我们已经知道海马属于和大多数在海洋中,现在科学家们发现了更多关于它们聪明而不寻常的进食方式的信息。
以色列特拉维夫大学和美国罗切斯特理工学院的研究人员计算了这种奇怪的鼻子鱼用来吸入一口猎物所需的特殊解剖力量。
海马利用两条弹簧般的肌腱快速吸水,并倾斜头部以迅速捕捉猎物。强大的“吞咽”能力使动物吸水的速度比仅靠肌肉力量吸水的速度大约高八倍。
“同一个系统同时加速两个物体(即头部向上摆动并将水吸入口中),”研究人员在他们发表的论文中解释。
因此,尽管海马又小又慢,但它们仍能迅速吞下食物和饮料(有用,因为它们经常进食),留出更多时间进行其他海马活动。
海马(海马 sp。)是融合颌鱼家族的成员鳅科,其中还包括绿叶海龙等酷炫角色(藻类)和海龙(毛翅目)。合颌龙通过向上旋转长鼻子来捕捉猎物,利用弹性肌腱将颈部的肌肉连接到头骨后部。
研究表明,有些动物,例如跳蚤和,它们在跳跃或捕捉猎物方面非常迅速,因为它们进化出了一种称为闩锁介导弹簧驱动(LaMSA)系统的特殊机制。
LaMSA 系统使用强壮的肌肉来拉伸弹性部分,然后将其锁定到位,直到需要立即将其全部释放为止。这种突然的释放给了动物很大的力量来做出超快速的动作。尽管 LaMSA 主要存在于昆虫和其他没有脊椎的动物中,但一些鱼类也进化出了类似的系统。
海马有一个四杆连杆系统,有助于将动力传输到它们的头部。与其他 LaMSA 系统不同,海马系统中的一根杆不是刚性的。相反,它由骨头和肌腱肌肉复合体组成,根据之前的研究可以储存弹性能。
科学家们知道海马是有效捕捉难以捉摸的猎物因为它们产生的吸力流比其他鱼快得多。这些流动必须在头部旋转过程中产生,以防止猎物逃跑,研究小组预测,海马 LaMSA 系统中存储的弹性能量可能参与其中。
但目前尚不清楚这种机制如何允许吸入流和扬程同时发生。
以色列特拉维夫大学的动物学家罗伊·霍尔兹曼和美国的同事通过在海马进食时用光照射海马半透明的皮肤来研究这个谜团,他们发现下巴下方有第二根肌腱,可以赋予下巴额外的力量。
“我们能够实际看到肌腱收缩,这意味着它可以储存弹性能量,”霍尔兹曼告诉 新科学家的蜘蛛韦策尔。
“这很酷,因为到目前为止,我们并不真正了解任何具有两个目的的弹性能量存储机制”。
这意味着海马的 LaMSA 系统由两条肌腱提供动力,这两条肌腱共同作用以加速头部旋转和增加嘴前液体的吸力。
Holzman 和团队随后将水流可视化,并使用流体动力学模型来确定加速 13 种不同鱼类的吸食流所需的净功率。
海马吸食的力量大约是任何脊椎动物肌肉的三倍,导致吸力流动比类似大小的鱼类快大约八倍。
进一步的测试还表明,这两种肌腱都具有弹性,会迅速收缩,释放出加速水进入口腔所需的约 72% 的力量。
这些结果为科学家提供了有关 LaMSA 系统的大小、功能和设计的新信息,并展示了海马如何进化出适应能力来帮助它们更有效地进食。
“我确信他们还有一些我们还没有发现的其他疯狂创新,”霍尔兹曼告诉 新科学家。
该研究发表于英国皇家学会会刊 B。