螳螂虾如何抵御高速打击
BALI @ 2024.05.17 , 07:03 上午螳螂虾以其各种超凡之处而闻名。它们的眼睛有12到16种不同的色彩感受器,而人类只有三种,并且可以探测到光的偏振。它们的击打速度极快,加速度与22口径子弹相当。它们将这些打击用于猎物、捕食者和竞争对手。
生态学家帕特里克·格林在加利福尼亚大学圣巴巴拉分校研究这些生物,以了解它们如何抵御对手的打击。尽管它们的壳提供了显著的保护,但他发现它们的战斗姿态吸收了额外20%的冲击。这项发表在《实验生物学杂志》上的研究突显了行为洞察在理解动物形态学中的重要性。
“在螳螂虾的角斗中,竞争对手互相交换像子弹一样的打击,瞄准对方的装甲尾板,以争夺避难所。”格林解释道。之前的研究发现它们的外骨骼能够抵御打击,像吸收拳击袋一样吸收部分冲击。但那些研究是在实验室的工作台上观察到的装甲。“在自然环境中的战斗中,我们看到螳螂虾将尾巴盘绕在身体前面,像一个盾牌。我想知道这种尾巴行为如何改变它们接受冲击的方式。”
格林引入了这些领地性甲壳动物的一对,并拍摄了它们的冲突。“它们几乎立即开始互相攻击,”他说。他以每秒30,000到40,000帧的速度捕捉了冲突的画面,大约比普通摄像机快了1,000倍。
分析它们在彼此接触前后附肢的运动,使他能够计算它们互相传递了多少能量。这个数据和它们受到冲击前后尾巴的运动告诉他,它们从每次打击中散发了多少能量。
在整理了数据之后,格林发现,螳螂虾通过加入这种尾巴卷曲行为,能够比仅根据其材料属性吸收的装甲更多地散发能量,将能量转化率从69%提高到约90%。“对我来说,这是合乎逻辑的,将你的装甲与地面分开应该让你更多地散发能量,”他说。“想象一下一个拳击手接受拳击时的动作。”
有趣的是,当他仅考虑附肢的运动与同时考虑附肢和尾巴的运动时,他得出了不同的结果。这表明仍然有一定程度的细微差别需要梳理清楚。
事实上,格林计划继续研究螳螂虾的装甲和战斗。全球有超过400种螳螂虾,它们的尾板形态之间存在着令人难以置信的差异。“有些看起来像凹凸不平的盾牌,而其他则像平整的铲子,”他说。不同物种的斗争程度也有所不同,格林怀疑行为和形态之间可能存在着相关性。
许多动物都面临着高冲击力,从大角羊到陷阱蚂蚁。“当我们试图了解动物如何应对冲击时,我们应该考虑到它们使用的结构(如装甲)以及它们如何使用这些结构,”格林说。“这项研究帮助我们联系行为和形态,从而更好地理解动物如何应对斗争。”
本文译自 The Current,由 BALI 编辑发布。
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