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拳打脚踢:螳螂虾如何抵御高速攻击

本站发布时间:2024-05-14 10:56:29

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。”

More information: P. A. Green, Behavior and morphology combine to influence energy dissipation in mantis shrimp (Stomatopoda), Journal of Experimental Biology (2024). DOI: 10.1242/jeb.247063

Journal information: Journal of Experimental Biology

Provided by University of California - Santa Barbara

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