海馬為什麼長得像馬

它們整體的形狀使它們成為地球上游泳最慢的生物之一。 然而,它們在捕獲獵物方面卻出乎意料地有效

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研究人員表示,海馬頭部的形狀有助於這種魚類隱秘地伏擊獵物。

海馬在魚類中是獨一無二的,因為它們彎曲的脖子和長長的口鼻使它們看起來像馬。 德克薩斯大學奧斯汀分校的海洋生物學家布拉德·傑梅爾說,包括缺乏尾鰭在內的整體體型,使它們成為“地球上游泳最慢的生物之一”。 “它們不太游泳——它們傾向於用可抓握的尾巴將自己固定在海草等表面上。” (可抓握的尾巴,如猴子的尾巴,可以抓住物體。)

傑梅爾和他的同事們正在研究海馬和其他魚類如何以被稱為橈足類微小的蝦狀甲殼動物為食。


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傑梅爾說:“橈足類動物非常重要。” “在它們生命史的某個階段,絕大多數海洋動物都以它們為食——特別是許多商業捕撈的魚類。”

傑梅爾說:“由於幾乎所有海洋動物都喜歡吃橈足類動物,因此這些甲殼類動物進化出了一些非常令人印象深刻的逃生行為。” “它們對水中的干擾非常非常敏感,例如接近的捕食者造成的干擾。”

一旦橈足類動物檢測到這些干擾,它們可以以每秒超過自身體長 500 倍的距離游泳。 傑梅爾說,相比之下,“獵豹可能每秒只跑 30 個體長。” 如果美國成年男性平均以每秒 500 個體長的速度移動,根據他們的身高,他們將以接近 2,000 英里/小時(3,200 公里/小時)的速度移動。

傑梅爾告訴 LiveScience:“出乎意料的是,即使海馬是緩慢的游泳者,它們在捕獲這些游泳速度非常快、高度躲避的獵物方面也非常有效。”

海馬利用它們拱形的脖子作為彈簧,向前轉動頭部並捕捉獵物。 這將它們抓住獵物的距離限制在脖子的長度範圍內,大約 0.04 英寸(1 毫米)。 然而,海馬仍然可以足夠接近橈足類動物以捕捉它們。

傑梅爾說:“我們發現它們捕捉橈足類動物的成功率超過 90%,這對於任何型別的捕食者來說都非常有效,更不用說對於如此難以捉摸的獵物了。”

為了 выяснить 這些魚是如何捕捉獵物的,研究人員對矮海馬Hippocampus zosterae進行了實驗,這種海馬原產於巴哈馬群島和美國,長度僅約 1 英寸(2.5 釐米)。 他們將這些魚和橈足類動物懸浮在裝有空心玻璃珠的水中,這些玻璃珠的直徑約為人類頭髮平均直徑的六分之一。 他們將雷射照射到水中,照亮了這些珠子。

透過分析當海馬捕食橈足類動物時珠子的移動方式,科學家們可以推斷出它們如何在三個維度上使水流過它們周圍。 他們發現,當捕食者接近獵物時,海馬口鼻周圍的水幾乎不動,這有助於海馬在不被察覺的情況下靠近。

海馬似乎透過其嘴位於長口鼻末端的方式來實現這種隱身。 傑梅爾說:“這使其頭部呈狹窄形狀。” “這與船舶和船隻有三角形船首的原因相同——這使得它們更容易在流體中移動,從而減少阻力和干擾。”

傑梅爾及其同事盛建和愛德華·巴斯基於 11 月 26 日在《自然通訊》雜誌上線上詳細介紹了他們的發現。

海馬的親戚,如海龍海馬,也擁有長而窄的口鼻頭部,因此也可能受益於研究人員所稱的“流體動力隱身”。 相比之下,傑梅爾和他的同事發現,頭部相對鈍的魚類,如斑馬魚,可以透過在靠近獵物時吸入水來捕捉橈足類動物。 傑梅爾說:“它們吸入水的速度與它們向前移動的速度大致相同,因此它們不會將大量水推到它們面前的獵物身上。”

傑梅爾說,未來的研究可以調查海馬頭部結構是否也能提高流體動力隱身效能。

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大眾科學. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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