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海馬標誌性的“S”形身體蘊藏著秘密武器：根據一項研究海馬彎曲頸部區域的生物力學特性的新研究，這是這些微小的肉食性魚類偏愛的伏擊狩獵方式的一種適應。
海馬是從類似於海龍的細長游泳者進化而來的。它們用捲曲的尾巴固定住身體，靜止地懸停在珊瑚礁和海草床附近，直到小蝦或幼魚遊過。然後，它們微微傾斜頭部，輕輕一吸，這些小小的掠食者就吸入了毫無戒心的獵物。海馬和海龍都採用了傾斜和吸食的技術，稱為樞軸進食。然而，海馬不像海龍那樣追逐獵物，因此它們頸部的伸展範圍是決定其狩獵成功的重要因素。
比利時安特衛普大學的薩姆·範·瓦森伯格說：“從我看到海龍進食的第一個影片開始，我就意識到頸部區域發生了一些非常重要的機械運動。”他是這項研究的合著者，該研究發表在1月25日出版的《自然通訊》雜誌上，已發表。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
研究人員使用高速影片和數學建模來展示海馬的馬形外觀在樞軸進食過程中對其效能的提升程度。研究小組透過研究海馬和海龍的影片發現，雖然兩者頭部上下運動相似，但海馬也可以向前伸展頭部。“與直身海龍相比，所有研究的海馬物種在捕食獵物時，其嘴部移動路徑始終如一地顯示出額外的向前伸展分量，”研究人員寫道。
然後開發了兩個數學模型，一個基於海龍，另一個基於海馬。研究人員使用計算機程式校準模型，微調每個身體部分的柔韌性、慣性特性和流體動力阻力，直到模型可以模擬影片中看到的樞軸進食運動。“數學模型一直是功能形態學家和生物力學家的重要工具，”範·瓦森伯格說。
透過將這些模型操縱成海馬和海龍之間的假設中間體——直頸海馬和彎頸海龍——研究人員可以測試身體形狀的功能性影響。他們發現，雖然海馬彎曲的頸部提供了更長的伸展距離（攻擊距離），但卻以速度（攻擊速度）為代價。例如，彎曲海龍模型的頸部導致攻擊距離增加了28%。相反，拉直海馬模型的頸部使攻擊速度提高了36%。
海馬每天需要吞食數十隻小蝦才能生存。雖然它們的曲線使它們比流線型的近親游泳能力更差，但攻擊距離的增加似乎非常適合它們隱秘的坐等式捕食策略。
“海馬本可以在海龍已經存在的棲息地中定居，而增加的攻擊距離將使新來者能夠成功地競爭相同的食物資源，”研究海馬進化和生態學的羅德斯大學的彼得·特斯克說，他沒有參與這項研究。“總的來說，我認為這是解釋海馬為何看起來如此不尋常的謎題中一個有趣的部分……這項研究對於理解海馬的進化有何意義，仍然有待充分解答，”他補充道。
在侏儒海龍中可能找到線索，這是一種既像海馬又像海龍的魚。與海馬一樣，侏儒海龍也有捲曲的尾巴，但像海龍一樣水平游泳。由於侏儒海龍與海馬的共同祖先比與海龍的共同祖先更近，“它們的系統發育位置表明，尾部附著的生活方式的進化先於海馬彎曲頭部的進化，”研究人員寫道。