幾個世紀以來，科學家一直不明白牡蠣如何將不規則的沙粒或碎片，包覆形成極對稱且完美的圓形珍珠。現在，科學家已經證明，牡蠣、貽貝和其他軟體動物運用一種複雜的過程形成珍珠，並且遵循了自然界常見的數學規則。

　　當刺激物（沙粒或微生物）進入軟體動物體內使其不適時，它們會在周圍分泌光滑的礦物質與蛋白質（統稱為珍珠層）困住刺激物減輕痛苦，經年累月的層層包覆最終形成了珍珠。發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）的分析發現，以不對稱的刺激物為中心所形成的每一層珍珠層，都精確地修正了上一層的形狀，把不規則的部分撫平，從而形成完美圓形的珍珠。

　　澳洲國立大學的生物地球化學家蘿拉‧奧特（Laura Otter）說：「珍珠層是一種極美麗且閃閃發光的材質，我們能在一些貝類的內部或外部看見它。」

　　奧特和同事發現，珍珠勻稱的形成過程仰賴於軟體動物兩種基本的平衡能力。它逐步修正了珍珠形狀的偏差，並防止這些偏差擴大。如果不這麼做，最後珍珠就會變得奇形怪狀。此外，軟體動物還會調節珍珠層的厚度，當某一部分的珍珠層特別厚時，後面就會疊得比較薄。

　　於是，即使珍珠包覆了數千層也能維持相似的平均厚度，使它看起來又圓又均勻。如果沒有不斷地調整，珍珠就可能越疊越偏，進而放大那些非球形形狀的小缺陷。

　　科學家研究了從澳洲東部沿海珍珠養殖場的「Akoya珍珠牡蠣」中採集的客旭珍珠（keshi pearl）。他們以鑽石線鋸將珍珠切割成橫截面，拋光後使用拉曼光譜學（可用來呈現珍珠的結構）檢查珍珠。結果發現，其中一顆珍珠花了548天的時間，總共堆疊了2615層。

　　分析顯示，珍珠的珍珠層厚度的波動表現出一種名為「粉紅雜訊」（pink noise）的現象，一些看似隨機的事件其實是相互關聯的。珍珠層形成不同的厚度看似隨機，但實際上是取決於前一層的厚度。同樣的現象也能在地震活動中看見：地震看似隨機，但其實是跟之前最近的一次地震活動有關。密西根大學的材料科學家和工程師羅伯特‧霍夫登（Robert Hovden）指出，粉紅雜訊也會出現在古典音樂之中，甚至在監測心跳與大腦活動時出現。。

　　未參與研究的威斯康辛大學麥迪遜分校物理學家、專攻生物礦化機制的普帕‧吉伯特（Pupa Gilbert）評論說：「這是科學家首次指出珍珠層能自行修復，當出現缺陷時，它能在幾層之內自行修正形狀，而無需使用外部的材料或範本。珍珠層是一種比我們過去所認為還更厲害的材質。」

　　奧特說：「這些不起眼的生物製造出一種超輕巧卻超堅韌的材料，比我們用各種技術所做的還來得容易，而且還更好。珍珠層僅由鈣、碳酸鹽和蛋白質組成，卻比構成它的材料還要堅硬3000倍。」

　　霍夫登認為，對於珍珠的新理解或許能啟發「下一代超級材料」，比如更節能的太陽能電池板，或是更堅韌耐熱、可應用在太空技術上的材料。

原文出處：ScienceNews