Mantis shrimp are small creatures known for their superlatives. Their eyes have 12 to 16 different color receptors versus our own three, and can detect the polarization of light. Their punches are famously fast, accelerating on par with a 22-caliber bulle
蝠鲼是以其最高级而闻名的小型生物。他们的眼睛有12到16种不同的颜色受体,而我们的眼睛有三种,可以检测光的偏振。他们的拳击速度很快,与22口径的子弹不相上下。它们对猎物、捕食者和竞争对手都使用这些攻击
加州大学圣巴巴拉分校的生态学家帕特里克·格林研究了这些生物,以了解它们如何保护自己免受对手的攻击。尽管他们的炮弹提供了重要的保护,但他发现他们的战斗姿态额外吸收了20%的冲击。这项研究结果发表在《实验生物学杂志》上,强调了从行为中获得的见解对理解动物形态至关重要
格林解释道:“在争夺庇护所的战斗中,螳螂虾的竞争对手在彼此的装甲尾板上交换子弹般的命中。”之前的研究发现,它们的外骨骼对撞击有弹性,像打孔袋一样吸收一些冲击。但这些研究着眼于实验室工作台上的盔甲。格林补充道:“在自然打斗中,我们看到螳螂虾像盾牌一样把尾巴卷在身前。我想知道这种对尾巴的行为使用是如何改变它们受到冲击的。”
Green介绍了成对的这种领土性甲壳类动物,并拍摄了它们的小冲突。“他们几乎立刻开始互相攻击,”他说。他以每秒3万到4万帧的速度拍摄了冲突的画面,大约比传统相机快1000倍
来源:实验生物学杂志(2024)。DOI:10.1242/jeb.247063通过分析它们相互接触前后的附肢运动,他能够计算出它们相互传递的能量。这一点,再加上它们尾巴在撞击前后的运动,告诉他它们每次撞击消耗了多少能量
在计算了这些数字后,格林发现,结合这种telson线圈行为,螳螂虾能够消耗比其盔甲仅凭材料特性所能吸收的更多的能量,使其打击能量的比例从69%提高到90%左右
他说:“对我来说,把你的盔甲离地应该能让你消耗更多的能量,这是合乎逻辑的。”。“想想一个拳击手受到的打击。”
有趣的是,当他只考虑附肢的运动与附肢和尾巴的运动时,得出了不同的结果。这表明,仍有一些细微之处需要解决
事实上,格林计划继续研究螳螂虾的盔甲和战斗。全世界有400多个物种,它们的尾板之间有着令人难以置信的形状变化
“有些看起来像隆起的盾牌,有些看起来像平铲,”他说。物种之间的打斗程度也各不相同,格林怀疑行为和形态之间可能存在相关性
从大角羊到爪蚁,许多动物都能承受很高的冲击力
格林说:“当我们试图了解动物如何应对撞击时,我们应该考虑它们使用的结构(如盔甲),以及它们如何使用这些结构。”。“这项研究帮助我们将行为和形态联系起来,这样我们就可以更好地了解动物是如何在打斗中导航的。”