可以用手撕開這張吊床，或者用刀割開它，因為「單位重量」這個前提承擔了所有功勞。這片石墨烯比一塊布或一片皮膚更脆弱，因為它實在太薄了。或許動物可以堆疊多層石墨烯，但在某個點之後它會失去靈活性。）

動物面臨的主要問題是，石墨烯很難用蛋白質來構建，而且它具有高度疏水性。在分子層面上嘗試構建它也非常奇怪。你必須沉積單個碳原子。這在一個獨立的生物體內原則上如何運作，對我來說並不清楚。我發現很難想像生物體內的多層石墨烯沉積。

但幸好，我們不必擔心這個，因為我們可以轉而擔心為什麼動物沒有凱夫拉（Kevlar，芳綸纖維）皮膚。

鋼鐵

「為什麼貓沒有鋼鐵爪子」似乎更容易回答。周遭環境中沒有那麼多鐵，而且將其製成爪子的能量成本太高。結案。

凱夫拉 (Kevlar)

凱夫拉是另一種非常強韌的材料。它由對苯二胺（p-phenylenediamine）和對苯二甲酸（p-benzene dicarboxylic acid）的聚合物組成。對苯二胺上的兩個 NH2 基團分別與對苯二甲酸上的一個 COOH 基團結合。

產生的長鏈相當僵硬，並有兩種不同的相互結合方式。在左右方向上，C=O 與 NH 形成交互作用；在另一個方向上，苯環基團有一種「堆疊」交互作用。這兩者都比維持蛋白質結合的最弱力量更強，而且長鏈的剛性提供了進一步的強度：如果你想分開兩條長鏈，你不能用「剝離」的方式，你必須像用「槓桿」一樣將它們撬開，同時打破許多交互作用。凱夫拉基本上是人類大規模生產的最強纖維。

不幸的是，對大自然母親來說，「Kevlar」是註冊商標，而且對苯二胺和對苯二甲酸都不特別常見。但幸運的是，我們有另一個選擇。與其使用一個具有兩個 NH2 基團的分子和一個具有兩個 COOH 基團的分子，我們可以只使用一個一端是 NH2、另一端是 COOH 的分子。

（此外，與工業界相比，這更符合生物學喜歡的運作方式。在工業界，混合兩種原料更容易，而在生物學中，通常只有一種原料會更好。）

我們討論的這個分子——對胺基苯甲酸（p-aminobenzoic acid）——在自然界中相當常見！你基本上離擁有凱夫拉皮膚只差一個反應。

那為什麼你沒有呢？這應該是完全可行的！用凱夫拉基質代替膠原蛋白基質似乎是可能的，至少比石墨烯更可能。

但凱夫拉在對抗擠壓或穿刺攻擊（這是野外更常見的攻擊類型，想想獅子和蛇）時表現並不理想，所以或許不值得承擔額外的風險。另一個問題是，現代凱夫拉需要在熱硫酸中紡成線。

是的，為了溶解凱夫拉聚合物，他們必須使用硫酸。然後他們才能從中拉出纖維，使聚合物分子排列整齊。接著他們可以將這些纖維織成堅固的緊密織物。這種編織在分子水平上也很難組織。

天然凱夫拉會比現代酸紡凱夫拉弱得多。它可能無法彌補它在躲避獅子追捕時會讓你變慢的事實（我的意思是，纖維素比膠原蛋白強，但動物並不使用它），而且這比抵抗攻擊的成本更高。

儘管如此，凱夫拉皮膚的論點對我來說似乎比石墨烯皮膚的論點更有力一些，但是……

這一切都太令人困惑了

對於那些試圖提出乾淨利落論點的人來說，不幸的是，生物學太過詭異，以至於事情無法呈現出清晰的邏輯。這不是「生物學可以做 X 並且變得更好」的情況，而是「如果生物學做出權衡 Y 和 Z，並放棄 A 和 B，生物學就可以做 X，如果這不會消耗太多能量且不會讓繁殖速度減慢太多的話，這可能總體上會更好。」真令人遺憾！

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