天天看點

世界上最快的"拳擊速度"動物之一,其附屬物以打破防彈玻璃的速度移動

在30米深處的珊瑚叢中,一隻15厘米長的螳螂蝦正一動不動地躺在洞中,不久之後,一隻珊瑚蟹遊蕩到螳螂蝦的巢穴,這隻螃蟹毫無顧忌,沒有意識到眼前的危險。看到獵物出現,螳螂蝦開始興奮起來,揮舞着一對觸手,悄悄地舉起一對巨大的槳,然後撲向螃蟹。

世界上最快的"拳擊速度"動物之一,其附屬物以打破防彈玻璃的速度移動

随着兩個快速,難以察覺的敲擊動作和兩個砰砰聲和砰砰聲,珊瑚蟹厚厚的甲殼類動物中打開了兩個大洞。無論你多麼平靜,當你看到這個,你都會驚呆了。

< h2級"pgc-h-arrow-right">拳擊冠軍</h2>

人們不禁要問,這麼小的生物,怎麼會在瞬間積累出這麼大的力量。近年來,生物學家發現了這個秘密。為了捕捉獵物并擊敗競争對手,螳螂蝦利用其強大的彈射能力和連杆"手臂"成為動物王國中最快的拳擊冠軍。

世界上最快的"拳擊速度"動物之一,其附屬物以打破防彈玻璃的速度移動

螳螂蝦屬于甲殼類、口足類動物,栖息于世界近海水域。螳螂蝦既不是蝦也不是螳螂,而是兩者特征的結合。它的身體由蝦形腹部,甲殼類動物,遊泳腳,觸手和看起來像折疊刀的巨大螯肢組成。在外觀方面,它與陸地上的螳螂非常相似,是以得名螳螂蝦。生物學家的分類方法中,主要有兩種:矛腿螳螂蝦和錘腿螳螂蝦。矛腿螳螂蝦的附肢呈箭頭形,用于刺傷遊泳的魚,錘腿螳螂蝦的附屬物頂部是圓形的,可以打破動物厚厚的甲殼類動物。

世界上最快的"拳擊速度"動物之一,其附屬物以打破防彈玻璃的速度移動

近年來,科學家們已經量化了螳螂蝦被擊中的速度。根據高速錄影機拍攝的視訊,他們發現螳螂蝦的附屬物以每小時80多公裡的速度移動,最大加速度超過重力加速度的10,400倍。如果一個拳擊手在拳擊過程中總是能以這種加速度戰鬥,他就能迅速逃離地球的引力!

科學家還發現,螳螂蝦釋放的擊球能量是其"手臂"肌肉所能産生的100多倍。為了增強這種爆發力,螳螂蝦通過萎縮和狩獵慢慢積累肌肉能量,然後突然釋放出來。

世界上最快的"拳擊速度"動物之一,其附屬物以打破防彈玻璃的速度移動

一般來說,許多食肉水生動物,包括食肉魚類,都有一種狩獵本能,可以讓食肉魚的嘴巴迅速張開,但螳螂蝦(一種儲存肌肉能量的貝殼形槳狀肢體)的細長四肢是獨一無二的。螳螂蝦将槳末端的肌肉組織緊緊擠壓在一起,使肌肉隆起,追趕獵物,螳螂蝦的槳迅速恢複到原來的形态,然後用爆炸力将其四肢末端向前推。彈性力實際上來自将螳螂蝦的肢體末端連接配接到手臂其餘部分的杆臂。

當螳螂蝦用其肢體末端快速擊中目标時,其肢體末端和命中物體表面之間會發生不尋常的氣泡,該氣泡會迅速塌陷。視訊片段顯示,螳螂蝦的破壞性影響是由這種被稱為空化的巨大力量引起的。

空化通常是破壞汽船推進器的罪魁禍首。讓我們看看導緻蒸汽船破壞的氣蝕是如何形成的。泵和船舶推進器産生的渦流經常導緻渦旋氣蝕,當汽船分裂水并在水中快速移動時,其尾流的壓力低于水的壓力,此時移動物體附近的水實際上是沸騰的。當周圍的水恢複正常時,高壓和氣泡坍塌産生的力足以敲出不鏽鋼等堅硬表面上的許多凹坑。

世界上最快的"拳擊速度"動物之一,其附屬物以打破防彈玻璃的速度移動

當螳螂蝦用四肢末端撞擊物體時形成的空氣傳播氣泡半徑從半厘米到數百厘米不等,每平方厘米的壓力達到數百公斤。當氣泡漂出它産生的低壓區域時,高壓會收縮它,其收縮體積導緻氣泡中的壓力和水蒸氣溫度升高。這種高溫、高壓的水流會對物體造成毀滅性的損害。

是以,螳螂蝦的肢端與獵物的殼之間形成的空心氣泡在破壞硬目标方面起着至關重要的作用。當然,氣泡也給螳螂蝦本身帶來了一些麻煩,螳螂蝦的肢端經常出現一些麻風樹坑和受傷,部分其肢端表面損傷嚴重,甚至不能直接擊中獵物,這都是空泡造成的。然而,無論傷勢有多嚴重,螳螂蝦都會周期性地脫落外骨骼來修複損傷。科學家認為,螳螂蝦的快速跳動和由此産生的空化是螳螂蝦能打破甲殼類動物堅硬外殼的兩個主要原因。

<h2級"pgc-h-right-arrow">最複雜的眼部結構</h2>

除了動物界的綽号拳擊冠軍外,螳螂蝦還有另一種世界上最複雜的眼睛結構。其眼睛結構的複雜性與其栖息地密不可分。螳螂蝦往往生活在深邃的黑暗水域中,滲入的光線是深藍色的,它們的眼睛變得越來越複雜,以便看到周圍的事物。

世界上最快的"拳擊速度"動物之一,其附屬物以打破防彈玻璃的速度移動

像昆蟲和甲殼類動物一樣,螳螂蝦是一種複眼結構,與脊椎動物的眼睛非常不同。一種觀點認為,螳螂蝦眼中的每一種色素都會對一種顔色做出反應,就像人類人工耳蝸中的毛細胞對音頻有反應一樣。在這種情況下,更大範圍的色譜法使其能夠看到更多的顔色。

毫無疑問,螳螂蝦可以看到顔色,它的顔色感覺範圍可以覆寫人類能看到的所有光譜,我們也可以看到我們人類看不到的紫外線和紅外光,有些螳螂蝦的顔色分辨率甚至可以達到16種。科學家仍然不知道螳螂蝦如何看待世界,因為他們仍然不知道螳螂蝦的眼睛是如何工作的。

螳螂蝦獨特的眼睛結構使它們能夠看到偏振光,許多動物也有,例如,一些蜘蛛,昆蟲和候鳥,鳥類甚至可以利用偏振光進行導航。然而,螳螂蝦不僅能識别出線偏振光,還能看到圓偏振光(這種光波螺旋,要麼向左,要麼向右)。螳螂蝦獨特的視覺能力是由于其複雜的眼睛中有大量的小眼睛。基于光細胞在小眼睛中的排列方式,澳洲昆士蘭大學的光敏神經生物學家賈斯汀·馬歇爾(Justin Marshall)認為,螳螂蝦獨特的視覺結構使它們能夠看到圓偏振光。

世界上最快的"拳擊速度"動物之一,其附屬物以打破防彈玻璃的速度移動

是以,馬歇爾和他的同僚們測試了螳螂蝦,看看甲殼類動物是否能區分不同類型的光。他們發現,四種螳螂蝦中有三種能夠正确識别左手偏振光,而其他三種螳螂蝦中的兩種能夠區分右手偏振光。馬歇爾認為,螳螂蝦的圓極化可能在尋找配偶的過程中起到非常重要的作用。因為螳螂蝦的甲殼類動物含有大量的糖,是以它們的一些甲殼類動物反射出圓形的偏振光,看起來像閃閃發光的珠寶。螳螂蝦在使用圓形偏振光與潛在配偶交流時不太可能被捕食者發現,因為其他動物可能看不到這種特殊的光。

繼續閱讀