头帕科的一种海胆（Cidaris rugosa）的外骨骼也包含多孔网状的结构，这是另一种周期性极小曲面。外骨骼会长出长长的尖刺，主要成分跟白垩和大理石一样，都是碳酸钙。而这种多孔网状的结构让外骨骼既坚固又轻便，有点像制造飞机时使用的泡沫金属。

Cidaris rugosa丨图源：wiki；Christopher Mah／echinoblog

海胆是怎么用碳酸钙这种坚硬、不易变形的矿物做成多孔网格的呢？显然，它们应该先是用柔软灵活的膜制作了一个内部互通的网状模具，然后再让坚硬的材料在模具内部结晶成型，成为类似于泡沫金属的“泡沫矿物”。

阿式偕老同穴海绵（Euplectella aspergillum英文俗称维纳斯花篮）的多孔骨架，就像凝固的泡沫构成——矿物质就填充在泡状软组织的交界处周围。图源： Dmitry Grigoriev ／ Shutterstock

这个办法还可以用来实现更复杂的目的。比如，光线在这种网状结构中会发生多次反射，形成复杂迂回的反射路径，这些泡沫矿物就像镜子，可以用来控制或引导光线的传播方向。鳞沙蚕（Aphrodita aculeata，一种海洋多毛类蠕虫）就是这样做的，它们的几丁质外棘刺内含有中空的蜂巢式微管，这些看似像毛发的结构就成了天然可引导光线的光纤。它们可以根据光照方向改变身体颜色，这似乎就是它们震慑捕食者的手段。

鳞沙蚕因其体型和行动像老鼠，因此俗称为“海鼠（sea mouse）” 丨图源：wiki

海胆和鳞沙蚕等先用软组织或膜制作模具，再通过“浇铸”过程在模具内部形成具有特定形状的外骨骼的方法，即所谓的“生物矿化作用（Biomineralization）”，在海洋生物中屡见不鲜。例如，一些海绵动物的外骨骼看上去像是脚手架，那其实就是条状矿物用这种方式连接起来的，而且，矿物“条”的连接处跟泡泡堆非常类似——如果表面张力塑造了这些结构，那就绝对不是巧合。

生物矿化作用在放射虫和硅藻等海洋生物身上产生了无比瑰丽的视觉效果。一些放射虫和硅藻的外骨骼拥有精妙无比的图案：矿物组成了一个个六边形和五边形，而且排列得齐齐整整，你甚至可以管它们叫海中蜂巢。19世纪末，当德国生物学家（同时也是一名极具天赋的艺术家）恩斯特·黑克尔（Ernst Haeckel）第一次在显微镜下看到这些图案时，震撼的画面令他折服。惊叹之余，他将这些图案画了下来，并出版了绘画作品集《自然界的艺术形态》（Art Forms in Nature）。这部作品在20世纪初的艺术家之间非常有影响力，时至今日仍令人赞叹。

“不仅是图集，而是对世界观的总结”，著名德国生物学史专家的Olaf Breidbach如此评价海克尔的作品。丨图源：Ernst Haeckel， Kunstformen der Natur （1904）．

在黑克尔看来，生物身上展现出来的这些图案是大自然的神来之笔，可见大自然具有超乎想象的创造力和艺术表现力。当然，我们今天已经知道，这些图案真正的“幕后推手”不是什么神祗的力量，而是表面张力，尽管如此，我们依然不能否认他观念里的核心思想——面对自然界创造出来的这些奇迹般的、无处不在的美丽，我们只有啧啧称奇的份儿。