枪虾大螯快速合上时,发出比枪声还要巨大的声响!

文章作者:bianji3 | 2018-02-08
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枪虾(枪虾科Alpheidae的种类)具有一大一小两只虾螯,当它们把大螯快速合上时,就会产生一道强有力的水流,同时发出比枪声还要巨大的声响。

      深海中有很多有趣的动物是我们不知道的,比如下面这个简直让人惊叹。
  科学家们在深海中发现了一个新的动物,而这就是枪虾,看起来很普通的它们,拥有一大一小两只虾螯,其会产生令人印象深刻“冲击波”武器来击昏、杀死猎物。

      枪虾也叫鼓虾,颜色呈泥绿色,拥有一对一大一小的螯,身长约5厘米,但巨螯却有2.5厘米长。它们生活在热带海洋的浅水区域,猎食时会将巨螯迅速合上,喷射出一道时速高达100km/h的水流,将猎物(如小鱼、小虾、小螃蟹等)击晕甚至杀死。这样高速的水流会发生气穴现象(cavitation),形成一个极小的低压气泡,这些气泡从发出到破裂只有十亿分之一秒的时间,而且爆破的时候温度会达到4700度,所以它们很容易捕获猎物。当水压回复正常,气泡崩裂并发出啪嗒的声音。若一群枪虾同时闭合它们的巨螯,发出的声音足以让潜水艇躲过声纳探测器的追踪。

       通过形态观察和三维建模,科学家构建了枪虾大螯演化的不同阶段。一切都开始于“枢轴关节”,即只能使虾螯开合的最简单关节。其他虾类很快演化出了滑动关节,即虾螯有了既能扭转又能前后移动的活动部分。枪虾的另一只螯就具有这样的关节,但是不会产生气泡或发出巨响。

  最终,一些虾类能将滑动关节张开并储存能量,然后再快速合上,将能量释放。这一机制不断改进,最终使虾螯闭合时能产生空穴气泡。闭合速度最快的虾类完全失去了滑动关节,而只是用一个能竖起来的枢轴关节来完成闭合操作。这一现象在两个科的虾类中独立出现。

  不过,研究人员也指出,这些关节之间的界限并没有脱节——缓慢、持续的演化改变为变得更加复杂的虾螯带来了新的功能。虽然这项研究可能需要大量的推论或部分假设,但科学家认为,他们的方法将有助于解释其他动物中出现的新奇功能。例如,壁虎如何演化出具有黏性的肉垫?为什么一些白蚁能喷洒驱逐蚂蚁的化学物质?

  演化可以使动物出现一些非常奇特的新功能,但显而易见的是,这些功能必须来自一些渐进的演化改变。

通过形态观察和三维建模,科学家构建了枪虾大螯演化的不同阶段。通过形态观察和三维建模,科学家构建了枪虾大螯演化的不同阶段。

  据报道,海洋中有一些虾类具有令人惊叹的武器。枪虾(枪虾科Alpheidae的种类)具有一大一小两只虾螯,当它们把大螯快速合上时,就会产生一道强有力的水流,同时发出巨大的声响——比枪声还响亮,高达210分贝——并激发出转瞬即逝的气泡,其内部温度可高达5000摄氏度。枪虾利用这种令人印象深刻“冲击波”武器来击昏、杀死猎物。

  那么,这种小巧的物种是如何演化出一个能触发空穴现象的大螯的呢?这其中需要什么机关?一支国际研究团队对枪虾大螯的演化史进行了深入分析,发现问题的关键在于大螯的连接处。

  根据近期发表于《当代生物学》(Current Biology)杂志上的论文,研究这一特征演化的问题在于“虾螯闭合速度是否快得足够产生空穴气泡?”这意味着,研究者必须弄清楚枪虾大螯的外形是如何缓慢演化,并在突然间获得了打出气泡的能力。

      与许多甲壳动物一样,枪虾在遇到攻击的时候会将螯脱落。不过,这并不会使噪音消失太久。虽然大螯的结构看起来有点复杂,但枪虾还是会以一种奇特的方式重新长出一个螯来。不过,重新长出来的并不是大螯,而是一只小螯。最有趣的是,在下一次外骨骼蜕去之后,原先的小螯开始长得越来越像大螯,并最终长成同样具有强大杀伤力的大螯。换句话说,枪虾相当于把武器换到了另一只手上。不过,断肢再生有时候也会出现小故障。枪虾如果失去小螯,偶尔也会错误地长出大螯,从而拥有两只大螯。“双枪在手”听起来似乎很霸气,但事实上枪虾还需要用小螯来帮助进食。大螯好比打猎用的枪,而小螯则是吃肉用的刀叉 。

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